CN103486064B

CN103486064B - 一种鼓风机

Info

Publication number: CN103486064B
Application number: CN201310481254.5A
Authority: CN
Inventors: 陈洪飞; 杨源欣
Original assignee: NINGBO HUJIANG ELECTRIC MOTOR CO Ltd
Current assignee: NINGBO HUJIANG ELECTRIC MOTOR CO Ltd
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2033-10-15
Also published as: CN103486064A

Abstract

本发明提供了一种鼓风机，属于鼓风机技术领域。它解决了现有的鼓风机同心率不高、噪音大、安装不方便的问题。本发明的鼓风机，包括机壳，设置在机壳内的电机安装座、叶轮和电机，叶轮安装在电机安装座上，电机安装在电机安装座内并能带动叶轮转动，在电机上穿设有一支撑轴且支撑轴架设在机壳上，叶轮包括内钢圈和外钢圈，内钢圈的两侧均匀环绕有扇叶，扇叶的一端固连内钢圈，另一端固连外钢圈，内钢圈设置有电机凹槽，电机安装座安装在电机凹槽内，电机的中心与叶轮的中心重合。本发明具有窜动小、同心率高、加工方便、拆卸简单的优点。

Description

一种鼓风机

技术领域

本发明属于鼓风机技术领域，涉及一种鼓风机。

背景技术

现有的鼓风机采用电机通过轴驱动叶轮高速旋转，气流由进口轴向进入高速旋转的叶轮后变成径向流动被加速，然后进入扩压腔，改变流动方向而减速，这种减速作用将高速旋转的气流中具有的动能转化为压能（势能），使风机出口保持稳定压力。

专利200310118403公布了一种鼓风机，包括风扇电动机，在风扇电动机的两轴上固定的两个多叶风扇和分别覆盖该两个多叶风扇的涡轮罩组成。风扇电动机安装在设于机器本体内部的隔板上。通过风扇电动机的运转使得多叶风扇旋转，由吸入口吸入的空气通过排出口送出。

上述的鼓风机电机采用外置，轴连接叶轮，轴与叶轮之间的连接存在误差，导致电机轴心与叶轮轴心存在偏差，同心率不高，叶轮会发生较大的窜动，产生较大的噪音，降低产品使用寿命，电机轴上固定多叶风扇，拆卸、安装很不方便。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种窜动小、同心率高、加工方便、拆卸简单的鼓风机。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种鼓风机，包括机壳，设置在所述机壳内的电机安装座、叶轮和电机，所述叶轮安装在电机安装座上，所述电机安装在电机安装座内并能带动叶轮转动，在电机上穿设有一支撑轴且所述支撑轴架设在机壳上，其特征在于，所述叶轮包括内钢圈和外钢圈，所述内钢圈的两侧均匀环绕有扇叶，所述扇叶的一端固连内钢圈，另一端固连外钢圈，所述内钢圈设置有电机凹槽，所述电机安装座安装在电机凹槽内，所述电机的中心与叶轮的中心重合。

本发明在初始状态下，支撑轴穿过电机，其两端分别架设在机架上，叶轮与电机安装座连接，电机安装在电机安装座内，电机固定在叶轮内部且处在叶轮的轴心线上。电机收到启动指令，电机带动叶轮旋转，通过叶轮高速旋转，气流由吸入口轴向进入高速旋转的叶轮后变成径向流动，改变流动方向后由排出口排出。通过设置电机凹槽使电机的中心与叶轮的中心重合，当电机运转带动叶轮转动时，叶轮运转与电机的运转一致，两者动平衡，鼓风机的整体窜动小，运转平稳；支撑轴直接架设在机架上，不参与转动，电机固定在叶轮内部且处在叶轮的轴心线上，保证了系统的同心度；扇叶均与分布在内钢圈和外钢圈之间，保证了风力吹出稳定；内钢圈上开设有通孔，通过螺栓将叶轮固定在电机安装座上，两者能简单的拆卸或安装。

