CN115013345A - 一种离心风机 - Google Patents

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CN115013345A CN202210774682.6A CN202210774682A CN115013345A CN 115013345 A CN115013345 A CN 115013345A CN 202210774682 A CN202210774682 A CN 202210774682A CN 115013345 A CN115013345 A CN 115013345A
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Abstract

本发明公开了一种离心风机，涉及离心风机清灰技术领域。该离心风机包括风机外壳、排水机构及水位监测机构。所述风机外壳内转动设置有叶轮，所述风机外壳连接有进气管；排水机构包括U型管及流量计，所述U型管的进水管与所述风机外壳的底部连通，所述流量计设置于所述U型管的出水管；水位监测机构包括第一连通管、第二连通管及水位测量计，所述第一连通管与所述第二连通管均连通所述风机外壳与所述水位测量计，且所述第一连通管的位置高于所述第二连通管。该离心风机能够实时监测内部的积水情况与排污阀的堵塞情况，并实施合适的处理措施，不需要定期检查，降低了工作量，节省了人力成本。

Description

一种离心风机
技术领域
本发明涉及离心风机清灰技术领域，尤其涉及一种离心风机。
背景技术
离心风机是压缩或输送气体的机器，用于将原动机的能量转变成气体的压力能和动能。离心风机在气体加压过程中，气体中的粉尘会粘结在叶轮上，一方面运行过程中叶轮上积灰不均匀，会导致风机振动偏高，另一方面因叶轮上积灰引起其通道变小，气体流通面积变小，影响气体的输送。
为清理叶轮上的粉尘，一般会在离心风机内部设置粉尘冲洗装置，利用高压水或水雾冲洗叶轮，并通过离心风机底部的排污阀排出。然而，粉尘在被冲洗下来后，容易聚积在离心风机的底部造成排污阀的堵塞，当积水到一定程度时，就会发生水锤现象，不能加压输送气体，而且会引起风机振动超高，造成风机故障停机，甚至损坏风机本体。现有的离心风机并不能及时监测排污阀的堵塞情况，为防止发生水锤现象，只能隔一段时间打开排污阀进行检查，极大地增加了工作量与人力成本。
针对上述问题，需要开发一种离心风机，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种离心风机，能够实时监测内部的积水情况与排污阀的堵塞情况，并实施合适的处理措施，不需要定期检查，降低了工作量，节省了人力成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种离心风机，包括：
风机外壳，所述风机外壳内转动设置有叶轮，所述风机外壳连接有进气管；
排水机构，包括U型管及流量计，所述U型管的进水管与所述风机外壳的底部连通，所述流量计设置于所述U型管的出水管；
水位监测机构，包括第一连通管、第二连通管及水位测量计，所述第一连通管与所述第二连通管均连通所述风机外壳与所述水位测量计，且所述第一连通管的位置高于所述第二连通管。
优选地，所述排水机构还包括补水阀，所述补水阀设置于所述进水管。
优选地，所述风机外壳与所述补水阀之间设置有排污阀。
优选地，所述U型管的底部设置有清灰阀。
优选地，所述第一连通管与所述第二连通管均设置有吹扫阀。
优选地，所述吹扫阀与所述水位测量计之间设置有保护阀。
优选地，还包括喷气机构，所述喷气机构包括：
喷气管，所述喷气管的一端穿过所述进气管进入所述风机外壳的内部；
喷气头，所述喷气头设置于所述喷气管位于所述风机外壳的内部的一端，所述喷气头朝向所述叶轮。
优选地，还包括喷水机构，所述喷水机构包括：
主喷水管，所述主喷水管的一端穿过所述进气管进入所述风机外壳的内部；
喷水组件，所述喷水组件设置于所述主喷水管位于所述风机外壳的内部的一端，所述喷水组件朝向所述叶轮。
