CN112727771A - 用于输送高温介质的罗茨鼓风机 - Google Patents
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Abstract
一种用于输送高温介质的罗茨鼓风机，包括壳体部分；壳体部分包括机壳，墙板；其特征是：机壳的左右两端各连接一个墙板；机壳的机壳本体上设置有被传输介质输入端、被传输介质输出端；机壳本体内设置有保温介质通道；保温介质通道为与机壳内腔壁随形的夹套结构，与保温介质通道相对应连通的，设置有保温介质进口、保温介质出口；所述墙板的墙板本体上设置轴承安装孔的一端为远机壳端，设置密封安装孔的一端为近机壳端；墙板本体的近机壳端设有保温介质流通夹层，保温介质流道夹层环形围绕在密封安装孔外；与保温介质流通夹层连通的设置有介质入口、介质出口；墙板本体上设有开式结构孔。该鼓风机不易产生冷凝水且结构更紧凑、保证压升。
Description
技术领域
本发明涉及罗茨鼓风机技术领域，尤其是用于输送高温介质的罗茨鼓风机。
背景技术
罗茨鼓风机因为具有结构简单，使用维修方便，强制排气的特性，在越来越多的特殊领域得到广泛使用。如输送高温介质时(介质温度≥150℃，甚至更高)，因机壳内增压介质温度与外界环境温度差值大(环境温度一般按≤45℃)时，为尽可能降低机壳与外界环境温度差值，减少热量损失，需要将机壳进行保温处理。传统的罗茨鼓风机机壳，为保证风机壳体具有良好的散热及强度，在机壳外表面设有加强筋，导致传统罗茨鼓风机在用于高温介质输送工况时的诸多不便，为解决该问题，更有必要提供一种具有良好结构的罗茨鼓风机，以满足输送高温介质时的保温增压输送工况。
中国专利ZL 201420457812.2“一种新型硫磺回收增压机”中的机壳，设有环形保温腔，其内部充入150℃的饱和蒸汽。其机壳保温腔的流道腔体尺寸是变化的，是非均匀尺寸流道腔体，饱和蒸汽在非均匀尺寸流道腔体内流动，因流动速度的变化等等一系列因素，易形成较多的冷凝水，因其结构原因，冷凝水不能被流动的饱和水蒸汽带走。因此在其机壳的保温结构设计中，设有保温蒸汽冷凝水的排放口。因冷凝水的存在，造成饱和水蒸汽的热效率降低。
为实现密封部位的保温，设有带环形蒸汽保温腔前端隔板及后端隔板。因罗茨鼓风机结构所决定，其转子的支承轴承位于密封腔的外侧。设有环形蒸汽保温腔的前、后端隔板外侧，还需要安装风机的前墙板及后墙板，因为前、后端隔板及前、后墙板是两个独立的零部件，为保证风机的安装精度，还需要增加墙板与隔板间的定位零件,其零部件的加工累积误差及装配偏差，极易影响风机的安装精度；此外，因轴向尺寸加长，轴承跨距加大，罗茨鼓风机轴刚性降低，限制了同规格罗茨鼓风机的压升,影响罗茨鼓风机的性能。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其不易产生冷凝水且安装精度高、结构更紧凑、同样规格压升性能更可靠。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
用于输送高温介质的罗茨鼓风机，包括壳体部分；壳体部分包括机壳，墙板；机壳的左右两端各连接一个墙板；
所述机壳包括机壳本体，机壳本体上设置有被传输介质输入端、被传输介质输出端；其特征在于：机壳本体内设置有保温介质通道；所述的保温介质通道为与机壳内腔壁随形的夹套结构，与保温介质通道相对应连通的，在机壳本体上设置有保温介质进口、保温介质出口；
所述墙板包括墙板本体，所述墙板本体上设置轴承安装孔的一端为远机壳端，墙板本体上设置密封安装孔的一端为近机壳端；墙板本体的近机壳端设有保温介质流通夹层，所述的保温介质流道夹层环形围绕在所述密封安装孔外；与保温介质流通夹层连通的在墙板本体上设置有介质入口、介质出口；墙板本体上设有开式结构孔。
作为本发明进一步的技术方案：所述机壳本体内，保温介质通道包括对称设置在机壳左右两侧的第一保温介质通道、第二保温介质通道组成，第一保温介质通道、第二保温介质通道之间不连通。
