CN108443192B

CN108443192B - 一种矿用防爆型对旋轴流通风机

Info

Publication number: CN108443192B
Application number: CN201810532588.3A
Authority: CN
Inventors: 高平; 张海涛; 余浩; 陈朝晖
Original assignee: Hunan Lince Rolling Stock Equipment Co Ltd; Zhuzhou Lince Group Co Ltd
Current assignee: Hunan Lince Rolling Stock Equipment Co Ltd; Zhuzhou Lince Group Co Ltd
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2038-05-29
Also published as: CN108443192A

Abstract

本发明提供了一种矿用防爆型对旋轴流通风机。包括集流器、进口消声器、风筒、叶轮、出口扩压器、电动机；所述风筒包括Ⅰ级风筒和Ⅱ级风筒；所述叶轮包括叶轮一和叶轮二；集流器与进口消声器螺栓连接；进口消声器与Ⅰ级风筒螺栓连接；Ⅰ级风筒与Ⅱ级风筒螺栓连接；Ⅱ级风筒与出口扩压器螺栓连接；所述叶轮由叶片、轮毂、腹板、轮芯焊接而成；叶片和外筒的间隙控制在1.1～2.6mm；叶轮一、叶轮二串列安装，相互间距20mm，旋转方向相反；叶轮一为进风端叶轮，叶片数为12片，叶片安装角度为24.6～41.5度之间；叶轮二为出风端叶轮，叶片数为10片，叶片安装角度为18.4～23.3度之间。本发明采用了机翼型叶片，设计合理，有效提高了风机的工作效率；可拆卸消声结构设计，有效降低了噪音污染。

Description

一种矿用防爆型对旋轴流通风机

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，具体涉及一种矿用防爆型对旋轴流通风机。

背景技术

矿用防爆型对旋轴流通风机用于采矿巷道内局部通风，将主巷道内的新鲜空气压入工作层开采面。工作面与主巷道之间采用风门隔离，防止含有瓦斯气体的乏气混入主巷道，工作面内的乏气由于新鲜空气的涌入，被排挤到回风巷道处，由抽风机抽出。该类风机要求性能范围宽、噪音小，维护性好。

现有的矿用防爆型对旋轴流通风机(以下简称风机)设计存在性能范围窄、效率不高、噪音大和维护不方便等问题，具体如下：

(1)流量范围在8.8m³/s-11.9m³/s,压力在1000Pa-7400Pa,流量压力范围相对较窄，随着巷道越来越深，阻力增加，风机压力难以满足要求，只能更换大一型号的风机，增加了劳动强度。

(2)风机吸声材料安装在风筒及导流锥内壁，寿命期内不能更换，长期使用，受雨水和煤灰作用，噪音材料的吸声效果会越来越差，导致工人作业环境差。

(3)风机效率通常在75％-80％之间，效率相对不高，长期运行时能耗高。

(4)风机选用注油轴承，需定期注油维护，由于矿井下风机较多，注油劳动强度较大。

综上所述，急需一种矿用防爆型对旋轴流通风机以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种矿用防爆型对旋轴流通风机，以解决现有通风机效率低、噪音大问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种矿用防爆型对旋轴流通风机，包括集流器、进口消声器、风筒、叶轮、出口扩压器、电动机；所述风筒包括Ⅰ级风筒和Ⅱ级风筒；所述叶轮包括叶轮一和叶轮二；集流器与进口消声器螺栓连接；进口消声器与Ⅰ级风筒螺栓连接；Ⅰ级风筒与Ⅱ级风筒螺栓连接；Ⅱ级风筒与出口扩压器螺栓连接；电动机的端盖通过M16的螺栓与风筒内的电机安装板连接，叶轮通过轴承与电动机连接；所述叶轮由叶片、轮毂、腹板、轮芯焊接而成；叶片和外筒的间隙控制在1.1～2.6mm；叶轮一、叶轮二串列安装，相互间距20mm，旋转方向相反；叶轮一为进风端叶轮，叶片数为12片，叶片安装角度即叶型弦线与圆周方向之夹角为24.6～41.5度之间；叶轮二为出风端叶轮，叶片数为10片，叶片安装角度为18.4～23.3度之间，叶片采用机翼型叶片，叶轮轴孔设计成1:20锥孔。