优选地，所述喷水组件包括三个主喷水头，三个所述主喷水头分别朝向所述叶轮的前后盘内侧面、叶盆面及叶背面。
优选地，所述喷水机构还包括：
辅助喷水管，所述辅助喷水管的一端穿过所述进气管进入所述风机外壳的内部；
辅助喷水头，所述辅助喷水头设置于所述辅助喷水管位于所述风机外壳的内部的一端。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种离心风机。该离心风机中，流量计能够测量流过出水管的水的流量，风机外壳的底部积水会通过第二连通管流入水位测量计，使得水位测量计能够测量出底部积水的高度，根据水位高度不同，可将水位高度分为低水位、中水位与高水位。当水位测量计测量的水位高度位于中水位，且出水管的流量处于正常范围时，说明此时冲洗叶轮的喷水量过大，但排污阀正常；当水位测量计测量的水位高度位于中水位，且出水管的流量较小时，说明此时排污阀存在堵塞现象；当水位测量计测量的水位高度位于高水位时，说明风机外壳的内部积水严重，需要立即使离心风机停机。
该离心风机能够实时监测内部的积水情况与排污阀的堵塞情况，并实施合适的处理措施，不需要定期检查，降低了工作量，节省了人力成本。
附图说明
图1是本发明提供的离心风机的结构示意图；
图2是本发明提供的喷气机构的结构示意图；
图3是本发明提供的喷水机构的结构示意图。
图中：
100、减压阀；101、程控阀；102、单向阀；103、球阀；
1、风机外壳；2、叶轮；3、排水机构；4、水位监测机构；5、进气管；6、喷气机构；7、喷水机构；
31、U型管；32、流量计；33、补水阀；34、排污阀；41、第一连通管；42、第二连通管；43、水位测量计；44、吹扫阀；45、保护阀；46、开关阀；61、喷气管；62、喷气头；71、主喷水管；72、喷水组件；73、辅助喷水管；74、辅助喷水头；75、主水管；76、水泵。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
第一实施例
离心风机是压缩或输送气体的机器，用于将原动机的能量转变成气体的压力能和动能。离心风机在气体加压过程中，气体中的粉尘会粘结在叶轮上，一方面运行过程中叶轮上积灰不均匀，会导致风机振动偏高，另一方面因叶轮上积灰引起其通道变小，气体流通面积变小，影响气体的输送。
为清理叶轮上的粉尘，一般会在离心风机内部设置粉尘冲洗装置，利用高压水或水雾冲洗叶轮，并通过离心风机底部的排污阀排出。然而，粉尘在被冲洗下来后，容易聚积在离心风机的底部造成排污阀的堵塞，当积水到一定程度时，就会发生水锤现象，不能加压输送气体，而且会引起风机振动超高，造成风机故障停机，甚至损坏风机本体。现有的离心风机并不能及时监测排污阀的堵塞情况，为防止发生水锤现象，只能隔一段时间打开排污阀进行检查，极大地增加了工作量与人力成本。
为解决上述问题，本实施例提供了一种离心风机。如图1所示，该离心风机包括风机外壳1、排水机构3及水位监测机构4。风机外壳1内转动设置有叶轮2，风机外壳1连接有进气管5。排水机构3包括U型管31及流量计32，U型管31的进水管与风机外壳1的底部连通，流量计32设置于U型管31的出水管。水位监测机构4包括第一连通管41、第二连通管42及水位测量计43，第一连通管41与第二连通管42均连通风机外壳1与水位测量计43，且第一连通管41的位置高于第二连通管42。
冲洗叶轮2的水混合粉尘落入风机外壳1的底部，并通过U型管31的出水管排出。其中，流量计32能够测量流过出水管的水的流量，风机外壳1的底部积水会通过第二连通管42流入水位测量计43，使得水位测量计43能够测量出底部积水的高度，根据水位高度不同，可将水位高度分为低水位、中水位与高水位。当水位测量计43测量的水位高度位于中水位，且出水管的流量处于正常范围时，说明此时冲洗叶轮2的喷水量过大，但排污阀34正常，此时可适当调小喷水量；当水位测量计43测量的水位高度位于中水位，且出水管的流量较小时，说明此时排污阀34存在堵塞现象，需要对排污阀34进行清理；当水位测量计43测量的水位高度位于高水位时，说明风机外壳1的内部积水严重，需要立即使离心风机停机处理，防止水锤现象的发生。
