[发明专利]半开式叶轮的减重结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半开式叶轮的减重结构，属于机械结构技术领域。

背景技术

在已有技术中，高速离心风机或压缩机多采用半开式叶轮，这种叶轮由叶片和轮盘构成，叶片与轮盘一体成型，可通过精铸或铣来制成。

从叶轮的受力来看，其主要受旋转所产生的离心力影响，从力分布来看，有两个高应力区，一个在叶轮的中心通孔内，另一个在叶根倒角处。因此中心通孔的几何结构对于叶轮的结构强度和使用寿命有着关键的作用。当大流量的叶轮压比超过3时，需要很高的转速。而离心力与转速的平方成正比，也就意味着叶轮的受力急剧攀升，对结构的要求更加苛刻。

另一方面，离心力也与叶轮的质量成正比。已有技术中，叶轮的中心通孔常采用定常直径，受限于叶轮头部，通孔的直径必定要小于叶轮头部的直径，而此直径，相对于轮背的直径则过小。叶轮的质量大，则其结构强度差，转动惯量大，动态响应能力也差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种半开式叶轮的减重结构，该结构承载能力强，使用寿命长，转动惯量小，动态响应能力强，可有效满足大流量高压比的性能要求，生产成本低。

按照本发明提供的技术方案，一种半开式叶轮的减重结构，包括中心设有中心通孔的轮盘和设置在轮盘正面的叶片组；特征是：所述中心通孔包括靠近轮盘正面的上段、中段和靠近轮盘背面的下段，上段的孔径小于下段的孔径，下段和下段之间以斜面过渡。

所述轮盘的外径为D，中心通孔上段的孔径为r，下段的孔径为R，下段的长度为L，且0.03D≤r≤0.05D，0.1D≤R≤0.15D，0.15D≤L≤0.25D。

在所述轮盘的背面中部设置凸台，凸台表面设有销孔。

所述叶片组包括多个大叶片和多个小叶片，分别以轮盘中心呈中心对称均匀分布，大叶片和小叶片依次间隔设置。

所述凸台与轮盘背面连接处采用倒角过渡。

所述叶片组与轮盘一体成型，在大叶片和小叶片的根部设置倒角。

本发明结构简单，由于采用变直径的中心通孔，靠近轮盘背面的通孔直径更大；同一通孔，采用变直径时，其最大直径是最小直径的三倍以上；通孔面积越大，则叶轮质量越小，同等条件下，质量可减小5%左右；结构强度高，由于离心力与质量成正比，负载变小，转动惯量降低，叶轮启动时，加速度快，动态响应性能好，产品竞争力也更强。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明结构的A-A视图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图2所示：所述半开式叶轮的减重结构包括叶片组1、大叶片1-1、小叶片1-2、倒角1-3、轮盘2、凸台2-1、销孔2-2、中心通孔3等。

如图1、图2所示，本发明包括中心设有中心通孔3的轮盘2和设置在轮盘2正面的叶片组1，在轮盘2的背面中部设置凸台2-1，凸台2-1与轮盘2背面连接处采用大直径倒角过渡；在所述凸台2-1的表面设有销孔2-2，销孔2-2内嵌入销，可有效传递扭矩；

如图1所示，所述叶片组1包括8个大叶片1-1和8个小叶片1-2，分别以轮盘2中心呈中心对称均匀分布，大叶片1-1和小叶片1-2依次间隔设置；

所述叶片组1与轮盘2一体成型，在大叶片1-1和小叶片1-2的根部设置倒角1-3；

所述中心通孔3包括靠近轮盘2正面的上段、中段和靠近轮盘2背面的下段，上段的孔径小于下段的孔径，下段和下段之间以斜面过渡；

所述中心通孔3上段的孔径r=32mm，下段的孔径R=110mm，下段的长度L=150mm，轮盘2的外径为800m。

本发明结构简单，由于采用变直径的中心通孔，靠近轮盘背面的通孔直径更大；同一通孔，采用变直径时，其最大直径是最小直径的三倍以上；通孔面积越大，则叶轮质量越小，同等条件下，质量可减小5%左右；结构强度高，由于离心力与质量成正比，负载变小，转动惯量降低，叶轮启动时，加速度快，动态响应性能好，产品竞争力也更强。