在上述的一种鼓风机中，所述扇叶包括连成一体的直线部和圆弧部，所述直线部靠近叶轮轴线方向，所述圆弧部远离叶轮轴线方向。

当气流从电机机壳的吸入口中吸入，经叶轮转换后排出，扇叶设计成直线部和圆弧部能更好的实现气流的转换和加速。

在上述的一种鼓风机中，所述支撑轴两端安装有固定套，所述固定套安装在机壳上，所述支撑轴设置有穿线孔和贯穿支撑轴的轴孔，电机的导线穿过穿线孔沿轴孔导出。

电机的电线通过穿线孔穿入，从支撑轴的轴孔中穿出，不影响外观，又保护了导线，通过对固定套大小的调节来调整叶轮在机壳中所处的位置，保证通风质量。

在上述的一种鼓风机中，所述电机安装座由两个盖板组成，所述盖板设置有转子凹槽，所述电机套设在转子凹槽内，所述盖板设置有轴承凹槽，所述轴承凹槽内安装有轴承，所述轴承安装在支撑轴上，所述转子凹槽与轴承凹槽同轴心，所述盖板通过法兰环紧固连接。

在叶轮和电机之间增加电机安装座，电机由外转子和内定子组成，先将电机和电机安装座安装好，在将电机安装座与叶轮连接，避免了叶轮与电机的外转子之间直接安装配合精度要求高的问题，降低了安装的难度，使更换、维修更加简单。电机安装在电机安装座内，也有效的保护了电机，使电机运行在整洁的环境中。盖板可拆卸，只需加工盖板上的转子凹槽与轴承凹槽，保证转子凹槽与电机、轴承与轴承凹槽之间配合，极大的降低了加工难度，提高机构的准确度。

在上述的一种鼓风机中，所述机壳包括涡壳和支撑架，所述涡壳的两侧面分别开设有吸入口，所述支撑架固连在涡壳的侧面上，所述支撑架上设置有支撑凹槽，所述固定套安装在支撑凹槽内。

涡壳和支撑架固连，方便鼓风机放置或安装，同时，电机的支撑轴穿过两边的吸入口，通过支撑轴上的固定套安装在支撑架上，吸入的空气均匀，稳定。

与现有技术相比，本发明采用电机安装在叶轮内部，通过外转子带动叶轮旋转，提高了叶轮与电机的同心率；支撑轴与电机的内转子固定连接，只起到支撑的作用，降低了鼓风机整体的窜动，保证了鼓风机整体的稳定输出；通过设置电机凹槽使电机的中心与叶轮的中心重合，当电机运转带动叶轮转动时，叶轮运转与电机的运转一致，两者动平衡，鼓风机的整体窜动小，运转平稳；只需要加工一种盖板就可以很好的实现电机安装座的制作，加工方便。本发明是一种窜动小、同心率高、加工方便、拆卸简单的鼓风机。

本发明的另一个目的在于提供一种具有良好的耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性的叶轮，所述叶轮的成分及其质量百分比为：C：0.16%～0.22%，Si：0.15%～0.35%，N：0.01%～0.05%，Mn：0.33%～0.63%，Ti：0.005%～0.010%，Al：0.007%～0.015%，P：0.015%～0.03%，S：0.002%～0.015%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明的叶轮通过调整各元素之间的质量百分比，使各元素产生良好的协同作用，通过复合添加Ti、Al元素使碳钢中N与Ti、Al形成的氮化钛(TiN)、酸溶铝来固定N，从而提高本发明的叶轮的机械性能，尤其是耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性。

其中叶轮中随着含碳量的增加，其强度和硬度增加，但当碳含量大于0.22%时，叶轮的塑性、韧性和焊接性能下降，还会降低叶轮的耐腐蚀性，因此，本发明将C控制在0.16-0.22%之间。

Si是碳钢中常见元素之一，但它一般不是主加元素，硅和氧的亲合力仅次于铝和钒，而强于锰、铬、钨，因此硅常作为还原剂和脱氧剂被添加到碳钢中。在本发明的叶轮中加入一定量的硅，能显著提高叶轮的弹性极限，屈服点，硬度和抗拉强度，硅与杂质中的钼、铬等结合，还可提高叶轮的抗腐蚀性和抗氧化的作用。但当硅含量过高，叶轮的焊接性能将降低。

