CN107461354A - 一种轮缘驱动式无轴风机 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种轮缘驱动式无轴风机，包括定子部件、转子部件和润滑装置；定子部件包括前端盖4、进口侧滑动轴承5、风筒3、电枢10、出口侧滑动轴承14和后端盖13；转子部件包括进口侧轴颈6、轮毂16、永磁体9、叶片8和出口侧轴颈15，进口侧轴颈6和出口侧轴颈15均为L型，均以过盈配合安装于轮毂16上，轮毂16的外圆面上均匀的设有多个凹槽，永磁体9镶嵌于轮毂16外圆面的凹槽内；叶片8的叶梢处设有叶柄，叶柄为内曲型瓦片，所有瓦片拼合起来正好为轮毂内径；润滑装置包括油杯12、导管2和调节阀1，导管2一端连接在油杯12上，另一端为两个出口。本发明不存在传统风机中心轴驱动所需要的轮毂，减少了叶根处的二次流和边界层分离，改善了叶根处的流动状况，从而提高了风机效率，而且叶梢处不存在叶梢间隙，从而杜绝了叶尖绕流，不仅改善了流场结构，提高了能量转换效率，而且降低了气动噪声。

Description

一种轮缘驱动式无轴风机
技术领域
本发明涉及风机技术领域，具体涉及一种轮缘驱动式无轴风机。
背景技术
目前，公知的风机都是通过电机轴与轮毂连接，驱动叶轮旋转，由于轮毂的存在，为了保证足够的通流面积，叶片的外径必须设计的较大；同时为了保证叶片具有足够的强度，必须将叶片的根部截面翼型弦长和厚度设计的较大，但在相同翼型弦长的情况下，叶片的出力随着半径的增大而增大，也就是说，对于一个固定弦长的翼型截面，当其位于叶梢时，其出力要远大于其位于叶根时的出力，这样造成了材料的浪费；由于二次流和边界层的影响，叶根处的流动情况较差，能量转换效率较低，轮毂的存在造成了较大的损失；传统风机的叶梢与机壳之间有一定的间隙，由于叶片压力面和吸力面存在一定的压差，这样造成了叶尖绕流，不仅扰乱了流场，降低了能量转换效率，而且会使气动噪声增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮缘驱动式无轴风机。
本发明的技术方案是：一种轮缘驱动式无轴风机，包括定子部件、转子部件和润滑装置；所述定子部件包括前端盖、进口侧滑动轴承、风筒、电枢、出口侧滑动轴承和后端盖，所述风筒为筒状结构，两端设有法兰，法兰上开有多个均布的通孔，所述前、后端盖上均设有止口和多个均布的通孔，止口的外径与风筒的内径相等，所述进、出口侧滑动轴承皆为环状结构，均以过盈配合分别安装于前、后端盖内，所述电枢设置在风筒的内侧；所述转子部件包括进口侧轴颈、轮毂、永磁体、叶片和出口侧轴颈，所述轮毂的外圆面上均匀的设有多个凹槽，且轮毂上还开有多个螺纹孔，所述进、出口侧轴颈均为L型，均以过盈配合安装于轮毂上，所述永磁体镶嵌于轮毂外圆面的凹槽内，所述叶片的叶梢处设有叶柄，叶柄为内曲型瓦片，所有瓦片拼合起来正好为轮毂内径，叶柄上开有多个沉孔；所述润滑装置包括油杯、导管和调节阀，所述导管一端连接在油杯上，另一端为两个出口，且导管的出口侧分别设置有一个调节阀，导管经过调节阀后分别连接在前、后端盖上，最终分别与进、出口侧滑动轴承上的导油槽连通。
进一步地，前、后端盖上的通孔与风筒法兰上的通孔直径相等，数量相同，且中心线重合；所述前、后端盖均通过止口安装在风筒的两端，并通过螺栓实现连接固定。
进一步地，所述进、出口侧滑动轴承上均开有轴向导油槽和径向导油槽，且轴向导油槽和径向导油槽相互连通，所述导油槽设置在90度方位角处。
进一步地，所述多个叶片的叶柄通过螺钉沿圆周方向均匀的固定在轮毂的内环面上。
进一步地，所述进、出口侧滑动轴承，分别与进、出口侧轴颈构成了完整的径向推力滑动轴承副，实现转子部件的轴向和径向限位。
进一步地，进、出口侧滑动轴承，分别与进、出口侧轴颈间形成了轴向间隙和径向间隙，润滑油从油杯进入导管，经过节流阀后进入导油槽，最终流入轴向间隙和径向间隙，实现润滑。
