CN116237134B - 一种碎边纸风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风机领域，具体公开了一种碎边纸风机，包括蜗壳和设置在蜗壳内的离心叶轮，蜗壳包括相互连通的进风口、出风口，进风口的中心轴线相对离心叶轮的中心轴线竖直向下偏移，离心叶轮包括安装盘，安装盘上沿圆周方向均匀设置有多个叶片，叶片包括长叶片、短叶片，长叶片的宽度大于短叶片的宽度，长叶片、短叶片远离安装盘中心处的一端均设置有弯折部，弯折部朝向叶轮旋转方向倾斜。其能够增大离心叶轮对边纸的瞬时切削碎纸面积，并且能够起到降低噪声的作用，进风口与叶片相互配合，能够起到有效改善叶轮进口堵塞以及抑制叶轮流道内部分离和回流的目的，有效减少流动损失，进而提高该碎边纸风机的有效工作流量和静压。

Description

一种碎边纸风机

技术领域

本发明涉及风机行业领域，特别涉及了一种碎边纸风机。

背景技术

碎边纸风机是一种广泛应用于造纸、印刷、包装等行业的环保配套设备，碎边纸风机通过吸入并切碎边纸，并将边纸碎料输送到堆集处，改善作业环境和对边纸进行集中回收处理，解决纸箱、纸盒、包装纸等边角料处理和回收难的问题，减少人工和场地，达到节能环保高效生产的目标。

近年来，随着社会对节能环保及工作环境要求的不断提高，造纸、印刷、包装等行业对碎边纸风机的性能指标提出了越来越高的要求，急需压力性能更高，输送碎纸距离更远和碎纸能力更强的碎边纸风机。

当前传统的径向叶片碎边纸风机普遍存在有效工作流量小、静压不足、输送碎纸距离不够远、风机效率偏低以及噪声大的问题，难以满足社会以及使用者的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碎边纸风机，旨在解决现有技术中的碎边纸风机有效工作流量小、静压不足、输送碎纸距离不够远、风机效率偏低以及噪声大的问题。

为了达到上述的目的，本发明提供了一种碎边纸风机，包括蜗壳和设置在蜗壳内的离心叶轮，蜗壳包括相互连通的进风口、出风口，进风口的中心轴线相对离心叶轮的中心轴线竖直向下偏移，离心叶轮包括安装盘，安装盘上沿圆周方向均匀设置有多个叶片，叶片包括长叶片、短叶片，长叶片的宽度大于短叶片的宽度，短叶片间隔设置于相邻的两长叶片之间，长叶片、短叶片远离安装盘中心处的一端均设置有弯折部，长叶片、短叶片的主体均沿离心叶轮的径向方向延伸，弯折部朝向叶轮旋转方向倾斜，长叶片远离安装盘的一侧设置有刀板，刀板朝向叶轮旋转方向的一侧边缘设置有多个第一切割齿，进风口处沿圆周方向阵列有多个第二切割齿。

优选的，出风口位于蜗壳顶部并沿竖直方向向上延伸，多个叶片的出风端所构成的圆形的直径为D1，叶片的厚度为X，X:D1为1:(65-70)，进风口的中心轴线相对于离心叶轮的中心轴线偏移的距离设置为Y，Y:D1为1:(15-20)，短叶片远离弯折部的一端设置有倾斜部，倾斜部的倾斜角度∠1为40°-50°，叶片的进口角∠2为80°-100°，叶片出口角∠3为110°-130°。

优选的，X:D1为1:68，Y:D为1:18，∠1为44°，∠2为90°，∠3为120°。

优选的，安装盘上设置有与安装盘轴线相互重合的固定轴，长叶片与固定轴固定连接，长叶片的整体长度为A1，短叶片的整体长度为A2，长叶片的主体长度为A3，短叶片的主体长度为A4，A1:A2:A3:A4为(1.3-1.5):1:(1.1-1.3):(0.7-0.9)，长叶片的宽度为Z1，短叶片的宽度为Z2，蜗壳内腔的宽度为Z3，A1:Z1:Z2:Z3为1:(0.6-0.8):(0.2-0.4):(1.2-1.4)。

优选的，长叶片、短叶片各设置有6组，长叶片、短叶片的出风端位于同一圆弧线上，A1:A2:A3:A4为1.4:1:1.27:0.87，A1:Z1:Z2:Z3为1:0.73:0.32:1.28。

优选的，第一切割齿包括朝向进风口的第一侧面和背向进风口的第二侧面，第一侧面与刀板朝向进风口一侧端面平齐，第二侧面相对于第一侧面倾斜；第二切割齿包括朝向离心叶轮的第三侧面和背向离心叶轮的第四侧面，第三侧面与第一侧面相互平行，第四侧面相对于第三侧面倾斜。

