一种叶片可调的高效叶轮结构的制作方法

1.本发明涉及离心风机技术领域，特别涉及一种叶片可调的高效叶轮结构。


背景技术：

2.离心通风机中的叶轮在一个螺旋形的外壳内，叶轮安装在轴上，电动机旋转带动轴与叶轮旋转，流体从风机入口进入，经过叶轮流道，叶轮旋转对气体做功，气体从风机出口排出被输送到远处。当叶轮中的气体被排出后，就形成了负压，叶轮进口处的气体被吸入叶轮中，从而使气体连续不断地被吸入和排出。风机是在系统中工作，实际系统阻力难免与理论阻力有偏差，因此实际运行中需要调节风机的工作点以适应系统的阻力需求。常用的风机调节方式为导向器调节和变频调速调节。
3.导向器调节主要是依靠装在风机进口处的导向器来改变气流进入风机叶轮时的方向，从而改变风机的工作特性，达到调节风量的目的。导向器调节时，导向器的开度不同，则风机的性能曲线随之改变，但这种调节方式具有两个缺点：一、当导向器开度减小时，风机效率随之降低；二、当导向器调节至小于50%开度时，风机性能曲线变得越来越陡，风机运行的稳定性随之降低，容易出现风机振动、气流激荡等不利影响。
4.变频调速调节是依靠调节风机转速使其风量和风压同时变化来实现的。这种调节方式主要优势在于系统运行在低于设计工况的部分工况时具有较高的效率。但采用变频调速时也有几个缺点需要权衡考虑：一是变频调速调节需要采购变频电机、变频控制柜或液力耦合器等其他控制设备，提高了整体成本和故障几率；二是变频调速调节只适用于系统需求工况低于设计工况时使用，变频本身并不能提高风机效率，反而因为应用了变频控制柜、液力耦合器等设备降低了整机的效率；三是频调速调节时风量、风压均随转速变化，且风压变化趋势较大，风量变化相对较小，对性能调节不均匀；此外，采用变频控制柜、液力耦合器等设备必然降低了整机的效率；四是变频调速过程中一旦出现的风机与基础或系统设备出现共振现象，则对整个系统的安全运行存在不利影响。
5.当风机设计参数与系统实际工况偏差不大，流量或压力中某一参数满足要求，只需调节另一参数时，即压力参数满足设计要求，通风机流量不满足要求的场合，或流量参数满足设计要求，通风机压力不满足要求的场合，前述两种调节方法并不能很好的满足使用要求，通常要调整系统阻力的方式如调整设备布局、调整阀门进行节流等，或变频与导向器配合使用进行调节，会造成离心通风机偏离高效区、效率下降、系统工况偏离等不利影响。
6.而当风机设计参数低于系统实际需要的参数时，前述两种调节方法均无法调节，只能采用同时更换叶轮、主轴、进风口的方式，甚至必须更换整机及所配电机、变频器或液力耦合器等设备的方式，才能达到满足系统实际需要的目的，改造成本高、工期长，更严重的是因此而造成的系统减产，甚至整套设备无法正常运行。