进一步地，所述电枢与永磁体间形成了气隙，为了提高电机传动效率，该气隙越小越有益，综合考虑加工精度和实际运行情况，气隙的径向尺寸为0.5mm-1mm。
本发明的有益效果是：1.本发明从轮缘处驱动叶轮旋转，相对于传统风机中心轴驱动的方式，节省了轮毂盘占据的流动空间，增大了通流面积，在同一设计参数下，本发明的风机叶轮直径要小于传统风机叶轮，不仅节省了材料，同时给运输和安装带来了方便。
2.本发明叶梢截面翼型弦长长，根部截面翼型弦长短，而叶片截面单位弦长的出力随着半径的增大而增大，较大半径处的较短叶片弦长就能满足出力要求，从而节省了材料，减轻了叶片重量。
3.本发明不存在传统风机中心轴驱动所需要的轮毂，减少了叶根处的二次流和边界层分离，改善了叶根处的流动情况，从而提高了风机效率。
4.本发明叶片通过叶稍部的叶柄均匀固定于轮毂内侧面上，叶片叶梢处的压力面与吸力面被轮毂内侧面隔离，叶梢处不存在叶梢间隙，从而杜绝了叶尖绕流，不仅改善了流场结构，提高了能量转换效率，而且降低了气动噪声。
5.本发明采用滑动轴承实现转子部件的支撑和限位，而且滑动轴承噪音低，因此降低了风机的机械噪声。
附图说明
图1是本发明实施例的结构剖视图；
图2是本发明实施例的轮毂和永磁体安装示意图；
图3是本发明实施例的轮毂和叶片安装示意图。
附图说明：1-调节阀，2-导管，3-风筒，4-前端盖，5-进口侧滑动轴承，6-进口侧轴颈，7-螺钉，8-叶片，9-永磁体，10-电枢，11-螺栓，12-油杯，13-后端盖，14-出口侧滑动轴承，15-出口侧轴颈，16-轮毂，17-轴向间隙，18-径向间隙，19-气隙。
具体实施方式
如图1至图3所示的轮缘驱动式无轴风机，包括定子部件、转子部件和润滑装置；定子部件包括前端盖4、进口侧滑动轴承5、风筒3、电枢10、出口侧滑动轴承14和后端盖13，风筒3为筒状结构，风筒3两端设有法兰，法兰上设有多个均布的通孔，前端盖4和后端盖13上均设有止口，止口的外径与风筒3的内径相等，前端盖4和后端盖13上还设有多个均布的通孔，这些通孔与风筒3法兰上的通孔直径相等，数量相同，且中心线重合，前端盖4和后端盖13均通过止口安装在风筒3的两端，并通过螺栓11实现连接固定，进口侧滑动轴承5和出口侧滑动轴承14皆为环状结构，均以过盈配合分别安装于前端盖4和后端盖13内，实现径向和轴向固定，电枢10设置在风筒3的内侧；转子部件包括进口侧轴颈6、轮毂16、永磁体9、叶片8和出口侧轴颈15，进口侧轴颈6和出口侧轴颈15皆为L型，均以过盈配合安装于轮毂16上，实现径向和轴向固定，轮毂16的外圆面上均匀的设有多个凹槽，永磁体9镶嵌于轮毂16外圆面上的凹槽内，轮毂16上还开有多个螺纹孔，叶片8的叶梢处设有叶柄，叶柄为内曲型瓦片，所有瓦片拼合起来正好为轮毂16内径，叶柄上开有多个沉孔，多个叶片8的叶柄通过螺钉7、叶柄上的沉孔和轮毂16上的螺纹孔均匀的固定在轮毂16的内环；润滑装置包括油杯12、导管2和调节阀1，导管2一端连接在油杯12上，另一端分为两个出口，导管2的两个出口端均设有一个调节阀1，导管2经过调节阀1后分别连接在前端盖4和后端盖13上，并分别与进口侧滑动轴承5和出口侧滑动轴承14上的导油槽连通。
进口侧滑动轴承5和出口侧滑动轴承14上均开有轴向导油槽和径向导油槽，且轴向导油槽和径向导油槽相互连通，导油槽设置在90度方位角处。
进口侧滑动轴承5和出口侧滑动轴承14，分别与进口侧轴颈6和出口侧轴颈15构成了完整的径向推力滑动轴承副，实现转子部件的径向和轴向限位。
进口侧滑动轴承5和出口侧滑动轴承14，分别与进口侧轴颈6和出口侧轴颈15间形成了轴向间隙17和径向间隙18，润滑油从油杯12进入导管2，经过节流阀1后进入导油槽，最终流入轴向间隙17和径向间隙18，实现润滑。
电枢10与永磁体9间形成了气隙19，为了提高电机传动效率，气隙19越小越有益，综合考虑加工精度和实际运行情况，气隙19的径向尺寸为0.5mm-1mm。