优选的，第二侧面相对于第一侧面倾斜的倾斜角度∠4为40°-50°，刀板长度设置为L1，L1:A1为1:(1-1.1)，第一切割齿的齿宽设置为L2，L1:L2为(20-25):1，刀板宽度设置为H1，第一切割齿的齿高设置为H2，刀板厚度、第一切割齿最大厚度均为H3，H1:H2:H3为(6-8):1:(0.8-1)，L1:H1为1:(0.2-0.4)，相邻的两个第一切割齿的侧面的夹角∠5为50°-70°。

优选的，第一切割齿在安装盘上的投影为等腰三角形，∠4为43°，L1:A1为1:1.05，L1:L2为22:1，H1:H2:H3为7.6:1:0.9，L1:H1为1:0.3，∠5为60°，刀板上第一切割齿设置为22个。

优选的，第四侧面相对于第三侧面倾斜的倾斜角度∠6为20°-50°，第二切割齿的齿高为H4，进风口的直径设置为D2，第二切割齿的齿宽为L3，H4:D2:L3为1:(18-22):(0.8-1.2)，第二切割齿的齿端角∠7为50°-70°。

优选的，第二切割齿在安装盘上的投影为等腰三角形，进风口处第二切割齿设置为55个，第二切割齿的最大厚度为H5，H4:H5为1:1，H4:D2:L3为1:20:1.13，∠6为29°，∠7为60°。

本发明所提供的一种碎边纸风机，边纸通过进风口进入蜗壳的时候，能够增大离心叶轮对边纸的瞬时切削碎纸面积，能够使该碎边纸风机的碎纸效率更高，并且能够起到降低噪声的作用。此外，该碎边纸风机的进风口与叶片相互配合，能够起到有效改善叶轮进口堵塞以及抑制叶轮流道内部分离和回流的目的，有效减少流动损失，进而提高该碎边纸风机的有效工作流量和静压，使该碎边纸风机的输送碎纸距离更远、实用性更强。

附图说明

图1为本发明的一种碎边纸风机的立体结构示意图；

图2为本发明的一种碎边纸风机的爆炸结构示意图；

图3为本发明的一种碎边纸风机的正视于进风口一侧的正视结构示意图；

图4为本发明的离心叶轮的正视结构示意图；

图5为本发明的一种碎边纸风机的剖视结构示意图；

图6为本发明的刀板的正视结构示意图；

图7为本发明的刀板的侧向剖视图；

图8为本发明的风口法兰的局部正视结构示意图；

图9为本发明的风口法兰的局部侧向剖视图；

图10为对比例得出的测试数据下绘制的性能曲线图；

图11为本发明得出的测试数据下绘制的性能曲线图。

附图标记说明：1、蜗壳；11、进风口；111、第二切割齿；12、出风口；13、风口法兰；

2、离心叶轮；21、安装盘；211、固定轴；22、叶片；221、长叶片；2211、刀板；2212、第一切割齿；222、短叶片；2221、倾斜部；23、弯折部。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作详细说明。

在本发明中，除另有明确规定和限定，当出现术语如“设置在”、“相连”、“连接”时，这些术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接或一体连接；可以是直接相连或通过一个或多个中间媒介相连。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。对于本发明中所出现的方向词，是为了能更好地对特征的特点及特征间的关系进行说明，应当理解的是，当本发明的摆放方向发生改变时，特征的特点及特征间的关系的方向也对应发生改变，因此方向词不构成对特征的特点及特征间的关系在空间内的绝对限定作用，仅起到相对限定作用。

请参阅图1-11，本发明提供一种碎边纸风机技术方案：包括蜗壳1和设置在蜗壳1内的离心叶轮2，蜗壳1包括相互连通的进风口11、出风口12，进风口11的中心轴线相对离心叶轮2的中心轴线竖直向下偏移。

离心叶轮2包括安装盘21，安装盘21上沿圆周方向均匀设置有多个叶片22，叶片22包括长叶片221、短叶片222，长叶片221的宽度大于短叶片222的宽度，短叶片222间隔设置于相邻的两长叶片221之间，长叶片221、短叶片222远离安装盘21中心处的一端均设置有弯折部23，长叶片221、短叶片222的主体均沿离心叶轮2的径向方向延伸，弯折部23朝向叶轮旋转方向倾斜。长叶片221远离安装盘21的一侧设置有刀板2211，刀板2211朝向叶轮旋转方向的一侧边缘设置有多个第一切割齿2212，进风口11处沿圆周方向阵列有多个第二切割齿111。