进一步的：在机壳本体上，所述保温介质进口接口、保温介质出口接口与所述保温介质通道连通的位置均设置在保温介质通道内的低点位置。
进一步的：所述的墙板内，所述的保温介质流通夹层由至少一圈连通的独立通道构成。
更进一步的：所述的保温介质通道夹层的最低点处设置了冷凝水排放口。
进一步的：所述的保温介质通道由至少两段互不连通的分流道构成；所述分流道各自分别设置一个介质入口、介质出口。
进一步的：所述机壳本体中，保温介质通道的厚度均匀设置；所述墙板中，保温介质流道夹层的厚度也为均匀设置。
进一步的：所述墙板主体上设置有充气密封结构的充气口；所述充气口连通的充气管道穿过所述保温介质流通夹层。
进一步的：所述远机壳端设置有小法兰，近机壳端设有供连接机壳的大法兰，所述的小法兰与大法兰之间的墙板本体上设置有筋板；筋板设置有多条；每相邻两条筋板纸件的墙板本体上设置有至少一个开式结构孔。
本发明的有益效果是：在机壳的保温介质通道(或保温夹层)内通入相同温度、相同流量的蒸汽，经有限元软件分析，本发明的罗茨鼓风机机壳，其机壳内壁的平均热流密度远大于背景技术中的所述机壳内壁的平均热流密度，机壳的介质流道内不易产生冷凝水；本发明的机壳传热效率更高，相对更节能。此外，较背景技术中ZL 201420457812.2“一种新型硫磺回收增压机”中的技术方案，本发明的技术方案避免了原来前、后端板与前、后墙板加工累种误及装配偏差对罗茨鼓风机精度的影响，且将墙板本体上设置开式结构孔，降低高温热量积聚对风机油箱内润滑油温度的影响，也避免保温介质的高热辐射影响风机轴承；如此，本发明的整体可靠性更高；此外本发明的墙板结构设计中有密封的充气密封接口通道，密封的充气密封也可以通过墙板的夹层加热进行加热，进一步保证保温性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明：
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明实施例中墙板的结构示意图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为本发明实施例中机壳实施例的主视图；
图6为本发明实施例中机壳实施例的右视图；
图示：
1机壳，2第一墙板，3第二墙板，4第一风机油箱，5第二风机油箱；
21墙板本体，22轴承安装孔，23密封安装孔，24保温介质流道夹层，241介质入口，242介质出口；25小法兰，26大法兰，27筋板，28开式结构孔；29充气口，210冷凝水排放口；
101机壳本体，11被传输介质输入端，12被传输介质输出端，13机壳内腔壁；102第一保温介质通道，1021第一保温介质进口，1022第一保温介质出口，103第二保温介质通道，1031第二保温介质进口，1032第二保温介质出口。
具体实施方式
说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1、2所示的为罗茨鼓风机的整体结构，其壳体部分包括了机壳1和墙板，墙板为两个，分别为第一墙板2、第二墙板3，装配在机壳1的左右两端。下面以第一墙板2的实施例结合附图对本发明进行进一步的说明。
如图3、4所示，该罗茨鼓风机墙板，包括墙板本体21，所述墙板本体21上设置轴承安装孔22的一端为远机壳端，墙板本体21上设置密封安装孔23的一端为近机壳端。
所述墙板本体21的近机壳端设有保温介质流通夹层24，该实施例中所述的保温介质流通夹层24由一圈连通的独立通道构成，为环形，围绕在密封安装孔23外。所述保温介质流道夹层24的厚度一致。为了保温介质顺畅流通，减少冷凝水的产生，提高热效率。
与保温介质流通夹层24连通的在墙板本体上设置有介质入口241、介质出口242。介质入口241设置在保温介质流道夹层24的顶点处；介质出口242设置在保温介质流通夹层24的最低点处。所述的保温介质通道的最低点处设置了冷凝水排放口210。这样更有利于减少冷凝水的产生及滞留，从而保证热效率。
