CN103486078A - 一种双向扩压的离心通风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双向扩压的离心通风机，包括蜗壳组件、叶轮组件、进风集流器、轴头止动装置、电动机、减震垫和接线盒装置；叶轮组件为长短叶片组合结构，且出口为双向扩压结构；用以减小环形流动损失及气流的分离，提高叶轮输出压力的提升能力。有效地减缓叶片出口高速气流的急剧扩散，平稳地降低出口气流速度，进而增加出口压力和减小不规则涡流的形成，蜗壳的蜗舌为倾斜式蜗舌结构，可以减少噪声基频的叠加，分散旋转噪声，能保持低噪声要求。同时，蜗壳组件的安装架上的减震垫起减缓振动和隔离振动的作用。这些措施确保了本发明噪音低、振动小、整体结构紧凑、性能稳定的主要特点，能满足动车组乘客的舒适度要求。

Description

一种双向扩压的离心通风机

技术领域

 本发明涉及一种双向扩压的离心通风机，它是一种动车组牵引电机冷却用双向扩压的离心通风机；属于流体机械领域。

背景技术

牵引电机是牵动动车组高速运行的关键部件。牵引电机工作时，电机内部绕组产生大量的热量。为防止牵引电机过热损坏，保证了动车组的正常工作，需配套通风机给牵引电机强迫散热，是牵引系统中不可或缺的部件。

牵引电机冷却离心风机安装在乘客车厢的下部的机械舱，鉴于乘客舒适度的要求，发声部件的噪声值须控制在80dB以下，否则会对人体健康造成危害，所以须符合噪声低要求；另外，风机安装在乘客车厢的下部的机械舱，须尽量降低振动值减少对乘客的影响；同时，机械舱安装空间有限，必须使通风机压力系数高，有效控制尺寸使其结构紧凑才能满足安装空间有限的要求。为解决上述问题，须研发符合动车组要求的低噪音、振动小、整体结构紧凑的牵引冷却风机，尽量减少其运行时各种衍生因素对乘客的影响；现有牵引电机冷却离心风机常常不能滿足要求。

国际上对动车组牵引风机在输出高压力情况下，其声压级一般须控制在90dB以内，本动车组用牵引风机的声压级控制在83dB以内，在同类型级别中属于相对噪声指标表现优秀的一种产品。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种低噪音、振动小、整体结构紧凑和性能稳定的双向扩压的离心通风机。

本发明的技术方案是：一种双向扩压的离心通风机，包括蜗壳组件、轴头止动装置、叶轮组件、进风集流器、安装架、减震垫、电动机和接线盒装置，其特征在于所述的叶轮组件为双向扩压及长短叶片结构的离心叶轮组件，该离心叶轮组件通过轴头止动装置固定在电动机轴伸端上；离心叶轮组件包括叶片、后轮盘、前轮盘和轮毂；所述的叶片设有两种规格的叶片，即长叶片和短叶片，长叶片和短叶片的数量相等，比例为1:1；长叶片和短叶片的长度比例为2.8～3.05:1，该长叶片和短叶片按1:1均布交错排列焊接在后轮盘与前轮盘之间；该后轮盘和前轮盘之间出口部位设计为喇叭状而形成双向弧度扩压结构，弧度向出口两侧扩展，即叶轮组件为 长短叶片组合结构，且出口为双向扩压结构；外部空气从集流器进入叶轮，通过叶轮的旋转增压提速。

所述的蜗壳组件是包括壳体、蜗舌、出口法兰、安装梁、后侧板和前侧板，该壳体为螺旋形壳体结构，蜗舌为倾斜式蜗舌结构。在蜗壳组件内整流后输出带有一定压力的空气流量冷却牵引电机。

所述的蜗壳组件中的降噪部件为倾斜式蜗舌而构成其倾斜结构的前后圆弧大小比例为R1:R2=5:3。前后圆弧大小比例变化在0.25范围以内。

本双向扩压的离心通风机主要利用离心叶轮组件中的长短叶片和前后轮盘之间出口部位双向扩压装置实现以上特点。

本发明的技术创新点：为满足动车组系统低噪声的要求，降噪为本通风机的核心特点，离心风机的主要气动部件中的叶轮组件设计为长短叶片和前后轮盘之间出口部位双向扩压结构，叶轮组件中的叶片设计长短两种规格的叶片， 长叶片为气动基本部件，短叶片为增加压力及同时起整流、分流作用；在叶轮组件的长叶轮中均匀交错设置相同比例的短叶片，可减少叶轮内部的环形流动损失，同时增加叶片能有效地提升单位尺寸的压力值；该结构同时起到降低噪声和升高压力值。叶轮组件出口位置设计有双向扩压结构，其作用是针对流出叶轮组件的高速气流进行双向导流，使其速度降低，气流压力升高；而另一作用是弧形导流大大降低了高速气流的急剧扩散，减小在扩散时产生的不规则漩涡，防止涡流噪声的产生，同时该扩压减速结构保证了通风机性能的稳定性。另外，蜗舌为倾斜式蜗舌结构，在蜗舌部位倾斜结构能分散噪声峰值，将声音峰值能量分散到各频带中去，使该部件产生的噪声不叠加为峰值高噪声点。

以上降噪升压措施有效地控制了通风机的噪声和提升了输出压力，进而控制了整体尺寸，使通风机在工作时有良好的性能表现，风机在额定工况点时，实测风机对乘客影响的噪声值不高于75dB(A)，能满足动车组乘客的舒适度要求。

