CN110985409A - 一种双重速度调节的高速离心式风机 - Google Patents

Abstract

本发明属于离心风机技术领域，尤其为一种双重速度调节的高速离心式风机，包括风机底座，所述风机底座顶端的中部固定安装有离心工作腔，所述离心工作腔的一侧设有轴向进风口，所述离心工作腔的另一侧通过轴承转动连接有中空轴，所述中空轴位于所述离心工作腔的一端垂直串接有环形转盘，所述环形转盘的边侧环绕设有外层离心叶片，所述中空轴中穿插有实心轴。本发明通过设置实心转盘和内层离心叶片在实心轴的高速带动下组成一级压缩机构，环形转盘和外层离心叶片在中空轴的带动下组成二级压缩机构，两级压缩机构通过设定的转速比例进行相对反向转动，将常压下的空气压缩成具有强势能的空气压力，很好的为生产场所输送符合规格的风能。

Description

一种双重速度调节的高速离心式风机

技术领域

本发明涉及离心风机技术领域，具体为一种双重速度调节的高速离心式风机。

背景技术

离心式风机，是在工作中气流由风机轴向进入叶片空间，然后在叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转，另一方面在惯性的作用下提高能量，沿半径方向离开叶轮，靠产生的离心力来做功的风机；离心式风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风、空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风、谷物的烘干和选送和风洞风源和气垫船的充气和推进等，因此其应用非常广泛；离心式风机是一种高耗能的设备，消耗的电力资源在石材加工中的比例较大，随着当前我国能源的日益短缺及高产、高效工作面的推广应用，节能降耗已成为石材生产企业普遍关注的问题，许多生产企业把降低风机的电耗作为当前的重要工作，降低风机的电耗除了提高风机本身的效率外，合理地选用风机的调节方式是最重要的，因为风机随着生产负荷的需求而时刻变化，大多数风机都需要根据主机负荷而经常调节流量。

目前的离心式风机存在下列问题：

1、目前的双重速度调节的高速离心式风机在工作过程中，不能根据所需的风量和风速进行相应的调节。

2、目前的双重速度调节的高速离心式风机在工作过程中，不能进行自动控制。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种双重速度调节的高速离心式风机，解决了目前的离心式风机在工作过程中，不能根据所需的风量和风速进行相应的调节以及不能进行自动控制的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双重速度调节的高速离心式风机，包括风机底座，所述风机底座顶端的中部固定安装有离心工作腔，所述离心工作腔的一侧设有轴向进风口，所述离心工作腔的另一侧通过轴承转动连接有中空轴，所述中空轴位于所述离心工作腔的一端垂直串接有环形转盘，所述环形转盘的边侧环绕设有外层离心叶片，所述中空轴中穿插有实心轴，所述实心轴凸出于所述环形转盘的一端垂直串接有实心转盘，所述实心转盘的边侧环绕有内层离心叶片，所述离心工作腔的一侧并列设置有变速箱，所述中空轴的另一端穿插至所述变速箱的内腔，所述实心轴的另一端贯穿所述变速箱并延伸至其另一侧，所述中空轴的另一端串接有空心齿盘，所述实心轴的中部同轴设置有齿纹段，所述变速箱内腔的中部通过轴承转动连接有惰轮，所述变速箱内腔的一侧通过轴承转动连接有花键轴，所述花键轴上活动串接有同心连接的第一减速齿轮和第二减速齿轮，所述齿纹段的一侧啮合所述惰轮，所述惰轮间歇性啮合所述第一减速齿轮，所述第二减速齿轮间歇性啮合所述空心齿盘。

作为本发明的一种优选技术方案，所述风机底座的另一端固定安装有电动机，所述电动机在转子轴通过联轴器连接所述实心轴的另一端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述变速箱顶端的中部通过支架活动连接有拨叉，所述拨叉的底端通过弧形滑块连接所述第一减速齿轮和第二减速齿轮之间，所述变速箱顶端的一侧固定有电磁铁，所述电磁铁的伸缩轴连接所述有拨叉的顶端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述风机底座顶面的一侧固定安装有电柜，所述电柜中安装有控制单元、变频器和继电器，所述控制单元电性连接所述变频器和所述继电器的控制端，所述变频器电性连接所述电动机，所述继电器电性连接所述电磁铁。