需要说明的是，由于受到重力和该碎边纸风机离心力的作用，边纸进入风机蜗壳1时偏向下，通过上述技术方案，边纸通过进风口11进入蜗壳1的时候，能够增大离心叶轮2对边纸的瞬时切削碎纸面积，能够使该碎边纸风机的碎纸效率更高，并且能够起到降低噪声的作用。此外，本实施例的进风口11与叶片22相互配合，能够起到有效改善离心叶轮2进口堵塞以及抑制离心叶轮2流道内部分离和回流的目的，有效减少流动损失，进而提高该碎边纸风机的有效工作流量和静压，使该碎边纸风机的输送碎纸距离更远、实用性更强。

本实施例中，出风口12位于蜗壳1顶部并沿竖直方向向上延伸，多个叶片22的出风端所构成的圆形的直径为D1，叶片22的厚度为X，X:D1为1:(65-70)，进风口11的中心轴线相对于离心叶轮2的中心轴线偏移的距离为Y，Y:D1为1:(15-20)，短叶片222远离弯折部23的一端设置有倾斜部2221，倾斜部2221的倾斜角度∠1为40°-50°，叶片22的进口角∠2为80°-100°，叶片22出口角∠3为110°-130°。上述的结构参数设置能够使边纸更好地进入该碎边纸风机内，并且能够使该碎边纸风机内气体流动效果更好。优选的，X:D1为1:68，Y:D1为1:18，∠1为44°，∠2为90°，∠3为120°。

本实施例中，安装盘21上设置有与安装盘21轴线相互重合的固定轴211，长叶片221与固定轴211固定连接，长叶片221的整体长度为A1，短叶片222的整体长度为A2，长叶片221的主体长度为A3，短叶片222的主体长度为A4，A1:A2:A3:A4为(1.3-1.5):1:(1.1-1.3):(0.7-0.9)，长叶片221的宽度为Z1，短叶片222的宽度为Z2，蜗壳1内腔的宽度为Z3，A1:Z1:Z2:Z3为1:(0.6-0.8):(0.2-0.4):(1.2-1.4)。优选的，长叶片221、短叶片222各设置有6组，长叶片221、短叶片222的出风端位于同一圆上，A1:A2:A3:A4为1.4:1:1.27:0.87，A1:Z1:Z2:Z3为1:0.73:0.32:1.28。上述的结构参数设置能够使边纸在蜗壳1内流动更加均匀，使蜗壳1内腔空间利用最大化，并且通过对长叶片221、短叶片222的数量、长度、高度等进行优化设计，能够进一步避免碎纸对该碎边纸风机造成堵塞的情况。

本实施例中，第一切割齿2212包括朝向进风口11的第一侧面和背向进风口11的第二侧面，第一侧面与刀板2211朝向进风口11一侧端面平齐，第二侧面相对于第一侧面倾斜；第二切割齿111包括朝向离心叶轮2的第三侧面和背向离心叶轮2的第四侧面，第三侧面与第一侧面相互平行，第四侧面相对于第三侧面倾斜。优选的，蜗壳1上设置有风口法兰13，进风口11贯穿风口法兰13，且风口法兰13与进风口11的轴线相互重合，第二切割齿111固定于风口法兰13上。本实施例通过对刀板2211上的第一切割齿2212和进风口11处的第二切割齿111进行优化设计，能够扩大碎纸种类和使用范围，进而提高该碎边纸风机的碎纸效果，需要说明的是，第一切割齿2212位于刀板2211上随离心叶轮2动态转动，第二切割齿111为静态。

本实施例中，第二侧面相对于第一侧面倾斜的倾斜角度∠4为40°-50°，刀板2211长度设置为L1，L1:A1为1:(1-1.1)，第一切割齿2212的齿宽设置为L2，L1:L2为(20-25):1，刀板2211宽度设置为H1，第一切割齿2212的齿高设置为H2，刀板2211厚度、第一切割齿2212最大厚度均为H3，H1:H2:H3为(6-8):1:(0.8-1)，L1:H1为1:(0.2-0.4)，相邻的两个第一切割齿2212的侧面的夹角∠5为50°-70°。优选的，第一切割齿2212在安装盘21上的投影为等腰三角形，∠4为43°，L1:A1为1:1.05，L1:L2为22:1，H1:H2:H3为7.6:1:0.9，L1:H1为1:0.3，∠5为60°，刀板2211上第一切割齿2212设置为22个。上述的结构参数设置能够提高第一切割齿2212的锋利性，进而使该碎边纸风机的碎纸效率更高，并且能够有效减少进风口11卡纸。

本实施例中，第四侧面相对于第三侧面倾斜的倾斜角度∠6为20°-50°，第二切割齿111的齿高为H4，进风口11的直径为D2，第二切割齿111的齿宽为L3，H4:D2:L3为1:(18-22):(0.8-1.2)，第二切割齿111的齿端角∠7为50°-70°。优选的，第二切割齿111在安装盘21上的投影为等腰三角形，进风口11处第二切割齿111设置为55个，第二切割齿111的最大厚度为H5，H3:H5为1:1，H4:D2:L3为1:20:1.13，∠6为29°，∠7为60°。上述的结构参数设置能够使第二切割齿111的锋利性更高，第二切割齿111与第一切割齿2212相互配合，能够使该碎边纸风机的碎纸效率更高，并且减少该碎边纸风机卡纸和堵塞。

