一种向叶轮进口前端引回流的离心风机的制作方法

本发明涉及离心风机，具体是一种向叶轮进口前端引回流的离心风机。

背景技术：

1、离心风机是一种利用离心叶轮对气体加功，提高气体压力及排送气体的流体机械。在离心风机中，气体从轴向进入叶轮，流经叶轮时改变成径向，静压和动能得以增大，接着进入扩压器，流速随通流面积增大而减小，动能进一步转化为静压，然后由蜗壳收集后排出。

2、离心风机一般根据给定的压力和流量进行设计，运行中由于其所处的管网阻力特性变化，实际工况点可能在设计点、也可能在非设计工况点，通常采用性能曲线描述其不同工况下的特性。例如，风机在给定进气状况和转速等条件下运行时，其排气压力p与进口流量q之间的关系形成压力曲线p＝f(q)。

3、离心风机在小流量区、即性能曲线的左支上工作是不稳定的。原因在于气体流经叶轮及扩压器等单元时，流量较小时容易发生旋转失速、甚至喘振。因此，通常在风机设计时尽可能扩大性能曲线右支部分的稳定运行区域，同时也有必要尽量改善风机在小流量区域的工作性能。

4、引回流是风机运行中的一种调节方式，即：从风机出口端引出一支旁通管线、接回到风机进气端，旁路上设有阀门。要减小风机供气流量时，就打开旁通阀门，将出口端一部分气体引回到风机进口。这种方法在不改变风机流量特性的同时，避开了它在小流量区域的运行，适用于风机吸口与管网系统相连接的场合；而对于吸口敞开于大气的风机，通常将过剩气体放空，往往造成能量浪费和噪音污染。

5、针对上述问题，我们提供了一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，以解决上述所提到的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，本发明对引回流的方法及结构进行改进，既适用于风机吸口连接管网系统的情况，也可用于吸口敞开于大气的风机。该方法既可对风机供气流量进行调节，也能在一定程度上改善风机在小流量区域运行的稳定性，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，包括离心风机本体，离心风机本体包括主轴、叶轮、进气管、轮盖、扩压器、蜗壳和回流器等，所述主轴的轴端伸入蜗壳里面，叶轮安装主轴伸入蜗壳的轴端上，所述进气管安装在蜗壳的连接端面上，所述扩压器构成叶轮出口与蜗壳入口之间的气流通道；

4、所述回流器与进气管的出口处于同一端面，所述端面位于叶轮进口前端并对叶轮进口形成覆盖，所述回流器的出口通道内设置一列环形分布的导流叶栅，回流器出口朝向叶轮进口，运行时在叶轮进口附近形成回流入射区，所述风机本体的排气端引出一支通向回流器的旁通管，旁通管上设置有阀门；

5、更进一步的，所述叶轮采用拉杆与主轴进行联接并通过螺母进行锁紧。

6、更进一步的，所述叶轮为闭式结构或半开式结构。

7、更进一步的，所述叶轮为半开式结构，所述轮盖装在蜗壳里面，轮盖内表面与叶轮的叶片外缘相配合、构成叶轮流道，所述配合处留有间隙

8、更进一步的，所述旁通管上安装有气体冷却器。

9、更进一步的，所述叶轮为离心叶轮或斜流叶轮的一种。

10、更进一步的，所述回流器出口面积ad与叶轮进口面积a1之间保持一定的比例关系，回流口面积系数ka＝ad/a1；所述进气管出口对叶轮进口构成一定的覆盖，设进气管出口面积为ab，覆盖度k＝1-ab/a1；设进气管吸入气体容积流量为qs1，由回流器逸入叶轮进口的气体容积流量为qd1，回流比kq1＝qd1/qs1，运行时可获得的回流比kq1与叶轮进口覆盖度k及回流口面积系数ka值有关，覆盖度增大，可获得的回流量就会增加。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、1、本发明通过将风机回流器与进气管的出口设置在同一端面，该端面对叶轮进口形成一定的覆盖度；回流器出口相较于叶轮进口保持一定的面积系数，在叶轮进口规划出相应的回流入射区，出口通道内设置一列环形分布的导流叶栅。同时从风机排气端引出一支通向回流器的旁通，在该旁路上设置阀门，需要对回流气体进行冷却时还设有气体冷却器。