作为本发明的一种优选技术方案，所述离心工作腔的一侧设有出风口，所述出风口的中部固定安装有测风仪器，所述测风仪器电性连接所述控制单元的输入端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述环形转盘和所述实心转盘之间压合有第一角接触球轴承，所述实心轴的另一端通过螺母压合连接有第二角接触球轴承。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种双重速度调节的高速离心式风机，具备以下有益效果：

1、该双重速度调节的高速离心式风机，通过设置实心转盘和内层离心叶片在实心轴的高速带动下组成一级压缩机构，环形转盘和外层离心叶片在中空轴的带动下组成二级压缩机构，两级压缩机构通过设定的转速比例进行相对反向转动，将常压下的空气压缩成具有强势能的空气压力，很好的为生产场所输送符合规格的风能。

2、该双重速度调节的高速离心式风机，设置控制单元、变频器和继电器，当需要的风压大时，通过变频器调高频率，增大外层离心叶片和内层离心叶片的转速，以便获得良好的鼓风效果，继电器根据设定的程序间歇性的开启，通过电磁铁来控制外层离心叶片的工作状态，进一步的进行增压操作。

附图说明

图1为本发明主观结构一侧示意图；

图2为本发明主观结构另一侧示意图；

图3为本发明侧剖结构示意图。

图中：1、风机底座；2、离心工作腔；3、轴向进风口；4、中空轴；5、环形转盘；6、外层离心叶片；7、实心轴；8、实心转盘；9、内层离心叶片；10、变速箱；11、空心齿盘；12、齿纹段；13、惰轮；14、花键轴；15、第一减速齿轮；16、第二减速齿轮；17、电动机；18、联轴器；19、拨叉；20、弧形滑块；21、电磁铁；22、电柜；23、控制单元；24、变频器；25、继电器；26、出风口；27、测风仪器；28、第一角接触球轴承；29、第二角接触球轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：一种双重速度调节的高速离心式风机，包括风机底座1，风机底座1顶端的中部固定安装有离心工作腔2，离心工作腔2的一侧设有轴向进风口3，离心工作腔2的另一侧通过轴承转动连接有中空轴4，中空轴4位于离心工作腔2的一端垂直串接有环形转盘5，环形转盘5的边侧环绕设有外层离心叶片6，中空轴4中穿插有实心轴7，实心轴7凸出于环形转盘5的一端垂直串接有实心转盘8，实心转盘8的边侧环绕有内层离心叶片9，离心工作腔2的一侧并列设置有变速箱10，中空轴4的另一端穿插至变速箱10的内腔，实心轴7的另一端贯穿变速箱10并延伸至其另一侧，中空轴4的另一端串接有空心齿盘11，实心轴7的中部同轴设置有齿纹段12，变速箱10内腔的中部通过轴承转动连接有惰轮13，变速箱10内腔的一侧通过轴承转动连接有花键轴14，花键轴14上活动串接有同心连接的第一减速齿轮15和第二减速齿轮16，齿纹段12的一侧啮合惰轮13，惰轮13间歇性啮合第一减速齿轮15，第二减速齿轮16间歇性啮合空心齿盘11。

本实施例中，实心转盘8和内层离心叶片9在实心轴7的高速带动下组成一级压缩机构，环形转盘5和外层离心叶片6在中空轴4的带动下转动，组成二级压缩机构，两级压缩机构通过设定的转速比例进行相对反向转动，将常压下的空气压缩成具有强势能的空气，当工作区域所需的风压较低时，只需要一级压缩机构即可，此时令惰轮13与第一减速齿轮15分离，则只有实心轴7带动实心转盘8和内层离心叶片9进行旋转，当离心风机所需的风压较高时，令惰轮13与第一减速齿轮15啮合，此时中空轴4、环形转盘5和外层离心叶片6也同时旋转，将经过一次压缩的气流二次压缩，获得所需的风压；

