非对称斜流式空气压气机制造技术

非对称斜流式空气压气机，包括转子叶轮、电机、压气机壳体和定子叶轮，转子叶轮与电机相连并通过电机支架与压气机壳体固定，转子叶轮位于压气机壳体入口，压气机壳体出口与定子叶轮相连，其特征是转子叶轮设有９片同样的叶片，所述叶片在转子叶轮的圆周上为非对称分布，转子叶轮的气流出口处，每片叶片垂直于气流方向设有两排小孔。本实用新型专利技术采用非对称流场设计，经过实验测试，与对称流场设计的斜流式压气机相比，本实用新型专利技术能有效克服压气机在高速旋转时随机发生的喘振现象，能够在１００００转／分钟的转速下稳定工作，由于转速提高，压比和效率也得到相应提高，并且在保证高压比的同时能确保高流量及高效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于空气动力学
，涉及斜流式空气压气机，具体为一种非对称斜流式空气压气机，在保证压气机高压比的同时能提高其效率、流量及稳定性。
技术介绍
空气压气机一股分为轴流式、离心式和斜流式。轴流式压气机通常具有大流量，低压比，高效率的特征；离心式压气机通常则具有小流量，高压比，低效率的特性。混流式，既斜流式空气压气机在获得较大流量的同时，可获得较高压比和较高的效率。在高效环保节能成为世界媒体头条新闻的今天，高效节能的斜流式空气压气机正受到学术界与工业界的广泛重视及研究。在现代生活中及工业应用中，空气压气机的应用随处可见，例如，大型炼钢厂的高炉吸尘、矿山涵洞的通风，小至家庭日常生活中的空气吸尘器、电风扇等。目前，已经用于市场的斜流式空压机，它兼有离心式空气压气机压力系数较大和轴流式空气压气机流量系数较高的特点，具有噪音低、能耗小、结构紧凑等优点，但一直存在以下难于克服的问题：1、与离心式空气压气机比，其压比要小得多；2、与轴流式空气压气机比，其压比提高了，但空气的容积流量却大大减少，效率也随之下降；3、为了解决上面2条问题，要求斜流式空气压气机的叶轮转速必须提高，但同时随机喘振导致的不稳定性对压气机的叶轮、流道结构设计及电机的要求也相应被提高，没有合适的结构，特别是转子叶轮结构，提高转速会使压气机无法正常工作，严重情况下甚至会导致压气机崩溃，目前的斜流式压气机设计下，转速一股只能达到3～5千转/分钟；4、从低速到高速，速度提高，叶轮达到一定转速后，会因空气在叶片上的附面层影响而产生分离，引起压气机整体气动性能破坏，轻则颤振，严重时将损害整体压气机的机械机构。因此，斜流式压气机要提高转速，进而提高压比和效率，提高的同时又要保持效率在压气机本身结构可接受范围内，使压气机能够正常稳定工作，这始终是压气机设计制造所追求的目标，而一股压气机很难达到这一要求。
技术实现思路
本技术要解决的问题是：现有斜流式空气压气机需要提高转速，但目前的斜流式空气压气机的结构提高转速则无法稳定工作。本技术的技术方案为：非对称斜流式空气压气机，包括转子叶轮、电机、压气机壳体和定子叶轮，转子叶轮与电机相连并通过电机支架与压气机壳体固定，转子叶轮位于压气机壳体入口，压气机壳体出口与定子叶轮相连，其特征是转子叶轮设有9片同样的叶片，所述叶片在转子叶轮的圆周上为非对称分布，从转子叶轮的气流入口方向看，相邻叶片之间的夹角顺时针依次为：43°、48°、43°、30°、34°、48°、48°、36°、30°。-->进一步，转子叶轮的气流出口处，每片叶片垂直于气流方向设有平行的两排小孔，所述两排小孔位于距叶片末尾5-10mm的范围内，两排小孔的排间距为5mm，靠近叶片末尾的一排小孔数量与前一排的小孔数量的比例为二比一，每排小孔沿各自所在排的方向在叶片上均匀分布，孔径1-2mm。本技术电机为四极无刷直流电机，额定转速10000转/分。本技术针对现有斜流式空气压气机的不足，提出一种新型非对称叶轮分布的新型压气机结构，采用非对称流场设计，即非对称转子分布的设计，对全流道系统进行流场计算及设计，得到本技术的特定的非对称转子叶轮。