优选地，所述集流器为喇叭状的进风口，由材料为Q235B的板材旋压后焊接而成。

优选地，所述进口消声器包括消声筒、导流筒、吸声材料和消声器网板；所述消声器网板由4块8×8的多孔网板组成，消声器网板通过螺栓安装在消声筒内壁，吸声材料填充在消声筒与多孔网板之间。

优选地，所述导流筒为圆柱形筒状结构，截面直径与高度比为1:3，端面距电动机尾部20mm。

优选地，所述吸声材料选用的是500Hz频率吸声系数达1.12的吸声材料。

优选地，所述Ⅰ级风筒包括外筒、内筒、电机安装板、吸声材料和风筒网板；所述风筒网板7块8×8的多孔网板组成；内筒与外筒通过7块筋板连接，风筒网板通过螺栓安装在外筒内壁，外筒与多孔网板间填充吸声材料，外筒、内筒及电机安装板材料为Q235B。

优选地，所述Ⅱ级风筒结构和Ⅰ级风筒相同。

优选地，所述出口扩压器包括扩压筒、扩压锥、吸声材料和扩压筒网板；扩压筒网板由4块8×8的多孔网板组成；扩压器网板通过螺栓安装在扩压筒内壁，吸声材料填充在扩压筒与多孔网板之间。

优选地，所述电动机为三相异步防爆电动机，电动机采用了圆锥形轴伸和免维护轴承。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，叶轮采用机翼型叶片，进风端叶轮和出风端叶轮的叶片数量选用合理，叶片安装角及出口落后角选用了最佳组合方式，使叶片中气流的涡流损失与分离损失达到最小；导流筒的直筒设计以及导流筒端部与电动机尾部的最佳间距，确保了气流能够平稳进入前端叶轮，减小了电机尾部位置的扩压损失，提高风机的有效功率，从而提高了风机的全压效率，实践证明本发明风机全压效率能达到85％以上，对比传统风机全压效率提高了5％以上，节能效果明显。

(2)本发明中，优化了消声结构，选用500Hz频率吸声系数达1.12的吸声材料，可以最大限度的消除风机工作时产生的噪音，多孔网板与消声筒采用了螺栓连接，拆装方便，有利于吸声材料的更换和清洗，提升了消声降噪的效果，本发明风机噪音比现有风机降低5dB以上，极大地改善了工人的工作环境。

(3)本发明中，电动机采用了圆锥形轴伸连接，圆锥形轴伸所能承受的最大扭转剪应力要比现有的直轴连接好很多，不容易因交变应力造成金属疲劳而断轴，同时也方便叶轮拆装和维护；轴伸上的轴承采用的是免维护轴承，运行过程中无需加注油润滑脂，和常用的注油轴承相比，减少了人工维护以及维护成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是风机整体结构示意图；

图2是风机轴向示意图

图3是叶轮一结构示意图；

图4是叶轮二结构示意图；

其中，1、集流器，2、支撑筋板一，3、导流筒，4、消声器网板，5、进口消声器，6、消声材料，7、消声筒，8、风筒网板，9、接线盒，10、I级风筒，11、电动机，12、内筒，13、支撑筋板二，14、外筒，15、叶轮一，16、叶轮二，17、II级风筒，18、支撑筋板三，19、扩压锥，20、出口扩压器，21、扩压器网板，22、扩压筒，23、集流器网板，24、轮毂一，25、腹板一，26、轮芯一，27、叶片一，28、轮毂二，29、腹板二，30、轮芯二，31叶片二

