一种用于风洞装置的离心压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，具体而言涉及一种用于风洞装置的离心压缩机。


背景技术：

2.风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状试验设备，它是进行空气动力试验最常用、最有效的工具之一。
3.风洞内部气流通过多台压缩机增压后经过低速扩散段、换热器、第三拐角和第四拐角到达稳定段，在蜂窝器和阻尼网的整流作用下，气流更加均匀稳定，再经过收缩段或喷管的加速进入风洞的核心区试验段，形成模型试验所需的流场，之后继续向下游流动，经过扩散段、第一拐角和第二拐角后，再次回到压缩机，循环往复。
4.风洞试验对空气的使用量比较大，风洞试验使用的压缩机一版采用压缩比为4.5左右的轴流压缩机。但是轴流压缩机加工制造复杂、周期长，机组现场装配难度大，并且机组稳定性差的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种用于风洞装置的离心压缩机，主要目的在于解决现有的轴流压缩机加工制造复杂、周期长，机组现场装配难度大，并且机组稳定性差的问题。
6.本实用新型实施例提供了一种用于风洞装置的离心压缩机，包括主轴、壳体、进气风筒、排气风筒以及叶轮组件；
7.所述主轴的两端分别设有支撑轴承，所述主轴的两端通过所述支撑轴承与所述壳体的内壁转动连接；
8.所述叶轮组件包括设置在主轴上的多级叶轮以及设置在壳体上的隔板，所述壳体内还设有进气窝室和出气窝室，所述进气窝室与所述多级叶轮的第一级叶轮相通，所述第一级叶轮为半开式叶轮，所述出气窝室与所述多级叶轮的最后一级叶轮相通；
9.所述进气风筒及所述排气风筒安装在所述壳体的外壁上，且所述进气风筒与所述进气窝室相通，所述排气风筒与所述出气窝室相通。
10.进一步地，所述进气窝室包括与所述进气风筒连通的第一进气段及与所述第一进气段连通的第二进气段，所述第二进气段呈弯曲状结构；
11.所述第一进气段的第一侧壁沿与所述主轴相垂直的方向延伸；所述第一进气段的第二侧壁包括顺次连接的第一竖直壁、倾斜壁及第一弯曲壁，所述第一竖直壁沿与所述主轴相垂直的方向延伸，所述倾斜壁为向靠近所述第一侧壁的方向斜壁，所述第一弯曲壁包括顺次连接的第一横壁、连接壁及第二横壁，所述第一横壁及所述第二横壁与所述主轴平行设置，所述连接壁向靠近所述第一侧壁的方向弯曲；
12.其中，所述第一侧壁为所述第一进气段上远离所述叶轮组件一侧的侧壁，所述第二侧壁为所述第一进气段上靠近所述叶轮组件一侧的侧壁。
13.进一步地，所述进气窝室包括与所述进气风筒连通的第三进气段及与所述第三进气段连通的第四进气段；
14.所述第三进气段的第三侧壁沿与所述主轴相垂直的方向延伸；所述第三进气段的第四侧壁包括顺次连接的第二竖直壁、第二弯曲壁及第三弯曲壁，所述第二弯曲壁向靠近所述第三侧壁的方向倾斜，且所述第二弯曲壁向远离所述第三侧壁的方向弯曲；所述第三弯曲壁向靠近所述第三侧壁的方向弯曲；
15.所述第四进气段呈弯曲状结构，且所述第四进气段的第五侧壁的弯曲度小于预设弯曲度；
16.其中，所述第三侧壁为所述第三进气段上远离所述叶轮组件一侧的侧壁，所述第四侧壁为所述第三进气段上靠近所述叶轮组件一侧的侧壁；所述第五侧壁为所述第四进气段上远离所述叶轮组件一侧的侧壁。
17.进一步地，所述多级叶轮为三级叶轮。
18.进一步地，所述三级叶轮的第二级叶轮及第三级叶轮为三元叶轮。
19.根据本实用新型实施例所提供的一种用于风洞装置的离心压缩机，其采用单轴离心式压缩机，结构更加简单，更易于加工，加工周期缩短，也降低了成本，并且机组现场装配难度降低；另外，第一级叶轮采用半开式叶轮，能够使整机的性能更加稳定。
附图说明
20.本实用新型的下列附图在此作为本实用新型实施例的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
21.附图中：
22.图1为根据本实用新型的一个可选实施例的用于风洞装置的离心压缩机的立体图；
23.图2为根据本实用新型的一个可选实施例的用于风洞装置的离心压缩机的剖面图；
24.图3为根据本实用新型的一个可选实施例的进气窝室的横截面图；
25.图4为根据本实用新型的一个可选实施例的进气窝室的侧视图；
26.图5为根据本实用新型的另一个可选实施例的进气窝室的横截面图；
27.图6为根据本实用新型的另一个可选实施例的进气窝室的侧视图；
28.图7为根据本实用新型的另一个可选实施例的进气蜗室网格模型图；
29.图8为现有的用于风洞装置的离心压缩机结构的进气蜗室进气的静压云图；
30.图9为根据本实用新型的一个可选实施例的用于风洞装置的离心压缩机结构的进气蜗室进气的静压云图；
31.图10为根据本实用新型的另一个可选实施例的用于风洞装置的离心压缩机结构的进气蜗室进气的静压云图；
32.图11为现有的用于风洞装置的离心压缩机结构的进气蜗室排气的静压云图；
33.图12为根据本实用新型的一个可选实施例的用于风洞装置的离心压缩机结构的
进气蜗室排气的静压云图；
34.图13为根据本实用新型的另一个可选实施例的用于风洞装置的离心压缩机结构的进气蜗室排气的静压云图。
