一种磁悬浮轴流风机的动叶轮
阅读说明：本技术 一种磁悬浮轴流风机的动叶轮 (Moving impeller of magnetic suspension axial flow fan ) 是由 韩春江 钟仁志 袁军 姚莹海 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种磁悬浮轴流风机的动叶轮,包括轮毂和叶片,叶片周布在轮毂上；轮毂包括：安装环,安装环与转子连接；减重环,减重环的厚度小于安装环,减重环上开有减重孔；叶片环,叶片环与叶片连接,叶片环两侧设有保险环,保险环与轮毂两侧构件上的保险环槽适配以保护动叶轮。当连接动叶轮和转子轴的液压拉杆在径向力作用下发生变形甚至被破坏时,本发明有沿径向脱出的运动趋势,此时保险环与保险环槽会接触,如此轮毂两侧构件会对本发明进行约束,避免叶片与其他构件碰撞导致损坏,避免巨大的动能直接冲击壳体,如此避免出现严重的事故。(The invention discloses a movable impeller of a magnetic suspension axial flow fan, which comprises a hub and blades, wherein the blades are circumferentially distributed on the hub; the hub includes: the mounting ring is connected with the rotor; the thickness of the weight reducing ring is smaller than that of the mounting ring, and the weight reducing ring is provided with a weight reducing hole; the blade ring is connected with the blades, safety rings are arranged on two sides of the blade ring and are matched with safety ring grooves on components on two sides of the hub to protect the movable impeller. When a hydraulic pull rod connecting the movable impeller and the rotor shaft deforms or even is damaged under the action of radial force, the movable impeller has a movement tendency of being pulled out in the radial direction, the safety ring is in contact with the safety ring groove, so that members on two sides of the hub can restrain the movable impeller, the blades are prevented from being damaged due to collision with other members, huge kinetic energy is prevented from directly impacting the shell, and serious accidents are avoided.)
技术领域
本发明涉及一种叶轮，具体涉及一种磁悬浮轴流风机的动叶轮。
背景技术
风机是将机械能转化为气体介质动能的一种机器，通过特定形状叶片的转动，推动气体定向运动产生动能，风机被广泛用于各种场合，用于降温、防潮等。轴流风机指气体运动方向平行于转子轴的风机，相比于离心风机，轴流风机输出的气体流量较大，气体压力较小。当风机的转子转速较高时，很容易出现磨损，严重影响轴承和转子轴的使用寿命，因此，磁悬浮风机应运而生。磁悬浮风机在转动前，转子受到磁力作用悬浮在转子筒内，之后在磁力驱动下转动，转动过程中转子不与转子筒直接接触，大大降低了摩擦力，如此提高了风机的寿命，也提高了风机的最大转速。
风机的叶轮与转子轴常通过拉杆连接，例如公开号为CN107355419A公开的名称为“一种高速磁悬浮风机叶轮锁紧结构”的发明专利，叶轮下端内置于转子轴端孔中，转子轴与叶轮之间安置销钉，拉杆光杆处有台阶与叶轮配合，拉杆上端设有螺母，螺母与叶轮之间安置放松圆锥销，如此实现了叶轮与转子轴的连接。当叶轮轮毂尺寸较大时，无法在转子轴上开设端孔以约束叶轮，叶轮与转子轴的连接完全依赖拉杆。这样的结构存在一定问题，由于动平衡精度问题，叶轮转动时会对拉杆施加一定的径向力，当叶轮转速很高时，该径向力会很大，悬臂式的拉杆受到径向力作用稳定性会变差，严重时可能会发生变形甚至被破坏，此时高速转动的叶轮会失控，可能会导致严重的事故。
发明内容
本发明是为了提供一种磁悬浮轴流风机的动叶轮，其设置了保险结构，当动叶轮与转子轴的连接出现异常时保险结构能限制动叶轮的运动，避免出现严重的事故。
本发明的技术方案是：
一种磁悬浮轴流风机的动叶轮，包括轮毂和叶片，叶片周布在轮毂上；轮毂包括：
安装环，安装环与转子连接；
减重环，减重环的厚度小于安装环，减重环上开有减重孔；