锰在叶轮中是良好的脱氧剂和脱硫剂，加入锰后能提高叶轮的强度和硬度，提高叶轮的淬性，改善叶轮的加工性能。但是锰含量过高，会减弱叶轮的抗腐蚀性能并降低焊接性能。因此，本发明叶轮中锰的含量被限制在一个有价值的范围为0.33-0.63%。

在叶轮中添加Ti，Ti通过与N形成氮化钛(TiN)来固定碳钢中的N。如果Ti含量小于0.005%，则叶轮中的间隙氮原子不能够充分固定，并且会因为Ti含量太少需要使用含量过高的酸溶铝来固定N，从而会增加碳钢的后部冷加工的难度。如果Ti含量多于0.010%，则会产生大块的TiN夹杂物，从而降低叶轮的疲劳性能。因此，本发明的叶轮含有0.005%～0.010%的Ti。

铝在叶轮中的固溶度高达36%，由于Al原子尺寸与Si原子相近，两者与Fe原子尺寸差别也是相近的，因此Al具有与Si相似的强化作用。但Al通常不作为固溶强化元素使用，铝会与叶轮中的N形成弥散分布的AlN粒子，细化晶粒，同时Al还可以降低过热敏感性和淬硬性，提高焊接性；降低缺口敏感性及韧脆转变温度。因此，本发明叶轮加入的Al为0.007%～0.015%。

一般情况下，磷是碳钢中的有害元素，会增加叶轮的冷脆性，使焊接性能、冷弯曲性能变坏，并降低叶轮的塑性，所以通常碳钢中磷含量一般控制在0.045%以内，但若极端地降低P的含量，会导致生产成本高涨，因此作为实质上不产生不良影响的范围，本发明的叶轮将P的含量控制在0.015%～0.03%。

硫通常情况下也是有害元素，不仅会使叶轮产生热脆性，降低其延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹，还会影响叶轮的焊接性能，降低它的耐腐蚀性。但加入少量的硫相反却可以改善叶轮的切削加工性，所以一般都要求硫含量小于0.04%。本发明根据各元素之间产生的协同作用，将S含量控制在0.002%～0.015%，以保证叶轮的强度和韧性。

在上述的叶轮中，所述不可避免的杂质包括不大于0.25%的Ni、不大于0.15%的Mo、不大于0.20%的Cu和不大于0.25%的Cr。

作为优选，所述叶轮的成分及其质量百分比为：碳（C）：0.20%，硅（Si）：0.25%，氮（N）：0.03%，锰（Mn）：0.45%，钛（Ti）：0.008%，铝（Al）：0.01%，磷（P）：0.02%，硫（S）：0.01%，余量为铁（Fe）和不可避免的杂质。

作为优选，所述叶轮的成分及其质量百分比为：碳（C）：0.16%，硅（Si）：0.15%，氮（N）：0.01%，锰（Mn）：0.33%，钛（Ti）：0.005%，铝（Al）：0.007%，磷（P）：0.015%，硫（S）：0.002%，余量为铁（Fe）和不可避免的杂质。

作为优选，所述叶轮的成分及其质量百分比为：碳（C）：0.22%，硅（Si）：0.35%，氮（N）：0.05%，锰（Mn）：0.63%，钛（Ti）：0.010%，铝（Al）：0.015%，磷（P）：0.03%，硫（S）：0.015%，余量为铁（Fe）和不可避免的杂质。

本发明的叶轮通过调整各元素之间的质量百分比，使各元素质检产生良好的协同作用，使配伍更加合理，使叶轮具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中A-A处的剖面结构示意图。

