专利名称：一种用于离心压缩机叶片扩压器的楔形叶片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械类产品的压缩机技术领域，涉及一种楔形叶片，尤其涉及一种用于压缩机械的叶片扩压器的楔形叶片。
背景技术：
扩压器安装在离心压缩机、离心鼓风机叶轮出口，其功用主要是使从叶轮出来的具有较大速度的气流减速，使动能有效地转化为压力能。对高能头的叶轮来说，其出口气流速度可高达500m/s以上，而一般叶轮的出口气流速度也有20(T300m/s。对径向直叶片叶轮，这部分动能几乎占叶轮耗功的一半；对后弯式或强后弯式叶轮，则占259Γ40%左右。所以要加以很好的利用。另外，无论是采用何种叶片形式，扩压器内的耗功都要占压缩机械总耗功的很大比例。同时，由于叶轮出口气流角随流量变化，扩压器在非设计工况时可以延缓气流分离，扩大离心叶轮工作范围。扩压器设计的理想与否，对压缩机、鼓风机的效率和压比都有很大的影响。因此，扩压器在离心压缩机械中是与叶轮同样重要的元件，对扩压器的研究是十分有价值的工作。离心压缩机械用扩压器一般可分为无叶扩压器和叶片扩压器两种。无叶扩压器常见的是由两个平壁构成的环形通道所组成。无叶扩压器机构简单，造价低，性能曲线平坦，稳定工况范围较宽，且在马赫数较高时效率降低仍不明显，但无叶扩压器内气流方向角基本不变，气流基本沿等角度螺旋线流动，流动路程较长，摩擦损失大，且在设计工况下，其效率低于叶片扩压器。一般无叶扩压器在压比较小、效率要求不高、径向尺寸限制较小的离心压气机上常采用。叶片扩压器有扩压程度大、尺寸小的优点，在设计工况下的气流损失比无叶扩压器小，同时由于流道短，流动损失小，因而效率较高。此外，叶片扩压器不仅可以通过半径增加实现减速扩压，还可通过叶片迫使气流角按希望角度偏转，使流通面积进一步加大以提高扩压能力。但是在叶片扩压器中，由于叶片的存在，变工况时产生的冲击损失较大，扩压器的效率明显下降。当流量小于设计流量时，流动产生正冲角，当冲角大到一定值时，流道中极易产生严重分离，会导致喘振的发生；当流量大于设计流量时，叶片扩压器内也会出现分离和倒流，特别是在流量达到一定值时，又易在叶片扩压器喉部发生堵塞现象，使叶片扩压器丧失其扩压的作用。为了提高叶片扩压器的工作性能，叶片可采用机翼型叶片，以提高扩压器的变工况性能，但是机翼型叶片造价高，叶片加工工艺以及叶片安装要求复杂。由于结构、安装等原因，现有的叶片扩压器多采用楔形扩压器。通过改善楔形扩压器的结构，以提高楔形扩压器的工作性能，具有十分重要的应用价值和工业前景。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有楔形扩压器的几何缺陷，提供一种用于离心压缩机叶片扩压器的楔形叶片，本实用新型在楔形扩压器吸力面的上下两端横向安置翼刀，控制吸力面表面边界层的发展，最大限度地抑制吸力面表面气流的分离，同时，将楔形扩压器
3吸力面与压力面由原有的平面形状改进为由进口二维平面渐进为出口三维柱面，这样，当气流在扩压器中螺旋运动时，可以有效地减小气流对扩压器的冲击损失，提高楔形扩压器的效率，改善其变工况性能。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种用于离心压缩机叶片扩压器的楔形叶片，从楔形叶片进口到楔形叶片出口依次为楔形叶片吸力面和楔形叶片压力面，楔形叶片吸力面由进口平面渐进为出口柱面，楔形叶片进口处的圆弧为直线，从楔形叶片进口到楔形叶片出口，圆弧半径逐渐减小；两个翼刀安装在楔形叶片吸力面上，两个翼刀安装的位置分别为楔形叶片高度的四分之一处和四分之三处，在楔形叶片端面上开设两个螺纹孔。本实用新型的有益效果是，本实用新型根据压缩机械叶轮出口的气流一般为螺旋前进的运动特点，将压力面与吸力面加工为由进口平面渐进为出口柱面的形状，这样由吸力面和压力面组成的扩压器流道更符合气流的流动轨迹，因此，气流在扩压器中流动时，减小了对扩压器壁面的冲击，从而降低了冲击损失。此外，本实用新型在叶片吸力面的表面安装翼刀，由于翼刀的存在，吸力面表面边界层的发展得以控制，从而最大限度地抑制吸力面表面气流的分离。因此，在工况发生变化时，边界层不易发生分离，扩压器效率得以提高。
