一种球形导流罩叶轮的制作方法

本发明涉及一种叶轮，特别是一种混流机的球形导流罩叶轮。

背景技术：

现有的混流叶轮机的轮毂的迎风面为平面或者凹面，叶轮在使用的过程中，混流叶轮机的全压较低、风机效率较低、轴功率较高，导致风机的效率不够高，从而导致产生能耗相对较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于混流叶轮机的新型叶轮。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种球形导流罩叶轮，包括叶轮，所述叶轮包括轮毂、设置在所述轮毂侧面的若干个叶片，所述轮毂的上端面设置有导流罩，所述导流罩的沿所述轮毂的轴线方向的截面均呈弓形，所述弓形的圆弧开口朝向所述轮毂的上端面，所述弓形的圆弧为劣弧，所述叶轮的直径为d，导流罩的高度为l，l＝(0.1～0.2)d，所述轮毂沿其轴线方的截面呈圆台形，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为25°～32°，所述圆台形面积较小的端面为所述轮毂的上端面，所述导流罩的底部边缘连接所述轮毂的上端面边缘。

作为上述技术方案的进一步改进，所述轮毂沿其轴线方的截面呈圆台形，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为25°～32°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为28°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导流罩的壁厚为1.5毫米。

作为上述技术方案的进一步改进，所述弓形的圆弧半径为r，所述r＝40～240mm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述l小于或等于150mm。

本发明的有益效果是：一种球形导流罩叶轮，包括叶轮，所述叶轮包括轮毂、设置在所述轮毂侧面的若干个叶片，所述轮毂的上端面设置有导流罩，所述导流罩的沿所述轮毂的轴线方向的截面均呈弓形，所述弓形的圆弧开口朝向所述轮毂的上端面，所述弓形的圆弧为劣弧，所述弓形的圆弧半径为r，所述叶轮的直径为d，导流罩的高度为l，l＝d，能够有效的提高了风机效率、全压、轴功率。

本发明可用于混流叶轮机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的侧面示意图；

图2是本发明的正面结构示意图。

图中，1-轮毂，2-叶片，3-导流罩。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1～图2，一种球形导流罩叶轮，包括叶轮，其特征在于：所述叶轮包括轮毂1、设置在所述轮毂1侧面的若干个叶片2，所述轮毂1的上端面设置有导流罩3，所述导流罩3的沿所述轮毂1的轴线方向的截面均呈弓形，所述弓形的圆弧开口朝向所述轮毂1的上端面，所述弓形的圆弧为劣弧，所述叶轮的直径为d，导流罩3的高度为l，l＝(0.1～0.2)d，所述轮毂1沿其轴线方的截面呈圆台形，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为25°～32°，所述圆台形面积较小的端面为所述轮毂1的上端面，所述导流罩3的底部边缘连接所述轮毂1的上端面边缘。

作为上述技术方案的进一步改进，所述轮毂1沿其轴线方的截面呈圆台形，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为25°～32°。

进一步作为优选的实施方式，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为28°。

进一步作为优选的实施方式，所述导流罩3的壁厚为1.5毫米。

进一步作为优选的实施方式，所述弓形的圆弧半径为r，所述r＝40～240mm。优选的，r＝146mm。

进一步作为优选的实施方式，所述l小于或等于150mm。

本实施例中，d为750mm。

在实际设计中，需要考虑到，轮毂1沿其轴线方的截面呈圆台形，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角的大小，该夹角大小对不同流量下的全压具有影响，同时，在设计的过程中需要考虑到导流罩3的半径、导流罩3的高度对风流经风叶的影响，而且，导流罩3的尺寸变化对轮毂1表面的风的流动同样具有影响，因而以上的尺寸数据的变化是相互关联的。

由于同一台风机在不同工况下都会表现出不同的性能，对现有的没有导流罩3、轮毂1没有锥度下的混流机叶轮在不同工况下进行数据测量，轮毂1没有锥度是指所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为零度。实测数据如表1所示。