其中第一减速齿轮15和第二减速齿轮16可以为一体结构，也可以为分体结构，当第一减速齿轮15和第二减速齿轮16为一体结构时二者联动，当第一减速齿轮15啮合啮合惰轮13时，第二减速齿轮16也啮合空心齿盘11，此时动力从齿纹段12经过惰轮13、第一减速齿轮15、第二减速齿轮16传递至空心齿盘11；当第一减速齿轮15和第二减速齿轮16为分体结构，动力通过从齿纹段12经过惰轮13、第一减速齿轮15、花键轴14和第二减速齿轮16传递至空心齿盘11。

具体的，风机底座1的另一端固定安装有电动机17，电动机17在转子轴通过联轴器18连接实心轴7的另一端。

本实施例中，当风机启动时，电动机17通过联轴器18连接实心轴7，带动实心转盘8和内层离心叶片9高速旋旋转，将空气从轴向进风口3吸入后进行压缩，与此同时，位于实心轴7中部的齿纹段12啮合带动惰轮13转动，进而通过第一减速齿轮15和第二减速齿轮16啮合空心齿盘11，带动中空轴4、环形转盘5和外层离心叶片6反向转动，将空气再次压缩，从而获得工作场所所需的空气压力，很好的为生产场所输送符合规格的风能。

具体的，变速箱10顶端的中部通过支架活动连接有拨叉19，拨叉19的底端通过弧形滑块20连接第一减速齿轮15和第二减速齿轮16之间，变速箱10顶端的一侧固定有电磁铁21，电磁铁21的伸缩轴连接有拨叉19的顶端。

本实施例中，电磁铁21连接并带动拨叉19的顶端，在常态下，电磁铁21在自身弹簧的推动下，通过拨叉19和弧形滑块20推动第一减速齿轮15与惰轮13脱离、第二减速齿轮16与空心齿盘11也为脱离状态，此时实心轴7带动实心转盘8和内层离心叶片9高速旋旋转，当电磁铁21通电后克服弹簧的弹力，通过拨叉19和弧形滑块20拉动第一减速齿轮15与惰轮13啮合、第二减速齿轮16与空心齿盘11同时啮合，此时传动力通过齿纹段12、惰轮13、第一减速齿轮15、第二减速齿轮16和空心齿盘11带动中空轴4、环形转盘5和外层离心叶片6转动，将空气再次的压缩。

具体的，风机底座1顶面的一侧固定安装有电柜22，电柜22中安装有控制单元23、变频器24和继电器25，控制单元23电性连接变频器24和继电器25的控制端，变频器24电性连接电动机17，继电器25电性连接电磁铁21。

本实施例中，控制单元23采用PLC控制器，PLC控制器是可编程逻辑控制器，专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分，因此能够精确的控制本发明的各项工作步骤，变频器24采用ZK880型三相变频调速器，能够根据风压的需求对电动机17的转速进行相应的调节，当需要风压大时，则调高频率，增大外层离心叶片6和内层离心叶片9的转速，以便获得良好的驱风效果，继电器25根据设定的程序间歇性的开启，通过电磁铁21来控制外层离心叶片6的工作状态。

具体的，离心工作腔2的一侧设有出风口26，出风口26的中部固定安装有测风仪器27，测风仪器27电性连接控制单元23的输入端。

本实施例中，测风仪器27采用AT816一体式风速计，能够将测量的风速转化为相应的电流信号传导至控制单元23，如此控制单元23就能够从测量的风速获知本发明离心风机的工作状态，然后根据所需的工作状态进行相应的调节。

具体的，环形转盘5和实心转盘8之间压合有第一角接触球轴承28，实心轴7的另一端通过螺母压合连接有第二角接触球轴承29。

本实施例中，第一角接触球轴承28和第二角接触球轴承29组成一组高转速转动机构，能够同时承载轴向的力和径向的力，并且角接触球轴承的转速很高，能够承受实心轴7、实心转盘8和内层离心叶片9等负载的高速旋转。

