专利名称：一种风机整体叶轮及其制造方法
技术领域：
本发明涉及通风机技术领域，具体涉及一种风机整体叶轮及其制造方法。背彔技术通风机的能耗、噪音和其核心部件——风扇叶片有着直接的关系，叶片技 术决定了通风机的最终的性能。而通风机叶片与轮毂的连接方式、安装角度以 及加工方法过程上产生的细小偏差，都会给风机的性能带来重大影响。现有通风机的风扇叶片是每一片风叶单独加工，采用扳金、焊接、压铸.等 加工方式单片成型，因为现有的高风压、高风量通风机风扇每片叶片与相邻叶 片在沿叶轮轴向方向投影均有重叠，传统的模具加工方法无法加工整体叶轮， 所以目前风机生产厂家均采用叶片单独成型再通过铆焊工艺固定在轮毂上，此 加工方法因为轮毂与叶片分开加工，在进行组合焊接时受加工误差、叶片安装 角度测量误差、电焊热变形误差、工人加工技术水平等诸多原因影响会造成叶 片变形，叶片角度不精确，从而使风机风扇强度下降、噪音变大、工作效率低、 电能消耗巨大及维修率高。发明内容本发明的目的在于提供一种精度高、强度大、效率高、维修率低的风机整 体叶轮。本发明的另一目的在于提供一种风机整体的制造方法。 为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种风机整体叶轮，包括叶片l、轮毂2、轮辐3、轴承套4，其特殊之处 在于所述叶片l、轮毂2、轮辐3、轴承套4为连接在一起的一次浇铸而成的整体。上述叶轮的任何一个叶片与其相邻的叶片在沿叶轮轴向方向投影均有重叠。上述叶片1为弯掠组合正交型三维扭曲叶片。上述叶片1上端投影与叶片1根部投影交角呈锐角关系。上述风机整体叶轮的制造方法，其步骤如下(1) 制作模具，其型腔形状为弯掠组合正交型三维扭曲整体叶轮；(2) 通过模具的浇口向型腔内注蜡；(3) 型腔内的蜡固化后进行脱模，具体方法为边旋转边提升，以下将此种 脱模方法称为旋开式脱模法，此步骤得到一个整体叶轮的蜡质模型。(4) 将石英砂或陶瓷通过粘结剂均匀的粘覆在腊模表面；(5) 蜡质模型外表审的石英砂或陶瓷与粘结剂硬化后将其放入沸腾的水中 加热，目的是使蜡质模型溶化流出，此步骤得到一个由石英砂或陶瓷构成的整 体叶轮形状的空壳；(6) 将石英砂空壳通过高温加热使固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙 (气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，密度增加，最后成为具有显微结构的致密多晶烧结体；(7) 将熔^>的钢水注入到步骤(6)得到的石英砂空壳的空腔内；(8) 待钢水冷却后，去除石英砂壳即得到最终产品。 与现有技术相比，本发明的优点如下本发明采用的方法省去了叶轮生产加工中的中间环节，可控程度高，设计 数据在加工过程中损失小。 一次浇铸而成的^体叶轮不存在虚焊、铆接不紧等 现有叶轮加工中常见的问题，强度大，安全性好。本发明制作工艺简单，生产成本低廉。采用本发明的理论和方法设计、生产的通风机效率高、噪声低，和国内外同类产品相比，其额定效率提高了 5% 10%，实际运行效率平均提高35%，比 A声级气动噪声降低10 20dB。应用这种理论和方法所设计生产或进行技术改 造的各类风机，节约能源消耗，改善环境状况，提高经济效益效果显著。附阁说明
图1为本发明整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述。参见图l， 一种风机整体叶轮，包括叶片l、轮毂2、轮辐3、轴承套4，所 述叶片l、轮毂2、轮辐3、轴承套4为连接在一起的一次浇铸而成的整体。所 述叶轮的任何一个叶片与其相邻的叶片在沿叶轮轴向方向投影均有重叠，述叶 片1为弯掠组合正交型三维扭曲叶片，叶片1上端投影与叶片1根部投影交角 呈锐角关系。上述风机整体叶轮的制造方法，其步骤如下(1) 制作模具，其型腔形状为弯掠组合正交型三维扭曲整体叶轮；(2) 通过模具的浇口向型腔内注蜡；(3) 型腔内的蜡固化后进行脱模，具体方法为边旋转边提升，以下将此种 脱模方法称为旋开式脱模法，此步骤得到一个整体叶轮的蜡质模型。