CN102588349A - 用于管道内排风排尘的轴流风机 - Google Patents
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Abstract
一种用于管道内排风排尘的轴流风机，包括风机罩及设置在风机罩内的叶片转子；所述风机罩内形成的内腔面采用流线型曲面形状，所述风机罩的内腔的容积从中央向两端缩减，所述叶片转子的整体外围轮廓的形状与所述风机罩的内腔面的形状相同。本发明中通过将风机罩的内腔面设计成流线型曲面形状，风机罩的内腔的容积从中央向两端缩减，内腔中部的排风量要比两端的排风量大很多，轴流风机具有较强的自吸气能力，同时在排风口具有较高的出风速度和压力，轴流风机运行时对内部气流或粉尘流动的推动能力较一般轴流风机强很多，可单独作为风机使用以提供稳定高速的风源。
Description
技术领域
本发明涉及排风排尘领域，尤其是一种用于管道内排风排尘的轴流风机。
背景技术
当前所使用工业用风机主要是靠单级叶轮或多级叶轮的转动来送风，风机效率较低，在较长管道内输送时，风压损失比较严重，一般依靠在中部增加风机来增强风压和风速。
当前主流风机主要由三类分别是：离心风机、轴流风机和斜流风机。工业用通风或者排尘主要使用直径较大的轴流风机，通过直接连接在电机上的叶轮的高速转动，推动气流定向运动。叶片沿轴向的长度较短，一般需要较高风速或风压的地方就需要使用多级叶片的轴流风机，进行逐级增压。
单级或多级叶轮旋转时噪声比较大，其作用只是在叶轮的两侧提供一个压差，从而形成气流运动。多级叶轮能提供连续增压从而提供更强的高压高速气流，但是叶轮组较多，装配工艺相对复杂，成本比较高，噪音也比较大，体积也比较大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出风口压力大、自吸力强、可单独作为风机使用以提供稳定高速风源的用于管道内排风排尘的轴流风机。
本发明通过如下技术方案实现：一种用于管道内排风排尘的轴流风机，包括风机罩及设置在风机罩内的叶片转子；所述风机罩内形成的内腔面采用流线型曲面形状，所述风机罩的内腔的容积从中央向两端缩减，所述叶片转子的整体外围轮廓的形状与所述风机罩的内腔面的形状相同。
作为本发明的进一步改进，所述风机罩的内腔面的中间部分呈椭球曲面，两端部分分别从与中间部分连接处平滑过渡变小。
作为本发明的进一步改进，所述内腔面中间部分的椭球曲面沿风机轴线剖切的椭圆的长、短半径比在1至2.5之间。
作为本发明的进一步改进，所述风机罩的内腔于中心面处的横截面直径最大，于远离中心面处的横截面直径变小。
作为本发明的进一步改进，所述风机罩由上风机罩与下风机罩相互结合形成，所述上风机罩与下风机罩为上下对称结构。
作为本发明的进一步改进，所述叶片转子包括转轴及环设在转轴上的螺线形的多个叶片。
作为本发明的进一步改进，还包括设置在风机罩两端的前轴座和后轴座，所述转轴的两端可转动地安装在前轴座和后轴座上。
作为本发明的进一步改进，所述叶片的有效轴向长度变化为1米至6米之间，所述叶片的外轮廓螺旋曲线的圈数变化为0.5圈至3圈之间，所述叶片的导程变化为0.3米至2米之间，所述叶片曲面的切平面与转轴的夹角变化为17.75°至62.48°之间。
作为本发明的进一步改进，所述叶片的有效轴向长度为1米，所述叶片的外轮廓螺旋曲线的圈数为1圈，所述叶片的导程为1米，所述叶片与转轴的夹角变化为32.62°。
本发明的有益效果是，通过将风机罩的内腔面设计成流线型曲面形状，风机罩的内腔的容积从中央向两端缩减，内腔中部的排风量要比两端的排风量大很多，轴流风机具有较强的自吸气能力，同时在排风口具有较高的出风速度和压力，轴流风机运行时对内部气流或粉尘流动的推动能力较一般轴流风机强很多，可单独作为风机使用以提供稳定高速的风源。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例中用于管道内排风排尘的轴流风机的主视图。
图2是图1所示轴流风机的立体组装示意图。
图3是图1所示轴流风机的立体分解示意图。
图4是图1所示轴流风机的另一立体分解示意图。
图5是图1所示轴流风机的叶片转子的主视图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请同时参图1至图5，本发明的较佳实施例中所示的用于管道内排风排尘的轴流风机10包括上风机罩11a、下风机罩11b、叶片转子12、前轴座13a、后轴座13b、轴承14、及固定螺母15。