本发明工作原理如下：轮毂16两端的径向推力滑动轴承副实现对转子部件的支撑和限位；油杯12中的润滑油依次通过油管2、调节阀1和导油槽，最终进入滑动轴承副的轴向间隙17和径向间隙18，形成完整的润滑系统。风机不工作时，关闭调节阀1，防止润滑油泄漏。风机工作时，打开调节阀1，电枢10通电后形成励磁，驱动轮毂16旋转，轮毂16带动叶片8以相同的圆周速度旋转，最终旋转叶片8做功，实现出力。

Claims (8)

1.一种轮缘驱动式无轴风机，其特征在于：包括定子部件、转子部件和润滑装置；
所述定子部件包括前端盖(4)、进口侧滑动轴承(5)、风筒(3)、电枢(10)、出口侧滑动轴承(14)和后端盖(13)，所述风筒(3)为筒状结构，风筒(3)两端设有法兰，法兰上设有多个均布的通孔，所述前端盖(4)和后端盖(13)上均设有止口，止口的外径与风筒(3)的内径相等，所述进口侧滑动轴承(5)和出口侧滑动轴承(14)皆为环状结构，均以过盈配合分别安装于前端盖(4)和后端盖(13)内，实现径向和轴向固定，所述电枢(10)设置在风筒(3)的内侧；
所述转子部件包括进口侧轴颈(6)、轮毂(16)、永磁体(9)、叶片(8)和出口侧轴颈(15)，所述进口侧轴颈(6)和出口侧轴颈(15)皆为L型，均以过盈配合安装于轮毂(16)上，实现径向和轴向固定，所述轮毂(16)的外圆面上均匀的设有多个凹槽，所述永磁体(9)镶嵌于轮毂(16)外圆面上的凹槽内，所述轮毂(16)上还开有多个螺纹孔，所述叶片(8)的叶梢处设有叶柄，叶柄为内曲型瓦片，所有瓦片拼合起来正好为轮毂(16)内径，叶柄上开有多个沉孔；
所述润滑装置包括油杯(12)、导管(2)和调节阀(1)，所述导管(2)一端连接在油杯(12)上，另一端分为两个出口，导管(2)的两个出口端均设有一个调节阀(1)，导管(2)经过调节阀(1)后分别连接在前端盖(4)和后端盖(13)上，并分别与进口侧滑动轴承(5)和出口侧滑动轴承(14)上的导油槽连通。
2.根据权利要求1所述的轮缘驱动式无轴风机，其特征在于：所述前端盖(4)和后端盖(13)上还设有多个均布的通孔，这些通孔与风筒(3)法兰上的通孔直径相等，数量相同，且中心线重合。
3.根据权利要求1所述的轮缘驱动式无轴风机，其特征在于：所述前端盖(4)和后端盖(13)均通过止口分别安装在风筒(3)的进、出口端，并通过螺栓(11)实现连接固定。
4.根据权利要求1所述的轮缘驱动式无轴风机，其特征在于：所述多个叶片(8)的叶柄通过螺钉(7)、叶柄上的沉孔和轮毂(16)上的螺纹孔均匀的固定在轮毂(16)的内环。
5.根据权利要求1所述的轮缘驱动式无轴风机，其特征在于：所述进口侧滑动轴承(5)和出口侧滑动轴承(14)上均开有轴向导油槽和径向导油槽，且轴向导油槽和径向导油槽相互连通，导油槽设置在90度方位角处。
6.根据权利要求1所述的轮缘驱动式无轴风机，其特征在于：所述进口侧滑动轴承(5)和出口侧滑动轴承(14)，分别与进口侧轴颈(6)和出口侧轴颈(15)构成了完整的径向推力滑动轴承副，实现转子部件的轴向和径向限位。
7.根据权利要求1所述的轮缘驱动式无轴风机，其特征在于：所述电枢(10)与永磁体(9)间形成了气隙(19)，为了提高电机传动效率，该气隙(19)越小越有益，综合考虑加工精度和实际运行情况，气隙(19)的径向尺寸为0.5mm-1mm。
8.根据权利要求1或6所述的轮缘驱动式无轴风机，其特征在于：所述进口侧滑动轴承(5)和出口侧滑动轴承(14)，分别与进口侧轴颈(6)和出口侧轴颈(15)间形成了轴向间隙(17)和径向间隙(18)，润滑油从油杯(12)进入导管(2)，经过节流阀(1)后进入导油槽，最终流入轴向间隙(17)和径向间隙(18)，实现润滑。
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