CN102536815B

CN102536815B - 三叶旋摆式鼓风机

Info

Publication number: CN102536815B
Application number: CN201210060455.3A
Authority: CN
Inventors: 袁埃斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: CN102536815A

Abstract

本发明涉及鼓风机，具体是一种三叶旋摆式鼓风机。本发明解决了现有鼓风机动力消耗量大、体积大、结构复杂、以及制造成本高的问题。三叶旋摆式鼓风机包括气缸；气缸的左右两侧端面各装配有一个油箱；气缸内设有主轴；主轴两端轴头各装配有一个主轴轴承；两个主轴轴承分别装配于两个端盖的上偏心位置；气缸内设有三个带有叶片轴的叶片；三个叶片环绕主轴轴线等角距排列；两个油箱内各设有一个自由转盘；两个自由转盘内各设有三个与叶片同轴同径向角的力臂；由自由转盘内径约束力臂旋摆运动，使力臂控制叶片与气缸内壁的运动间隙。本发明体积小、风量大、动力消耗少，不仅可用于中高压鼓风，还能代替普通离心鼓风机使用。

Description

三叶旋摆式鼓风机

技术领域

本发明涉及鼓风机，具体是一种三叶旋摆式鼓风机。

背景技术

目前通用的高压定容积鼓风机主要为罗茨鼓风机和叶氏鼓风机。这两种鼓风机均采用双轴联动机构，因而其动力消耗量大。同时其存在体积大、结构复杂、制造成本高的问题。基于此，针对现有鼓风机动力消耗量大、体积大、结构复杂、以及制造成本高的问题，有必要发明一种全新的鼓风机，以解决现有鼓风机存在的上述问题。

发明内容

本发明为了解决现有鼓风机动力消耗量大、体积大、结构复杂、以及制造成本高的问题，提供了一种三叶旋摆式鼓风机。

本发明是采用如下技术方案实现的：三叶旋摆式鼓风机，包括气缸；气缸上部开有进风口；气缸下部开有出风口；气缸的左右两侧端面各装配有一个油箱；两个油箱的外侧端面各装配有一个端盖；气缸内设有主轴；主轴两端轴头各装配有一个主轴轴承；两个主轴轴承分别装配于两个端盖的上偏心位置；主轴两端各装配有一个叶片支架；两个叶片支架的外侧端面与两个油箱的内侧端面之间相互配合并形成迷宫密封；气缸内设有三个带有叶片轴的叶片；三个叶片环绕主轴轴线等角距排列；三个叶片轴与三个叶片为一体构件；三个叶片轴两端各装配有一个叶片轴承；六个叶片轴承分别对称安装于两个叶片支架上；三个叶片轴的两端轴头分别穿过两个叶片支架伸入左右两个油箱内；两个油箱内各设有一个自由转盘；两个自由转盘的内孔各装配有一个自由转盘轴承；两个自由转盘轴承分别同心装配于两个端盖的内侧端面；两个自由转盘内各设有三个与叶片同轴同径向角的力臂；六个力臂分别对称装配于三个叶片轴的两端轴头；力臂与叶片同径向装配；六个力臂的端头各装配有一个滚动轴承。