上风机罩11a与下风机罩11b为上下对称结构，上、下风机罩11a、11b相互结合形成风机罩11，两者的结合面处用螺栓（图未示）连接紧固。风机罩11的外形采用流线型椭球曲面形状设计，为中间部分是椭球曲面，两端部分分别从与中间部分连接处平滑过渡变小，风机罩11的外形整体上近似橄榄球状。
风机罩11内形成内腔110，风机罩11内形成的内腔面采用流线型曲面形状设计，风机罩11的内腔110的容积从中央向两端缩减，叶片转子12收容在风机罩11的内腔110中，且叶片转子12的整体外围轮廓的形状与风机罩11的内腔面的形状相同。具体地，风机罩11的内腔面的中间部分呈椭球曲面，两端部分分别从与中间部分连接处平滑过渡变小，风机罩11的内腔110于中心面处的横截面直径最大，于远离中心面处的横截面直径变小。
叶片转子12的整体外围轮廓也呈流线型曲面形状设计，以与风机罩11的内腔曲面相配合。叶片转子12包括转轴121及环设在转轴121上的螺线形的多个叶片122。位于内腔110中部的叶片部分的半径尺寸较大，位于内腔110两端的叶片部分的半径尺寸较小。本实施例中，叶片122数量为四个，均匀分布在转轴121的外周面上。为了提高叶片122的强度，叶片转子12的转轴121中间直径稍大一些，靠近外侧的稍微小些。
叶片转子12的转轴121的两端穿套在轴承14上，轴承14固定在前、后轴座13a、13b中间开设的收容孔131内，将转轴121可转动地安装在前、后轴座13a、13b上。前、后轴座13a、13b固定在上、下风机罩11a、11b的两端的卡槽111内。固定螺母15固定在前、后轴座13a、13b的外侧，防止叶片转子12出现轴向跳动，作为其中一种固定的方式，可以在转轴121的两端的外周面上设置外螺纹，通过固定螺母15的内螺纹与转轴121的外螺纹配合将固定螺母15安装在转轴121上位于前、后轴座13a、13b的外侧的位置。转轴121的进风口端伸出风机罩11的外部，利用联轴器（图未示）连接在电机（图未示）的转轴上，电机的转轴与叶片转子12的转轴成同轴心布置。
轴流风机10可以用作管道内空气增压排风排尘风机，主要用于长距离空气输送时为保证传送风量和压力，可以安装在管道中部位置，用作增压增速装置，由于其特殊设计的叶片转子12和风机罩11的内腔曲面相配合，叶片转子12可以在风机罩11内沿轴向连续对内部气流做功，通过叶片转子12在风机罩11的内腔110做高速转动来推动气流定向流动，推动内腔气体从一侧排出形成高压气流，在另一侧形成负压，然后吸气到风机内腔，再次被推动，如此重复循环。轴流风机10运行时对内部气流或粉尘流动的推动能力较一般轴流风机强很多，气流和粉尘沿着其内腔曲面连续被在沿轴向布置的叶片122推出风机罩11的出风口，同时在出风口处压力和风速也进一步得到了提高。沿轴向布置较长的叶片设计，可以连续对内腔的流体进行推动。
由于轴流风机10采用内腔较大的椭球曲面设计，内腔中部的排风量要比两端的排风量大很多，所以轴流风机10具有较强的自吸气能力，同时在排风口具有较高的出风速度和压力，出风口风速稳定。轴流风机10由于采取内腔较大，出风口和进风口相对较小的设计，所以才会在进风口处形成比现有风机更强的负压，从而大大增强了自吸能力。同时，由于内腔中部叶片接触面积较大，大量气流被推动后在较小的出风口处被压缩排出，形成比传统风机更高的高压高速气流。
轴流风机10用来在送风管道内增压时，电机和轴流风机置于管道内部，成直线布置固定。轴流风机用作风压源时，置于管道风压口处，电机置于管道外侧。电机除了可以与叶片转子12同轴心布置外，还可以依靠皮带轮进行连接，从而电机布置在一侧，用皮带连接安装在电机上的皮带轮和安装在叶片转子12上的皮带轮。电机型号根据需要进行选配。
轴流风机10作为排尘、小颗粒粉尘、或烟气使用时，因为其与一般轴流风机叶片的设计不同，所以灰尘在内腔的附着很少，同时叶片上的灰尘，颗粒物附着也相对少的多。另一方面，由于其沿轴向布置加长型的叶片设计，从风机进风口进入的粉尘或者气流，在整个风机罩内腔都会被连续的叶片推动做功，从而在出风口处以高速排出。
上述轴流风机10中，风机罩11和叶片转子12沿轴向呈流线型椭球设计，叶片转子12和风机罩11的各部分尺寸也可根据实际需求进行增大或者减小。
例如针对风机罩，风机罩中部的椭球曲面沿风机轴线剖切的椭圆可以为长半径R=400，短半径r=300的椭圆，并根据需要可以调节此椭圆的长、短半径，以适应不同使用环境下的要求，但长、短半径比最好在1至2.5之间。