图3是本发明盖板的结构示意图。

图4是本发明叶轮的结构示意图。

图5是本发明内钢圈的结构示意图。

图中，10、机壳；101、涡壳；102、支撑架；103、支撑凹槽；20、叶轮；201、外钢圈；202、内钢圈；203、钢圈通孔；204、扇叶；205、电机凹槽；206、直线部；207、圆弧部；30、电机安装座；301、盖板；3011、盖板通孔；3012、法兰环；3013、转子凹槽；3014、轴承凹槽；302、轴承；40、电机；401、外转子；402、内定子；403、支撑轴；404、固定套；405、穿线孔；406、轴孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图5所示，一种鼓风机，包括机壳10，设置在机壳10内的电机安装座30、叶轮20和电机40，叶轮20安装在电机安装座30上，电机40安装在电机安装座30内并能带动叶轮20转动，在电机40上穿设有一支撑轴403且支撑轴403架设在机壳10上，叶轮20包括内钢圈202和外钢圈201，内钢圈202的两侧均匀环绕有扇叶204，扇叶204的一端固连内钢圈202，另一端固连外钢圈201，内钢圈202设置有电机凹槽205，电机安装座30安装在电机凹槽205内，电机40的中心与叶轮20的中心重合。

如图4所示，扇叶204包括连成一体的直线部206和圆弧部207，直线部206靠近叶轮20的轴线方向，圆弧部207远离叶轮20的轴线方向。当气流从机壳10的吸入口中吸入，经叶轮20转换后排出，扇叶204设计成直线部206和圆弧部207能更好的实现气流的转换和加速。

如图2所示，支撑轴403两端安装有固定套404，固定套404安装在机壳10上，支撑轴403设置有穿线孔405和贯穿支撑轴403的轴孔406，电机40的导线穿过穿线孔405沿轴孔406导出。电机40的电线通过穿线孔405穿入，从支撑轴403的轴孔406中穿出，不影响外观，又保护了导线，通过对固定套404大小的调节来调整叶轮20在机壳10中所处的位置，保证通风质量。

如图2和图3所示，电机安装座30由两个盖板301组成，盖板301设置有转子凹槽3013，电机40套设在转子凹槽3013内，盖板301设置有轴承凹槽3014，轴承凹槽3014内安装有轴承302，轴承302安装在支撑轴403上，转子凹槽3013与轴承凹槽3014同轴心，盖板301通过法兰环3012紧固连接。

电机40由外转子401和内定子402组成，在叶轮20和电机之间增加电机安装座30，通过螺栓穿过钢圈通孔203使两者连接，先将电机40和电机安装座30安装好，在将电机安装座30与叶轮20连接，避免了叶轮20与电机40的外转子401之间直接安装配合精度要求高的问题，降低了安装的难度，使更换、维修更加简单。电机40安装在电机安装座30内，也有效的保护了电机40，使电机40运行在整洁的环境中。盖板301可拆卸，只需加工盖板301上的转子凹槽3013与轴承凹槽3014，保证转子凹槽3013与电机、轴承302与轴承凹槽3014之间配合，极大的降低了加工难度，提高机构的准确度，设计为同一形状，只需在安装时配对使用，减少零件种类，使生产更加方便。两盖板301通过螺栓穿过盖板通孔3011紧固连接，在内钢圈202上设置槽孔避开紧固件的凸出部分，使结构更加紧凑。

如图2所示，机壳10包括涡壳101和支撑架102，涡壳101的两侧面分别开设有吸入口，支撑架102固连在涡壳101的侧面上，支撑架102上设置有支撑凹槽103，固定套404安装在支撑凹槽103内。涡壳101和支撑架102固连，方便鼓风机放置或安装，同时，电机40的支撑轴403穿过两边的吸入口，通过支撑轴上103的固定套404安装在支撑架102上，吸入的空气均匀，稳定。

鼓风机通过外壳上的支撑架102放置在地面，支撑轴403穿过电机的内定子402，其两端的固定套404分别固定在支撑架102的支撑凹槽103上，电机40固定在叶轮20内部且处在叶轮20的轴心线上，叶轮20与电机40的外转子401通过电机安装座30连接，同时通过设置在内钢圈202上的电机凹槽205使电机40的中心与叶轮20的中心重合，电机安装座30与支撑轴403之间采用轴承302连接。