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1、图2、图3、图4，一种矿用防爆型对旋轴流通风机，本实施例应用于采矿巷道内局部通风。

一种矿用防爆型对旋轴流通风机包括集流器1、进口消声器5、风筒、叶轮、出口扩压器20、电动机11；所述风筒包括Ⅰ级风筒10和Ⅱ级风筒17；所述叶轮包括叶轮一15和叶轮二16；集流器1与进口消声器5螺栓连接；进口消声器5与Ⅰ级风筒10螺栓连接；Ⅰ级风筒10与Ⅱ级风筒17螺栓连接；Ⅱ级风筒17与出口扩压器20螺栓连接；电动机11的端盖通过8个M16的螺栓与风筒内的电机安装板连接，叶轮安装在电动机11上。

所述叶轮一15由叶片一27、轮毂一24、腹板一25、轮芯一26焊接而成，叶轮一15为进风端叶轮，叶片数为12片，叶片安装角度为24.6～41.5度之间，叶片一27采用机翼型叶片，叶轮轴孔设计成1:20锥孔；叶片出口落后角度为6～8度。

所述叶轮二16由叶片二31、轮毂二28、腹板二29、轮芯二30焊接而成，叶轮二16为出风端叶轮，叶片数为10片，叶片安装角度为18.4～23.3度之间，叶片二31采用机翼型叶片，叶轮轴孔设计成1:20锥孔；叶片出口落后角度为3～5度。

叶片和外筒14的间隙控制在1.1～2.6mm，最佳间隙2mm；叶轮一15、叶轮二16串列安装，相互间距20mm，旋转方向相反。叶片安装角及出口落后角最佳搭配，叶片中气流的涡流损失与分离损失达到最小，保证了风机全压效率达到85％以上。现有矿用防爆型对旋轴流通风机叶轮叶片均为圆弧板叶片，焊接结构，全压效率一般为75％～80％。相比之下采用机翼型叶片风机全压效率提高了5％以上，节能效果明显。

所述集流器1为喇叭状的进风口，由材料为Q235B的板材旋压后焊接而成。

所述进口消声器5包括消声筒7、导流筒3、吸声材料6和消声器网板4；所述消声器网板4由四块8×8的多孔网板组成；吸声材料6填充在消声筒7与多孔网板之间，多孔网板为可拆卸结构。所述导流筒3为圆柱形筒状结构，截面直径与长度比为1:3，距电动机尾部20mm，确保气流平稳进入叶轮一15，减小了电动机11尾部位置的扩压损失

所述Ⅰ级风筒10包括外筒14、内筒12、电机安装板、吸声材料和风筒网板8；所述风筒网板7块8×8的多孔网板组成；内筒与外筒通过7块筋板连接，外筒与多孔网板间填充吸声材料，多孔网板为可拆卸结构，外筒、内筒及电机安装板材料为Q235B。所述Ⅱ级风筒17结构和Ⅰ级风筒10一样。

所述出口扩压器20包括扩压筒22、扩压锥19、吸声材料和扩压筒网板21；扩压筒网板21由4块8×8的多孔网板组成；吸声材料填充在扩压筒22与多孔网板之间，多孔网板为可拆卸结构。

所述电动机11为三相异步防爆电动机。本发明中，电动机采用了圆锥形轴伸，方便叶轮拆装和维护；轴伸上的轴承采用的是免维护轴承，运行过程中无需加注油润滑脂，和常用的注油轴承相比，减少了人工维护。

