一种两级增压的一体式风机叶轮及风机、列车制造技术

本发明专利技术涉及一种两级增压的一体式风机叶轮，所述叶轮包括多个叶片组、轴盘、后盘和前盘，所述轴盘安组呈环形阵列分布；每个叶片组包括多个翼型叶片、第一叶片和第二叶片，以所述叶轮的轴线为中心，将所述后盘的盘面自边缘至中心设为外环面、中环面和内环面，多个所述翼型叶片分布在外环面，所述第一叶片安装在中环面且其一端与多个翼型叶片中分布位置靠中的一个翼型叶片相连接，所述第二叶片安装在中环面和内环面上，且其一端与多个翼型叶片中分布位置靠边的翼型叶片相连接。本发明专利技术的叶轮即具有效率高、风压高、相对直径小的特点，针对高原运行动车组需要的高压、大风量、体积小的特点，可有效满足列车上高原运用的冷却需要。

A two-stage turbocharged integrated fan impeller, fan and train

The invention relates to a two-stage pressurized integrated fan impeller, which comprises a plurality of blade groups, shaft discs, rear discs and front discs. The shaft disc safety groups are distributed in an annular array. Each blade group comprises a plurality of airfoil blades, first blades and second blades. With the axis of the impeller as the center, the disc surface of the rear disc from the edge to the center is arranged as an outer ring, a middle ring and an inner ring. The first blade is mounted on the middle annulus and one end is connected with one of the airfoil blades in the middle annulus, the second blade is mounted on the middle annulus and the inner annulus, and one end of the second blade is connected with the airfoil blades near the edge of the distribution positions in the plurality of airfoil blades. The impeller of the invention has the characteristics of high efficiency, high wind pressure and small relative diameter. According to the characteristics of high pressure, large wind volume and small volume required by plateau running EMUs, the impeller can effectively meet the cooling requirements of train operation on plateau.