该离心风机能够实时监测内部的积水情况与排污阀34的堵塞情况，并实施合适的处理措施，不需要定期检查，降低了工作量，节省了人力成本。
优选地，排水机构3还包括补水阀33，补水阀33设置于进水管。可以理解的是，若因检修等原因需要拆卸排水机构3，则重新安装后需要对U型管31进行补水，以防止U型管31未水封导致风机外壳1内的粉尘通过U型管31排出。补水阀33能够在离心风机开机前对U型管31进行补水以完成水封，当流量计32显示U型管31的出水管有流量时(流量计32数值大于0)，表明U型管31已完成水封，离心风机可开始工作。
优选地，风机外壳1与补水阀33之间设置有排污阀34。当叶轮2上的粉尘较多需要在线清洗时，操作人员可打开排污阀34，以便混合有粉尘的污水排出，同时操作人员可根据水位监测机构4及流量计32的状态判断排污阀34是否堵塞。
可以理解的是，含有粉尘的污水流经U型管31排出，其中的粉尘容易沉积在U型管31内造成U型管31的堵塞。为解决这个问题，U型管31的底部设置有清灰阀。若U型管31发生堵塞，其反映到水位监测机构4及流量计32的状态与排污阀34是相同的，故当操作人员通过水位监测机构4及流量计32判断处结果后，在处理排污阀34的同时，也需要打开清灰阀清理U型管31内沉积的粉尘。
优选地，第一连通管41与第二连通管42均设置有吹扫阀44。操作人员可通过吹扫阀44定期用氮气吹扫第一连通管41与第二连通管42，防止第一连通管41与第二连通管42被粉尘堵塞，确保水位测量计43的正常运行。
为防止吹扫阀44将大量粉尘吹入水位测量计43从而影响水位测量计43的正常工作，吹扫阀44与水位测量计43之间设置有保护阀45。当需要对第一连通管41与第二连通管42进行吹扫时，关闭第一连通管41与第二连通管42上的保护阀45即可。
可以理解的是，当需要对水位测量计43进行检修或更换时，可选择不进行叶轮2冲洗的时间，此时风机外壳1的内部没有水，而为了防止风机外壳1内的粉尘通过第一连通管41与第二连通管42吹出风机外壳1，吹扫阀44与风机外壳1之间还设置有开关阀46，当关闭开关阀46后，操作人员可将水位测量计43连同保护阀45进行拆卸。此时离心风机可正常工作，不需要停机。
优选地，离心风机还包括喷气机构6，喷气机构6包括喷气管61及喷气头62，喷气管61的一端穿过进气管5进入风机外壳1的内部。喷气头62设置于喷气管61位于风机外壳1的内部的一端，喷气头62朝向叶轮2。喷气头62能够将高压气体喷向叶片的叶盆面和叶背面，利用超音速气流破坏叶轮2的低速区和旋涡区的流场，阻止在叶轮2上积灰。
具体地，喷气机构6还包括调压阀及程控阀101，调压阀能够调节喷气头62喷出的气体的压力，程控阀101能够用于远程控制喷气机构6的开闭。
其中，喷气机构6还包括单向阀102及球阀103，单向阀102与球阀103均设置于风机外壳1的外部，球阀103为手动阀，操作人员在现场检修时可通过操作球阀103来打开或关闭喷气机构6，单向阀102能够防止风机外壳1内的粉尘等进入喷气机构6。
优选地，该离心风机还包括喷水机构7，喷水机构7包括主喷水管71及喷水组件72，主喷水管71的一端穿过进气管5进入风机外壳1的内部，喷水组件72设置于主喷水管71位于风机外壳1的内部的一端，喷水组件72朝向叶轮2。主喷水管71与喷水组件72用于对叶轮2进行冲洗。
优选地，喷水组件72包括三个主喷水头，三个主喷水头分别朝向叶轮2的前后盘内侧面、叶盆面及叶背面。利用三个主喷水头分别对叶轮2不同部位进行冲洗，能够全面清除叶轮2上的积灰，保证叶轮2的清洁。
优选地，喷水机构7还包括辅助喷水管73及辅助喷水头74，辅助喷水管73的一端穿过进气管5进入风机外壳1的内部，辅助喷水头74设置于辅助喷水管73位于风机外壳1的内部的一端。辅助喷水头74用于朝风机外壳1的进气管5喷水，使得进入离心风机的气体保持湿润，气体中的粉尘会附着于水汽中，便于气尘分离。
可以理解的是，主喷水头与辅助喷水头74均能够将水雾化，从而提高清洗与除尘的效果。
