CN105650029B - 一种用于风机流量调节和进口稳流的圈风门 - Google Patents

Abstract

本发明属于风机流量调节和整流领域的一种用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，包括前盖、后盖、大齿轮、开度调节轮、刻度盘、滑块、滑槽、风圈和整流栅；所述大齿轮套在所述后盖伸出的前轴心上，刻度盘套在开度调节轮上，开度调节轮的一端设有锥齿，所述锥齿与大齿轮背面啮合；所述前盖内侧平面圆周上均匀设有滑槽，所述滑块分别位于滑槽内，所述整流栅可拆卸的安装在所述后盖的后轴心内；所述大齿轮正面与滑块底部通过螺纹配合传动，所述风圈的一端分别与所述滑块固定连接。本发明通过风圈的同时连续的向心或离心运动能连续改变通风孔的面积，连续改变流量，同时通过整流栅对通过孔板的流体进行整流，使进入叶轮进口的流态更加平稳的。

Description

一种用于风机流量调节和进口稳流的圈风门

技术领域

本发明属于风机流量调节和整流领域，具体涉及一种用于风机流量调节和进口稳流的圈风门。

背景技术

风机是用于输送气体的机械，广泛应用于国民经济各个部门，尤其是在矿山、冶金、石油、化工、航空航天以及能源等领域。由于使用环境的复杂性，需要对风机的运行流量进行改变。常用的管道式风机流量调节方式分为两种：一种是对风机自身的参数进行改变，如改变风机转速或对风机叶片角度进行调节；一种是改变管道的阻力系数，使风机运行在特定的工况点。随着科学技术的发展，通过环境识别，改变风机自身的转速或转动叶片可以保持风机运行在高效区，经济性较好，是机械智能化发展的方向。但该种方法制造成本较高，碰到对风机自身性能进行研究(如马鞍区内部流动情况)的情况也不适用，利用改变管道阻力尤其是在风机进口设置风阀来调节流量的方式还是比较普遍。风阀调节是改变管道阻力以达成改变风机流量的主要方式，由于在风机出口设置风阀会消耗较多的压力损失，工程实际中常采用设置进口风阀的方式来改变风机流量。采用孔板是最常见的风阀调节方式，配合压力变送器测量管道中孔板前后流体的压差进而可以得到流过孔板的流量。其原理如下：充满管道的流体流经管道内的孔板装置，在孔板附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压差值。根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量：

式中Q_v为体积流量，α为孔板处流量系数，S为孔板面积，△P为孔板上、下游静压差值，ρ为流体质量密度。通过校核试验，测量得到不同孔板直径下的流量系数α。使用时，便可通过更换不同直径的孔板来改变风机流量。孔板调节风机流量方法的优点在于其结构简单、牢固，原理明确，性能稳定可靠，使用范围广。缺点在于孔板式流量调节装置大多采用使空气通过孔板，然后进入一个储气箱(沉箱)，储气箱内有蜂窝板进行整流，最终进入圆管，改变流量时需要通过更改孔板的孔径。这样不但占地面积大，调整流量麻烦，制造不同直径的孔板花费高，并且重复试验时由于大气压、温度、湿度的不同导致空气密度有所变化，通过调换孔板很难保证具有相同的质量流量。因孔板式流量调节装置每次进行流量调节均要更换特定直径尺寸的孔板，不能进行连续调节，由于风机的质量流量会随外界环境(如温度、湿度等)的变化而变化，对于某些要求流体质量流量不变的情况，需要对体积流量进行连续调节，这对试验的可重复性非常重要，而传统更换孔板的方法不可能实现。并且，采用孔板后的管道内流体流动较紊乱，直接送至风机叶轮入口会诱发不稳定现象的发生。因此，研制可提供连续调节的风门装置，实现管道内流体流量的连续调节是使用风机和重复试验所必须的。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，可对流量进行连续调节，实现不更换孔板的情况下对流量进行控制，以保证质量流量不变，同时可以对通过孔板的流体进行整流，使进入叶轮进口的流态更加平稳的。

本发明的技术方案是：一种用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，包括前盖、后盖、大齿轮、开度调节轮、多个滑块和风圈；

所述前盖可拆卸的安装在后盖上；所述大齿轮套在所述后盖伸出的前轴心上、且位于所述前盖和后盖之间；所述前盖、大齿轮和后盖中部为空、且叠合成中心进风口；

所述开度调节轮安装在所述后盖的侧边，开度调节轮与大齿轮呈90°布置，开度调节轮的一端位于后盖的外侧、且设有调节凹槽，另一端伸入后盖内侧、且设有锥齿，所述锥齿与大齿轮背面啮合；

所述前盖内侧平面圆周上均匀设有多个滑槽，所述滑块分别位于滑槽内，所述大齿轮正面与滑块底部通过螺纹配合传动，所述滑块可同时做向心或离心运动；所述风圈的一端分别与所述滑块固定连接，另一端为自由端可在所述中心进风口处同时做伸缩运动。