工作时，将主轴的传动端头与外部电机或皮带轮连接装配。鼓风时，由外部电机或皮带轮带动主轴进行偏心旋转，主轴带动各个叶片和力臂同步旋转。三个叶片在离心作用下绕叶片轴向外甩出并压向气缸内壁，叶片端头和气缸内壁之间留有一定间隙，不会产生摩擦。三个叶片与气缸内壁及主轴轴面构成三个基元容积，其中一个基元容积与进风口连通形成负压区，一个基元容积与出风口连通形成压缩区，一个基元容积与进风口和出风口隔断形成封闭隔断区。伴随主轴的偏心旋转，三个叶片的摆角交替发生变化，三个基元容积也交替构成负压区、压缩区、封闭隔断区。即主轴每旋转120度，完成基元容积一次交替，每旋转一圈将有三次交替，依此实现气体的吸入、压缩、排出。基于此种交替，其产生的风量是同容积罗茨鼓风机和叶氏鼓风机的三倍。伴随主轴的偏心旋转，左右六个力臂在叶片的离心作用带动下绕叶片轴向外甩出并压紧自由转盘内壁，由此带动自由转盘与叶片同步旋转，力臂和自由转盘共同形成对叶片转角的控制。在偏心旋转时，由于三个力臂的摆角不同，力臂的端头在自由转盘内壁上的运动线速度也不同。当其中一个力臂旋转到自由转盘右下方时，力臂摆角过大会导致力臂端头在自由转盘内壁上的线速度加快并超过自由转盘的转速，此时装配在力臂端头的滚动轴承便起到消除力臂端头与自由转盘内壁之间的摩擦的作用。主轴进行偏心旋转时，带动力臂形成飞浅式供油，同时利用气缸内的正负压差实现对叶片支架和油箱之间的迷宫密封的呼吸式渗透润滑。如有较小的螺帽或铁块等异物进入气缸，叶片遇到异物时会在异物的支撑作用下向主轴轴心摆动，跨越异物旋转或将异物从出风口击出，由此避免了主轴卡死导致停机和烧坏电机现象的发生。基于上述过程，本发明所述的三叶旋摆式鼓风机通过采用三叶单轴偏心回转式结构，其容积交换角为120度，在360度的旋转中，产生三次容积交换，从而实现了产生风量是同容积罗茨鼓风机和叶氏鼓风机的三倍，因而其效率更高，动力消耗量更小，同时其体积更小，结构更简单，制造成本更低。

本发明基于单轴偏心回转式结构，有效解决了现有鼓风机动力消耗量大、体积大、结构复杂、以及制造成本高的问题，其体积小、风量大、动力消耗少，不仅可用于中高压鼓风，还能代替普通离心鼓风机使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图2的B-B剖视图。

图4是图3的C-C剖视图。

图5是图1的A-A剖视图（兼进、出风口定位图）。

图中：1-气缸，2-进风口，3-出风口，4-油箱，5-端盖，6-主轴，7-主轴轴承，8-叶片支架，9-叶片轴，10-叶片，11-叶片轴承，12-自由转盘，13-自由转盘轴承，14-力臂，15-滚动轴承，16-轴套，17-定位环，18-轴承盖。

具体实施方式

三叶旋摆式鼓风机，包括气缸1；气缸1上部开有进风口2；气缸1下部开有出风口3；气缸1的左右两侧端面各装配有一个油箱4；两个油箱4的外侧端面各装配有一个端盖5；气缸1内设有主轴6；主轴6两端轴头各装配有一个主轴轴承7；两个主轴轴承7分别装配于两个端盖5的上偏心位置；主轴6两端各装配有一个叶片支架8；两个叶片支架8的外侧端面与两个油箱4的内侧端面之间相互配合并形成迷宫密封；气缸1内设有三个带有叶片轴9的叶片10；三个叶片10环绕主轴6轴线等角距排列；三个叶片轴9与三个叶片10为一体构件；三个叶片轴9两端各装配有一个叶片轴承11；六个叶片轴承11分别对称安装于两个叶片支架8上；三个叶片轴9的两端轴头分别穿过两个叶片支架8伸入左右两个油箱4内；两个油箱4内各设有一个自由转盘12；两个自由转盘12的内孔各装配有一个自由转盘轴承13；两个自由转盘轴承13分别同心装配于两个端盖5的内侧端面；两个自由转盘12内各设有三个与叶片10同轴同径向角的力臂14（由自由转盘内径约束力臂旋摆运动，使力臂控制叶片与气缸内壁的运动间隙）；六个力臂14分别对称装配于三个叶片轴9的两端轴头；力臂14与叶片10同径向装配；六个力臂14的端头各装配有一个滚动轴承15；

叶片10与叶片轴9为整体部件；叶片10随主轴6旋转时摆动变换，在气缸1内形成负压区、压缩区、封闭隔断区；

三个叶片10随主轴6旋转时，每旋转120度产生一个基元容积，每旋转一圈形成三次基元容积的交替；

叶片10的转角由力臂14控制，力臂14在自由转盘12的内径约束下运动，使力臂14带动自由转盘12与气缸1内的叶片10同步旋转；气缸1内径略大于自由转盘12内径，使叶片10与气缸1内壁不产生摩擦；