35.附图标记说明
36.1-壳体，2-进气风筒，3-排气风筒，4-进气窝室，401-第一进气段，4011-第一侧壁，4012-第二侧壁，40121-第一竖直壁，40122-倾斜壁，40123-第一弯曲壁，401231-第一横壁，401232-连接壁，401233-第二横壁，402-第二进气段，403-第三进气段，4031-第三侧壁，4032-第四侧壁，40321-第二竖直壁，40322-第二弯曲壁，40323-第三弯曲壁，404-第四进气段，4041-第五侧壁，5-主轴，6-多级叶轮，601-第一级叶轮，602-第二级叶轮，603-第三级叶轮，7-出气窝室。
具体实施方式
37.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
38.应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
39.现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。
40.如图1、图2及图7所示，本实用新型实施例提供了一种用于风洞装置的离心压缩机，包括主轴5、壳体1、进气风筒2、排气风筒3以及叶轮组件；主轴5的两端分别设有支撑轴承，主轴5的两端通过支撑轴承与壳体1的内壁转动连接；叶轮组件包括设置在主轴5上的多级叶轮6以及设置在壳体1上的隔板，壳体1内还设有进气窝室4和出气窝室7，进气窝室4与多级叶轮6的第一级叶轮601相通，第一级叶轮601为半开式叶轮，出气窝室7与多级叶轮6的最后一级叶轮相通；进气风筒2及排气风筒3安装在壳体1的外壁上，且进气风筒2与进气窝室4相通，排气风筒3与出气窝室7相通。
41.在具体应用中，气流通过进气窝室4进入到进气窝室4，再由进气窝室4流至多级叶轮6，之后通过出气窝室7及排气风筒3流出。其中，进气风筒2及排气风筒3均采用喇叭状结构。半开式叶轮可采用现有的半开式叶轮的结构，在此不再赘述。
42.在本实施例中，采用单轴离心式压缩机，结构更加简单，更易于加工，加工周期缩短，也降低了成本，并且机组现场装配难度降低；另外，第一级叶轮601采用半开式叶轮，能够使整机的性能更加稳定。
43.为了进一步提高第一级叶轮601的效率及整机的稳定性，对进气窝室4进行改进，
其可采用以下两种结构。
44.第一种结构：如图4所示，进气窝室4包括与进气风筒2连通的第一进气段401及与第一进气段401连通的第二进气段402，第二进气段呈弯曲状结构；第一进气段401的第一侧壁4011沿与主轴5相垂直的方向延伸；第一进气段401的第二侧壁4012包括顺次连接的第一竖直壁40121、倾斜壁40122及第一弯曲壁40123，第一竖直壁40121沿与主轴5相垂直的方向延伸，倾斜壁40122为向靠近第一侧壁4011的方向斜壁，第一弯曲壁40123包括顺次连接的第一横壁401231、连接壁401232及第二横壁401233，第一横壁及第二横壁与主轴5平行设置，连接壁401232向靠近第一侧壁4011的方向弯曲；其中，第一侧壁4011为第一进气段401上远离叶轮组件一侧的侧壁，第二侧壁4012为第一进气段401上靠近叶轮组件一侧的侧壁。
45.如图9及图12所示，从软件对该结构的进气窝室4流场的分析结果可以看出，相比于现有技术中的进气窝室4流场的分析结果(具体参见图8及图11)，具有该结构的压缩机更加高效，运行更加稳定。
46.第二种结构：如图6所示，进气窝室4包括与进气风筒2连通的第三进气段403及与第三进气段403连通的第四进气段404；第三进气段的第三侧壁4031沿与主轴5相垂直的方向延伸；第三进气段403的第四侧壁4032包括顺次连接的第二竖直壁40321、第二弯曲壁40322及第三弯曲壁40323，第二弯曲壁40322向靠近第三侧壁4031的方向倾斜，且第二弯曲壁40322向远离第三侧壁4031的方向弯曲；第三弯曲壁40323向靠近第三侧壁4031的方向弯曲；第四进气段404呈弯曲状结构，且第四进气段404的第五侧壁4041的弯曲度小于预设弯曲度；其中，第三侧壁4031为第三进气段403上远离叶轮组件一侧的侧壁，第四侧壁4032为第三进气段403上靠近叶轮组件一侧的侧壁；第五侧壁4041为第四进气段404上远离叶轮组件一侧的侧壁。
47.其中，预设弯曲度可由工作人员根据实际情况进行设置，在具体应用中，第四进气段404的第五侧壁4041的弯曲度小于第二进气段402上远离叶轮组件的一侧侧壁的弯曲度。并且，如图3及图5所示，该种结构的进气窝室4的横截面的面积大于第一种结构的横截面积，也就是说该种结构的进气窝室4的横截面底部更加向外扩张。
48.如图10及图13所示，从软件对该结构的进气窝室4流场的分析结果可以看出，相比于现有技术中及第一种结构的进气窝室4流场的分析结果，具有该结构的压缩机更加高效，运行更加稳定。
49.进一步地，在上述实施例中，如图1所示，多级叶轮6为三级叶轮。
50.其中，三级叶轮的第二级叶轮602及第三级叶轮603为三元叶轮。
51.本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