经过实验测试，与对称流场设计的斜流式压气机相比，本技术能有效克服压气机在高速旋转时随机发生的喘振现象，由于转速提高，压比和效率也得到相应提高，并且在保证高压比的同时能确保高流量及高效率。另外，本技术叶轮叶片尾部开有两排小孔，能消除叶尾处空气因附面层影响而产生分离，从而有效地预防了压气机喘振，确保压气机正常稳定工作。本技术能匹配高转速直流电机，能够在10000转/分钟的转速下稳定工作，转速提高后，空气流量、增压比和效率等压气机性能相应也得到提高，压气机的稳定工作也就保证了高压比的同时确保高流量及高效率。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的转子叶轮结构示意图。图3为本技术转子叶轮的剖面示意图。具体实施方式由图1所示，本技术提供的压气机，由非对称的转子叶轮1与电机2相连，转子叶轮1通过螺母紧固在电机2的轴上；所述电机和转子叶轮的组件再与电机支架3相连并由沉头螺钉紧定，电机支架3与压气机壳体4固定；电机支架3由螺钉与定子叶轮5固定，定子叶轮5卡在压气机壳体4的出口上并用螺钉固定，这就组成了本技术的压气机。其中，如图2所示，转子叶轮1设有9片同样的叶片，所述叶片在转子叶轮1的圆周上为非对称分布，从转子叶轮1的气流入口方向看，相邻叶片之间的夹角顺时针依次为：43°、48°、43°、30°、34°、48°、48°、36°、30°。作为优选方式，转子叶轮1的气流出口处，每片叶片垂直于气流方向设有平行的两排小孔，如图3所示，所述两排小孔位于距叶片末尾5-10mm的范围内，两排小孔的排间距为5mm，靠近叶片末尾的一排小孔数量与前一排的小孔数量的比例为二比一，每排小孔沿各自所在排的方向在叶片上均匀分布，孔径1-2mm。本技术能够实现高转速，如电机2采用四极无刷直流电机，额定转速10000转/分钟，则本技术压气机在10000转/分钟的转速下也能稳定工作。从进气方向看，本技术转子叶轮的九片叶片沿周向呈非均匀非对称分布，正是它的不均匀结构在转子叶轮高速旋转时有效地抑制了压气机的喘振。如图3，叶轮叶片尾部开有两排小孔，前排两孔，后排四孔，叶轮高速旋转时，孔中-->产生的气流可有效地预防高压气流产生分离，进一步消除压气机喘振。以上所述仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
非对称斜流式空气压气机，包括转子叶轮（１）、电机（２）、压气机壳体（４）和定子叶轮（５），转子叶轮（１）与电机（２）相连并通过电机支架（３）与压气机壳体（４）固定，转子叶轮（１）位于压气机壳体（４）入口，压气机壳体（４）出口与定子叶轮（５）相连，其特征是转子叶轮（１）设有９片同样的叶片，所述叶片在转子叶轮（１）的圆周上为非对称分布，从转子叶轮（１）的气流入口方向看，相邻叶片之间的夹角顺时针依次为：４３°、４８°、４３°、３０°、３４°、４８°、４８°、３６°、３０°。

【技术特征摘要】
1.非对称斜流式空气压气机，包括转子叶轮(1)、电机(2)、压气机壳体(4)和定子叶轮(5)，转子叶轮(1)与电机(2)相连并通过电机支架(3)与压气机壳体(4)固定，转子叶轮(1)位于压气机壳体(4)入口，压气机壳体(4)出口与定子叶轮(5)相连，其特征是转子叶轮(1)设有9片同样的叶片，所述叶片在转子叶轮(1)的圆周上为非对称分布，从转子叶轮(1)的气流入口方向看，相邻叶片之间的夹角顺时针依次为：43°、48°、43°、30°、34°、48°、48°...

【专利技术属性】
技术研发人员：余学颖，欧阳宁，
申请(专利权)人：无锡英威华耀科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]