葉輪的概述，常用材料及副葉輪的簡單介紹

　　葉輪既指裝有動葉的輪盤，是沖動式汽輪機轉(zhuǎn)子的組成部分。又指輪盤與安裝其上的轉(zhuǎn)動葉片的總稱。

　　一、葉輪的概述

　　葉輪既指裝有動葉的輪盤，是沖動式汽輪機轉(zhuǎn)子的組成部分。又指輪盤與安裝其上的轉(zhuǎn)動葉片的總稱。　　《離心泵名詞術(shù)語》

　　（離心泵的）葉輪--把能量傳給液體的具有葉片的旋轉(zhuǎn)體。

　　《化工用離心式壓縮機名詞術(shù)語》

　　（離心式壓縮機）葉輪--是級中作功的元件，它由葉片、輪盤、輪蓋等零件所構(gòu)成；氣體在其流道中獲得能量。

　　《液力傳動術(shù)語》

　　（液力偶合器）葉輪--具有一列或多列葉片的工作輪。分離心葉輪、向心葉輪、軸流葉輪。

　　（軸流式壓縮機）葉輪--由動葉柵和輪盤組成的組合件，是轉(zhuǎn)子的主要部分。它是軸流式壓縮機中唯一向氣體傳遞能量的部件。

　　《攪拌設(shè)備名詞術(shù)語》

　　攪拌設(shè)備(葉輪）--現(xiàn)用，攪拌器。不再使用葉輪，攪拌輪。

　　二、葉輪分類

　　離心泵葉輪主要有以下4種形式,（a）閉式；（b）前半開式；（c）后半開式；（d）開式-葉輪；2-后蓋板；3-輪轂；4-前蓋板；5-葉輪密封環(huán)；6-加強筋閉式葉輪由葉片與前、后蓋板組成。閉式葉輪的效率較高，制造難度較大，在離心泵中應(yīng)用最多。適于輸送清水,溶液等黏度較小的不含顆粒的清潔液體。

　　半開式葉輪

　　一般有兩種結(jié)構(gòu)：其一為前半開式，由后蓋板與葉片組成，此結(jié)構(gòu)葉輪效率較低，為提高效率需配用可調(diào)間隙的密封環(huán)；另一種為后半開式，由前蓋板與葉片組成，由于可應(yīng)用與閉式葉輪相同的密封環(huán)，效率與閉式葉輪基本相同，且葉片除輸送液體外，還具有(背葉片或副葉輪的)密封作用。半開式葉輪適于輸送含有固體顆粒、纖維等懸浮物的液體。半開式葉輪制造難度較小，成本較低，且適應(yīng)性強，在煉油化工用離心泵中應(yīng)用逐漸增多，并用于輸送清水和近似清水的液體。

　　開式葉輪

　　只有葉片及葉片加強筋，無前后蓋板的葉輪（開式葉輪葉片數(shù)較少2-5 片 )。葉輪效率低,應(yīng)用較少，主要用于輸送黏度較高的液體，以及漿狀液體。

　　離心泵葉輪的葉片一般為后彎式葉片。葉片有圓柱形和扭曲形兩種，應(yīng)用扭曲葉片可減少葉片的負荷，并可改善離心泵的吸入性能，提高抗汽蝕能力，但制造難度較大，造價較高。

　　煉油化工用離心泵要求葉輪為鑄造或全焊縫焊接的整體葉輪。焊接葉輪發(fā)展起來，多用于鑄造性能差的金屬材料（如鐵及其合金）制造的化工用特種離心泵。焊接葉輪的幾何精度和表面光潔度均優(yōu)于鑄造葉輪， 有利于提高離心泵的效率。

　　形狀分類

　　離心式葉輪類

　　離心通風(fēng)機葉輪的葉片形狀有單板型、圓弧型和機翼型等幾種，如圖1所示。機翼型葉片具有良好的空氣動力學(xué)特性，效率高、強度好、剛度大。其缺點是，制造工藝復(fù)雜，并且當(dāng)輸送含塵濃度高的氣體時，葉片容易磨損，葉片磨穿后，雜質(zhì)進入葉片內(nèi)部，使葉輪失去平衡而產(chǎn)生振動。平板型直葉片制造簡單，但流動特性較差，而平板曲線后向葉片與翼型葉片相比，除高最效率點附近效率低些外，其它工況點的效率是相當(dāng)接近的。