例如针对叶片转子，叶片转子的叶片有效轴向长度变化可以视实际需要设为1米至6米之间；叶片的外轮廓螺旋曲线的圈数变化可以视实际需要设为从0.5圈至3圈之间，叶片的导程变化视实际需要设为从0.3米至2米之间，叶片曲面的切平面与转轴的夹角变化视实际需要设为17.75°至62.48°之间。
例如作为一个例子，上述轴流风机10中，叶片的有效轴向长度为1米，叶片的外轮廓螺旋曲线的圈数为1圈，叶片的导程为1米，叶片与转轴的夹角为32.62°。
可以理解的是，风机罩和叶片转子除了以上给定的数值范围之外，还可以根据使用环境的变化，根据实际需要将各部分尺寸进行一定比例的缩放。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种用于管道内排风排尘的轴流风机，包括风机罩及设置在风机罩内的叶片转子；其特征在于：所述风机罩内形成的内腔面采用流线型曲面形状，所述风机罩的内腔的容积从中央向两端缩减，所述叶片转子的整体外围轮廓的形状与所述风机罩的内腔面的形状相同。
2.如权利要求1所述的用于管道内排风排尘的轴流风机，其特征在于：所述风机罩的内腔面的中间部分呈椭球曲面，两端部分分别从与中间部分连接处平滑过渡变小。
3.如权利要求2所述的用于管道内排风排尘的轴流风机，其特征在于：所述内腔面中间部分的椭球曲面沿风机轴线剖切的椭圆的长、短半径比在1至2.5之间。
4.如权利要求2所述的用于管道内排风排尘的轴流风机，其特征在于：所述风机罩的内腔于中心面处的横截面直径最大，于远离中心面处的横截面直径变小。
5.如权利要求1至4任一项所述的用于管道内排风排尘的轴流风机，其特征在于：所述风机罩由上风机罩与下风机罩相互结合形成，所述上风机罩与下风机罩为上下对称结构。
6.如权利要求1至4任一项所述的用于管道内排风排尘的轴流风机，其特征在于：所述叶片转子包括转轴及环设在转轴上的螺线形的多个叶片。
7.如权利要求6所述的用于管道内排风排尘的轴流风机，其特征在于：还包括设置在风机罩两端的前轴座和后轴座，所述转轴的两端可转动地安装在前轴座和后轴座上。
8.如权利要求6所述的用于管道内排风排尘的轴流风机，其特征在于：所述叶片的有效轴向长度变化为1米至6米之间，所述叶片的外轮廓螺旋曲线的圈数变化为0.5圈至3圈之间，所述叶片的导程变化为0.3米至2米之间，所述叶片曲面的切平面与转轴的夹角变化为17.75°至62.48°之间。
9.如权利要求8所述的用于管道内排风排尘的轴流风机，其特征在于：所述叶片的有效轴向长度为1米，所述叶片的外轮廓螺旋曲线的圈数为1圈，所述叶片的导程为1米，所述叶片与转轴的夹角变化为32.62°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20120718 Assignee: Shaanxi Zhonglian Western earthwork Machinery Co.,Ltd. Assignor: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE&TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980042754 Denomination of invention: Axial flow fan for exhaust and dust removal in pipelines Granted publication date: 20140219 License type: Common License Record date: 20231010 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20120718 Assignee: Zoomlion earth moving machinery Co.,Ltd. Assignor: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE&TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980043517 Denomination of invention: Axial flow fan for exhaust and dust removal in pipelines Granted publication date: 20140219 License type: Common License Record date: 20231017 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |