[发明专利]中比转速高效鼓风机三元流曲面离心叶轮系列

说明书

本发明公开了一种中比转速高效鼓风机三元流曲面离心叶轮系列，该系列中的离心叶轮包括6～10个叶片组，分流叶片轮缘曲线与主叶片的轮缘曲线的长度的比值为0.61～0.87,分流叶片轮毂曲线与主叶片轮毂曲线的长度的比值为0.62～0.86，主叶片包角为66°～100°且入口安装角为27°～47°，主叶片和分流叶片出口安装角为33°～51°且出口前倾角‑7°～27°，出口叶片宽度与叶轮最大外径比值为0.058～0.087，上述叶轮气动效率高、载荷波动低、变负荷范围宽，设计点绝热效率可达95.3％，转子运转安全稳定，避免了应用传统中比转速叶型时载荷波动过大引起的气体轴承损坏或整机事故的发生。

技术领域

本发明涉及气体压缩技术领域，具体涉及一种中比转速高效鼓风机三元流曲面离心叶轮系列。

背景技术

每年鼓风机、压缩机、泵等设备的用电量约占当年发电量的三分之一，提高上述设备的能效，将直接降低企业用电支出和碳排放指标。在化工、污水处理、水泥等领域，罗茨风机应用十分广泛，由于其能效低、噪声大、存在油污染，已不能满足国家节能减排及用户的使用需求。气浮直驱鼓风机具有能效高、近零摩擦、无油润滑、体积小等优点，被认为是替换传统罗茨风机的下一代高性能设备。

中比转速叶轮是与气浮直驱鼓风机的轴承转速最为匹配的一种形式叶轮。然而，现有中比转速的离心叶轮绝热效率普遍在75％至82％，这是由于中比转速叶轮在设计时叶栅内的旋涡和湍流附面层易发生相互作用，不同尺度涡系结构引起叶栅的载荷波动，降低了叶栅的通流效率和转子稳定性，增大了轴承系统发生损坏或整机事故的概率。如何设计中比转速离心叶轮，使之在气浮轴承转速范围内效率高、载荷波动低、变负荷范围宽，满足气动及强度和转子稳定性的要求，成为气浮直驱鼓风机企业亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种中比转速高效鼓风机三元流曲面离心叶轮系列。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种中比转速高效鼓风机三元流曲面离心叶轮系列，所述中比转速高效鼓风机三元流曲面离心叶轮系列的离心叶轮包括6～10个叶片组，每一叶片组包括一个主叶片1和一个分流叶片2，所述分流叶片2的轮缘曲线长度与主叶片1的轮缘曲线长度的比值小于等于0.87且大于等于0.61和所述分流叶片2的轮毂曲线长度与主叶片1的轮毂曲线长度的比值小于等于0.86且大于等于0.62。

所述离心叶轮的子午面上分流叶片2的轮缘曲线长度与其轮毂曲线的长度比值小于等于0.78且大于等于0.51。

所述离心叶轮由叶片前缘至叶片尾缘正交通流面积(不考虑叶片影响)先增大后减小，最大正交通流面积在21％～40％相对位置处，最小面积位于尾缘出口且最小通流面积与最大通流面积比值范围为0.65～0.92。

所述主叶片1的包角为66°～100°。

所述主叶片1入口安装角为27°～47°。

所述主叶片1和分流叶片2出口安装角为33°～51°。

所述离心叶轮的子午面上轮毂曲线和轮缘曲线为贝塞尔曲线或beta样条曲线。

所述离心叶轮的主叶片1和分流叶片2出口前倾角-7°～27°。

所述离心叶轮出口叶片宽度与叶轮最大外径比值为0.058～0.087。

所述离心叶轮的子午面上轮缘曲线与水平轴所成夹角由前缘至尾缘逐渐增大，轮缘出口处角度为61°～88°，所述离心叶轮的子午面上轮毂曲线与水平轴所成夹角由前缘至尾缘逐渐增大，轮毂出口处角度为73°～100°。

所述离心叶轮的轮缘曲线上各点的曲率曲线和轮毂曲线上相对应相同弧长百分比各点的曲率曲线的最大差值位于40％～70％弧长位置处，且不大于0.022。

本发明的有益效果在于：