【技术实现步骤摘要】
一种两级增压的一体式风机叶轮及风机、列车
本专利技术涉及动车组风机领域，尤其涉及一种两级增压的一体式风机叶轮及风机、列车。
技术介绍
中国幅员辽阔，东西部地区海拔差别大，导致各地的大气压差别非常大，高原地区空气稀薄，大气压力低。内燃机车上高原运行，考虑到大气压力低，一般进行功率调整，即降功率运用。但是，动车组上高原，则一般要求不降功率使用。动车组在高原不降功率使用，其上的各个耗电设备的发热量与平原相当。对于采用空气冷却的设备，例如牵引电机等，为了保证其能够长期稳定运行，在高原运行时需要保持与平原运行时相同质量流量的空气对其进行冷却。由于高原大气压力低，空气密度小，相同质量流量需要提供更大容积流量的空气，以确保冷却效果。从管网空气阻力经验公式P＝C+KQ2(P：管网阻力；C：管网附加阻力，与空气流量无关的量，包括动车组运行时引起的负压；K：管网阻力系数，只与管网系统相关；Q：冷却空气容积流量)可知，管网空气阻力与空气的容积流量的平方成正比。动车组上高原后，需要的冷却空气容积流量增大，管网阻力相应增大。动车组上供风的设备一般是风机。从风机特性可知，在可用范围内，风机压力一般随风机容积流量增大而降低。而管网阻力则随容积流量增大而增大，两者相互矛盾。为了克服管网阻力，保证给发热设备供应足够的冷却风源，需要显著地提高风机的风压。但是，在动车组上，受空间尺寸限制，风机外形不允许增加，只能优化风机方案或者提高转速来实现。提高转速效果最明显，但需要采用变频电机，成本显著增加；同时需改变电源输入频率，动车组控制系统需要重新设计，影响重大。现有的后向风机叶轮，其叶片为单一的后向长叶片，且各叶片均匀分布；还有少量的后向风机叶轮采用长短叶片，但是，各长短叶片都是统一的均匀分布。现有的多翼风机叶轮，其为后向风机叶轮的一种，具有很大的后向角和非常多的叶片。典型的后向风机叶轮。后向风机叶轮，最大的缺点是在叶轮大小(外径)和风机转速一定的前提条件下，该型叶轮的增压能力最小，风机压力低，无法达到设计技术要求。所示的多翼风机叶轮，主要缺点是在叶轮大小(外径)和风机转速一定的前提条件下风机效率低，噪音高。风机效率低，需要匹配功率更大的电机，导致功率超过设计要求，且重量也将明显增大(电机功率增大后，电机重量增加)，导致超重或不具竞争力。本专利技术能在满足外形尺寸不变、风机整机效率相当的前提下，提高风装在后盘的中部，所述后盘和前盘之间固定有多个叶片组，多个所述叶片机压力，以满足动车组高原运行的大风量要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种两级增压的一体式风机叶轮，以解决的现有技术中的至少一种技术问题。为达到上述目的，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种两级增压的一体式风机叶轮，所述叶轮包括多个叶片组、轴盘、后盘和前盘，所述轴盘安组呈环形阵列分布；每个叶片组包括多个翼型叶片、第一叶片和第二叶片，以所述叶轮的轴线为中心，将所述后盘的盘面自边缘至中心设为外环面、中环面和内环面，多个所述翼型叶片分布在外环面，所述第一叶片安装在中环面且其一端与多个翼型叶片中分布位置靠中的一个翼型叶片相连接，所述第二叶片安装在中环面和内环面上，且其一端与多个翼型叶片中分布位置靠边的翼型叶片相连接。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：优选的，设第二叶片的进气边至叶轮的中心距离为R1、第一叶片的进气边至叶轮的中心距离为R2和翼型叶片的进气边至叶轮的中心距离为R3，则(R2-R1)/(R3-R1)＝1/4～1/2。优选的，设第一叶片的吸力面与第二叶片的压力面之间形成的流道出口至叶轮的中心的夹角为α，第一叶片的压力面与第二叶片的的吸力面之间形成的流道出口至叶轮的中心的夹角为β，β大于α，且(β-α)/(α+β)＝0％～25％。优选的，每个所述叶片组包括五个翼型叶片、一个第一叶片和一个第二叶片，位于第一叶片和第二叶片之间的翼型叶片，将第一叶片的吸力面与第二叶片的压力面之间形成的流道分割成两个流道，两个所述流道的出口至叶轮的中心的夹角分别为靠近第二叶片的α1和靠近第一叶片的α2，夹角α1＜α2，且(α2-α1)/(α2+α1)＝0～25％。优选的，位于第一叶片和下游的相邻叶片组中的第二叶片的之间设有两个翼型叶片，两个翼型叶片将第一叶片的压力面与下游的相邻叶片组中的第二叶片的吸力面之间形成的流道分割成三个流道，三个所述流道的出口至叶轮的中心的夹角从下游到上游分别为β3、β2和β1，夹角β1＜β2＜β3，且(β2-β1)/(β2+β1)≈(β3-β2)/(β3+β2)＝0～25％。优选的，所述翼型叶片向着叶轮旋转方向外凸，所述第一叶片和第二叶片弯曲向着叶轮旋转是相反方向外凸。优选的，其特征在于，所述前盘的侧壁形状为弧形或锥弧形。本专利技术与现有技术相比，还提供了一种风机，以解决的现有技术中的至少一种技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种风机，包括蜗壳、过滤器、集流器、所述的风机叶轮和电动机，所述蜗壳内安装有风机叶轮，所述电动机固定在蜗壳上，且其输出轴与轴盘相连接；所述集流器安装在所述蜗壳上靠近前盘的侧壁上设有集流器，所述集流器外壁与过滤器相连接。优选的，所述集流器的径向单边间隙为风机叶轮直径的0.5％～1％，轴向插入量为风机叶轮直径的0.5％～1.5％。本专利技术与现有技术相比，还提供了一种列车，以解决的现有技术中的至少一种技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种列车，所述列车的包括供风系统，所述供风系统包括所述的风机，所述风机的蜗壳上设有悬挂架，所述悬挂架安装在列车车体底部。优选的，所述悬挂架上设有减震器。综上所述，本专利技术的有益效果是：本专利技术的叶轮即具有效率高、风压高、相对直径小的特点，针对高原运行动车组需要的高压、大风量、体积小的特点，可有效满足列车上高原运用的冷却需要。附图说明图1为本专利技术的风机叶轮主视结构示意图；图2为图1的A-A剖面结构示意图；图3为本专利技术的风机叶轮左视结构示意图；图4为本专利技术的风机叶轮右视结构示意图；图5为本专利技术风机的局部剖面结构示意图；图6为本专利技术风机的立体剖面结构示意图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1至4所示，一种两级增压的一体式风机叶轮100，所述叶轮100包括多个叶片组110、轴盘120、后盘130和前盘140，所述轴盘120安装在后盘130的中部，所述后盘130和前盘140之间固定有多个叶片组110，多个所述叶片组呈环形阵列分布；每个叶片组110包括多个翼型叶片113、第一叶片111和第二叶片112，以所述叶轮100的轴线为中心，将所述后盘130的盘面自边缘至中心设为外环面131、中环面132和内环面133，多个所述翼型叶片113分布在外环面131，所述第一叶片111安装在中环面132且其一端与多个翼型叶片113中分布位置靠中的一个翼型叶片113相连接，所述第二叶片112安装在中环面132和内环面133上，且其一端与多个翼型叶片113中分布位置靠边的翼型叶片113相连接。优选的，设第二叶片112的进气边至叶轮100的中心距离为R1、第一叶片111的进气边至叶轮100的中心距离为R2和翼型叶片113的进气边至叶轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两级增压的一体式风机叶轮，其特征在于，所述叶轮包括多个叶片组、轴盘、后盘和前盘，所述轴盘安装在后盘的中部，所述后盘和前盘之间固定有多个叶片组，多个所述叶片组呈环形阵列分布；每个叶片组包括多个翼型叶片、第一叶片和第二叶片，以所述叶轮的轴线为中心，将所述后盘的盘面自边缘至中心设为外环面、中环面和内环面，多个所述翼型叶片分布在外环面，所述第一叶片安装在中环面且其一端与多个翼型叶片中分布位置靠中的一个翼型叶片相连接，所述第二叶片安装在中环面和内环面上，且其一端与多个翼型叶片中分布位置靠边的翼型叶片相连接。

