[实用新型]具有螺旋曲面流道转轮的流体机械

说明书

技术领域

本实用新型涉及将机械能转变成流体压力能的能量转换装置技术领域，具体涉及一种具有螺旋曲面流道转轮的流体机械。

背景技术

获得流体压力能的方法，概括起来有两大类，一类是通过改变容积的大小来改变流体压力，另一类是通过叶轮（或叶片）等来改变流体的流速，再将高速流体的动能转换成压力能。即现有技术是用外力改变流体体积而获得压力能，或是用外力击打流体，使流体获取动能，动能再转换成压力能。流体获得动能是被动进行的，在改变流体体积（如活塞）和击打（如叶轮，叶片）流体的过程中，能量损失很大，并在相应的运行中产生各种问题。

具体的方法有很多，但每种都存在不足之处：①刘勇在《制冷压缩机的分类及使用优缺点》文章中所述（《黑龙江科技信息》2010年第33期），往复活塞式，功率小，不易维修，无法实现高转速，机器太重，排气不连续，有振动，脉动；滚动转子式，功率小，维修困难；螺杆压缩机，噪音大，需专用的润滑油分离，冷却，过滤和加压的辅助设备，机组体积大；涡旋式压缩机，加工精度要求高，很难大型化。②叶长清、张琪在《轴流压缩机与离心压缩机综合比较》文章中所述（《流体机械》第26卷12期），轴流机比离心机多变效率要高10%左右，但轴流压缩机排气压力低，存在旋转失速，喘振等隐患。③对不可压缩流体而言，在小流量高扬程领域，旋壳泵的性能相对较好，魏宗胜在《皮托管泵在小流量超高扬程领域的应用及前程》文章中所述（《化工设备与管道》第46卷第3期），皮托管泵由于特殊的结构，效率比高速泵高10%～20%，，但就绝对效率而言，进口的旋壳泵效率最高不超过65%，国产的旋壳泵在40%～50%，仍然偏低。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种能量转换效率高、工作范围广、运行噪音小、汽蚀影响减缓、无污染的具有螺旋曲面流道转轮的流体机械。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种具有螺旋曲面流道转轮的流体机械，包括由转轮4和转轮轴5组合而成的转轮机构，转轮4由两个完全对称的具有一定厚度的螺旋曲面41以及最外层的正圆曲面42组成，曲面的一侧为底板43，另一侧为封板44，螺旋曲面41、底板43、封板44之间形成两条完全对称的螺旋流道45，螺旋流道45与最外层的正圆曲面42形成两条完全对称的内径逐步变小的喷射通道46，位于喷射通道46末端的一段正圆曲面被切除，形成两个对称的喷射口47；转轮轴5的一端为实心，另一端为空心，在空心段的适当位置钻有与转轮4流道相通的圆孔51。

作为优选方案，具有螺旋曲面流道转轮的流体机械还进一步包括电机1、联轴节2、轴承座及轴承3、高压槽6、低压槽7，转轮4置于高压槽6中，转轮轴5纵向贯穿高压槽6，其两端分别由对称的轴承座及轴承3固定支承，电机1通过联轴节2连接到转轮轴5的实心端，转轮轴5的空心端伸入低压槽7中。

作为优选方案，转轮轴5与高压槽6之间采用对称的高压动密封61密封，转轮轴5与低压槽7之间采用低压动密封71密封，高压槽6设有高压流体出口62，低压槽7设有低压流体入口72。

本实用新型的有益效果：

①转轮机构由于改变了现有技术获得压力能的方式，流体从进入、加速、升压的全部过程都在流体内部产生，规避了传统容积式不可避免的机械损失，同样了规避了叶轮（或叶片）对流体的击打而产生的损失，唯一的摩擦损失也可通过提高加工精度而降至最小，因此转轮比现有技术的压缩机和泵有更高的能量转换效率。

②转轮内流体压力与转速高低相关、流量与通道大小有关，因此与现有技术相比，有更宽广的使用范围。

③转轮工作时，只有转轮本身高速旋转，流体相对于外环境是静止（或低速）的状态，整个过程都是在连续、稳定、安静的状态下进行，从根本上消除了噪音、振动、脉动的影响。

④本发明转轮（或转盘）结构简单，制造容易，除了动密封和轴承外，转轮本身无需维修。

⑤由于流体只与动密封和转轮本身接触，因此污染很小，流体可以得到很高的品质。

⑥流体在转轮内处于低压状态，高压的转换在高压槽内进行，这样可以很大程度缓解有泵癌之称的汽蚀问题。

附图说明

图1为本实用新型转轮机构的结构示意图。

图2为本实用新型转轮机构的原理示意图。

图3为本实用新型流体机械的总体组成示意图。