根据目前的国家标准，判断一类通风机的技术指标为“比A声级”，该类“后向板型叶片”离心通风机的比A声级小于27dB为合格产品，某些噪声表现较为产品可比国标低3～4dB；本双向扩压的离心通风机在额定工况时，试验结果表明其比A声级可控制在18dB以内，为同类风机中噪声指标表现优异的类型；且其低噪声范围较广，应用范围也相对较大。

综上所述，本发明结构紧凑，使噪声指标得到了质的提升，改变了动车组上牵引风机噪声相对较高的状况。本双向扩压的离心通风机长期正常运行，对动车组的牵引系统提供了可靠的保障。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的A向结构示意图；

图3为叶轮组件的结构示意图；

图4为叶轮组件的剖视结构示意图；

图5为蜗壳组件的结构示意图；

图6为图5蜗壳组件的侧视图。

图中：1-蜗壳组件，2-轴头止动装置，3-叶轮组件，4-进风集流器，5-安装架，6-减震垫，7-电动机，8-接线盒装置，9-长叶片，10-短叶片，11-后轮盘，12-前轮盘，13-轮毂，14-壳体，15-蜗舌，16-出口法兰，17-安装梁，18-后侧板，19-前侧板。

具体实施方式

参考上述附图，一种双向扩压的离心通风机，包括蜗壳组件1、轴头止动装置2、叶轮组件3、进风集流器4、安装架（5）、减震垫6、电动机7和接线盒装置8，其特征在于所述的叶轮组件3为双向扩压及长短叶片结构的离心叶轮组件，该离心叶轮组件3通过轴头止动装置2固定在电动机7轴伸端上；离心叶轮组件3包括叶片、后轮盘11、前轮盘12和轮毂13；

所述的叶片设有两种规格的叶片，即长叶片9和短叶片10，长叶片9和短叶片10的数量相等，比例为1:1；长叶片9和短叶片10的长度比例为3:1，该长叶片9和短叶片10按1:1均布交错焊接在后轮盘11与前轮盘12之间；该后轮盘11和前轮盘12之间出口部位设计为喇叭状而形成双向弧度扩压结构，弧度向出口两侧扩展，即叶轮组件3为长短叶片组合结构，且出口为双向扩压结构；

所述的蜗壳组件1是包括壳体14、蜗舌15、出口法兰16、安装梁17、后侧板18和前侧板19，该壳体14为螺旋形壳体结构，蜗舌15为倾斜式蜗舌结构。

所述的叶轮组件中的长短叶片9，10均布交错排列设置在前、后轮前轮盘12、11之间，长叶片的长度:短叶片的长度为3:1

所述的蜗壳组件1中的降噪部件为倾斜式蜗舌15而构成其倾斜结构的前后圆弧大小比例为R1:R2=5:3。

本离心通风机中的叶轮组件3为系统的核心部件，蜗壳组件1起气流导向和支撑作用，减震垫6在安装后起减缓振动和隔离振动的作用。

本离心通风机中的叶轮组件3长短叶片在流道结构中起导流、增压作用，长短叶片的长度比例为2.8～3.05:1，长短叶片的长度最优比例为3:1。

所述的蜗壳组件1中的各部件相互之间焊接而成，安装架17同时起安装支撑和加强蜗壳强度的作用；螺旋形壳体14和倾斜式蜗舌15为一整体气流引导结构；倾斜式蜗舌15为降噪部件，其作用是分散峰值能量，使噪声峰值降低；构成其倾斜结构的前后圆弧大小比例最优化为R1:R2=5:3，前后圆弧大小比例变化在0.25范围以内。

Claims (3)

1.一种双向扩压的离心通风机，包括蜗壳组件（1）、轴头止动装置（2）、叶轮组件（3）、进风集流器（4）、安装架（5）、减震垫（6）、电动机（7）和接线盒装置（8），其特征在于：

A、所述的叶轮组件（3）为双向扩压及长短叶片结构的离心叶轮组件，该离心叶轮组件（3）通过轴头止动装置（2）固定在电动机（7）轴伸端上；离心叶轮组件（3）包括叶片、后轮盘（11）、前轮盘（12）和轮毂（13）；

所述的叶片设有两种规格的叶片，即长叶片（9）和短叶片（10），长叶片（9）和短叶片（10）的数量相等，比例为1:1；长叶片（9）和短叶片（10）的长度比例为2.8～3.05:1，该长叶片（9）和短叶片（10）按1:1均布焊接在后轮盘（11）与前轮盘（12）之间；该后轮盘（11）和前轮盘（12）之间出口部位设计为喇叭状而形成双向弧度扩压结构，弧度向出口两侧扩展，即叶轮组件（3）为长短叶片组合结构，且出口为双向扩压结构；

B、所述的蜗壳组件（1）是包括壳体（14）、蜗舌（15）、出口法兰（16）、安装梁（17）、后侧板（18）和前侧板（19），该壳体（14）为螺旋形壳体结构，蜗舌（15）为倾斜式蜗舌结构。

2.如权利要求1所述的一种双向扩压的离心通风机，其特征在于所述的叶轮组件中的长短叶片（9，10）均布交错排列设置在前、后轮前轮盘（12、11） 之间，长叶片的长度:短叶片的长度为3:1。

3.如权利要求1所述的一种双向扩压的离心通风机，其特征在于所述的蜗壳组件（1）中的降噪部件为倾斜式蜗舌（15）而构成其倾斜结构的前后圆弧大小比例为R1:R2=5:3。

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