技术实现要素：

7.为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种叶片可调的高效叶轮结
构。
8.本发明提供的一种叶片可调的高效叶轮结构，采用如下的技术方案：一种叶片可调的高效叶轮结构，包括进风口结构和叶轮，所述进风口结构包括锥形筒、圆筒一、圆筒二和弧形筒，所述锥形筒与圆筒一连接，所述圆筒一通过螺栓与圆筒二连接，所述圆筒二与弧形筒连接，所述叶轮包括前盘、叶片、固定衬板、后盘和轴盘，所述前盘设置在叶轮进口处，所述叶片的一侧与前盘固定连接，所述叶片的另一侧设置有连接孔一，所述连接孔一沿叶片长度方向设置有多列，所述叶片的出口一侧设置有连接孔二，所述叶片的出口一侧通过螺栓连接有短叶片，所述固定衬板的一面与后盘连接，所述固定衬板的另一面上设置有与连接孔一相配合的铰制孔，所述后盘上开设有与叶片相适配的连接槽，所述轴盘与后盘连接。
9.通过采用上述技术方案，能够对叶轮的叶片宽度和出口直径同时进行调节，实现通风机性能向高、低两个方向调节，避免了出现性能不足必须进行改造或更换风机及配套设备，或为避免出现性能不足而大大提高风机选型裕量造成的成本浪费；通过对风机叶轮的叶片宽度、出口直径中的某一项进行调节，即不会降低风机的运行效率，又可实现 一参数的调节。
10.优选的，所述前盘在叶轮进口处的形状为弧形，所述前盘在出口段的形状为直线型，所述叶片为单板、后向结构。
11.通过采用上述技术方案，能够对气流起到圆滑过渡和导向作用。
12.通过采用上述技术方案，当风机设计流量参数满足设计要求，通风机压力不满足要求的场合，可以通过更换叶片出口处的附加短叶片，增大或缩小叶片的出口直径，从而改变风机压力。
13.优选的，所述短叶片的形状设置为“品”字形结构，包括一个中板和两个侧板，两个所述侧板对称设置在中板一端的两侧，所述侧板与中板固定连接，两个所述侧板上设置有与连接孔二相对应的连接孔三。正常使用时采用铆钉将连接孔二封闭，当实际使用工况需要附加短叶片时，拆除铆钉，将短叶片和叶片通过螺栓穿过连接孔二和连接孔三进行连接，从而起到改变叶轮叶片出口直径的作用，进而改变风机的性能，提高风压。
14.优选的，所述圆筒一或圆筒二上设置有长扁孔。
15.通过采用上述技术方案，能够使弧形筒沿轴线方向进行调节，从而实现进风口结构的轴向可调。
16.优选的，所述叶片与后盘连接处的间隙小于0.5mm。
17.通过采用上述技术方案，叶片通过后盘预留的连接槽后，伸出后盘表面一定高度，从而起到反叶片的作用，可使运行中的轴向推力降低一半，降低轴承的轴向负荷，提高轴承寿命。
18.优选的，所述轴盘连接有主轴，所述轴盘和主轴间隙配合，所述轴盘通过圆螺母及止动垫圈固定在主轴上。
19.优选的，所述固定衬板的形状为l形，分别设置在叶片两侧，所述后盘为圆盘形钢板。
20.优选的，所述锥形筒与圆筒一焊接，所述圆筒二与弧形筒焊接，所述固定衬板的一面与后盘焊接，所述轴盘与后盘铆接。
21.综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：1、本发明通过设计轴向可调的进风口结构、宽度和长度可调的叶片，可实现在保证风机高运行效率的前提下，可提高或降低流量、压力参数，也可实现流量、压力某一参数不变时，对另一参数实现调节；同时叶片兼做反叶片使用，降低了轴向力，减小了轴承负荷，提高了轴承使用寿命。
22.2、本发明中长扁孔的设置能够使弧形筒沿轴线方向进行调节，从而实现进风口结构位置的轴向可调，进风口的轴向可调结构，即可以在风机进行性能调节时与叶轮配合，保证了叶轮与进风口的间隙始终符合设计要求，又可以大大减小风机设备安装时的调节工作量，仅需通过调整螺栓来调整弧形筒位置即可，结构简单，操作方便，实用性较好。
23.3、本发明通过叶片上多列连接孔一、固定衬板上的铰制孔和后盘上连接槽的配合设置，能够调节叶片的宽度，改变叶轮流道的流通面积，进而改变风机的性能，提高风量；叶片通过后盘预留的连接槽后，伸出后盘表面一定高度，从而起到反叶片的作用，可平衡轴向力，提高轴承寿命。
附图说明
24.图1是本发明一种叶片可调的高效叶轮结构在通风机中的结构示意图；图2是图1中圆筒一和圆筒二连接处的局部放大图；图3是本发明一种叶片可调的高效叶轮结构的结构示意图；图4是图3中固定衬板与叶片连接处的局部放大图；图5是本发明中叶轮结构的侧视结构示意图；图6是图5中的短叶片与叶片连接处的局部放大图。
25.其中，1、锥形筒；2、圆筒一；3、圆筒二；4、弧形筒；5、前盘；6、叶片；7、固定衬板；8、后盘；9、轴盘；10、连接孔一；11、连接孔二；12、铰制孔；13、短叶片；14、中板；15、侧板；16、连接孔三；17、长扁孔；18、主轴。
具体实施方式
26.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
27.本发明实施例公开一种叶片可调的高效叶轮结构。