图1为本实用新型用于压缩机械叶片扩压器的楔形叶片结构示意图；图2为采用本实用新型的楔形叶片扩压器结构示意图。图中，楔形叶片端面1、楔形叶片进口 2、翼刀3、楔形叶片吸力面4、楔形叶片出口5、楔形叶片压力面6、螺纹孔7、紧固螺栓8、扩压器后隔板9。
具体实施方式
扩压器的优化设计实质就是以最小的损失或最短的结构长度，达到预定的扩压效果。叶片扩压器较无叶扩压器扩压程度大、尺寸小，但是由于叶片的存在，变工况时冲击损失较大，效率明显下降。无论是流量小于设计流量还是大于设计流量，流道中流动情况均会发生恶化，大大降低叶片扩压器的效率，甚至使叶片扩压器丧失其扩压的作用。本实用新型根据压缩机械叶轮出口的气流一般为螺旋前进的运动特点，将压力面与吸力面加工为由进口平面渐进为出口柱面的形状，这样由吸力面和压力面组成的扩压器流道更符合气流的流动轨迹，因此，气流在扩压器中流动时，减小了对扩压器壁面的冲击，从而降低了冲击损失。
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。本实用新型用于压缩机械叶片扩压器的楔形叶片结构如图1所示，从楔形叶片进口 2到楔形叶片出口 5依次为楔形叶片吸力面4和楔形叶片压力面6，楔形叶片吸力面4由进口平面渐进为出口柱面，即在楔形叶片进口 2处，圆弧的半径为无限大(直线)，从楔形叶片进口 2到楔形叶片出口 5，圆弧半径逐渐减小。翼刀3安装在楔形叶片吸力面4上，翼刀3安装的位置分别为叶高四分之一处和叶高四分之三处。在楔形叶片端面1上开设两个螺纹孔7。图2为采用本实用新型的楔形叶片扩压器结构示意图。如图2所示，采用紧固螺栓8将本实用新型的楔形叶片安装在扩压器后隔板9上。[0015]本实用新型将楔形叶片吸力面4和楔形叶片压力面6加工为由进口平面渐进成出口柱面的结构，这样由楔形叶片吸力面4和楔形叶片压力面6组成的扩压器流道更符合气流的流动轨迹，因此，气流在扩压器中流动时，减小了对扩压器壁面的冲击，从而降低了冲击损失。本实用新型在楔形叶片吸力面4的表面安装翼刀3，由于翼刀3的存在，楔形叶片吸力面4表面边界层的发展得以控制，从而最大限度地抑制楔形叶片吸力面4表面气流的分离。因此，在工况发生变化时，边界层不易发生分离，扩压器效率得以提高。
权利要求1. 一种用于离心压缩机叶片扩压器的楔形叶片，其特征在于，从楔形叶片进口(2)到楔形叶片出口(5)依次为楔形叶片吸力面(4)和楔形叶片压力面(6)，楔形叶片进口(2)处的圆弧为直线，从楔形叶片进口(2)到楔形叶片出口(5)，圆弧半径逐渐减小；两个翼刀(3) 安装在楔形叶片吸力面(4)上，两个翼刀(3)安装的位置分别为楔形叶片高度的四分之一处和四分之三处，在楔形叶片端面(1)上开设两个螺纹孔(7)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于离心压缩机叶片扩压器的楔形叶片，其特征在于，从楔形叶片进口(2)到楔形叶片出口(5)依次为楔形叶片吸力面(4)和楔形叶片压力面(6)，楔形叶片进口(2)处的圆弧为直线，从楔形叶片进口(2)到楔形叶片出口(5)，圆弧半径逐渐减小；两个翼刀(3)安装在楔形叶片吸力面(4)上，两个翼刀(3)安装的位置分别为楔形叶片高度的四分之一处和四分之三处，在楔形叶片端面(1)上开设两个螺纹孔(7)。本实用新型根据压缩机械叶轮出口的气流一般为螺旋前进的运动特点，将压力面与吸力面加工为由进口平面渐进为出口柱面的形状，这样由吸力面和压力面组成的扩压器流道更符合气流的流动轨迹，因此，气流在扩压器中流动时，减小了对扩压器壁面的冲击，从而降低了冲击损失。
文档编号F04D29/44GK202326441SQ20112049384
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者周国强, 周音 申请人:周国强, 周音, 杭州求是透平机制造有限公司