优选地，主喷水管71与辅助喷水管73上均设置有程控阀101，用于远程控制主喷水管71与辅助喷水管73的开闭。其中，主喷水管71与辅助喷水管73均设置有单向阀102及球阀103，单向阀102与球阀103均设置于风机外壳1的外部，球阀103为手动阀，操作人员在现场检修时可通过操作球阀103来打开或关闭主喷水管71与辅助喷水管73，单向阀102能够防止风机外壳1内的粉尘等进入主喷水管71与辅助喷水管73。
优选地，该喷水机构7还包括主水管75，主喷水管71与辅助喷水管73均与主水管75连通，主水管75上设置有水泵76，主水管75用于接入工业用新水。工业用新水经过水泵76加压，经过程控阀101进入主喷水管71与辅助喷水管73，并经过主喷水头与辅助喷水头74喷出。
第二实施例
本实施例是在第一实施例的基础上，增加了在线控制系统，用于远程监测及控制该离心风机，该在线控制系统包括采集系统、处理系统及监控系统。
其中，数据采集系统能够采集离心风机各结构的工艺参数、阀门状态、水泵76的开闭等，包括进气管5处的压力P0、温度T0、流量F0，主水管75位于水泵76前后端的压力P1、P2，辅助喷水管73的流量F1，主喷水管71的流量F2，喷气管61的压力P3、流量F3，流量计32的流量F6，水位测量计43测得的液位，以及所有程控阀101的状态信息等。
监控系统包括显示屏及指令输入机构，处理系统能够接收来自采集系统的信息，并将信息呈现在监控系统的显示屏上，操作人员通过显示屏显示的信息来了解离心风机的运行状态，并通过指令输入机构输入指令，处理系统根据操作人员的指令来控制离心风机运转。
操作人员可通过监控系统下达“手动操作”的指令，此时操作人员可根据显示屏显示的离心风机的各个传感器的数据来选择合适的操作。
为降低操作人员的工作强度，操作人员可通过监控系统下达“自动操作”的指令，则离心风机能够自动完成冲洗叶轮2的操作：
打开补水阀33，当流量计32显示U型管31的出水管有流量时(流量计32数值大于0)，表明U型管31已完成水封，处理系统关闭补水阀33。
当喷气管61中的压力P3符合投运要求时，处理系统启动喷气管61的程控阀101，若喷气管61中的流量F3的数值符合要求，则表明喷气机构6正常运行，并通过显示屏显示“喷气机构6正常运行”。此时处理系统会按照设置的喷气间隔和喷气时间，定期向叶轮2喷气，破坏风机叶轮2中低速区和旋涡区的流场，阻止在叶轮2上积灰。若流量F3不符合要求，则监控系统会报警，包括在显示屏显示“喷气机构6故障”和发出报警音，以提醒操作人员检查辅助喷气机构6的阀门是否有故障或全开到位。
当主水管75中的压力P1符合投运要求时，处理系统启动水泵76，待主水管75中的压力P2符合投运要求时，处理系统打开辅助喷水管73的程控阀101，水通过辅助喷水头74喷入进气管5。若辅助喷水管73的流量F1符合要求，则表明辅助喷水头74正常运行，并通过显示屏显示“辅助喷水正常”。若辅助喷水管73的流量F1不符合要求，则监控系统会报警，包括在显示屏显示“辅助喷水故障”和发出报警音，以提醒操作人员检查辅助喷水管73上的阀门是否有故障或全开到位。
若辅助喷水管73的流量F1符合要求，则处理系统启动主喷水管71的程控阀101，待主喷水管71的流量F2符合要求，则表明主喷水头正常运行，并通过显示屏显示“主喷水正常”。此时处理系统会按照设置的喷水间隔和喷水时间，定期向叶轮2喷水，以达到清洗叶轮2不同部位上的积灰。若主喷水管71的流量F2不符合要求，则监控系统会报警，包括在显示屏显示“主喷水故障”和发出报警音，以提醒操作人员检查主喷水管71上的阀门是否有故障或全开到位。
在喷水机构7与喷气机构6正常运行的过程中，处理系统会根据流量计32的流量F6以及水位测量计43测得的液位数据判断排污阀34的是否堵塞以及采取相应的处理方法。水位测量计43能够测量出底部积水的高度，根据水位高度不同，可将水位高度分为低水位、中水位与高水位。