本实施例中控制单元23、变频器24和测风仪器27为已经公开的广泛运用于工业生产和日常生活的已知技术。

本发明的工作原理及使用流程：实心转盘8和内层离心叶片9在实心轴7的高速带动下组成一级压缩机构，环形转盘5和外层离心叶片6在中空轴4的带动下转动，组成二级压缩机构，两级压缩机构通过设定的转速比例进行相对反向转动，将常压下的空气压缩成具有强势能的空气，当工作区域所需的风压较低时，只需要一级压缩机构即可，此时令惰轮13与第一减速齿轮15分离，则只有实心轴7带动实心转盘8和内层离心叶片9进行旋转，当离心风机所需的风压较高时，令惰轮13与第一减速齿轮15啮合，此时中空轴4、环形转盘5和外层离心叶片6也同时旋转，将经过一次压缩的气流二次压缩，获得所需的风压；当风机启动时，电动机17通过联轴器18连接实心轴7，带动实心转盘8和内层离心叶片9高速旋旋转，将空气从轴向进风口3吸入后进行压缩，与此同时，位于实心轴7中部的齿纹段12啮合带动惰轮13转动，进而通过第一减速齿轮15和第二减速齿轮16啮合空心齿盘11，带动中空轴4、环形转盘5和外层离心叶片6反向转动，将空气再次的压缩，从而获得工作场所所需的空气压力，很好的为生产场所输送符合规格的风能。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种双重速度调节的高速离心式风机，包括风机底座（1），其特征在于：所述风机底座（1）顶端的中部固定安装有离心工作腔（2），所述离心工作腔（2）的一侧设有轴向进风口（3），所述离心工作腔（2）的另一侧通过轴承转动连接有中空轴（4），所述中空轴（4）位于所述离心工作腔（2）的一端垂直串接有环形转盘（5），所述环形转盘（5）的边侧环绕设有外层离心叶片（6），所述中空轴（4）中穿插有实心轴（7），所述实心轴（7）凸出于所述环形转盘（5）的一端垂直串接有实心转盘（8），所述实心转盘（8）的边侧环绕有内层离心叶片（9），所述离心工作腔（2）的一侧并列设置有变速箱（10），所述中空轴（4）的另一端穿插至所述变速箱（10）的内腔，所述实心轴（7）的另一端贯穿所述变速箱（10）并延伸至其另一侧，所述中空轴（4）的另一端串接有空心齿盘（11），所述实心轴（7）的中部同轴设置有齿纹段（12），所述变速箱（10）内腔的中部通过轴承转动连接有惰轮（13），所述变速箱（10）内腔的一侧通过轴承转动连接有花键轴（14），所述花键轴（14）上活动串接有同心连接的第一减速齿轮（15）和第二减速齿轮（16），所述齿纹段（12）的一侧啮合所述惰轮（13），所述惰轮（13）间歇性啮合所述第一减速齿轮（15），所述第二减速齿轮（16）间歇性啮合所述空心齿盘（11）。

2.根据权利要求1所述的一种双重速度调节的高速离心式风机，其特征在于：所述风机底座（1）的另一端固定安装有电动机（17），所述电动机（17）在转子轴通过联轴器（18）连接所述实心轴（7）的另一端。

3.根据权利要求1所述的一种双重速度调节的高速离心式风机，其特征在于：所述变速箱（10）顶端的中部通过支架活动连接有拨叉（19），所述拨叉（19）的底端通过弧形滑块（20）连接所述第一减速齿轮（15）和第二减速齿轮（16）之间，所述变速箱（10）顶端的一侧固定有电磁铁（21），所述电磁铁（21）的伸缩轴连接所述有拨叉（19）的顶端。

4.根据权利要求2和3所述的一种双重速度调节的高速离心式风机，其特征在于：所述风机底座（1）顶面的一侧固定安装有电柜（22），所述电柜（22）中安装有控制单元（23）、变频器（24）和继电器（25），所述控制单元（23）电性连接所述变频器（24）和所述继电器（25）的控制端，所述变频器（24）电性连接所述电动机（17），所述继电器（25）电性连接所述电磁铁（21）。

5.根据权利要求1所述的一种双重速度调节的高速离心式风机，其特征在于：所述离心工作腔（2）的一侧设有出风口（26），所述出风口（26）的中部固定安装有测风仪器（27），所述测风仪器（27）电性连接所述控制单元（23）的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种双重速度调节的高速离心式风机，其特征在于：所述环形转盘（5）和所述实心转盘（8）之间压合有第一角接触球轴承（28），所述实心轴（7）的另一端通过螺母压合连接有第二角接触球轴承（29）。

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