13、2、本发明设计在风机运行过程中，主轴带动叶轮旋转，旁通阀关闭时，叶轮吸入来自进气管的气体，叶轮进口覆盖度k値越大，叶轮内部(尤其是上游区域)偏流损失越大，同时由于回流器作为与叶轮进口相通的缓冲容积，在近喘振工况允许失速气体涌入其中和重新进入叶轮，从而缓解喘振发生，也有助于阻止偏流的形成和抑制偏流损失，使风机在小流量区域运行的稳定性得到改善。

14、3、本发明设计在风机运行过程中，打开旁通阀后，风机排气端的一部分气体由旁路返流至回流器，经叶栅分配和整流后导向叶轮进口，在旁通阀开度一定情况下，回流口面积系数ka値大小在很大程度上决定了回流量的变动范围；叶轮同时吸入来自进气管和回流器的两股气流，加压后排入扩压器，然后由蜗壳收集和排入管网系统。相对于管网系统的使用流量而言，加大了流经风机叶轮、扩压器、蜗壳等单元的运行流量，从而使风机在小流量区域的应用范围得以向下拓展。

技术特征：

1.一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，包括离心风机本体，离心风机本体包括主轴(1)、叶轮(2)、进气管(5)、轮盖(7)、扩压器(9)、蜗壳(8)和回流器(6)，所述主轴(1)的轴端伸入蜗壳(8)里面，叶轮(2)安装主轴(1)伸入蜗壳(8)的轴端上，所述进气管(5)安装在蜗壳(8)的连接端面上，所述扩压器(9)构成叶轮(2)出口与蜗壳(8)入口之间的气流通道，其特征在于：所述回流器(6)与进气管(5)的出口处于同一端面，所述端面位于叶轮(2)进口前端并对叶轮(2)进口形成覆盖，在叶轮(2)进口附近构成回流入射区，回流器(6)的出口通道内设置一列环形分布的导流叶栅，所述风机本体的排气端引出一支通向回流器(6)的旁通管(10)，旁通管(10)上设置有阀门(11)。

2.根据权利要求1所述的一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，其特征在于，所述叶轮(2)采用拉杆(3)与主轴(1)进行联接并通过螺母(4)进行锁紧。

3.根据权利要求1所述的一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，其特征在于，所述叶轮(2)为闭式结构或半开式结构。

4.根据权利要求3所述的一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，其特征在于，所述叶轮(2)为半开式结构，所述轮盖(7)装在蜗壳(8)里面，轮盖(7)内表面与叶轮(2)的叶片外缘配合、构成叶轮流道，所述配合处留有间隙。

5.根据权利要求1所述的一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，其特征在于，所述旁通管(10)上安装有气体冷却器(12)。

6.根据权利要求1所述的一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，其特征在于，所述叶轮(2)为离心叶轮或斜流叶轮的一种。

7.根据权利要求1～6任意项所述的一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，其特征在于，所述回流器(6)出口面积ad与叶轮(2)进口面积a1之比称为回流口面积系数，即ka＝ad/a1；所述进气管(5)出口直径小于叶轮(2)进口外缘直径，进气管的出口端面对叶轮进口构成覆盖，设进气管出口面积为ab，叶轮进口覆盖度k＝1-ab/a1；设进气管吸入气体容积流量为qs1，由回流器逸入叶轮进口的气体容积流量为qd1，回流比kq1＝qd1/qs1。

技术总结
本发明公开了一种向叶轮进口前端引回流的离心风机，涉及离心风机技术领域，包括离心风机本体，离心风机本体包括主轴、叶轮、进气管、轮盖、扩压器、蜗壳和回流器等；回流器与进气管的出口处于同一端面，所述端面位于叶轮进口前端并对叶轮进口形成覆盖，回流器的出口朝向叶轮进口、并在出口通道内设置一列环形分布的导流叶栅；离心风机本体的排气端引出一支通向回流器的旁通管，旁通管上设置有阀门；本发明对引回流的方法及结构进行改进，既适用于风机吸口连接管网系统的情况，也可用于吸口敞开于大气的风机，该方法既可对风机供气流量进行调节，也能在一定程度上改善风机在小流量区域运行的稳定性。

技术研发人员：苏春模,李旭
受保护的技术使用者：湖南透博工业设计有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14