專利名稱：壓縮機用蝶翼式混流風扇皮帶輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及壓縮機的配套件，尤其是一種與風冷壓縮機配套用的風扇皮帶輪。
背景技術：
目前，在現有技術領域中，風冷壓縮機用風扇皮帶輪的作用主要是①作為壓縮機飛輪和皮帶傳動輪；②給壓縮機缸頭、氣缸、中冷器等部位送冷卻風。它的結構由輪轂、輪輻以及輪輞構成，輪輻為簡易風扇葉片，其兩端分別與輪輞和輪轂相連，輪輞外圍有若干皮帶槽。使用時，輪轂與壓縮機曲軸主動端相連接，輪轂上的皮帶槽通過皮帶與驅動機相連，風扇皮帶輪在驅動機的帶動下旋轉，輪輻產生冷卻風，來冷卻壓縮機的主要部位。
在現有技術中的風扇皮帶輪由于其結構過于簡易，未充分考慮其送風冷卻作用，存在的問題是風扇皮帶輪外經大大低于壓縮機的缸頭，且基本上是采用軸流式輪輻，這樣，雖然產生了足夠的冷卻風，但冷卻風不能吹到壓縮機中最需要冷卻的部位，如缸頭、氣缸頂、中冷器等部位，冷卻效果極差。因而，導致了與之匹配的壓縮機排氣溫度高，使壓縮機整機性能、可靠性水平難以提高。
發明內容
本實用新型是為避免上述現有技術所存在的問題，提供一種壓縮機用蝶翼式混流風扇皮帶輪，同等外徑下能擴大出風面，可有效地將冷卻風吹到壓縮機中最需要冷卻的缸頭、氣缸頂、中冷器等部位，以提高冷卻效果。
本實用新型解決問題所采用的技術方案是本實用新型由輪轂、輪輻和輪輞構成，輪輻兩端分別與輪轂和輪輞相接，輪輞外周設有皮帶槽。
本實用新型的結構特點是所述輪輻為風扇葉片，其迎風面由前向和后向結構的三個曲面組合而成，包括后向二維曲面S1、后向三維曲面S2和前向三維曲面S3，三個曲面光滑過渡，所述輪輻軸向進出風側的輪廓連線在正視圖上為蝶后翼狀。
與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在①通過曲面S2的混流作用，使風向在軸向有一個外擴角，②通過曲面S3的作用，使接近輪輞的風流動損失小，提高全壓系數，且在曲面的導向作用下，保持軸向的一個外擴角，③通過曲面S1的離心作用，使已有一個外擴角的高全壓的風流軸向增大外擴角，同等外徑下能擴大出風面，從而將冷卻風引向壓縮機中最需要冷卻的部位，有效地提高了冷卻風的利用率，提高冷卻效果，與壓縮機匹配使用時，使壓縮機排氣溫度降低，提高壓縮機整機性能和可靠性水平，另外，本實用新型便于整體鑄造和起模。
圖1為本實用新型的出風側正視圖。
圖2為本實用新型的軸向剖面圖。
圖3為圖1的A-A剖面圖。
圖4為本實用新型的L曲線、葉片出口角β2、半經R、R1、r1、r2的說明圖。
圖5(a)為本實用新型的前向葉片速度三角形說明圖。
圖5(b)為本實用新型的后向葉片速度三角形說明圖。
圖6為本實用新型輪輞外徑特征角αF說明圖。
圖中標號1輪轂、2輪輻、3輪輞、4皮帶槽、5后向二維曲面S1、6后向三維曲面S2、7前向三維曲面S3、8輪輞外經高點、9缸頭高點、10氣缸、11風扇。
具體實施方式
參見圖1、圖2，由輪轂1、輪輻2和輪輞3整體鑄造成型，輪輻2兩端分別與輪轂1和輪輞3相接，輪輞3外周設有皮帶槽4。
參見圖3、圖4，本實施例中，輪輻2為作為風扇葉片，其迎風面由前向和后向結構的三個曲面組合而成，包括S1后向二維曲面5、S2后向三維曲面6和S3前向三維曲面7，三個曲面光滑過渡，輪輻2軸向進出風側的輪廓連線在正視圖(如圖1、圖4所示)上為蝶后翼狀。
如圖4所示，具體實施中各曲面參數設置為關于S1后向二維曲面5，其出風邊界曲線L為半經為R的圓弧或對數螺旋線，沿軸向成面，深度為輪輞厚度H的20％～30％，曲線與輪轂和輪輞交點的連線與徑向直線交角α為50°～60°，葉片出口角β2為30°～40°；關于S2后向三維曲面6，該曲面是出風邊界曲線L繞軸中心線旋轉一γ角度且軸、向前進輪輞厚度，形成進風邊界曲線，旋轉角γ為360°除以2倍的葉片數Z的80％～110％，曲面為該曲面進風邊界曲線與S1后向二維曲面5的進風邊界曲線等分點之間連線光滑擬合的后向三維曲面；關于S3前向三維曲面7，該曲面是S2后向三維曲面6與輪輞連接處的過渡曲面，后向三維曲面S2進風邊界曲線與輪輞內徑的過渡圓弧半徑為r1，出風邊界曲線與輪輞95％外經的過渡圓弧半徑為r2，r2＜r1，S3前向三維曲面7為半經介于r2與r1之間多個圓弧光滑擬合的三維曲面，在軸向形成10°～15°的外擴角。
