一种离心式通风机的制作方法

1.本实用新型涉及通风机技术领域，特别涉及一种后向离心式通风机。


背景技术：

2.后向离心通风机叶轮为旋转部件，主要包括后盘、前盘及设置于其间的若干叶片，其中前盘的内孔为叶轮入口；进风口为静止部件，形状为喇叭状，其作用是将气体导入叶轮内。后向离心通风机的进风口与叶轮的装配关系为套口配合
ꢀ‑‑‑‑
进风口末端伸入叶轮前端内部、进风口末端与叶片前端有一轴向间距t
x
(如图1所示)。
3.沿轴线方向，进风口的直径最小处为其喉部(直径为φdh)。
4.图1中的k区域附近为气流比较复杂的部位，包括以下诸因素：
5.(1)内泄漏与容积损失：
6.由于后向离心通风机的进风口和叶轮前盘入口之间存在一定的间隙ty，从叶轮出口流出的压力较高的气体必然有一部分经过间隙漏回叶轮入口内，这种由间隙引起的泄漏损失称为容积损失，其泄漏的体积流量为q
x
(m3/s)：
7.q
x
＝2.318*d0*ty*p
t1/2
8.其中，d0为叶轮前盘内径，ty为径向间隙，p
t
为全压值。
9.该泄漏流量的存在，不但是做无用功，还会对从进风口流出进入叶片前端外周的气流形成干扰，恶化流动状态。
10.(2)在离心叶轮的进口，主体气流进入叶轮时，从轴向转为径向，该90
°
转弯会产生分离进而导致压力损失。
11.受以上所述的综合影响，叶轮内侧的前盘内径附近气流通常是不均匀的，容易产生气流分离，导致叶轮内的流场进一步恶化，从而影响叶轮对气体做功的效率，进而降低通风机压力和增加功耗，因而，优化该处的气体流动状况具有积极的意义。


