道路清潔設備及其離心風機葉輪的製作方法

2023-08-10 19:20:46

專利名稱：道路清潔設備及其離心風機葉輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及風機領域，具體地，涉及一種離心風機葉輪以及一種具有該離心風機葉輪的道路清潔設備。
背景技術：
現有的道路清潔設備中，離心風機大多採用如圖1所示的葉輪，葉輪中葉片為後向型葉片，並且葉片的子午型線為直線或圓弧，這種葉輪在使用時容易產生渦流而阻礙流動、產生流動分離，尤其是在葉片的進氣口處形成較大的漩渦和大幅度的壓力脈動，在變工況時，渦流更加劇烈，而渦流是風機產生氣動噪聲和降低流量的主要原因。

發明內容
本發明的目的是提供一種離心風機葉輪以及一種具有該離心風機葉輪的道路清潔設備，所述離心風機葉輪氣動性能好且噪音小。為了實現上述目的，本發明提供一種離心風機葉輪，該離心風機葉輪包括輪盤和沿周向布置在所述輪盤上的葉片，其中，所述葉片包括長葉片，在從所述輪盤的中心到所述輪盤的邊緣的方向上，所述長葉片依次包括第一弧形段和第二弧形段，所述長葉片在所述第一弧形段為前向型葉片，在所述第二弧形段為後向型葉片。優選地，所述長葉片在所述第一弧形段處的葉片骨線與所述長葉片在所述第二弧形段處的葉片骨線分別為圓弧形並且彼此相切連接，所述長葉片在所述第一弧形段處的葉片骨線與所述長葉片在所述第二弧形段處的葉片骨線的曲率半徑的比值為O. Γ0. 6。優選地，所述長葉片的出口直徑為D1、進口直徑為D2，所述長葉片的第一弧形段與第二弧形段的連 接點到所述輪盤的中心的距離的兩倍為D3，則D2 D3 D1的比值為1:1. 46 1. 57:2. 17 2. 36。優選地，所述長葉片的入口氣流角為27° ^33°。優選地，所述長葉片的出口氣流角為35° ^45°。優選地，所述葉片還包括比所述長葉片具有較小延伸長度的短葉片，所述短葉片位於相鄰兩片所述長葉片之間，所述短葉片靠近所述長葉片的出口端側設置並且為後向型葉片。優選地，所述短葉片的延伸長度為所述長葉片的延伸長度的1/3 1/2。優選地，所述短葉片與所述第二弧形段的形狀和尺寸相同，並且所述短葉片設置在相鄰兩個所述長葉片的中間。優選地，所述離心風機葉輪包括8 16個所述長葉片，並且每兩個相鄰的所述長葉片之間設置有一個所述短葉片。本發明還提供一種道路清潔設備，該道路清潔設備包括離心風機，所述離心風機包括上述的離心風機葉輪。本發明的離心風機葉輪中長葉片包括第一弧形段和第二弧形段，並且長葉片在第一弧形段為前向型葉片，長葉片在第二弧形段為後向型葉片，前向型葉片對氣流做功能力強，能夠產生較高的氣壓，後向型葉片有利於氣流的流動，使得能產生較大的流量並能降低噪音，本發明的離心風機葉輪在使用時，氣流從進氣口進入後首先受到第一弧形段的作用，第一弧線段對氣流進行強做功，使得氣流的動能和壓力增大，然後氣流順著長葉片到達第二弧形段並通過第二弧形段導流流出葉片流道，氣流流動順暢、抑制渦流的產生從而有效提高流動效率並減少壓力脈動，提高風機的氣動效率並降低噪聲，同時增大風機的全升壓。本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式
部分予以詳細說明。