工作时，保温介质分别由介质入口241输送至保温介质流通夹层24内，并最终由介质出口242输出。如此，实现对于罗茨鼓风机轴密封处的保温，进而保证对风机输送的高温介质的整体保温效果。此外，该实施例中墙板主体21上设置有充气密封结构的充气口29；所述充气口29连通的充气管道穿过所述保温介质流通夹层24，这样充气密封结构中的气体在流经保温介质流通夹层24时同样被加热保温，不会对风机轴密封部位的保温效果产生负面影响。
所述远机壳端设置有小法兰25，近机壳端设有供连接机壳的大法兰26，所述的小法兰25与大法兰26之间的墙板本体上设置有筋板27；筋板27设置有多条；每相邻两条筋板之间的墙板本体21上设置有一个开式结构孔28。本实施例中，筋板27及开式结构孔28均设置有五个。墙板主体上设置的开式结构孔28可以有效的降低高温热量积聚对第一风机油箱4、第二风机油箱5内软化油温度的影响，也避免保温介质的高热辐射影响风机轴承。
由于本实施例的墙板为整体铸造成型的单个部件，因此较现有技术，该实施例避免了加工累计误差及装配偏差，从而大大提高了罗茨鼓风机的精度，且轴向尺寸更紧凑，鼓风机轴的轴承跨距缩小，有利于延长罗茨鼓风机轴的使用寿命，此外同规格罗茨鼓风机的压升提升,罗茨鼓风机的性能更好。
如图5、6所示，该实施例的罗茨鼓风机机壳，包括机壳本体101，机壳本体101上设置有被传输介质输入端11(也称进气端)、被传输介质输出端12(也称出气端)。
机壳本体101内设置有保温介质通道；所述保温介质通道包括对称设置在机壳本体左右两侧的第一保温介质通道102、第二保温介质通道103组成，第一保温介质通道102、第二保温介质通道103之间不连通。
所述的保温介质通道(包括第一保温介质通道102、第二保温介质通道103)为与机壳内腔壁13随形的夹套结构，该夹套结构即保温介质通道的厚度均匀设置(如图1所示，厚度方向为H)。
与第一保温介质通道102相对应连通的，在机壳本体101的该侧设置有第一保温介质进口1021、第一保温介质出口1022。
与第二保温介质通道103相对应连通的，在机壳本体101的另一侧设置有第二保温介质进口1031、第二保温介质出口1032。
在机壳本体101上，所述第一保温介质进口1021、第一保温介质出口1022与第一保温介质通道102连通的位置设置在第一保温介质通道102内的低点位置。
所述第二保温介质进口1031、第二保温介质出口1032与第二保温介质通道103连通的位置设置在第二保温介质通道103内的低点位置。
工作时，通过两个保温介质进口分别向两个保温介质通道内接入保温介质(如温度为150℃的饱和水蒸汽或150℃高温氮气)；保温介质在第一、二保温介质通道内各自均匀流动，实现机壳本体101对被传输介质的保温；
因第一、二保温介质通道为机壳内腔壁13随形且厚度都是均匀的，可以有效减少保温介质因流速的变化产生的冷凝水，又因保温介质出口设计在保温介质通道的低点，即使有一点产生的冷凝水，也可以即时的随着带压保温蒸汽的流动带走。
该实施例的机壳内壁平均热流密度与背景技术中ZL201420457812.2中机壳内壁平均热流密度通过有限元分析对比结果如下表1：
表1机壳内壁平均热流密度对比
由上表的分析数据结果可以看出，在机壳本体的保温介质通道内通入相同温度、相同流量的蒸汽，经分析由于本实施例在保温介质通道结构的特性，使得机壳内壁的平均热流密度远大于背景技术中专利文献公开的机壳内壁的平均热流密度，因此，本发明实施例机壳的结构设置使得传热效率更高，相对更节能。
上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改变及替换。
