一种扩压器结构的制作方法

本申请公开一般涉及机械领域，具体旋转机械，尤其涉及扩压器结构。

背景技术：

目前，在离心压缩机、鼓风机、空压机等旋转机械中，一般都会在叶轮出口位置设计一扩压器结构，该扩压器的功用主要是使从叶轮中出来的流体减速，将动能有效的转化为压力能。

扩压器一般分为无叶扩压器、叶片扩压器及直壁形扩压器三种。

无叶扩压器常见的是由两个平壁构成的环形通道组成，其结构接单，造价低，性能曲线平坦，稳定工况范围较宽，能够得到广泛应用。但是，因气流方向角基本不变，流动路程较长，摩擦损失大；且在设计工况下，其效率低于叶片扩压器，特别在气流方向角很小时显得更明显。

若在无叶扩压器的环形通道中，沿圆周装以均匀分布的叶片，就成为叶片扩压器，该叶片一般都是固定在通道中间，它实质上就是一个静止的环形叶栅。叶片扩压器有扩压程度大，尺寸小的优点，在设计工况下的损失比无叶扩压器的小。在设计工况下其效率约比无叶扩压器高3～5％。但是由于叶片是固定的，变工况时冲击损失较大，效率下降明显，特别是当冲角过大时，流道中易产生严重的分离，会导致喘振的发生。当压缩机流量减小时，往往在叶片扩压器中首先出现流动恶化，而引起整个压缩机的喘振。

直壁形扩压器也是叶片扩压器的一种，其叶片间形成的通道有一段接近直线形。人们往往把这种扩压器作为一个单独通道来研究，故又称“通道形扩压器”。在这种扩压器中流动情况好，损失小，但由于结构复杂，加工麻烦，其性能虽有所改善，但并不明显，故用的不多。

鉴于以上三种扩压器的优缺点，急需提出一种既在设计工况有较高效率，又有较宽范围的稳定工况，且加工简单的扩压器结构。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可以保证与气体气流方向角相匹配，实时保证压缩机处于最高能效点的扩压器结构。

根据本公开的第一方面，提供了一种扩压器结构，包括支座、主动齿轮、从动齿轮和叶片，所述支座设有朝上设置的第一安装面和朝下设置的第二安装面，所述主动齿轮和所述从动齿轮可转动连接在所述第一安装面上，所述主动齿轮上设有驱动机构，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合连接，所述从动齿轮上可转动连接导杆，所述导杆由所述第一安装面贯穿至所述第二安装面并且在端部连接所述叶片，所述叶片可转动连接在所述第二安装面上。

优选地，所述从动齿轮为多个，多个所述从动齿轮沿所述主动齿轮的周向设置，每个所述从动齿轮均通过各自的所述导杆连接叶片。

优选地，所述驱动机构包括驱动齿条、驱动齿轮和驱动轴，所述驱动齿条设置在所述主动齿轮上，所述驱动齿轮与所述驱动齿条啮合连接并由所述驱动轴驱动转动。

优选地，所述驱动齿条呈弧形设置在所述主动齿轮上，所述驱动齿轮为锥形齿轮。

优选地，所述驱动轴通过第一连接键与所述驱动齿轮连接，并在伸出所述驱动齿轮的一端通过第一紧固件与所述驱动齿轮紧固。

优选地，所述导杆通过第二连接键与所述从动齿轮连接，并在伸出所述从动齿轮的一端通过第二紧固件与所述从动齿轮紧固。

优选地，所述导杆穿过所述叶片，在伸出所述叶片的一端通过第三紧固件与所述叶片紧固。

优选地，所述叶片上设有腰形孔，所述导杆上设有与所述腰形孔相配合的腰形结构，所述腰形结构与所述腰形孔间隙配合。

优选地，所述支座上可转动连接有凸台，所述凸台卡接在所述主动齿轮的内圈。

优选地，所述主动齿轮的内圈设有至少两个凹陷，所述凸台的外周设有至少两个凸起，所述凸起与对应的所述凹陷卡接。

优选地，所述叶片的形状为翼形。

优选地，所述叶片的转动角度在0～20度之间。

优选地，所述叶片的转动角度在0～15度之间。

优选地，所述叶片包括位于进气位置的前缘和位于出气位置的尾缘，所述前缘和所述尾缘之间为弦长，所述叶片的厚度沿所述弦长变化。

优选地，所述叶片的最大厚度处位于0.3～0.5倍弦长的位置处。

根据本申请的扩压器结构，由于叶片是可旋转的，当压缩机负荷变化时，可以调整叶片的安装角，使它与从叶轮出来的气体气流方向角相匹配，可以实时保证压缩机处于最高能效点。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1根据本发明实施例的扩压器结构的主视图；

图2根据本发明实施例的扩压器结构的后视图；

图3根据本发明实施例的扩压器结构的主动齿轮和从动齿轮的转动结构示意图；

图4根据本发明实施例的扩压器结构的驱动机构的结构示意图；

图5根据本发明实施例的扩压器结构的导杆和从动齿轮的安装结构示意图；

图6根据本发明实施例的扩压器结构的主动齿轮和从动齿轮的啮合结构示意图；以及

图7根据本发明实施例的扩压器结构的叶片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。请注意，附图中的箭头为空气的流动路径。