附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中圖1是根據現有技術的離心風機葉輪的結構示意圖；圖2是根據本發明的離心風機葉輪的結構示意
圖3是圖2中的離心風機葉輪的局部放大圖。附圖標記說明I長葉片2短葉片3輪盤4第一弧形段 5第二弧形段
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。本發明的實施例提供了一種離心風機葉輪，參考圖2所示，該離心風機葉輪包括輪盤3和沿周向布置在輪盤3上的葉片，所述葉片沿從輪盤3的中心到輪盤3的邊緣的方向延伸。其中，所述葉片包括長葉片1，在從輪盤3的中心到輪盤3的邊緣的方向上，長葉片I依次包括第一弧形段4和第二弧形段5，長葉片I在第一弧形段4為前向型葉片，在第二弧形段5為後向型葉片。具體地，在圖3所示的葉輪中，葉輪繞順時針旋轉，長葉片I的第一弧形段4處的葉片骨線(葉片沿流線方向截面的中心線)的切線方向與葉輪圓周速度的反方向的夾角大於90°，即為前向型葉片，長葉片I的第二弧形段5處的葉片骨線的切線方向與葉輪圓周速度的反方向的夾角小於90°，即為後向型葉片。在這種情況下，由於前向型葉片對氣流做功能力強，能夠產生較高的氣壓，而後向型葉片有利於氣流的流動，使得能產生較大的流量並能降低噪音，本實施例的離心風機葉輪結合兩者的優點，在工作時，氣流從葉輪的進氣口(位於輪盤3的近心端)進入離心風機的葉輪後首先受到長葉片I的第一弧形段4的作用，第一弧線段4對氣流進行強做功，使得氣流獲得一定的動能和壓力，然後氣流順著長葉片到達第二弧形段5，通過第二弧形段5對具有較大動能和壓力的氣流進行導流使其具有較好的流動性能並最終流出葉片流道，通過後向型的第二弧形段5的導流作用，有效抑制潤流的廣生、使氣流流動更順暢從而有效提聞流動效率並減少壓力脈動，提聞風機的氣動效率並降低噪聲，同時有利於提高風機全壓升。優選地，長葉片I的第一弧形段4處的葉片骨線與在第二弧形段5處的葉片骨線分別為圓弧形並且彼此相切連接，長葉片I的第一弧形段4處的葉片骨線與長葉片I的第二弧形段5處的葉片骨線的曲率半徑的比值為O. Γ0. 6。為使氣流順暢地從第一弧形段4流到第二弧形段5，長葉片I在第一弧形段4處的葉片骨線與在第二弧形段5處的葉片骨線分別為圓弧形並且彼此相切連接，又由於長葉片I的第一弧形段4的彎曲程度和長葉片I的第二弧形段5處的彎曲程度對氣流的壓力和流動性有著重要影響，因而，通過將長葉片I的第一弧形段4處的葉片骨線與第二弧形段5處的葉片骨線的曲率半徑的比值控制在恰當的範圍內(即上述的O. 4^0. 6的範圍)，使得長葉片I在增高氣壓和保證氣流流動性這兩方面達到較平衡的狀態，即既能將氣壓升高至合適的大小又能有效保證氣流流動效率。進一步優選地，長葉片I的出口直徑為D1、進口直徑為D2，長葉片I的第一弧形段4與第二弧形段5的連接點到輪盤3的中心的距離的兩倍為D3，則D2 D3 D1的比值為1:1.46^1.57:2. 17 2. 36。參見圖3，長葉片I的出口直徑Dl是指長葉片I的出口邊緣到輪盤3的中心的距離的兩倍，長葉片I的進口直徑D2是指長葉片I的入口邊緣到輪盤3的中心的距離的兩倍，在上述條件下，長葉片I相對於進氣口有著適合的延伸長度並且長葉片I的第一弧形段4和第二弧形段5有著適合的延伸長度比例，以進一步優化長葉片I的形狀，使離心風機葉輪的氣壓和流動效率的綜合性能更好。優先地，Dl為500mnT520mm、D2為 220mm 230mm、D3 為 335mm 345mm。