当水位测量计43测量的水位高度为中水位，且出水管的流量处于正常范围时，说明此时冲洗叶轮2的喷水量过大，但排污阀34正常，此时可适当调小主喷水管71的程控阀101；当水位测量计43测量的水位高度为中水位，且出水管的流量较小(甚至为零)时，说明此时排污阀34存在堵塞现象，需要对排污阀34进行清理，监控系统会报警，包括在显示屏显示“风机底部积水报警、管路堵塞”和发出报警音，提醒操作人员检查U型管31、排污阀34及清灰阀，并清理疏通；当水位测量计43测量的水位高度位于高水位时，说明风机外壳1的内部积水严重，监控系统会报警，包括在显示屏显示“高液位报警”和发出报警音，处理系统会立即停止离心风机的运行并停止喷水，防止水锤现象的发生。
其中，处理系统还可调节辅助喷水头74的喷水量，计算公式为：
Q＝(3/500)*F0*W饱和水*T；
式中，F0为加压气体流量，单位为m3/h；W饱和水为该气体在某温度下的饱和水量，单位为kg/m3；T为时间，单位为min。
此外，理论上，主喷水管71的流量F2应等于流量计32的流量F6，若实际运行过程中，F6＞F2，则喷水量过多，处理系统会调整水泵76运行频率或主喷水管71的程控阀101的开度，从而调节主喷水管71的流量F2。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种离心风机，其特征在于，包括：
风机外壳(1)，所述风机外壳(1)内转动设置有叶轮(2)，所述风机外壳(1)连接有进气管(5)；
排水机构(3)，包括U型管(31)及流量计(32)，所述U型管(31)的进水管与所述风机外壳(1)的底部连通，所述流量计(32)设置于所述U型管(31)的出水管；
水位监测机构(4)，包括第一连通管(41)、第二连通管(42)及水位测量计(43)，所述第一连通管(41)与所述第二连通管(42)均连通所述风机外壳(1)与所述水位测量计(43)，且所述第一连通管(41)的位置高于所述第二连通管(42)。
2.根据权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述排水机构(3)还包括补水阀(33)，所述补水阀(33)设置于所述进水管。
3.根据权利要求2所述的离心风机，其特征在于，所述风机外壳(1)与所述补水阀(33)之间设置有排污阀(34)。
4.根据权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述U型管(31)的底部设置有清灰阀。
5.根据权利要求1所述的离心风机，其特征在于，所述第一连通管(41)与所述第二连通管(42)均设置有吹扫阀(44)。
6.根据权利要求5所述的离心风机，其特征在于，所述吹扫阀(44)与所述水位测量计(43)之间设置有保护阀(45)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的离心风机，其特征在于，还包括喷气机构(6)，所述喷气机构(6)包括：
喷气管(61)，所述喷气管(61)的一端穿过所述进气管(5)进入所述风机外壳(1)的内部；
喷气头(62)，所述喷气头(62)设置于所述喷气管(61)位于所述风机外壳(1)的内部的一端，所述喷气头(62)朝向所述叶轮(2)。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的离心风机，其特征在于，还包括喷水机构(7)，所述喷水机构(7)包括：
主喷水管(71)，所述主喷水管(71)的一端穿过所述进气管(5)进入所述风机外壳(1)的内部；
喷水组件(72)，所述喷水组件(72)设置于所述主喷水管(71)位于所述风机外壳(1)的内部的一端，所述喷水组件(72)朝向所述叶轮(2)。
9.根据权利要求8所述的离心风机，其特征在于，所述喷水组件(72)包括三个主喷水头，三个所述主喷水头分别朝向所述叶轮(2)的前后盘内侧面、叶盆面及叶背面。
10.根据权利要求8所述的离心风机，其特征在于，所述喷水机构(7)还包括：
辅助喷水管(73)，所述辅助喷水管(73)的一端穿过所述进气管(5)进入所述风机外壳(1)的内部；
辅助喷水头(74)，所述辅助喷水头(74)设置于所述辅助喷水管(73)位于所述风机外壳(1)的内部的一端。
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