一种大流量低速风机的风叶制造技术

一种大流量低速风机的风叶，包括轮毂套、风叶、固定杆和固定螺栓；风叶通过前端面板、后端面板和若干固定螺丝与固定杆刚性连接；风叶使用U形箍将固定杆连接在轮毂套上；风叶外形平直，各截面的叶型几何相同，分为三个区域：前缘导流区、中部增压区和尾缘整流区；前缘导流区约占10％弦长，能够适应不同线速度下来流的相对气流方向；中部增压区是继前缘导流区之后的50％弦长，通过叶型几何外形差异产生足够的风压上升，并具有不小于15％的相对厚度，以使其内部能够安装固定杆；尾缘整流区为叶型后部约40％弦长，采用小楔形角、小曲率几何外形以使静压差减小，减缓排气损失。所述三个区域的叶型表面几何坐标由多个多项式函数生成。

【技术实现步骤摘要】
一种大流量低速风机的风叶
本专利技术属于风机应用领域，具体涉及到一种大流量低速风机的风叶，适用于风压低于300Pa的轴流式通风机械。
技术介绍
失效专利201020161228《一种风机的中空风叶》公开了一种风机风叶，其要点是采用中空风叶，并加强了风叶和转轴之间的连接强度。对于风机风叶来说，除了上述技术以外，更加重要的是决定风叶气体动力学性能的形状、构造，是风机性能与能效的关键设计因素。也有企业采取逆向设计，为规避西方专利而改变其气动形状，但知其然而不知其所以然，以此所产生的改变通常使性能衰退严重，不能根据用户需要提供有效的自主设计产品。传统上，此类大流量低速风机采用等厚度叶型的风叶，从轮毂到机匣必须通过风叶的扭转以适应相对来流方向，风机种类繁多，各种风机因使用对象的不同而呈现其独特的“个性”，无法形成标准叶型以扩大适用范围。目前，变厚度叶型的风叶已大量应用于轴流式通风机械领域，本专利技术就是在长期基础研究的基础上，通过反复设计优化和实践试验，形成一种适用于风压低于300Pa的标准叶型。本公司从事风机设计制造二十余年，积累了丰富的制造经验，且与大专院校密切合作，对大流量低速风机的风叶进行了重大改进和突破。本案因此发生。
技术实现思路
为了改进风机的气体动力学性能，解决目前市场上大流量低速风机适用性差、制造复杂、成本高的缺陷，本专利技术的提供一种大流量低速风机的风叶。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种大流量低速风机的风叶包括：轮毂套、风叶、固定杆和固定螺栓；若干风叶通过固定结构呈幅射状均匀阵列在轮毂套上，轮毂套刚性固定在风机转轴上，风叶数量可以根据风量和风压的需要选择为2-8片，风叶为中空结构，内部设置有加强筋，风叶通过前端面板、后端面板和若干固定螺丝与固定杆刚性连接；所述的风叶固定结构为若干U形箍，使用U形箍将固定杆连接在轮毂套上；所述风叶外形平直，各截面的叶型几何完全相同，可分为三个区域：前缘导流区、中部增压区和尾缘整流区；所述的前缘导流区约占10％弦长，能够适应不同线速度下来流的相对气流方向；所述的中部增压区是继前缘导流区之后的50％弦长，通过叶型几何外形差异产生足够的风压上升，并具有不小于15％的相对厚度，以使其内部能够安装固定杆；所述的尾缘整流区为叶型后部约40％弦长，采用小楔形角、小曲率几何外形以使静压差减小，减缓排气损失。所述三个区域的叶型表面几何坐标由多个多项式函数生成：首先以中弧线斜角确定适应上述气动效果的中弧线几何，根据设计的中弧线斜角产生四次多项式拟合曲线，设计公式为：α＝30.782c4-93.764c3+141.39c2-131.79c+33.3706其中，c为百分比弦长，α为中弧线斜角；其次，根据中弧线斜角计算中弧线坐标，形成六次多项式曲线，设计公式为：y＝-3.8117×10-13c6+3.6398×10-10c5-1.4459×10-7c4+3.4525×10-5c3-6.7509×10-3c2+6.7714×10-1c-3.19373其中，c为百分比弦长，y为中弧线相对挠度；最后，以适应前缘导流、中部增压和尾缘整流等上述气动规律的厚度分布产生叶型表面几何坐标，厚度分布设计公式为：t＝-0.56403m6+2.1175m5-3.3814m4+3.2549m3-2.0297m2+0.58494m+0.021270其中，m为中弧线相对长度，t为相对半厚度。作为优化方案，所述风叶壳体两端设置有前端面板和后端面板，前端面板和后端面板的周边轮廓线和风叶壳体的周边轮廓线吻合；前端面板上有通孔，容纳固定杆穿过。作为优化方案，所述的风叶固定结构为若干U形箍和固定杆；固定杆靠轮毂套一侧有若干环形槽，环形槽直径和U形箍适配；固定杆用螺丝固定在风叶壳体内部。作为优化方案，所述的轮毂套上设置了若半圆形凹槽，其半径和风叶的固定杆适配；便于根据使用工艺确定安装的风叶数量。作为优化方案，所述的轮毂套上还设置有若干通孔，便于U形箍穿过通孔把固定杆压紧在轮毂套上；轮毂套中央的转轴孔里设置了键槽，便于把轮毂套固定在风机转轴(未图示)上。作为优化方案，所述的风叶使用铝合金或玻璃钢制作。本专利技术具有如下有益效果：1.采用一种能够适应大迎角范围的叶型，使风叶几何形状大幅度简化并拥有更先进的气动性能特性，所形成的标准风叶将有利于高效率、低功耗、低噪声、耐腐蚀、高疲劳强度，并降低制造成本。2.轮毂套有多种规格，有不同的尺寸，有不同数量的半圆凹槽；刚性安装在轮毂套上的风叶是可换的，也有多种尺寸和多种形状；轮毂套和风叶的各种组合，使风机的多规格标准化系列化得以实施，通过直径、高差、叶片数的改变和叶型几何外形的缩放来提供多种风机流量需求，让用户根据其应用自由地选择最佳风机直径。3.风叶和轮毂套的连接允许对风叶角度作局部调整，有利于简单便捷的调整动平衡。4.风叶有固定的几何形状，在超强风压下不会扭曲。【附图说明】图1为本专利技术的风叶总装配示意图；图2为风叶总装配背面示意图；图3为风叶部件示意图；图4为风叶结构分解图；图5为新风叶叶型截面示意图(图中H为最大厚度,C为弦长)。图6为现有技术的旧风叶截面图；图7为本专利技术的新风叶与旧风叶叶型截面的比较图；图8为实施例2全压特性曲线计算结果；图9为实施例2静压升特性曲线计算结果；图10为实施例2效率特性曲线计算结果；图11为实施例2功率特性曲线计算结果；图12为实施例3全压特性曲线计算结果；图13为实施例3静压升特性曲线计算结果；图14为实施例3效率特性曲线计算结果；图15为实施例3功率特性曲线计算结果；图16为实施例3不同高差时全压特性曲线；图17为实施例3不同高差时效率特性曲线。附图标记：1.轮毂套；1.1半圆凹槽，1.2转轴孔。2.风叶；2.1风叶壳体，2.1.1加强筋，2.2轮毂端面板，2.2.1固定杆通孔，2.3叶顶端面板，2.3.1前缘，2.3.2前缘导流区，2.3.3中部增压区，2.3.4吸力面，2.3.5固定杆位置，2.3.6尾缘，2.3.7压力面，2.3.8尾缘整流区。3.固定杆，3.1环槽。4.U形箍。5.螺丝部件。6.新风叶。7.旧风叶。【具体实施方式】下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案进一步详细说明。一种大流量低速风机的叶片，主要包括标准叶型风叶和风机装配两个部分。由于需要通过某一确定的叶型几何来适应不同叶高、不同流量、不同风压的风机相对流场，叶片必须适应大迎角范围，同时，为保证拉紧固定叶片的拉杆具有足够的强度，叶片的叶型几何采用了不同于过去几何形状的气动设计。其设计特点包括：由三个多项式函数曲线产生前缘导流区2.3.2、中部增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大流量低速风机的风叶，包括轮毂套、风叶，若干风叶通过固定结构呈幅射状均匀阵列在轮毂套上，轮毂套固定在风机转轴上，风叶数量为2-8片，风叶壳体是空心的，中间有加强筋，其特征在于：所述风叶外形平直，各处截面尺寸相同；风叶通过前端面板、后端面板、若干螺丝部件与固定杆刚性连接，所述的风叶固定结构为若干U形箍，使用U形箍把固定杆连接在轮毂套上；/n所述风叶外形平直，各截面的叶型几何完全相同，可分为三个区域：前缘导流区、中部增压区和尾缘整流区；所述的前缘导流区约占10％弦长，能够适应不同线速度下来流的相对气流方向；所述的中部增压区是继前缘导流区之后的50％弦长，通过叶型几何外形差异产生足够的风压上升，并具有不小于15％的相对厚度，以使其内部能够安装固定杆；所述的尾缘整流区为叶型后部约40％弦长，采用小楔形角、小曲率几何外形以使静压差减小，减缓排气损失；/n所述三个区域的叶型表面几何坐标由多个多项式函数生成，首先以中弧线斜角确定适应上述气动效果的中弧线几何，根据设计的中弧线斜角产生四次多项式拟合曲线，设计公式为：α＝30.782c