上述进口消声器、Ⅰ级风筒、Ⅱ级风筒、出口扩压器都能起到消声降噪的作用，消声结构相似，消声原理相同。以进口消声器的消声结构为例，包括消声筒、吸声材料和4块8×8的多孔网板。多孔网板安装在消声筒内壁，每块多孔网板都通过螺栓、压板与消声筒连接。多孔网板由消声风筒两端的压板压紧，然后通过M8×16的螺栓与焊接在消声风筒上的圆形板连接，同时，网板中间段也通过M8×16螺栓与焊接在消声风筒上的安装支架连接，保证多孔网板的稳固性。本发明风机高噪音频率主要集中在250Hz-1000Hz之间，中心频带为500Hz，吸声材料选用500Hz频率吸声系数达1.12的吸声材料，可以最大限度地消除风机的旋转噪音。吸声材料填充在多孔网板和消声筒之间，多孔网板和消声筒采用螺栓连接，易于拆卸，有利于吸声材料的更换和清洗，确保降噪效果。实践证明本发明风机噪音比同款风机降低5dB以上。

本实施例所能达到的技术效果，和现有技术的比较，如下表所示：

	本实施例	对比例
			叶片型式	机翼型	圆弧板叶片
导流筒	直筒	锥筒
			全压效率	85％	78％～80％
最高全压	8100Pa	7400Pa
			最大流量	12.9m³/s	11.9m³/s

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种矿用防爆型对旋轴流通风机，其特征在于，包括集流器、进口消声器、风筒、叶轮、出口扩压器、电动机；所述风筒包括Ⅰ级风筒和Ⅱ级风筒；所述叶轮包括叶轮一和叶轮二；集流器与进口消声器螺栓连接；进口消声器与Ⅰ级风筒螺栓连接，所述进口消声器包括消声筒、导流筒、吸声材料和消声器网板；所述消声器网板由4块8×8的多孔网板组成，消声器网板通过螺栓安装在消声筒内壁，吸声材料填充在消声筒与多孔网板之间，所述导流筒为圆柱形筒状结构，截面直径与高度比为1:3，端面距电动机尾部20mm，所述吸声材料选用的是500Hz频率吸声系数达1.12的吸声材料；Ⅰ级风筒与Ⅱ级风筒螺栓连接，所述Ⅰ级风筒包括外筒、内筒、电机安装板、吸声材料和风筒网板；所述风筒网板7块8×8的多孔网板组成；内筒与外筒通过7块筋板连接，风筒网板通过螺栓安装在外筒内壁，外筒与多孔网板间填充吸声材料，外筒、内筒及电机安装板材料为Q235B；Ⅱ级风筒与出口扩压器螺栓连接；电动机的端盖通过M16的螺栓与风筒内的电机安装板连接，所述电动机为三相异步防爆电动机，电动机采用了圆锥形轴伸和免维护轴承，叶轮通过轴承与电动机连接；所述叶轮由叶片、轮毂、腹板、轮芯焊接而成；叶片和外筒的间隙控制在1.1~2.6mm；叶轮一、叶轮二串列安装，相互间距20mm，旋转方向相反；叶轮一为进风端叶轮，叶片数为12片，叶片安装角度即叶型弦线与圆周方向之间夹角为24.6~41.5度之间，叶片出口落后角度为6~8度；叶轮二为出风端叶轮，叶片数为10片，叶片安装角度为18.4~23.3度之间，叶片出口落后角度为3~5度，叶片采用机翼型叶片，叶轮轴孔设计成1:20锥孔。

2.根据权利要求1所述的一种矿用防爆型对旋轴流通风机，其特征在于，所述集流器为喇叭状的进风口，由材料为Q235B的板材旋压后焊接而成。

3.根据权利要求1所述的一种矿用防爆型对旋轴流通风机，其特征在于，所述Ⅱ级风筒结构和Ⅰ级风筒相同。

4.根据权利要求1所述的一种矿用防爆型对旋轴流通风机，其特征在于，所述出口扩压器包括扩压筒、扩压锥、吸声材料和扩压筒网板；扩压筒网板由4块8×8的多孔网板组成；扩压器网板通过螺栓安装在扩压筒内壁，吸声材料填充在扩压筒与多孔网板之间。