表1：

如下表2所示，为在上述表1的混流机叶轮添加以导流罩3进行实验测试，该叶轮的直径为d，该导流罩3的高度为0.1d。

表2：

如下表3所示，为在上述表1的混流机叶轮添加以导流罩3进行实验测试，该叶轮的直径为d，该导流罩3的高度为0.15d。

表3：

如下表4所示，为在上述表1的混流机叶轮添加以导流罩3进行实验测试，该叶轮的直径为d，该导流罩3的高度为0.2d。

由上述表1-表4，可以得出在添加导流罩3时，在各个工况点基本保持容积流量不变时，能够有效的提高轴效率、轴静效率，能够降低叶轮功率，从而降低能耗。

所述导流罩3的沿所述轮毂1的轴线方向的截面均呈弓形，所述弓形的圆弧开口朝向所述轮毂1的上端面，所述弓形的圆弧为劣弧，此时能够有效的提高叶轮的性能，当该弓形为优弧时，在各个工况点基本保持容积流量不变时，该叶轮的轴静效率、轴效率会在上述表4的基础上下降，而且叶轮的功率会有所提高，全压与静压基本持平，如此，叶轮的能耗将有所提高。

在表1的实验的基础上，在表1对应的实施方式上，对该轮毂1添加以锥度下的混流机叶轮在不同工况下进行数据测量，轮毂1具有锥度是指所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角，在不添加导流罩3的情况下，改变所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角进行实验。

在不添加导流罩3，当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为25°时，如下表5所示。

表5：

在不添加导流罩3，当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为28°时，如下表6所示。

表6：

在不添加导流罩3，当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为32°时，如下表7所示。

表7：

在不添加导流罩3，当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为35°时，如下表8所示。

表8：

在不添加导流罩3，当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为38°时，如下表9所示。

表9：

有上述表1、表5-表9可得，当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角时，能够有效的提高全压、静压、轴效率、轴静效率，能够降低叶轮功率，而在所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为35°时，具有全压、静压、轴效率、轴静效率具有最大值，而叶轮的功率以为表1、表5-表9当中最低对应工况点中最低，因而当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为35°时，叶轮的性能最优。

因而，根据上述表1-表9可合理地假设，当混流机叶轮添加导流罩3与所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角时，即混流机叶轮添加导流罩3与叶轮的轮毂1具有锥度时，该叶轮的性能能够更优，而当该叶轮的直径为d，该导流罩3的高度等于0.2d、混流机叶轮添加导流罩3与所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为35°时应该为最优的实施方式，为验证上述假设，进行如下实验。

如下表10所示，采用导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为28°时的实验数据。

表10：

如下表11所示，采用导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为28.5°时的实验数据。

表11：

如下表12所示，采用导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为29°时的实验数据。

表12：

如下表13所示，采用导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为29.5°时的实验数据。

表13：

如下表14所示，采用导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为27.5°时的实验数据。

表14：

而经过实验可得，在导流罩3高度采用0.2倍叶轮直径，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为25°、25.5°、26°、26.5°、27°时，全压、静压的在相应的工况下，波动的数值不超过5％，轴效率、轴静效率在相应的工况下，波动不超过1％，叶轮功率在同样的工况下的功率的波动不超过0.5kw，结合上述表10-表14，该叶轮在在导流罩3采用0.2倍叶轮直径，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为25°-29.5°时，叶轮的性能稳定，而且该叶轮的效能相对于传统不添加导流罩3、以及轮毂1不具备锥度的叶轮具有明显的性能进步。

对导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径，所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为35°是进行实验测量，实验数据如下表15所示。

表15：

如上表15所示，当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为35°时，而且导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径时，该叶轮的性能在上述表1-表15中，达到峰值。

但是在实际生产中，生产、制造、装配等各个工序均有可能存在误差的。

如下表16所示，为当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为35.5°，导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径时的实验数据。

表16：

如下表17所示，为当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线具有夹角为34.5°，导流罩3高度等于0.2倍叶轮直径时的实验数据。

由上述表15-表17，在实际生产中，生产、制造、装配等各个工序均有可能存在误差的，而为当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角产生0.5°的误差则轴效率、轴净效率降低较多，而且轴功率增大较多，从而在添加导流罩3下的叶轮当所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为35°±0.5°时，叶轮的性能的变化较大，而且变化后的叶轮的性能均低于在所述圆台形的母线与所述圆台形的中轴线的夹角为25°-29.5°时的性能。

经过实验，在导流罩3的高度采用0.1倍叶轮直径，相比导流罩3采用0.2倍的直径时，轴效率、轴静效率降低，叶轮的功率有所提高。

在本实施例中，该叶轮的叶片2均布与轮毂1的外侧面上，叶片2与水平面具有倾斜的夹角，该叶片2的表面为曲面，每一个叶片2的倾向方向一致。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。