技术特征：
1.一种用于风洞装置的离心压缩机，其特征在于，包括主轴、壳体、进气风筒、排气风筒以及叶轮组件；所述主轴的两端分别设有支撑轴承，所述主轴的两端通过所述支撑轴承与所述壳体的内壁转动连接；所述叶轮组件包括设置在主轴上的多级叶轮以及设置在壳体上的隔板，所述壳体内还设有进气窝室和出气窝室，所述进气窝室与所述多级叶轮的第一级叶轮相通，所述第一级叶轮为半开式叶轮，所述出气窝室与所述多级叶轮的最后一级叶轮相通；所述进气风筒及所述排气风筒安装在所述壳体的外壁上，且所述进气风筒与所述进气窝室相通，所述排气风筒与所述出气窝室相通。2.根据权利要求1所述的用于风洞装置的离心压缩机，其特征在于，所述进气窝室包括与所述进气风筒连通的第一进气段及与所述第一进气段连通的第二进气段，所述第二进气段呈弯曲状结构；所述第一进气段的第一侧壁沿与所述主轴相垂直的方向延伸；所述第一进气段的第二侧壁包括顺次连接的第一竖直壁、倾斜壁及第一弯曲壁，所述第一竖直壁沿与所述主轴相垂直的方向延伸，所述倾斜壁为向靠近所述第一侧壁的方向斜壁，所述第一弯曲壁包括顺次连接的第一横壁、连接壁及第二横壁，所述第一横壁及所述第二横壁与所述主轴平行设置，所述连接壁向靠近所述第一侧壁的方向弯曲；其中，所述第一侧壁为所述第一进气段上远离所述叶轮组件一侧的侧壁，所述第二侧壁为所述第一进气段上靠近所述叶轮组件一侧的侧壁。3.根据权利要求1所述的用于风洞装置的离心压缩机，其特征在于，所述进气窝室包括与所述进气风筒连通的第三进气段及与所述第三进气段连通的第四进气段；所述第三进气段的第三侧壁沿与所述主轴相垂直的方向延伸；所述第三进气段的第四侧壁包括顺次连接的第二竖直壁、第二弯曲壁及第三弯曲壁，所述第二弯曲壁向靠近所述第三侧壁的方向倾斜，且所述第二弯曲壁向远离所述第三侧壁的方向弯曲；所述第三弯曲壁向靠近所述第三侧壁的方向弯曲；所述第四进气段呈弯曲状结构，且所述第四进气段的第五侧壁的弯曲度小于预设弯曲度；其中，所述第三侧壁为所述第三进气段上远离所述叶轮组件一侧的侧壁，所述第四侧壁为所述第三进气段上靠近所述叶轮组件一侧的侧壁；所述第五侧壁为所述第四进气段上远离所述叶轮组件一侧的侧壁。4.根据权利要求1所述的用于风洞装置的离心压缩机，其特征在于，所述多级叶轮为三级叶轮。5.根据权利要求4所述的用于风洞装置的离心压缩机，其特征在于，所述三级叶轮的第二级叶轮及第三级叶轮为三元叶轮。

技术总结
本实用新型实施例公开了一种用于风洞装置的离心压缩机，包括主轴、壳体、进气风筒、排气风筒以及叶轮组件；所述主轴的两端分别设有支撑轴承，所述主轴的两端通过所述支撑轴承与所述壳体的内壁转动连接；所述叶轮组件包括设置在主轴上的多级叶轮以及设置在壳体上的隔板，所述壳体内还设有进气窝室和出气窝室，所述进气窝室与所述多级叶轮的第一级叶轮相通，所述第一级叶轮为半开式叶轮，所述出气窝室与所述多级叶轮的最后一级叶轮相通，本实用新型采用单轴离心式压缩机，结构更加简单，更易于加工，加工周期缩短，也降低了成本，并且机组现场装配难度降低；另外，第一级叶轮采用半开式叶轮，能够使整机的性能更加稳定。能够使整机的性能更加稳定。能够使整机的性能更加稳定。


技术研发人员：温都苏 张彩凤 李岩 段薇娜 陈飞 柯婉婷
受保护的技术使用者：沈阳透平机械股份有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/9/3