技术实现要素：

12.本实用新型是在目前广泛应用的后向离心通风机进风口与叶轮套口配合的基础上，通过将叶片内缘前端外径部加设一凸出部分并使其伸入进风口腔体内，进一步优化叶轮进口处的气体流动状态，以提高叶轮对气体做功的效率进而提高叶轮及通风机的气动性能和效率。
13.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
14.一种离心式通风机，包括进风口、叶轮，所述叶轮包括前盘、后盘以及均匀夹设在所述前盘和后盘之间的多个叶片，所述进风口与所述叶轮套口配合，所述进风口的末端伸入到所述叶轮内部，所述叶片的边缘包括内缘、外缘、前缘和后缘，所述前缘的固定段与所述前盘的内侧连接，所述后缘与所述后盘的内侧连接，所述内缘形成气流流道的进口，所述外缘形成气流流道的出口。
15.从叶片的内径到外径方向，所述叶片前缘为弧线状，弧线依次包括导流段和固定
段，所述固定段与所述前盘内侧连接，所述导流段从所述前盘内侧延伸到所述进风口内部，所述导流段与所述进风口无接触。
16.进一步的，所述叶片前端至后盘内侧平面的最大轴向高度为bs，所述进风口喉部至后盘内侧平面的轴向高度为bh，且bs＜bh。
17.进一步的，所述固定段的起点到所述后盘的轴向高度为b1，bs》b1。
18.进一步的，所述导流段包括光滑的弧线段“cdef”，从“c”点到所述叶片前端，叶片的宽度逐渐增大。
19.进一步的，所述弧线“cd”为凸向所述叶轮中心的光滑弧线。
20.进一步的，所述弧线“def”为凸向所述进风口的光滑弧线。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
22.由于进风口出口端外侧靠近间隙涡流区，其附近的主气流容易受到间隙内泄漏气流的干扰，本技术的叶片部分伸入到进风口内部，可提前对外周主气流进行主动引导和做功，因而减弱间隙内泄漏气流对主气流的干扰程度，从而减小该处涡流及其导致的压力损失并提高叶轮做功能力，进而提高通风机压力和气动效率，减小叶轮入口涡流噪声。
附图说明
23.图1是离心通风机进风口与叶轮装配示意图；
24.图2是本实用新型离心通风机进风口与叶轮装配示意图；
25.图3是本实用新型叶轮剖面图；
26.图4是本实用新型实施例一与对比样机一的静压对比曲线图；
27.图5是本实用新型实施例一与对比样机一的静压效率对比曲线图；
28.图6是本实用新型实施例二与对比样机二的静压对比曲线图；
29.图7是本实用新型实施例二与对比样机二的静压效率对比曲线图。
30.附图标记说明如下：
31.1、叶轮；2、进风口；11、叶片；12、后盘；13、前盘。
具体实施方式
32.实施例一
33.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
34.一种离心式通风机，包括进风口2、叶轮1，进风口与叶轮套口配合，进风口的末端伸入到前盘内部，其中叶轮为旋转部件，进风口为静止部件，随着叶轮的高速旋转，气体通过进风口导入到叶轮内，叶轮包括前盘13、后盘12以及均匀夹设在前盘和后盘之间的多个叶片11，所述叶片的边缘包括内缘、外缘、前缘和后缘，前缘的固定段与前盘的内侧连接，所述后缘与后盘的内侧连接，叶轮中的相邻叶片的内缘形成气流流道的进口，相邻叶片的外缘形成气流流道的出口，从叶片内径到外径方向，叶片前缘依次包括导流段和固定段，其中固定段与前盘内侧连接，导流段从前盘内侧延伸到所述进风口内部，导流段与进风口以及前盘无接触。
35.在通风机的叶轮中，气流从进风口进入到叶轮中，需要经过90度转弯，后再进入叶片之间流道，因此，在流道入口处的气流存在不均匀性，沿轴线方向，从进风口内侧到前盘
内侧的气流分布速度明显不同。
36.改进通风机叶轮以及进风口的结构，能够有效改善气流在叶轮进口处的状态，减弱进风口和叶轮之间的套口配合处的泄漏带来的损失。现有技术中，一般是对进风口、叶轮自身结构的改进，来改善气流状况。现有技术的叶片内缘如图3 所述的斜线“ch”，从前盘内侧延伸到后盘内侧，叶片完全夹设在前盘和后盘之间，本技术通过对叶片的改进，在叶片前端设置一导流段，并且使导流段伸入到进风口的腔体内，对进风口和叶轮配合处的主动引导，相当于在气流进入叶轮前，提前对气流主动引导和做功，因而减弱间隙内泄漏气流对主气流的干扰程度。
37.本实施例中，如图2所示，导流段以“c”点为起点，向进风口方向延伸，前端为“e”点。“e”点在进风口的空腔内。“cd”为光滑的弧线，弧线“cd”(除“c”点外)与进风口和前盘都不接触。固定段为“ac”，从“c”点到所述叶片前端“e”点，叶片的宽度逐渐增大。弧线“efgh”为叶片的内缘，“def”可以是圆弧，也可以是任何光滑的弧线。同样，弧线“cd”可以为光滑的圆弧，也可以是任何光滑的弧线。只需要满足弧线“def”在进风口的空腔内即可。
38.进一步的，叶片的进口宽度(即固定段的“c”点到后盘的轴向高度)为b1，叶片前端至后盘内侧平面的最大轴向高度为bs，所述进风口喉部至后盘内侧平面的轴向高度为bh，满足bh》bs》b1。也就是说，导流段从固定段开始向进风口一侧延伸、并且有一部分进入进风口腔体内，在轴向看，导流段前端未超过进风口的喉部，主要是对进风口喉部之后的气体进行导流和做功。因为，进风口的喉部是气流流通面积最小的区域，导流段如果延伸到喉部，会进一步提高喉部的气流阻力。气流从喉部流出后，由于流通面积的急速增大，会造成明显的涡流。导流段的设置能够主动对气流进行引导和做功，减少该处的涡流。
39.实施例一
40.实施例一和对比样机一相比较，实施例一叶片前缘包括固定段和导流段，对比样机一叶片前缘只有固定段，不包括导流段，实施例一和对比样机一的叶轮其它尺寸及通风机其余部分均完全相同，配用的电机及运行转速也相同。
41.实施例一和对比样机一相关尺寸如下：
42.d
21
＝263.3mm，d
22
＝244.4mm，d
11
＝174.6mm，d
12
＝159mm
43.b1＝95.4mm，bs＝114mm，bh＝118mm
44.实施例一和对比样机一的性能曲线对比见图4-图5；相同风量工况点性能参数对比见表1。
45.表1
[0046] 转速(r/min)风量(m3/h)静压(pa)静压效率(％)对比样机一3700199592066.5实施例一3700199595568.4
[0047]
相同风量的工况下，实施例一与对比样机一相比，静压提高了35pa，静压效率提高了1.9％。
[0048]
实施例二
[0049]
实施例二和对比样机二相比较，实施例二叶片前缘包括固定段和导流段，对比样机二叶片前缘只有固定段，不包括导流段，实施例二和对比样机二的叶轮其它尺寸及通风机其余部分均完全相同，配用的电机及运行转速也相同。
[0050]
实施例二和对比样机二相关尺寸如下：
[0051]d21
＝526.6mm，d
22
＝488.6mm，d
11
＝360mm，d
12
＝318.2mm
[0052]
b1＝189.1mm，bs＝206mm，bh＝210.3mm
[0053]
实施例二和对比样机二的性能曲线对比见图6-图7；相同风量工况点性能参数对比见表2。
[0054]
表2
[0055] 转速(r/min)风量(m3/h)静压(pa)静压效率(％)对比样机二1780864072769.6实施例二17808640767.472.4
[0056]
相同风量的工况下，实施例二与对比样机二相比，静压提高了40.4pa，静压效率提高了2.8％。
[0057]
结论：
[0058]
本实用新型的改进方案，主要是在叶轮、进风口及通风机主要尺寸不改变的情况下，通过叶片内缘弧线形状的优化和扩展，将叶片内缘前端外径处伸入进风口腔体内，形成了一种崭新的叶轮和进风口的配合关系。叶片提前对气流做功，一定程度上减弱了内泄漏对主气流的干扰，使得叶轮内叶片前端流动状态得以改善，从而提高了叶轮对气体做功的效率，明显提高了通风机的性能和效率、降低了能耗和噪声，具有积极的意义。