上述方案中，还包括整流栅；所述整流栅可拆卸的安装在所述后盖的后轴心内。

上述方案中，还包括开刻度盘；所述刻度盘套在所述开度调节轮上、且固定在所述后盖的外侧。

上述方案中，所述滑槽的数量为6个，所述滑块数量为6个，所述风圈的数量为6个，6个所述风圈在所述中心进风口处可形成六边形。

上述方案中，还包括多个前盖滚珠；所述前盖滚珠均匀布置于所述前盖内侧圆周上的滚珠槽内。

上述方案中，还包括多个后盖滚珠；所述后盖滚珠均匀布置于所述后盖内侧圆周上的滚珠槽内。

上述方案中，所述前盖与风圈接触的表面设有橡胶垫。

上述方案中，所述前盖和后盖通过螺钉连接。

上述方案中，所述整流栅通过定位销安装在所述后盖的后轴心内。

上述方案中，所述整流栅为蜂窝状。

本发明的有益效果是：本发明通过风圈的同时连续的向心或离心运动能连续改变通风孔的面积，连续改变流量，可以根据当地大气压力和湿度计算出相应流量，通过调节孔径大小得到预期流量，可对流量进行连续调节，实现不更换孔板的情况下对流量进行控制，以保证质量流量不变；同时通过整流栅对通过孔板的流体进行整流，使进入叶轮进口的流态更加平稳的。本发明集整流和调节流量于一体，调节流量方便可靠，相对于传统孔板调节流量方式，结构简单，占地面积小、成本低。

附图说明

图1是本发明一实施方式圈风门的剖视图。

图2是本发明一实施方式圈风门的正视图。

图3是本发明一实施方式圈风门的安装位置示意图。

图中：1、开度调节轮；2、刻度盘；3、调节凹槽；4、锥齿；5、后盖；6、前盖；7、前盖滚珠；8、大齿轮；9、滑块；10、后盖滚珠；11、橡胶垫；12、风圈；13、中心进风口；14、定位销；15、整流栅；16、外圈；17、滑槽；18、内圈；19、集流器；20、前轴心；21、后轴心；22、外圈螺纹孔；23、内圈螺纹孔；24、圈风门；25、风机叶轮；26、电动机；27、风机出口。

具体实施方式

下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1和图2为本发明所述用于风机流量调节和进口稳流的圈风门的一种实施方式，所述用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，包括开度调节轮1、刻度盘2、后盖5、前盖6、大齿轮8、多个滑块9、多个风圈12、整流栅15和多个滑槽17。

所述前盖6可拆卸的安装在后盖5上；所述后盖5包括中空的前轴心20和后轴心21；所述大齿轮8套在所述后盖5伸出的前轴心24上、且位于所述前盖6和后盖5之间；所述前盖6、大齿轮8和后盖5中部为空、且叠合成中心进风口13。大齿轮8通过底板上中心进风口13形成的轴心定位。

所述开度调节轮1安装在所述后盖5的侧边，开度调节轮1的一端位于后盖5的外侧、且设有调节凹槽3，另一端伸入后盖5内侧、且设有锥齿4，所述锥齿4与大齿轮8背面啮合。开度调节轮1与大齿轮8呈90°布置。优选的，所述滑槽17的数量为6个，所述滑块9数量为6个，所述风圈12的数量为6个。所述前盖6包括外圈16和内圈18；所述滑槽17均匀设在所述前盖6内侧平面的圆周上，所述滑槽17的一端与所述外圈16连接，另一端与所述内圈18连接；所述滑块9分别位于滑槽17内，所述风圈12的一端分别与所述滑块9固定连接，另一端为自由端可在所述中心进风口13处同时做伸缩运动，6个所述风圈12在所述中心进风口13处可形成六边形。

所述锥齿4与大齿轮8通过齿轮啮合传动，转动开度调节轮1由锥齿4带动大齿轮8转动，在大齿轮8正面有设有平面螺纹，6个滑块9均布在平面螺纹的周向，所述滑块9底部也设有与平面螺纹相配合的螺纹，滑块9与大齿轮8之间通过螺纹配合传动，从而实现开度调节轮1转动使到滑块9在滑槽内滑动、且可同时做向心或离心运动，由于风圈12固定在滑块9上，6个滑块9同时运动带动6个风圈12运动，形成一个六边形的进风口，使进入的空气更对称和均匀。

所述刻度盘2套在所述开度调节轮1的圆周上、且固定在所述后盖5的外侧。转动开度调节轮1后就可以在刻度盘2上读出相应的开度值。通过刻度盘2上读出的开度值就可以计算出当前进风口的面积，根据校核试验所得的流量系数并测量出圈风门前后压差就可以算出当前流量。

所述整流栅15可拆卸的安装在所述后盖5的后轴心21内、且正对着所述中心进风口13的后面。优选的，所述整流栅15通过定位销14安装在所述后盖5的后轴心25内。优选的，所述整流栅15为蜂窝状。