电机40收到启动指令，电流经电线传输到电机40，电机40转动，外转子401旋转同时带动了固定在外转子401上的电机安装座30旋转，电机安装座30通过与叶轮20连接的螺栓带动叶轮20旋转，叶轮20高速旋转造成局部负压，气流由机壳10上的吸入口轴向进入高速旋转的叶轮20，经过扇叶204的直线部206和圆弧部207的转变，气流变成径向流动同时被加速，改变流动方向的气流由排出口排出。

与现有技术相比，本发明采用电机40安装在叶轮20内部，通过设置电机凹槽205使电机40的中心与叶轮20的中心重合，当电机40运转带动叶轮20转动时，叶轮20运转与电机40的运转一致，两者动平衡，鼓风机的整体窜动小，运转平稳；支撑轴403与电机40的内定子402固定连接，只起到支撑的作用，降低了鼓风机整体的窜动，保证了鼓风机整体的稳定输出；只需要加工一种盖板301就可以很好的实现电机安装座30的制作，加工方便。本发明提供了一种窜动小、同心率高、加工方便、拆卸简单的鼓风机。

叶轮实施例1：

按照叶轮的成分及其质量百分比配料，采用现有技术中普通的熔炼方法将配料在1430℃下熔炼，叶轮的成分及其质量百分比为：碳（C）：0.20%，硅（Si）：0.25%，氮（N）：0.03%，锰（Mn）：0.45%，钛（Ti）：0.008%，铝（Al）：0.01%，磷（P）：0.02%，硫（S）：0.01%，余量为铁（Fe）和不可避免的杂质。

将模具的模板，型腔，型芯预加温至180℃，加温后涂脱模剂，然后将型腔先固定于下模板上，装入型芯，盖上上模板，固定好浇套，将上述熔炼好的合金浇入模具，浇铸温度为440℃，待硬结后开模取出半成品，铸件经170℃淬火后在室温下放置46小时；将开模后的模具涂脱模剂，合模进行二次浇铸，模具不需再加温，得叶轮成品。对本实施例的叶轮进行机械性能测试，得叶轮的屈服点σs=235N/mm²，抗拉强度=480MPa，伸长率δ5=25%，20℃下的V型冲击功=27J。

叶轮实施例2：

按照叶轮的成分及其质量百分比配料，采用现有技术中普通的熔炼方法将配料在1420℃下熔炼，叶轮的成分及其质量百分比为：碳（C）：0.16%，硅（Si）：0.15%，氮（N）：0.01%，锰（Mn）：0.33%，钛（Ti）：0.005%，铝（Al）：0.007%，磷（P）：0.015%，硫（S）：0.002%，余量为铁（Fe）和不可避免的杂质。

将模具的模板，型腔，型芯预加温至190℃，加温后涂脱模剂，然后将型腔先固定于下模板上，装入型芯，盖上上模板，固定好浇套，将上述熔炼好的合金浇入模具，浇铸温度为450℃，待硬结后开模取出半成品，铸件经180℃淬火后在室温下放置48小时；将开模后的模具涂脱模剂，合模进行二次浇铸，模具不需再加温，得叶轮成品。对本实施例的叶轮进行机械性能测试，得叶轮的屈服点σs=230N/mm²，抗拉强度=485MPa，伸长率δ5=25%，20℃下的V型冲击功=27J。

叶轮实施例3：

按照叶轮的成分及其质量百分比配料，采用现有技术中普通的熔炼方法将配料在1450℃下熔炼，叶轮的成分及其质量百分比为：碳（C）：0.22%，硅（Si）：0.35%，氮（N）：0.05%，锰（Mn）：0.63%，钛（Ti）：0.010%，铝（Al）：0.015%，磷（P）：0.03%，硫（S）：0.015%，余量为铁（Fe）和不可避免的杂质。