28.参照图1，包括进风口结构和叶轮，所述进风口结构包括锥形筒1、圆筒一2、圆筒二3和弧形筒4，所述锥形筒1与圆筒一2焊接，所述圆筒一2通过螺栓与圆筒二3连接，所述圆筒二3与弧形筒4焊接，所述轴盘9连接有主轴18，所述轴盘9与主轴18间隙配合，所述轴盘9通过圆螺母及止动垫圈固定在主轴18上。
29.参照图2，所述圆筒一2或圆筒二3上设置有长扁孔17。
30.参照图3和图4，所述叶轮包括前盘5、叶片6、固定衬板7、后盘8和轴盘9，所述前盘5设置在叶轮进口处，所述前盘5在叶轮进口处的形状为弧形，所述前盘5在出口段的形状为直线型。所述叶片6的一侧与前盘5固定连接，所述叶片6的另一侧设置有连接孔一10，所述连接孔一10沿叶片6长度方向设置有多列，所述叶片6的出口一侧设置有连接孔二11，所述叶片6为单板、后向结构。所述叶片6的出口一侧通过螺栓连接有短叶片13。所述固定衬板7的形状为l形，分别设置在叶片6两侧，所述后盘8为圆盘形钢板，所述固定衬板7的一面与后
盘8焊接，所述固定衬板7的另一面上设置有与连接孔一10相配合的铰制孔12，所述后盘8上开设有与叶片6相适配的连接槽，所述轴盘9与后盘8铆接。所述叶片6与后盘8连接处的间隙小于0.5mm。
31.参照图5和图6，所述短叶片13的形状设置为“品”字形结构，包括一个中板14和两个侧板15，两个所述侧板15上设置有与连接孔二11相对应的连接孔三16。
32.工作原理：将进风口设计为轴向可调结构，可根据叶轮的变化进行调整，具体为进风口结构包括锥形筒1、圆筒一2、圆筒二3和弧形筒4，锥形筒1作用为将气流自管道中导入风机，圆筒一2与锥形筒1焊接，圆筒二2与弧形筒4焊接，圆筒一2和圆筒二3通过螺栓连接，圆筒二3上设置有长扁孔17，可使弧形筒4沿轴线方向进行调节。既可以在风机进行性能调节时与叶轮配合，保证了叶轮与进风口的间隙始终符合设计要求；又可以大大减小风机设备安装时的调节工作量，以往在安装时为保证间隙要求，需要对机壳甚至转子轴系进行轴向的调节，而采用本发明的结构仅需通过调整螺栓来调整弧形筒4位置即可。
33.叶轮包括前盘5、叶片6、固定衬板7、后盘8和轴盘9。其中前盘5在叶轮进口处成弧形，在出口段成直线型，其作用是对气流起到圆滑过渡和导向功能。叶片6为单板、后向结构，进口侧与前盘5焊接在一起，另一侧设置有用于与固定衬板7连接的连接孔一10，连接孔一10沿叶片6长度方向设置有3列，每一列都与固定衬板7上设置的铰制孔12相对应，固定衬板7为l形，分别布置在叶片6两侧，一面与后盘8焊接，另一面设置有与叶片6上的连接孔一10相适应的铰制孔12。叶片6通过连接孔一10和铰制孔12将叶片6与固定衬板7进行连接，叶片6通过沿轴线的旋转对气流做功。叶轮通过叶片6上连接孔一10与固定衬板7的铰制孔12的调整，固定衬板7与第一列连接孔一10（靠近前盘5）固定时叶片6宽度最小，与第三列螺栓孔（靠近后盘8）固定时叶片6宽度最大，以此实现了叶片6的宽度可调，可以改变叶轮流道的流通面积，进而改变风机的性能，提高风量。后盘8为圆盘形钢板，其上按叶片6的尺寸和布局开设连接槽，叶片6可穿过后盘8，同时通过连接槽连接后，叶片6与后盘8的间隙为0.4mm，叶片6通过后盘8预留的连接槽后，伸出后盘8表面一定高度，从而起到反叶片6的作用。当固定衬板7与第一列连接孔一10（靠近前盘5）固定时叶片6宽度最小，伸出后盘8表面的高度越大，与第三列螺栓孔（靠近后盘8）固定时叶片6宽度最大，伸出后盘8表面的高度越小，伸出的叶片6可平衡轴向力，提高轴承寿命。
34.叶片6的出口一侧设置有连接孔二11，正常使用时采用铆钉将连接孔二11封闭，当实际使用工况需要附加短叶片13时，拆除铆钉即可与短叶片13连接。短叶片13呈“品”字形结构设置，包括中板14和两个侧板15，两个侧板15对称设置在中板14一端的两侧，两个侧板15上设置有与连接孔二11相对应的连接孔三16，螺栓依次贯穿连接孔三16、连接孔二11和连接孔三16将叶片6和短叶片13连接，从而起到改变叶轮叶片出口直径的作用，进而改变风机的性能，提高风压。轴盘9与后盘8铆接，与主轴18呈间隙配合，通过圆螺母及止动垫圈固定在轴上。
35.通过对风机叶轮的叶片6宽度、出口直径的同时调节，可实现通风机性能向高、低两个方向调节，避免了出现性能不足必须进行改造或更换风机及配套设备，或为避免出现性能不足而大大提高风机选型裕量造成的成本浪费。
36.通过对风机叶轮的叶片6宽度、出口直径中的某一项进行调节，即不会降低风机的运行效率，又可实现对流量或压力某一参数的调节。具体来说，当风机设计压力参数满足设
计要求，通风机流量不满足要求的场合，可以调节叶片6与固定衬板7的连接位置，增大或缩小叶片6宽度，改变叶轮流道宽度，从而改变风机流量；当风机设计流量参数满足设计要求，通风机压力不满足要求的场合，可以通过更换叶片6出口处的附加短叶片13，增大或缩小叶片6的出口直径，从而改变风机压力。
37.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。