6个滑块9同时向心或离心运动实现圈风门24的打开与闭合，达到调节流量的目的，通过进风口后的空气通过蜂窝状整流栅15进行整流作用，使空气较平稳的进入风机叶轮。

所述前盖6与风圈12接触的表面设有装有较柔软的橡胶垫11，以保证风圈12的密封性。

所述后盖5也包括外圈和内圈；所述前盖6和后盖5的内圈和外圈上分别设有均匀分布的内圈螺纹孔22和外圈螺纹孔23，所述前盖6和后盖5通过内圈螺纹孔22和外圈螺纹孔23用螺钉连接。

本发明还包括多个前盖滚珠7和后盖滚珠10；所述前盖滚珠7均匀布置于所述前盖6内侧圆周上的滚珠槽内；所述后盖滚珠10均匀布置于所述后盖5内侧圆周上的滚珠槽内。所述前盖滚珠7位于前盖6与大齿轮8之间；所述后盖滚珠10位于后盖5与大齿轮8之间。优选的，所述前盖滚珠7和后盖滚珠10的数量均为6个。所述当前后盖5和前盖6用螺钉固定后，6个均匀分布的所述前盖滚珠7可在所述前盖6和大齿轮8之间的滚珠槽内转动，6个均匀分布的后盖滚珠10可在所述后盖5和大齿轮8之间的滚珠槽内转动，前盖滚珠7和后盖滚珠10能使圈风门12开度调节更加方便、平稳、准确，提高流量调节的效率。

图3所示为所述圈风门的安装位置示意图，从风机的进风口开始依次设有集流器19、卷风门24、风机叶轮25、电动机26和风机出口27。

本发明的工作原理：一般孔板调节流量都是通过改变通风孔径来改变流量，本发明的原理也是如此。通过转动开度调节轮1带动大齿轮8转动，大齿轮8上的平面螺纹带动均匀分布的6个滑块9和风圈12同时做向心或离心运动，从而实现圈风门24通风孔大小的调节，改变风机的流量。开度调节轮1转动后的开度可以从刻度盘2上读出，由通风口最大面积可以计算出当前通风口面积，测量出圈风门24前后压差，并根据校核试验得出的流量系数α就可以根据前面所述的公式计算出当前流量大小。进入通风孔的气体通过蜂窝状整流栅15进行整流，然后较均匀的进入风机叶轮25，实现流量的连续调节和整流功能。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，包括前盖(6)、后盖(5)、大齿轮(8)、开度调节轮(1)、多个滑块(9)和风圈(12)；

所述前盖(6)可拆卸的安装在后盖(5)上；所述大齿轮(8)套在所述后盖(5)伸出的前轴心(20)上、且位于所述前盖(6)和后盖(5)之间；所述前盖(6)、大齿轮(8)和后盖(5)中部为空、且叠合成中心进风口(13)；

所述开度调节轮(1)安装在所述后盖(5)的侧边，开度调节轮(1)与大齿轮(8)呈90°布置，开度调节轮(1)的一端位于后盖(5)的外侧、且设有调节凹槽(3)，另一端伸入后盖(5)内侧、且设有锥齿(4)，所述锥齿(4)与大齿轮(8)背面啮合；

所述前盖(6)内侧平面圆周上均匀设有多个滑槽(17)，所述滑块(9)分别位于滑槽(17)内，所述大齿轮(8)正面与滑块(9)底部通过螺纹配合传动，所述滑块(9)可同时做向心或离心运动；

所述风圈(12)的一端分别与所述滑块(9)固定连接，另一端为自由端可在所述中心进风口(13)处同时做伸缩运动。

2.根据权利要求1所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，还包括整流栅(15)；所述整流栅(15)可拆卸的安装在所述后盖(5)的后轴心(21)内。

3.根据权利要求1所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，还包括刻度盘(2)；所述刻度盘(2)套在所述开度调节轮(1)上、且固定在所述后盖(5)的外侧。

4.根据权利要求1所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，所述滑槽(17)的数量为6个，所述滑块(9)数量为6个，所述风圈(12)的数量为6个，6个所述风圈(12)在所述中心进风口(13)处可形成六边形。

5.根据权利要求1所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，还包括多个前盖滚珠(7)；所述前盖滚珠(7)均匀布置于所述前盖(6)内侧圆周上的滚珠槽内。

6.根据权利要求1所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，还包括多个后盖滚珠(10)；所述后盖滚珠(10)均匀布置于所述后盖(5)内侧圆周上的滚珠槽内。

7.根据权利要求1所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，所述前盖(6)与风圈(12)接触的表面设有橡胶垫(11)。

8.根据权利要求1所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，所述前盖(6)和后盖(5)通过螺钉连接。

9.根据权利要求2所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，所述整流栅(15)通过定位销(14)安装在所述后盖(5)的后轴心(21)内。

10.根据权利要求2所述的用于风机流量调节和进口稳流的圈风门，其特征在于，所述整流栅(15)为蜂窝状。