【技术特征摘要】
1.一种两级增压的一体式风机叶轮，其特征在于，所述叶轮包括多个叶片组、轴盘、后盘和前盘，所述轴盘安装在后盘的中部，所述后盘和前盘之间固定有多个叶片组，多个所述叶片组呈环形阵列分布；每个叶片组包括多个翼型叶片、第一叶片和第二叶片，以所述叶轮的轴线为中心，将所述后盘的盘面自边缘至中心设为外环面、中环面和内环面，多个所述翼型叶片分布在外环面，所述第一叶片安装在中环面且其一端与多个翼型叶片中分布位置靠中的一个翼型叶片相连接，所述第二叶片安装在中环面和内环面上，且其一端与多个翼型叶片中分布位置靠边的翼型叶片相连接。2.根据权利要求1所述一种两级增压的一体式风机叶轮，其特征在于，设第二叶片的进气边至叶轮的中心距离为R1、第一叶片的进气边至叶轮的中心距离为R2和翼型叶片的进气边至叶轮的中心距离为R3，则(R2-R1)/(R3-R1)＝1/4～1/2。3.根据权利要求1所述一种两级增压的一体式风机叶轮，其特征在于，设第一叶片的吸力面与第二叶片的压力面之间形成的流道出口至叶轮的中心的夹角为α，第一叶片的压力面与第二叶片的的吸力面之间形成的流道出口至叶轮的中心的夹角为β，β大于α，且(β-α)/(α+β)＝0％～25％。4.根据权利要求3所述一种两级增压的一体式风机叶轮，其特征在于，每个所述叶片组包括五个翼型叶片、一个第一叶片和一个第二叶片，位于第一叶片和第二叶片之间的翼型叶片，将第一叶片的吸力面与第二叶片的压力面之间形成的流道分割成两个流道，两个所述流道的出口至叶轮的中心的夹角分别为靠近第二叶片的α1和靠近第一叶片的α2，夹角α...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉，李廷金，张庆刚，赵金星，刘宗祝，
申请(专利权)人：中车唐山机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13