[发明专利]轮盖上开有射流通孔的离心闭式叶轮

说明书

技术领域

本发明属于流体机械领域，涉及一种离心闭式叶轮，特别是一种轮盖上开有射流通孔的离心闭式叶轮，该种叶轮可以有效地改善闭式离心风机和压缩机叶轮的内部流场，消除或减弱小流量时的叶片通道内的流动分离，全面提高离心式流体机械性能。

背景技术

离心式风机和压缩机是广泛应用在各个工业系统中的通用机械，工作介质复杂，比如可用于具有高含尘的气固两相流体，且能耗大、长期连续运行，因此，提高离心式风机和压缩机的运行效率、扩大其稳定工况范围，保证其能长期连续工作，是提高整个运行系统效率、节能减耗的关键问题，对于建设节约型社会也具有非常重大的意义。

离心式风机和压缩机的叶轮内部流动非常复杂，气体在叶轮内部经过90度转弯，在此过程中，由于离心力、哥氏力和粘性力等的共同作用，叶片通道内将出现很大的压力梯度，在轮盘、轮盖之间，叶片压力面和吸力面之间出现很强的二次流，导致叶轮出口流场非常不均匀，一般低速区出现在轮盖和叶片吸力面上，且随着流量减小，该低速区会越来越大，甚至出现流动分离。

其次，叶轮内部流场随着工况的变化还会发生相应的变化，因此，在叶片通道内不可避免地要出现一些流动分离和低速区域，如果流体介质是气固两相，则固体灰尘将会黏附于流动分离区域的叶片角落里，出现积灰、结块，导致叶轮振动。如果在低速区内引入一股射流，将可以提高低速区的流体能量，防止分离，从而提高叶轮效率，同时也可以减轻叶轮内部的积灰结垢现象。

为了减小离心叶轮内的分离和低速区，扩大高效范围，国内外都有人采用串列叶栅方法形成射流，以提高低速区流体能量，从有限的资料看，该方法在大流量区域效果明显，但在小流量区域效果一般，而气固两相流动积灰却常常发生在小流量工况下，因此，如何改进离心叶轮在小流量工况下的性能，是本申请研究的目的。

发明内容

如前所述，一般情况下，特别是小流量时，低速流体容易积聚在轮盖和叶片吸力面，导致效率降低、叶轮积灰和振动。

本发明的目的在于，提供了一种轮盖上开有射流通孔的离心闭式叶轮结构，以提高离心闭式叶轮的运行效率和运行稳定性。

本发明采取的技术方案是，一种轮盖上开有射流通孔的离心闭式叶轮，包括轮盖、轮盘以及含有多个叶片组成的叶轮，整个叶轮绕转轴中心旋转，其特征在于，所述的轮盖上至少在圆周方向均匀开有三个以上射流通孔，该射流通孔将叶轮内的流道和离心叶轮外部连通。

这种射流通孔沿圆周可以存在于每一个离心叶片通道上或每间隔几个离心叶片通道开设，每个叶片通道沿流向可以有一个或多个射流通孔。

本发明和现有技术相比，具有以下的技术效果：

以往采用射流技术消除低速或分离区的方法就是采用串列叶栅或叶片上面开设射流口，但有限的实验数据表明，串列叶栅对设计和大流量工况较有效，对小流量工况效果不明显。但离心式叶轮的小流量工况是非常重要的工作区域，此时的叶片吸力面分离区大，效率下降明显，且当叶轮工作在气固两相流条件下，低速和分离区域的固体灰粒将会从主流区域分离出来，黏附在叶片的非工作面上，叶轮非常容易出现积灰结垢，严重影响叶轮安全稳定运行。本发明提出的轮盖上开有射流通孔的离心闭式叶轮，则是利用离心叶轮外部的高压气体，在轮盖的特定的位置开设射流通孔，向叶片通道中的低速和分离区气体进行射流，从而提高气体能量，消除低速和分离区。由于该射流是利用叶轮外部和叶轮内部的气体压力差实现，在小流量工况下，该压差将增大，从而提供更大更强的射流流动，因此，本发明可明显改善离心叶轮的设计和小流量工况，特别适合高压离心叶轮和用于气固两相介质的离心叶轮，可提高叶轮工作效率和安全稳定运行性能。

附图说明

图1是轮盖上开有射流通孔的离心闭式叶轮的子午面结构简图，图中的标号为：1.轮盖，2.轮盘，3.离心叶轮叶片，4.各种射流通孔，5.离心闭式叶轮转轴中心线。

图2是轮盖上开有射流通孔的离心闭式叶轮的回转面结构简图，图中的标号意义与图1中相同。

下面结合附图对本发明的结构和工作原理作详细说明。

具体实施方式

参见图1，本发明的轮盖上开有射流通孔的离心闭式叶轮，包括轮盖1、轮盘2以及多个叶片3组成的叶轮，整个叶轮绕转轴中心旋转，至少要有三个以上射流通孔4沿圆周均匀开在叶轮的轮盖1上，该射流通孔将叶轮内部流道和离心叶轮外部连通起来，整个叶轮绕转轴中心5旋转。

射流通孔4位于轮盖上，且沿流动方向，从叶轮的入口到出口通道之间的任何地方，数目不限。