叶片环，叶片环与叶片连接，叶片环两侧设有保险环，保险环与轮毂两侧构件上的保险环槽适配以保护动叶轮。
本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮，其尺寸较大，通过液压拉杆与转子轴连接，其额定转速很大，为8000Rpm，当液压拉杆在径向力作用下发生变形甚至被破坏时，本动叶轮有沿径向脱出的运动趋势，此时保险环与保险环槽会接触，如此轮毂两侧构件会对本动叶轮进行约束，避免叶片与其他构件碰撞导致损坏，避免巨大的动能直接冲击壳体，如此避免出现严重的事故。
作为优选，所述保险环的截面形状为弓形。保险环的截面形状为弓形，如此有利于增大保险环与保险环槽的接触面积，减少保险环与保险环槽处的应力集中，提高保险环对本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的保护效果。
作为优选，所述保险环的宽度为3mm~5mm，保险环的高度为1.5mm~2.5mm。保险环的宽度越大、高度越高，则其强度越大，能承受的力越大，对本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的保护效果越好，同时加工难度越大，装配难度越大，对两侧构件的强度削弱越大，因此保险环的宽度和高度应适当取值。
作为优选，所述保险环与轮毂两侧构件上的保险环槽的间隙大于或等于转子与转子筒的间隙。转子停转时由转子筒支持，转子与转子筒的间隙指工作时的转子与转子筒的间隙，保险环与轮毂两侧构件上的保险环槽的间隙大于或等于转子与转子筒的间隙，如此避免了保险环在转子回落时与保险环槽接触磨损。
作为优选，所述叶片底部边缘设有圆角。本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮额定转速很大，为8000Rpm，叶片底部边缘设有圆角可以减少叶片底部边缘的应力集中，减少离心力破坏叶片底部边缘的可能。
作为优选，所述轮毂和叶片一体成型。轮毂和叶片一体成型，如此本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮强度高，减少了离心力破坏本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的可能。
作为优选，所述轮毂和叶片由碳纤维树脂复合材料制成。碳纤维树脂复合材料的密度小，有利于减轻本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的质量，降低本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮旋转时的离心力；碳纤维树脂复合材料的抗拉强度大，有利于减少离心力破坏本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的可能；碳纤维树脂复合材料的耐腐蚀性能好，能适应复杂工况。因此碳纤维树脂复合材料适于制造本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮。
作为优选，所述碳纤维树脂复合材料的弹性模量为3.5GPa~4GPa，密度为1g/mm3~1.2g/mm3，抗拉强度大于或等于500MPa。碳纤维树脂复合材料的弹性模量应取较大值，以减少本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮工作时的形变，确保其工作的稳定性；碳纤维树脂复合材料的密度应适当取值，在确保材料强度的同时减轻本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的质量；碳纤维树脂复合材料的抗拉强度应取较大值，以减少离心力破坏本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的可能。
作为优选，所述减重孔挖去的质量为原动叶轮质量的0.2~0.3。减重孔挖去的质量越大，则本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮旋转时的离心力越小，本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的装配难度越低，但是减重孔挖去的质量也不能过大，以保证本方案的磁悬浮轴流风机的动叶轮的强度。
本发明的有益效果是：其设置了保险环，当当液压拉杆在径向力作用下发生变形甚至被破坏时，保险环与保险环槽会接触，如此轮毂两侧构件会对本动叶轮进行约束，避免叶片与其他构件碰撞导致损坏，避免巨大的动能直接冲击壳体，避免出现严重的事故。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明在风机内的示意图。
图4为图3中A处的局部放大图。
图中：
轮毂1，安装环1.1，减重环1.2，减重孔1.3，叶片环1.4，保险环1.5；
叶片2。
具体实施方式
为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体:可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具体实施例一：如图1、图2、图3和图4所示，一种磁悬浮轴流风机的动叶轮，包括轮毂1和叶片2，叶片2周布在轮毂1上；轮毂1包括：
安装环1.1，安装环1.1与转子连接；