　　前向葉輪類

　　前向葉輪一般都采用圓弧型葉片，后向葉輪中，大型風(fēng)機多采用翼型葉片，對于除塵效率較低的燃煤鍋爐引風(fēng)機可采用圓弧型或平板型葉片。采用平板型葉片的離心風(fēng)機較多。

　　左圖 葉片形狀

　　（a）平板葉片；（b）圓弧窄葉片；（c）圓弧葉片；（d）機翼型葉片；（e）平板曲線后向葉片折疊編輯本段壓縮葉輪又稱工作輪。離心式壓縮機中惟一對氣流作功的元件。轉(zhuǎn)子上的最主要部件。一般由輪盤、輪蓋和葉片等零件組成。氣體在葉輪葉片的作用下，隨葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，氣體受旋轉(zhuǎn)離心力的作用，以及在葉輪里的擴壓流動，使它通過葉輪后的壓力得到提高。

　　對葉輪的要求

　　能給出較大的能量頭；(2)氣體流過葉輪的損失要小，即氣體流經(jīng)葉輪的效率要高；(3)氣體流出葉輪時各參數(shù)合宜，使氣體流過后面固定元件時的流動損失較小；(4)葉輪型式能使級或整機性能曲線的穩(wěn)定工況區(qū)及高效區(qū)范圍較寬。常分為閉式、半開式和開式葉輪。

　　在風(fēng)力發(fā)電機組中，葉輪由輪轂和葉片組成。風(fēng)經(jīng)過葉輪，帶動葉輪轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。此時，要求葉輪轉(zhuǎn)動時有足夠大的迎風(fēng)面，以從風(fēng)中提取足夠多的能量；同時，在風(fēng)速過大時，要能夠自動調(diào)整葉片迎風(fēng)角度，避免因受力過大而損壞機械。

　　葉輪的常用材料

　　鑄鐵，青銅，不銹鋼，錳青銅，蒙乃爾合金，INCONEL, 及非金屬材料。

　　非金屬材料成分

　　塑料，酚醛樹脂等等。

　　酚醛樹脂做的葉輪的國內(nèi)還沒有，美國有家SIMS公司是專業(yè)做這種石墨基增強酚醛樹脂纖維材料SIMSITE，并且已經(jīng)應(yīng)用于離心泵的葉輪。酚醛樹脂耐堿性極好，極其適合用于泵送海水的工況。

　　所謂的副葉輪流體動力密封是指在泵的葉輪后蓋板背面附近同軸反方向安裝一開式葉輪。當(dāng)泵工作時，副葉輪隨泵主軸一起旋轉(zhuǎn)，副葉輪中的液體也會一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動的液體會產(chǎn)生一個向外的離心力，這個離心力一方面頂住流向機械密封處的液體，降低了機械密封處的壓力。另一方面阻止介質(zhì)中的固體顆粒進入機械密封的摩擦副中，減少機械密封磨塊的磨損，延長了其使用壽命。

　　副葉輪除了起到密封作用外，還可以起到降低軸向力的作用，在潛污泵中軸向力主要是由液體作用在葉輪上的壓差力和整個轉(zhuǎn)動部分的重力所組成，這兩個力的作用方向是相同的，合力是由兩個力相加而成。可以看出，在性能參數(shù)完全相同的情況下，潛污泵的軸向力比一般臥式泵要大，而平衡難度比立式泵要難。所以在潛水排污泵中，軸承容易損壞其原因也是與軸向力大有著很大的關(guān)系。

　　而如果安裝了副葉輪，液體作用在副葉輪上壓差力的方向是與上述兩力的合力相反的，這樣可以抵消一部分軸向力，也就起到了延長軸承壽命的作用。但是使用副葉輪密封系統(tǒng)也有一個缺點，那就是在副葉輪上要消耗一部分能量，一般在3%左右，但是只要設(shè)計合理，完全可以把這部分損失降低到最低限度。