一種仿生抗沖蝕增效離心風機葉片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種仿生抗沖蝕增效離心風機葉片，其是在離心風機葉片壓力表面設置有仿生V型溝槽，仿生V型溝槽的截面為等腰三角形。離心風機葉片高速旋轉(zhuǎn)時，離心風機葉片表面的仿生V型溝槽結構，改變了氣固兩相流在風機葉片壓力面的流動狀態(tài)，減少了固體顆粒與風機葉片表面的碰撞次數(shù)，增加了風機葉片的抗沖蝕性能；同時，空氣墊的形成，改善了氣流的徑向流動狀況，提高了葉片的能量轉(zhuǎn)化效率。
【專利說明】一種仿生抗沖蝕増效離心風機葉片

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風機類機械設備中高速旋轉(zhuǎn)的葉片部件，特別涉及一種仿生抗沖蝕增效離心風機葉片。

【背景技術】
[0002]常見的離心風機產(chǎn)品有大型工業(yè)鼓風機、通風機、煤氣鼓風機、焦爐鼓風機等五十多個系列，廣泛應用于鋼鐵冶煉、火力發(fā)電、石油化工、煤氣回收及核電等領域，并且這些行業(yè)輸送的氣體常帶有煙塵、固體催化劑碎片等顆粒性物質(zhì)，在風機葉片表面發(fā)生氣固兩相流沖蝕，加速了風機葉片的磨損，每年都會造成巨額的浪費和損失，甚至造成機毀人亡；據(jù)統(tǒng)計，離心風機的耗電量占這些行業(yè)總耗電量的1/5以上。因此，提高離心風機葉片的抗沖蝕性能及葉片的能量轉(zhuǎn)化效率成為人們極為關注和亟待解決的問題。
[0003]目前提高風機葉片抗沖蝕性主要采用在葉片表面堆焊、設置陶瓷層、涂覆耐磨涂料等方法，但這種方法需要定期檢查及維護，大大增加了生產(chǎn)及使用成本。中國實用新型專利ZL201020032042.0，公開了《一種風機葉輪》，該專利采用了在風機葉片表面嵌貼陶瓷塊的方法，雖一定程度上提高了葉片的耐磨性能，但成本較高，并且容易在長期使用后，發(fā)生陶瓷塊脫落的情況；在提高風機葉片的能量轉(zhuǎn)化率方面，常常采用如三元彎扭葉片等改變?nèi)~片曲面形狀的方法，這類方法不僅加工工藝性差、設計成本高，并且在使用一段時間后，葉片的沖蝕磨損較為嚴重。中國發(fā)明專利申請?zhí)?201010129447.0，公開了一種《離心風機葉片》，該專利使用了高階貝塞爾曲線控制的變厚度風機葉片，雖能提高風機葉片的能量轉(zhuǎn)化效率，但其加工制造較為困難，且只能在較小流量的情況下使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服上述風機葉片的不足之處，而提供一種仿生抗沖蝕增效離心風機葉片，本發(fā)明能夠提高離心風機葉片的抗沖蝕性能及風機的能量轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明是在離心風機葉片壓力表面設置有仿生V型溝槽，離心風機葉片高速旋轉(zhuǎn)時，仿生V型溝槽能夠改變氣固兩相流在葉片表面的流動狀態(tài)，有效減少葉片的沖蝕磨損，并提高風機葉片的轉(zhuǎn)換效率。
[0005]本發(fā)明的設計思路是源于一種典型沙漠植物一一紅柳的表面不規(guī)則V型溝槽結構，如圖1所示。通過對紅柳表面的結構特征進行分析，并以提高抗沖蝕性能及風機的能量轉(zhuǎn)化效率為目標進行試驗優(yōu)化設計，確定了仿生抗沖蝕增效離心風機葉片的設計方案。
[0006]本發(fā)明是在離心風機葉片壓力表面設置有仿生V型溝槽。
[0007]所述仿生V型溝槽的截面為等腰三角形，其三角形的高為2.0?10.0mm,頂角的角度為60。?90。，仿生V型溝槽的間距為3.0?15.0_。
[0008]仿生抗沖蝕增效離心風機葉片表面的仿生V型溝槽能夠改善氣固兩相流在風機葉片壓力面的流動狀態(tài)，形成空氣墊，提高葉片的抗沖蝕性能，其原理如圖2所示。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010]本發(fā)明利用離心風機葉片表面的仿生V型溝槽結構，改變了氣固兩相流在風機葉片壓力面的流動狀態(tài)，減少了固體顆粒與風機葉片表面的碰撞次數(shù)，增加了風機葉片的抗沖蝕性能；同時，空氣墊的形成，改善了氣流的徑向流動狀況，提高了葉片的能量轉(zhuǎn)化效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為仿生原型紅柳的表面不規(guī)則V型溝槽結構示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的抗沖蝕原理示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明葉片的軸測圖。
[0014]圖4為本發(fā)明葉片的主視圖。
[0015]圖5為本發(fā)明的安裝示意圖。
[0016]圖6、圖7和圖8為本發(fā)明葉片的安裝角度示意圖。

【具體實施方式】
[0017]如圖5所示，將離心風機葉片a焊接在前盤b與后盤c之間，離心風機葉片a數(shù)量不少于三片，離心風機葉片a與葉輪外緣的切線夾角α可以如圖6所示，為90° ;也可如圖7所示，為90°?135° ;也可如圖8所示，為45°?90°。
[0018]離心風機葉片a為近似梯形的結構，離心風機葉片a的壓力表面設置有如圖4所示的仿生V型溝槽1，仿生V型溝槽I的截面為等腰三角形，其三角形的高H為2.0?10.0mm，頂角的角度A為60°?90°，仿生V型溝槽I的間距L為3.0?15.0mm。離心風機葉片a厚度根據(jù)結構決定。
【權利要求】
1.一種仿生抗沖蝕增效離心風機葉片，其特征在于:其在離心風機葉片(a)壓力表面設置有仿生V型溝槽(I)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種仿生抗沖蝕增效離心風機葉片，其特征在于:所述仿生V型溝槽(I)的截面為等腰三角形，其三角形的高(H)為2.0?10.0mm，頂角的角度(A)為60°?90。，仿生V型溝槽⑴的間距(L)為3.0?15.0mm。
【文檔編號】F04D29/30GK104500444SQ201410814913
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權日:2014年12月24日
【發(fā)明者】韓志武, 孫楚萍, 張俊秋, 尹維, 牛士超, 封海龍, 宋洪烈, 陳道兵, 王可軍, 楊明康 申請人:吉林大學