请参考图1-图7，其示出了根据本发明实施例的扩压器结构。如图1和图2所示，扩压器结构包括支座1、主动齿轮2、从动齿轮3和叶片5。支座1设有朝上设置的第一安装面11和朝下设置的第二安装面12，主动齿轮2和从动齿轮3可转动连接在所述第一安装面上11，主动齿轮2上设有驱动机构4，驱动机构4驱动主动齿轮2转动。从动齿轮3与主动齿轮2啮合连接，从而，将主动齿轮2的转动传递到从动齿轮3。从动齿轮3上可转动连接导杆7，从而进一步将转动传递到导杆7，导杆7由第一安装面11贯穿至第二安装面12并且在端部连接叶片5，叶片5可转动连接在第二安装面12上。导杆7可以带动叶片5在第二安装面12上转动，叶片5的转动可以在压缩机负荷变化时，调整角度，使得叶片5的角度能够与从叶轮出来的气体气流方向角相匹配，实时保证压缩机处于最高能效点。

优选地，从动齿轮3为多个，多个从动齿轮3沿主动齿轮2的周向设置，每个从动齿轮3均通过各自的导杆7连接叶片5。

如图3所示，驱动机构4包括驱动齿条41、驱动齿轮42和驱动轴43，驱动齿条41设置在主动齿轮2上，驱动齿轮42与驱动齿条41啮合连接并由驱动轴43驱动转动。转动驱动轴43，驱动齿轮42随之转动，由于驱动齿轮42与驱动齿条41啮合，所以驱动齿条41可以带动与之固定的主动齿轮2转动。

优选地，为了便于驱动主动齿轮2，驱动齿条41呈弧形设置在主动齿轮2上，并与主动齿轮2的弧度相一致。由于驱动齿条41呈弧形，驱动齿条41上的齿会朝向主动齿轮2的中心设置，因而驱动齿轮41应选择锥形齿轮与之配合。为便于加工，驱动齿条和驱动齿轮一般为直齿即可，模数一般选取1～3mm，模数选择太大会造成整个机构比较庞大，模数选择较小会造成齿轮强度不够，因此模数优选1.5～2mm即可。

如图4所示，驱动轴43通过第一连接键431与驱动齿轮42连接，以防止驱动轴43的轴向窜动。驱动轴43穿过驱动齿轮42，并伸出驱动齿轮42，驱动轴43在伸出驱动齿轮42的一端设有外螺纹，并在此端通过第一紧固件433，例如螺母，与驱动齿轮42紧固。第一紧固件433和驱动齿轮43之间可以设有第一平垫片432，以增大第一紧固件433和驱动齿轮42之间的安装的接触面积以及安装造成的损伤。当然，驱动轴43与驱动齿轮42的连接方式并不仅限于此，还可以采用驱动轴43与驱动齿轮42为一体式的结构。

如图5所示，导杆7通过第二连接键71与从动齿轮3连接，以防止导杆7的轴向窜动。导杆7穿过从动齿轮3，并伸出从动齿轮3。导杆7在伸出从动齿轮3的一端设有外螺纹，并在此端通过第二紧固件76，例如螺母，与从动齿轮3紧固。第二紧固件76和从动齿轮3之间可以设有第二平垫片75，以增大第二紧固件76和从动齿轮3之间的安装的接触面积以及安装造成的损伤。当然，导杆7与从动齿轮3的连接方式并不仅限于此，还可以采用导杆7与从动齿轮3为一体式的结构。

优选地，导杆7穿过叶片5，并伸出叶片5，在伸出叶片的一端通过第三紧固件74与叶片5紧固，保证叶片不会轴向移动。

优选地，叶片上设有腰形孔51，导杆7上设有与腰形孔51相配合的腰形结构72，腰形结构72与腰形孔51间隙配合，保证叶片5与导杆7一起转动，又防止了叶片5打转。

如图3所示，支座1上可转动连接有凸台6，凸台6卡接在主动齿轮2的内圈，从而限制主动齿轮2轴向移动。

如图6所示，主动齿轮2的内圈设有至少两个凹陷21，凸台6的外周设有至少两个凸起61，凸起61与对应的凹陷21卡接，并在卡接之后旋转一定角度，即可以卡住主动齿轮2，不让其进行轴向移动，只能周向转动。优选地，凹陷21和凸起61的数量一致为3～4个，并均匀布置在主动齿轮2和凸台6上。

如图7所示，叶片的形状为翼形。叶片数量不宜过多，否则结构不易布置，一般来说底叶片数量可为5～15片，最优的选取9～11片。

优选地，叶片在叶片的转动角度在0～20度之间；最优选，叶片在所述叶片的转动角度在0～15度之间。叶片安装方向需顺着叶轮旋转方向，如箭头所示，当叶轮旋转方向为顺时针时，“0”位表示在流量最小时叶片所处的位置，“100％”位表示流量最大时叶片所处的位置，b即为叶片的转动角度。

优选地，叶片包括位于进气位置的前缘和位于出气位置的尾缘，前缘和尾缘之间为弦长，叶片的厚度沿弦长变化，叶片的最大厚度处位于0.3～0.5倍弦长的位置处，此处的弦长以前缘为起点计算。一般地，在叶片的最大厚度位置处开腰形孔，以与导杆安装。当叶片最大厚度位置不足以加工安装孔时，允许在该位置局部增加一凸起，该凸起外形轮廓为圆形，单边预留1.5～3mm左右即可，最优的选取2mm，加工时不会造成破边，也不会造成流体在经过时产生较大的阻力。

以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。