組成輪輻2的S1后向二維曲面5的進出風邊界曲線L的半徑等于輪輞外經與輪轂外徑之差值的80％～90％，輪輻數Z為5～7，過渡圓弧半徑r1等于20％～30％R，過渡圓弧半徑r2等于30％～50％r1。
組成輪輻2與輪轂1連接處理，在接近輪輞處為小圓弧光滑過渡，S1后向二維曲面5接近輪轂處R1之內去除實體，曲面S2接近輪轂處R1之內逐漸在收縮與輪轂端齊平，R1等于1.5倍輪轂半徑。
參見圖3，A-A剖面圖中，S1后向二維曲面5和S2后向三維曲面6之間有一夾角，其值由后向二維曲面S1和后向三維曲面S2的形成參數而定，且大小從輪轂1到輪輞3由大變小。
圖5(a)為風機基本理論中前向葉片的速度三角形說明。
圖5(b)為風機基本理論中后向葉片的速度三角形說明。
從圖中可以看出本實施例在同等外徑下能形成較大的出風面的理論依據。
參見圖6，具體實施中，以風扇11的輪輞外經高點8到氣缸10的缸頭高點9之間的連線與水平線夾角αF小于40°來決定輪輞外經的大小。
權利要求1.壓縮機用蝶翼式混流風扇皮帶輪，由輪轂(1)、輪輻(2)和輪輞(3)構成，輪輻(2)兩端分別與輪轂(1)和輪輞(3)相接，輪輞(3)外周設有皮帶槽(4)，其特征在于所述輪輻(2)為風扇葉片，其迎風面由前向和后向結構的三個曲面組合而成，包括后向二維曲面S1(5)、后向三維曲面S2(6)和前向三維曲面S3(7)，三個曲面光滑過渡，所述輪輻(2)軸向進出風側的輪廓連線在正視圖上為蝶后翼狀。
2.根據權利要求1所述的壓縮機用蝶翼式混流風扇皮帶輪，其特征在于所述后向二維曲面S1(5)，其出風邊界曲線L是半經為R的圓弧或對數螺旋線，沿軸向成面，深度為輪輞厚度H的20％～30％，曲線與輪轂和輪輞交點的連線與徑向直線交角α為50°～60°，葉片出口角β2為30°～40°；所述后向三維曲面S2(6)出風邊界曲線L繞軸中心線旋轉一γ角度且軸向前進輪輞厚度，形成進風邊界曲線，旋轉角γ為360°除以2倍的葉片數Z的80％～110％，曲面為該曲面進風邊界曲線與后向二維曲面S1(5)的進風邊界曲線等分點之間連線光滑擬合的后向三維曲面；所述前向三維曲面S3(7)是后向三維曲面S2(6)與輪輞連接處的過渡曲面，后向三維曲面S2(6)進風邊界曲線與輪輞內徑的過渡圓弧半徑為r1，出風邊界曲線與輪輞95％外經的過渡圓弧半徑為r2，r2＜r1，前向三維曲面S3(7)為半經介于r2與r1之間多個圓弧光滑擬合的三維曲面，在軸向形成10°～15°的外擴角。
3.根據權利要求2所述的壓縮機用蝶翼式混流風扇皮帶輪，其特征在于所述的組成輪輻(2)的后向二維曲面S1(5)的進出風邊界曲線L的半徑等于輪輞外經與輪轂外徑之差值的80％～90％，輪輻數Z為5～7，過渡圓弧半徑r1等于20％～30％R，過渡圓弧半徑r2等于30％～50％r1。
4.根據權利要求1所述的壓縮機用蝶翼式混流風扇皮帶輪，其特征是所述輪轂(1)、輪輻(2)及輪輞(3)為整體鑄件。
專利摘要壓縮機用蝶翼式混流風扇皮帶輪，由輪轂、輪輻和輪輞構成，輪輻兩端分別與輪轂和輪輞相接，輪輞外周設有皮帶槽，其特征在于輪輻為風扇葉片，其迎風面由前向和后向結構的三個曲面組合而成，包括后向二維曲面S
文檔編號F04B39/06GK2735035SQ20042006240
公開日2005年10月19日 申請日期2004年7月2日 優先權日2004年7月2日
發明者林子良, 孫曉明 申請人:合肥通用機械研究所