具體地，長葉片I的入口氣流角(圖3中表示為β )為27° 33°。參見圖3，長葉片I的入口氣流角β是指長葉片I在進氣口的一端處的切線與長葉片I在進氣口的一端所在圓的切線之間的夾角。在離心風機運轉過程中，在進氣口處，氣流受到葉片作用會產生較大的渦流從而出現大幅度的壓力脈動，若將入口氣流角β設置在上述範圍內時，則能保證從進氣口流入的氣流能夠沿與長葉片I靠近進氣口一端處的切線相一致的方向流入，即有效保證氣流順著長葉片I的方向順暢的流入葉片流道中，從而大大減少了進氣口處渦流的產生，使外界氣流順暢進入風機中，一定程度上有效提高風機的氣動性能。並且，長葉片I的出口氣流角(圖3中表示為α )為35° 45°。參見圖3，長葉片I的出口氣流角α是指長葉片I在遠離進氣口的一端處的切線與長葉片I在遠離進氣口的一端所在圓的切線之間的夾角。這樣設置出口氣流角α能夠有效減小長葉片I在遠離進氣口的一端對氣流的幹擾，避免流道分離渦的產生，使氣流順暢地從葉片流道流出，達到提高氣流流速和降低噪音的效果。此外，優選情況下，所述葉片還包括比長葉片I具有較小延伸長度的短葉片2，短葉片2位於相鄰兩片長葉片I之間，短葉片2靠近長葉片I的出口端側設置並且為後向型葉片。在設置短葉片2後，氣流在流到長葉片I的靠進出口端側時容易發生流動分離，即在靠近長葉片I的出口段側，氣流被短葉片2切割，抑制渦流產生，從而確保氣流均勻地充滿葉輪空間，穩流擴壓、降低渦流損失、減少壓力脈動並減少噪音。其中，短葉片2的延伸長度可以為長葉片I的延伸長度的1/3 1/2，以使該短葉片2起到穩流效果的同時避免對長葉片I的第一弧形段4對氣流的增壓效果產生幹擾。並且，具體地，如圖2和圖3所示，在本具體實施方式
中，短葉片2與長葉片I的第二弧形段5的形狀和尺寸相同，並且短葉片2設置在相鄰兩個長葉片I的中間。此外，在上述實施方式的離心風機葉輪中，離心風機葉輪優選包括8-16個長葉片1，並且每兩個相鄰的長葉片I之間設置有一個短葉片2，在這種情況下，離心風機葉輪運轉時的噪音能夠降低到較小的範圍內。圖2和圖3中所示的具體實施方式
，在CFD模擬仿真後發現通過對葉輪的葉型設計為後葉輪，流道內渦流產生大大減少，氣流能夠順暢流過流道、噪音小且能夠獲得較大的全壓升。例如掃路車等負壓式道路清潔設備，風機是設備的核心部件，通過風機產生負壓氣力輸送模式而完成道路清潔，風機的性能優劣直接影響道路清潔設備的工作效率以及包括噪聲、能耗等產品性能，現有的道路清潔設備中採用的例如葉片為後向型葉片的風機葉輪中由於流道內產生大量的渦流、阻礙氣流的順暢流動而造成能耗和噪音的增大。因而，本發明還提供一種道路清潔設備，該道路清潔設備包括離心風機，所述離心風機包括根據本發明的離心風機葉輪。當採用所述離心風機葉輪後，氣流能夠獲得較大壓力、增大了離心風機的全升壓從而提高道路清潔設備的清掃能力，並且氣流順暢流過葉片流道、抑制渦流產生、壓力脈動減小，使所述道路清潔設備的能耗和噪音降低，綜上，根據本發明的道路清潔設備由於使用本發明的具有高效、節能和低噪優點的離心風機葉輪而使工作效率和產品性能均得到提高。以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
權利要求
1.一種離心風機葉輪，該離心風機葉輪包括輪盤(3)和沿周向布置在所述輪盤(3)上的葉片，其特徵在於，所述葉片包括長葉片(1)，在從所述輪盤(3)的中心到所述輪盤(3)的邊緣的方向上，所述長葉片(I)依次包括第一弧形段(4)和第二弧形段(5)，所述長葉片(I)在所述第一弧形段(4)為前向型葉片，在所述第二弧形段(5)為後向型葉片。
2.根據權利要求1所述的離心風機葉輪，其中，所述長葉片(I)在所述第一弧形段(4)處的葉片骨線與所述長葉片(I)在所述第二弧形段(5)處的葉片骨線分別為圓弧形並且彼此相切連接，所述長葉片(I)在所述第一弧形段(4)處的葉片骨線與所述長葉片(I)在所述第二弧形段(5)處的葉片骨線的曲率半徑的比值為O. Γ0. 6。
3.根據權利要求2所述的離心風機葉輪，其中，所述長葉片(I)的出口直徑為D1、進口直徑為D2，所述長葉片(I)的第一弧形段(4)與第二弧形段(5)的連接點到所述輪盤(3)的中心的距離的兩倍為D3，則D2 D3 D1的比值為1:1. 46 1. 57:2. 17 2. 36。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的離心風機葉輪，其中，所述長葉片(I)的入口氣流角為27° 33°。
5.根據權利要求1-3中任意一項所述的離心風機葉輪，其中，所述長葉片(I)的出口氣流角為35° 45。。
6.根據權利要求1所述的離心風機葉輪，其中，所述葉片還包括比所述長葉片(I)具有較小延伸長度的短葉片(2)，所述短葉片(2)位於相鄰兩片所述長葉片(I)之間，所述短葉片(2)靠近所述長葉片(I)的出口端側設置並且為後向型葉片。
7.根據權利要求6所述的離心風機葉輪，其中，所述短葉片(2)的延伸長度為所述長葉片(I)的延伸長度的1/3 1/2。
8.根據權利要求6所述的離心風機葉輪，其中，所述短葉片(2)與所述第二弧形段(5)的形狀和尺寸相同，並且所述短葉片(2)設置在相鄰兩個所述長葉片(I)的中間。
9.根據權利要求6所述的離心風機葉輪，其特徵在於，所述離心風機葉輪包括8 16個所述長葉片(1)，並且每兩個相鄰的所述長葉片(I)之間設置有一個所述短葉片(2)。
10.一種道路清潔設備，該道路清潔設備包括離心風機，其特徵在於，所述離心風機包括根據權利要求1-9中任意一項所述的離心風機葉輪。
全文摘要
本發明公開了一種離心風機葉輪以及一種具有該離心風機葉輪的道路清潔設備，所述離心風機葉輪包括輪盤(3)和沿周向布置在所述輪盤(3)上的葉片，其中，所述葉片包括長葉片(1)，在從所述輪盤(3)的中心到所述輪盤(3)的邊緣的方向上，所述長葉片(1)依次包括第一弧形段(4)和第二弧形段(5)，所述長葉片(1)在所述第一弧形段(4)為前向型葉片，在所述第二弧形段(5)為後向型葉片。所述離心風機葉輪氣動性能好並且噪音低，使用所述離心風機葉輪後，所述道路清潔設備清潔能力和產品性能較好。
文檔編號F04D29/30GK103062112SQ20131000904
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月10日 優先權日2013年1月10日
發明者張斌, 滕新科, 彭林斌, 姜方寧, 張勁, 肖慶麟, 彭旭, 卜偉 申請人:中聯重科股份有限公司