三个力臂14在自由转盘12内壁上的线速度不同，在旋转到自由转盘12右下方时，因加速而在力臂14顶端装配滚动轴承15，形成滚动，消除了力臂14与自由转盘12之间的摩擦；

在主轴6上用定位环17将叶片轴承11、叶片支架8、主轴轴承7串连为整体刚性结构；可利用两个主轴轴承7外端的轴承盖18压力，采用薄钢质衬圈垫调节叶片10与气缸1两侧壁之间的运动间隙；

具体实施时，三个叶片10的端头均为管状空心端头。管状空心端头的作用是减少叶片的重量和离心力，并可按照风压要求在管状空心端头内装填配重物以调整压力强度。为了使主轴轴面更加平整，主轴6中部装配有轴套16。主轴6两端各装配有一个定位环17。两个定位环17对称装配于两个主轴轴承7与两个叶片支架8之间。定位环的作用是将装配于主轴上的各部件连接成刚性整体，以保证装配时调节叶片侧面与气缸内端面之间的间隙。两个主轴轴承7外端各装配有一个轴承盖18，两个主轴轴承7的外端与两个轴承盖18之间各装配有若干个衬圈垫。通过配装调节衬圈垫，可使轴承盖产生压力推动主轴做轴向运动，达到调节叶片侧面与气缸内端面之间的间隙的目的。

Claims

1.一种三叶旋摆式鼓风机，其特征在于：包括气缸（1）；气缸（1）上部开有进风口（2）；气缸（1）下部开有出风口（3）；气缸（1）的左右两侧端面各装配有一个油箱（4）；两个油箱（4）的外侧端面各装配有一个端盖（5）；气缸（1）内设有主轴（6）；主轴（6）两端轴头各装配有一个主轴轴承（7）；两个主轴轴承（7）分别装配于两个端盖（5）的上偏心位置；主轴（6）两端各装配有一个叶片支架（8）；两个叶片支架（8）的外侧端面与两个油箱（4）的内侧端面之间相互配合并形成迷宫密封；气缸（1）内设有三个带有叶片轴（9）的叶片（10）；三个叶片轴（10）环绕主轴（6）轴线等角距排列；三个叶片轴（9）与三个叶片（10）为一体构件；三个叶片轴（9）两端各装配有一个叶片轴承（11）；六个叶片轴承（11）分别对称安装于两个叶片支架（8）上；三个叶片轴（9）的两端轴头分别穿过两个叶片支架（8）伸入左右两个油箱（4）内；两个油箱（4）内各设有一个自由转盘（12）；两个自由转盘（12）的内孔各装配有一个自由转盘轴承（13）；两个自由转盘轴承（13）与端盖同心，且分别装配于两个端盖（5）的内侧端面；两个自由转盘（12）内各设有三个与叶片（10）同轴同径向角的力臂（14）；六个力臂（14）分别对称装配于三个叶片轴（9）的两端轴头；力臂（14）与叶片（10）同径向装配；六个力臂（14）的顶端各装配有一个滚动轴承（15）；

叶片（10）的转角由力臂（14）控制；主轴（6）带动力臂（14）旋转；力臂在自由转盘的内径约束下运动，从而力臂转角被控制，力臂（14）带动气缸（1）内的叶片（10）同步旋转；气缸（1）内径略大于自由转盘（12）内径，使叶片（10）与气缸（1）内壁不产生摩擦；

力臂（14）顶端装配的滚动轴承（15）消除了力臂（14）与自由转盘（12）之间的摩擦；

在主轴（6）上用定位环（17）将叶片轴承（11）、叶片支架（8）、主轴轴承（7）串连为整体刚性结构；两个主轴轴承外端各装配有一个轴承盖，两个主轴轴承的外端与两个轴承盖之间各装配有若干个衬圈垫。

2.根据权利要求1所述的三叶旋摆式鼓风机，其特征在于：三个叶片（10）随主轴（6）旋转时，每旋转120度产生一个基元容积，每旋转一圈形成三次基元容积的交替。