减重环1.2，减重环1.2的厚度小于安装环1.1，减重环1.2上开有减重孔1.3；
叶片环1.4，叶片环1.4与叶片2连接，叶片环1.4两侧设有保险环1.5，保险环1.5与轮毂1两侧构件上的保险环槽适配以保护动叶轮。
本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮，对风机的设计要求为：转子额定转速8000Rpm，最大气体压力10kPa，最大流量29500m³/h。为满足设计要求，本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮，其叶片采用“三元流”方法设计，叶片表面精度为6级，由于其额定转速大，因此对其动平衡要求为G1.0。
本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮，其尺寸较大，通过液压拉杆与转子轴连接，其额定转速很大，为8000Rpm，当液压拉杆在径向力作用下发生变形甚至被破坏时，本动叶轮有沿径向脱出的运动趋势，此时保险环1.5与保险环槽会接触，如此轮毂两侧构件会对本动叶轮进行约束，避免叶片2与其他构件碰撞导致损坏，避免巨大的动能直接冲击壳体，如此避免出现严重的事故。
进一步的，保险环1.5的截面形状为弓形。保险环1.5的截面形状为弓形，如此有利于增大保险环1.5与保险环槽的接触面积，减少保险环1.5与保险环槽处的应力集中，提高保险环1.5对本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的保护效果。
进一步的，保险环1.5的宽度为3mm~5mm，保险环1.5的高度为1.5mm~2.5mm。保险环1.5的宽度越大、高度越高，则其强度越大，能承受的力越大，对本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的保护效果越好，同时加工难度越大，装配难度越大，因为保险环1.5与保险环槽适配，则对两侧构件的强度削弱越大，因此保险环1.5的宽度和高度应适当取值。
进一步的，保险环1.5与轮毂1两侧构件上的保险环槽的间隙大于或等于转子与转子筒的间隙。转子停转时由转子筒支持，转子与转子筒的间隙指工作时的转子与转子筒的间隙，保险环1.5与轮毂两侧构件上的保险环槽的间隙大于或等于转子与转子筒的间隙，如此避免了保险环1.5在转子回落时与保险环槽接触磨损。
进一步的，叶片2底部边缘设有圆角。本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮额定转速很大，为8000Rpm，叶片2底部边缘设有圆角可以减少叶片2底部边缘的应力集中，减少离心力破坏叶片2底部边缘的可能。
进一步的，轮毂1和叶片2一体成型。轮毂1和叶片2一体成型，相比于焊接、铆接，一体成型的强度大，减少了离心力破坏本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的可能。
进一步的，轮毂1和叶片2由碳纤维树脂复合材料制成。碳纤维树脂复合材料的密度小，有利于减轻本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的质量，降低本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮旋转时的离心力；碳纤维树脂复合材料的抗拉强度大，有利于减少离心力破坏本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的可能；碳纤维树脂复合材料的耐腐蚀性能好，能适应复杂工况。因此碳纤维树脂复合材料适于制造本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮。
进一步的，碳纤维树脂复合材料的弹性模量为3.5GPa~4GPa，密度为1g/mm3~1.2g/mm3，抗拉强度大于或等于500MPa。碳纤维树脂复合材料的弹性模量应取较大值，以减少本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮工作时的形变，确保其工作的稳定性；碳纤维树脂复合材料的密度应适当取值，在确保材料强度的同时减轻本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的质量；碳纤维树脂复合材料的抗拉强度应取较大值，以减少离心力破坏本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的可能。
进一步的，减重孔1.3挖去的质量为原动叶轮质量的0.2~0.3。原动叶轮质量指加工减重孔1.3前本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的质量，减重孔1.3挖去的质量越大，则本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮旋转时的离心力越小，本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的装配难度越低，但是减重孔1.3挖去的质量也不能过大，以保证本实施例的磁悬浮轴流风机的动叶轮的强度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
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