例如，作为其他实施方式：所述的保温介质通道夹层由至少两段互不连通的分流道构成；所述分流道各自分别设置一个介质入口、介质出口。或者，另外的实施方式：保温介质通道设置有多圈，每圈保温介质通道均各自由一圈连通的独立通道构成，为环形，围绕在密封安装孔23外。上述这些保温介质通道夹层的设置方式，理论上也可以实现对输送介质的保温，但制备工艺上更为复杂，且保温效果不如图3、4所示的实施例好，且会产生其他问题，如与其余配套零部件装配不方便，维护困难，容易产生冷凝水等。
对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变；比如随着工艺技术的不断进步，在保证保温介质通道基本特征的前提下，将机壳本体内的两个不连通的保温介质通道设置为相通的结构，理论上也可以实现本发明的效果；因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.用于输送高温介质的罗茨鼓风机，包括壳体部分；壳体部分包括机壳，墙板；其特征在于：机壳的左右两端各连接一个墙板；
所述机壳包括机壳本体，机壳本体上设置有被传输介质输入端、被传输介质输出端；机壳本体内设置有保温介质通道；所述的保温介质通道为与机壳内腔壁随形的夹套结构，与保温介质通道相对应连通的，在机壳本体上设置有保温介质进口、保温介质出口；
所述墙板包括墙板本体，所述墙板本体上设置轴承安装孔的一端为远机壳端，墙板本体上设置密封安装孔的一端为近机壳端；墙板本体的近机壳端设有保温介质流通夹层，所述的保温介质流道夹层环形围绕在所述密封安装孔外；与保温介质流通夹层连通的在墙板本体上设置有介质入口、介质出口；墙板本体上设有开式结构孔。
2.根据权利要求1所述的用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其特征在于：所述机壳本体内，保温介质通道包括对称设置在机壳左右两侧的第一保温介质通道、第二保温介质通道组成，第一保温介质通道、第二保温介质通道之间不连通。
3.根据权利要求1所述的用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其特征在于：在机壳本体上，所述保温介质进口接口、保温介质出口接口与所述保温介质通道连通的位置均设置在保温介质通道内的低点位置。
4.根据权利要求1所述的用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其特征在于：所述的墙板内，所述的保温介质流通夹层由至少一圈连通的独立通道构成。
5.根据权利要求4所述的用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其特征在于：所述的保温介质通道夹层的最低点处设置了冷凝水排放口。
6.根据权利要求1所述的用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其特征在于：所述的保温介质通道由至少两段互不连通的分流道构成；所述分流道各自分别设置一个介质入口、介质出口。
7.根据权利要求1任一所述的用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其特征在于：所述机壳本体中，保温介质通道的厚度均匀设置；所述墙板中，保温介质流道夹层的厚度也为均匀设置。
8.根据权利要求1所述的用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其特征在于：所述墙板主体上设置有充气密封结构的充气口；所述充气口连通的充气管道穿过所述保温介质流通夹层。
9.根据权利要求1所述的用于输送高温介质的罗茨鼓风机，其特征在于：所述远机壳端设置有小法兰，近机壳端设有供连接机壳的大法兰，所述的小法兰与大法兰之间的墙板本体上设置有筋板；筋板设置有多条；每相邻两条筋板纸件的墙板本体上设置有至少一个开式结构孔。
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