将模具的模板，型腔，型芯预加温至200℃，加温后涂脱模剂，然后将型腔先固定于下模板上，装入型芯，盖上上模板，固定好浇套，将上述熔炼好的合金浇入模具，浇铸温度为460℃，待硬结后开模取出半成品，铸件经190℃淬火后在室温下放置50小时；将开模后的模具涂脱模剂，合模进行二次浇铸，模具不需再加温，得叶轮成品。对本实施例的叶轮进行机械性能测试，得叶轮的屈服点σs=225N/mm²，抗拉强度=475MPa，伸长率δ5=25%，20℃下的V型冲击功=27J。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种鼓风机，包括机壳(10)，设置在所述机壳(10)内的电机安装座(30)、叶轮(20)和电机(40)，所述叶轮(20)安装在电机安装座(30)上，所述电机(40)安装在电机安装座(30)内并能带动叶轮(20)转动，在电机(40)上穿设有一支撑轴(403)且所述支撑轴(403)架设在机壳(10)上，其特征在于，所述叶轮(20)包括内钢圈(202)和外钢圈(201)，所述内钢圈(202)的两侧均匀环绕有扇叶(204)，所述扇叶(204)的一端固连内钢圈(202)，另一端固连外钢圈(201)，所述内钢圈(202)设置有电机凹槽(205)，所述电机安装座(30)安装在电机凹槽(205)内，所述电机(40)的中心与叶轮(20)的中心重合；

所述叶轮(20)的成分及其质量百分比为：C：0.16％～0.22％，Si：0.15％～0.35％，N：0.01％～0.05％，Mn：0.33％～0.63％，Ti：0.005％～0.010％，Al：0.007％～0.015％，P：0.015％～0.03％，S：0.002％～0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述不可避免的杂质包括不大于0.25％的Ni、不大于0.15％的Mo、不大于0.20％的Cu和不大于0.25％的Cr。

2.根据权利要求1所述的一种鼓风机，其特征在于，所述扇叶(204)包括连成一体的直线部(206)和圆弧部(207)，所述直线部(206)靠近叶轮(20)轴线方向，所述圆弧部(207)远离叶轮(20)轴线方向。

3.根据权利要求1或2所述的一种鼓风机，其特征在于，所述支撑轴(403)两端安装有固定套(404)，所述固定套(404)安装在机壳(10)上，所述支撑轴(403)设置有穿线孔(405)和贯穿支撑轴(403)的轴孔(406)，电机(40)的导线穿过穿线孔(405)沿轴孔(406)导出。

4.根据权利要求1或2所述的一种鼓风机，其特征在于，所述电机安装座(30)由两个盖板(301)组成，所述盖板(301)设置有转子凹槽(3013)，所述电机(40)套设在转子凹槽(3013)内，所述盖板(301)设置有轴承凹槽(3014)，所述轴承凹槽(3014)内安装有轴承(302)，所述轴承(302)安装在支撑轴(403)上，所述转子凹槽(3013)与轴承凹槽(3014)同轴心，所述盖板(301)通过法兰环紧固连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种鼓风机，其特征在于，所述机壳(10)包括涡壳(101)和支撑架(102)，所述涡壳(101)的两侧面分别开设有吸入口，所述支撑架(102)固连在涡壳(101)的侧面上，所述支撑架(102)上设置有支撑凹槽(103)，所述固定套(404)安装在支撑凹槽(103)内。

6.根据权利要求1所述的一种鼓风机，其特征在于，所述叶轮(20)的成分及其质量百分比为：C：0.20％，Si：0.25％，N：0.03％，Mn：0.45％，Ti：0.008％，Al：0.01％，P：0.02％，S：0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。

7.根据权利要求1所述的一种鼓风机，其特征在于，所述叶轮的成分及其质量百分比为：C：0.16％，Si：0.15％，N：0.01％，Mn：0.33％，Ti：0.005％，Al：0.007％，P：0.015％，S：0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。

8.根据权利要求1所述的一种鼓风机，其特征在于，所述叶轮(20)的成分及其质量百分比为：C：0.22％，Si：0.35％，N：0.05％，Mn：0.63％，Ti：0.010％，Al：0.015％，P：0.03％，S：0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。