(4) 将石英砂或陶瓷通过粘结剂均匀的粘覆在腊模表面；(5) 蜡质模型外表面的石英砂或陶瓷与粘结剂硬化后将其放入沸腾的水中 加热，目的是使蜡质模型溶化流出，此步骤得到一个由石英砂或陶瓷构成的整 体叶轮形状的空壳；(6) 将石英砂空壳通过高温加热使固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙 (气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，密度增加，最后成为具有显微结构的致密多晶烧结体；(7) 将熔化的钢水注入到步骤(6)得到的石英砂空壳的空腔内；(8) 待钢水冷却后，去除石英砂壳即得到最终产品。 本发明中的弯掠组合正交型三维扭曲叶片设计是基于集中参数最优控制理论、分布参数最优控制理论、全三维湍流流场正、反问题数值模拟等现代理论， 以流动损失和气动噪声最小为目标，通过叶片弯掠量等多参数控制，利用计算 机进行综合气动、结构优化设计的一种方法。其技术关键是以最合理的叶片前 后弯掠和左右弯掠的组合分布量来控制和保证风机气流方向与风机轴向截面垂 直，以达到最限度地减少气流流动的压力损失和气动噪声。在一般轴流式通风机的气动设计和几何设计中，按常规理论，动、静叶片 的弯掠量不作为设计参数，而在叶片成型时，仅考虑叶片的强度条件，沿基元 叶栅中心积叠。这种设计方法和叶片成型方法无法通过改变叶片力的大小和方 向来控制叶道气流的速度分布，也就无法有效地控制流道内气流的分离、涡流 强度、二次流强度等与流动损失相关的次流流动。弯掠组合正交型三维扭曲叶 片高效低噪轴流通风机的设计是基于集中参数最优控制理论、分布参数最优控 制理论、全三维湍流流场正反问题数值模拟等现代理论，以流动损失和气动噪 声最小为目标，通过叶片弯掠量等多参数控制，利用计算机进行综合气动、结 卞优化设计的一种设计方法。其技术关键是以最合理的叶片前后弯掠和左右弯 掠的组合分布量，来控制和保证风机气流动方向与风机轴向截面垂直，达到最 大限度地减少气流流动的压力损失和气动噪声。相对一般轴流风机而言，其额 定效率可提高10%左右，启动噪声可降低15 20dB(A)。
权利要求
1、一种风机整体叶轮，包括叶片(1)、轮毂(2)、轮辐(3)、轴承套(4)，其特征在于所述叶片(1)、轮毂(2)、轮辐(3)、轴承套(4)为连接在一起的一次浇铸而成的整体。
2、 根据权利要求1所述的一种风机整体叶轮，其特征在于所述叶轮的任 何一个叶片与其相邻的叶片在沿叶轮轴向方向投影均有重叠。
3、 根据权利要求1或2所述的一种风机整体叶轮，其特征在于所述叶片(1)为弯掠组合正交型H维扭曲叶片。
4、 根据权利要求3所述的一种风机整体叶轮，其特征在于所述叶片(1)上端投影与叶片(1)根部投影交角呈锐角关系。
5、 裉据权利要求1所述的一种风机整体叶轮的制造方法，其特征在于所 述制造方法步骤如下(1) 制作模具，其型腔形状为弯掠组合正交型三维扭曲整体叶轮；(2) 通过模具的浇口向型腔内注蜡；(3) 型腔内的蜡固化后进行脱模，具体方法为边旋转边提升，以下将此种 脱模方法称为旋开式脱模法，此步骤得到一个整体叶轮的蜡质模型。(4) 将石英砂或陶瓷通过粘结剂均匀的粘覆在腊模表面；(5) 蜡质模型外表面的石英砂或陶瓷与粘结剂硬化后将其放入沸腾的水中 加热，目的是使蜡质模型溶化流出，此步骤得到一个由石英砂或陶瓷构成的整 体叶轮形状的空壳；(6) 将石英砂空壳通过高温加热使固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙 (气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，密度增加，最后成为具有显微结构的致密多晶烧结体；.(7) 将熔化的钢水注入到步骤(6)得到的石英砂空壳的空腔内；(8) 待钢水冷却后，去除石英砂壳即得到最终产品。
全文摘要
本发明涉及通风机技术领域，具体涉及一种风机整体叶轮及其制造方法。现有通风机的风扇叶片在进行组合焊接时受加工误差、叶片安装角度测量误差、电焊热变形误差、工人加工技术水平等诸多原因影响会造成叶片角度不精确，从而使风机风扇强度下降、噪音变大、工作效率低、电能消耗巨大及维修率高。为了克服上述缺陷，本发明采用的技术方案为一种风机整体叶轮，包括叶片、轮毂、轮辐、轴承套，所述叶片、轮毂、轮辐、轴承套为连接在一起的一次浇铸而成的整体。本发明为一次浇铸而成的，不存在虚焊、铆接不紧等现有叶轮加工中常见的问题，强度大，安全性好，生产成本低廉，节约能源消耗，改善环境状况，提高经济效益。
文档编号B22C9/22GK101235827SQ200810017589
公开日2008年8月6日 申请日期2008年3月3日 优先权日2008年3月3日
发明者刘建国, 苏莫明 申请人:刘建国;苏莫明