【技术特征摘要】
1.一种大流量低速风机的风叶，包括轮毂套、风叶，若干风叶通过固定结构呈幅射状均匀阵列在轮毂套上，轮毂套固定在风机转轴上，风叶数量为2-8片，风叶壳体是空心的，中间有加强筋，其特征在于：所述风叶外形平直，各处截面尺寸相同；风叶通过前端面板、后端面板、若干螺丝部件与固定杆刚性连接，所述的风叶固定结构为若干U形箍，使用U形箍把固定杆连接在轮毂套上；
所述风叶外形平直，各截面的叶型几何完全相同，可分为三个区域：前缘导流区、中部增压区和尾缘整流区；所述的前缘导流区约占10％弦长，能够适应不同线速度下来流的相对气流方向；所述的中部增压区是继前缘导流区之后的50％弦长，通过叶型几何外形差异产生足够的风压上升，并具有不小于15％的相对厚度，以使其内部能够安装固定杆；所述的尾缘整流区为叶型后部约40％弦长，采用小楔形角、小曲率几何外形以使静压差减小，减缓排气损失；
所述三个区域的叶型表面几何坐标由多个多项式函数生成，首先以中弧线斜角确定适应上述气动效果的中弧线几何，根据设计的中弧线斜角产生四次多项式拟合曲线，设计公式为：α＝30.782c4-93.764c3+141.39c2-131.79c+33.3706，其中，c为百分比弦长，α为中弧线斜角；
其次，根据中弧线斜角计算中弧线坐标，形成六次多项式曲线，设计公式为：
y＝-3.8117×10-13c6+3.6398×10-10c5-1.4459×10-7c4+3.4525...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁连国，桂幸民，吴光明，王佳算，姜春芳，梁惠娟，
申请(专利权)人：浙江浙风科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33