[实用新型]一种复合混流式叶轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种叶轮，它是在一条流道内,由一个离心或混流式叶轮和至少一个的轴流式叶轮共轴或联轴串联所构成的复合混流式叶轮，属于流体机械转子动力学领域，主要应用于液体或气体的透平或引流和增压，还可用于采用气液两相工质交相混合的水洗式空气净化器。

背景技术

叶轮是流体动力机械实现流体与机械进行能量转换和传递的核心部件，通过它可以将流体的动能经过叶轮转换为转矩输出，实现透平功能，如水轮机、汽轮机和涡轮机等；也可以通过它将原动机传输给叶轮轴的转矩经过叶轮的叶片转换为流体的动能，实现对流体的引流和增压的目的，如水泵、风机和气体压缩机等。叶轮的型式主要有轴流式、离心式、混流式和涡轮式等。

轴流式叶轮主要由叶轮轴、轮毂和叶片构成，轴流式的水轮机和水泵、电风扇、空调外机风扇等都是采用轴流式的叶轮，相比离心式和混流式叶轮，除汽轮机和燃气轮机的叶轮相当于是采用多级轴流式的叶轮串联构成因而其总叶片数较多外，一般采用轴流式叶轮的水轮机、水泵和电风扇的叶片数相对较少，每片叶片的面积和叶片间的间歇较大，因此适合在流量较大和压强较低的流体动力参数下采用。流体通过轴流式叶轮时保持沿叶轮轴线的方向不变，因此轴流式叶轮能够作多级的同轴串联组合，也可以与一个离心或混流式的叶轮构成本实用新型所述的一种复合混流式的叶轮。

离心式叶轮主要由叶片、曲线型前盘和平板后盘构成，作轮机工况运行时，流体从叶轮的径向进入从轴向流出，与作轮机工况运行时相反，作泵工况运行时，流体从叶轮的轴向进入从径向流出。无论作哪种工况运行，流体的流向都发生了改变。相对一般轴流式叶轮而言，离心式叶轮的叶片数较多，叶片的间歇较小，因此过流量较小，在高压强的流体动力参数下比轴流和混流式叶轮具有较高效率的运转特性，当输入或要求输出的流体压强较高和流量较小时，适合采用离心式叶轮。

传统的混流式叶轮是采用一种有子午加速特点的扭曲翼形叶片，其高效运转特性区所对应的流体动力参数介于离心和轴流式叶轮之间，流体经过混流式叶轮时其流向也要发生与离心式叶轮同样的改变。

由于流体通过离心或混流式叶轮时从流入到流出其方向发生了90°的改变，因此不适合用于同流道共轴或联轴组成包括两级及以上的串联组合。

现有流体动力机械的叶轮都是单一型式的，它们只在相对窄小的流体动能参数区间内运行时具有较高的效率，偏离该区间后其运转效率则大大降低，使其适用的流量和压强范围受到一定的局限；离心或混流式叶轮不适合在一条流道作两级及以上的同轴串联，流体通过叶轮时只经过一次的能量转换，作轮机工况运行时，尤其是在流体压强越高时，难以使流体的动能得到充分的转换，导致能源的浪费；作泵工况运行时，其吸出高度完全受大气压强的控制，导致机组的安装高程因受叶轮吸出高度的控制而影响机组安装场址的选择。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有叶轮存在的不足，提出一种由一个离心或混流式叶轮和至少一个的轴流式叶轮在一条流道内共轴或联轴串联所构成的复合混流式叶轮，通过增加流体与叶轮的能量转换次数，以及结合利用离心或混流式叶轮和轴流式叶轮不同的最优工况特性，使复合混流式叶轮具有比各种单一型式的叶轮宽阔的高效运转特性区间、高的综合运转效率、宽广的流量压和强适用范围；以及提高作液体泵运行时离心或混流式叶轮的安装高程；还可用于实现气液两相工质的交相混合。

本实用新型的技术方案是，所述的复合混流式叶轮包括一个离心或混流式的叶轮和至少一个的轴流式叶轮以及一根公共的叶轮轴，其结构特点是，在同一条流道内，将一个离心或混流式的叶轮和至少一个的轴流式的叶轮用一根公共的叶轮轴串联安装而构成，一根公共的叶轮轴包括是整体的，还包括是由各叶轮彼此单独的轴作同轴线的串联联接而构成的，且轴流式叶轮位于离心或混流式叶轮的前盘口外一侧，离心或混流式叶轮的叶片和轴流式叶轮的叶片的倾角方向保证其所产生的转矩是同向的；作液体泵使用时，靠近离心或混流式叶轮的一级轴流式叶轮与离心或混流式叶轮间的最大距离小于但接近轴流式叶轮的扬程与离心或混流式叶轮的吸出高度值之和，作轮机运行时的最小距离为靠近离心或混流式叶轮的一级轴流式叶轮紧贴于离心或混流式叶轮前盘口的外侧；复合混流式叶轮轴可采用共轴或齿轮或皮带等方式与原动或从动设备联接。

以下对本实用新型做进一步的说明。