经测试，前述所有的结构参数设置能够取得最佳的性能。

为了对本实施例进行验证，采用传统的型号为JQZ-5.7A的碎边纸输送风机作为对比例，对比例与本实施例中的离心叶轮直径、蜗壳型线及蜗壳尺寸均相同，不同点在于，对比例的叶轮的叶片为径向钣金式直型叶片，而本实施例的叶轮采用上文所提供的优选结构参数制得，同时，本实施例的进风口也根据上文所提供的优选结构参数进行优化。对对比例和本实施例进行性能测试，把测试结果换算成在大气压力为101325Pa、大气温度为20℃、介质密度为1.2 kg/m³的测试条件，对比例得出如图10所示的测试数据下绘制的性能曲线图，本实施例得出如图11所示的测试数据下绘制的性能曲线图，性能曲线图以容积流量为横坐标，性能曲线图中qvsglGu为容积流量，LAGu为A声级，ηr为风机效率，PrGu为叶轮功率，pFGu为全压，psFGu为静压。

从性能曲线图可看出，就对比例而言，整体的性能趋势是在叶轮功率提高的情况下，容积流量提高，全压和静压均降低，A声级增加，风机效率上升后下降；在叶轮功率为从约8.6kW升至约22.1kW的过程中，容积流量从约2292m³/h升至约10504m³/h，全压从约5160Pa降至约2112Pa，静压从约5124Pa降至约1325Pa，A声级从约107dB升至约113dB，风机效率从约38%先升至最高达51%后降至约28%。就本实施例而言，整体的性能趋势也是在叶轮功率提高的情况下，容积流量提高，全压和静压均下降，风机效率微量上升后下降，与对比例不同的是，本实施例中A声级是不断下降的；在叶轮功率为从约13kW升至约30kW的过程中，容积流量从约4184m³/h升至约11826m³/h，全压从约5519Pa降至约3018Pa，静压从约5362Pa降至约2019Pa，A声级从约110dB降至约106dB，风机效率从约55%先微量上升至56%后降至约33.5%。

首先，通过上述的数据可直观地看出，本实施例具有噪声小的优点。

此外，对于碎边纸风机而言，其静压决定着抽吸边纸的能力，当静压下降到一定范围时，抽吸力不足，气流无法带动边纸运动，也即边纸无法被吸进碎边纸风机内部，此时再提高流量是没有意义的，也即静压的最低临界点会制约着碎边纸风机所能达到的最大有效工作流量。从测试数据可看出，就对比例而言，当流量到达约9700m³/h时，其静压已经低于2000Pa，对于碎边纸风机来说，静压低于2000Pa后基本无法带动常见的边纸运动，因此对比例的最大有效工作流量为约9700m³/h；就本实施例而言，当流量到达约11800m³/h时，其静压仍有2000Pa，也即本实施例的最大有效工作流量为约11800m³/h，比对比例高出2000 m³/h以上。综上数据可看出，本实施例具有更大的有效工作流量。

再有，从另一个角度来衡量，当标定相同的容积流量时，可明显对比出本实施例的静压和风机效率都是高于对比例的，因此本实施例具有更大的静压和更大的风机效率。

综上，本发明所提供的碎边纸风机在各项性能上均优于现有技术，静压提高8～10%，风机效率提高5%以上，有效工作流量提高10～15%，A声级全面降低，具有较佳的实用性。

在不冲突的情况下，上述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种碎边纸风机，包括蜗壳和设置在蜗壳内的离心叶轮，其特征在于：蜗壳包括相互连通的进风口、出风口，进风口的中心轴线相对离心叶轮的中心轴线竖直向下偏移，离心叶轮包括安装盘，安装盘上沿圆周方向均匀设置有多个叶片，叶片包括长叶片、短叶片，长叶片的宽度大于短叶片的宽度，短叶片间隔设置于相邻的两长叶片之间，长叶片、短叶片远离安装盘中心处的一端均设置有弯折部，长叶片、短叶片的主体均沿离心叶轮的径向方向延伸，弯折部朝向叶轮旋转方向倾斜，长叶片远离安装盘的一侧设置有刀板，刀板朝向叶轮旋转方向的一侧边缘设置有多个第一切割齿，进风口处沿圆周方向阵列有多个第二切割齿。

2.根据权利要求1所述的一种碎边纸风机，其特征在于：出风口位于蜗壳顶部并沿竖直方向向上延伸，多个叶片的出风端所构成的圆形的直径为D1，叶片的厚度为X，X:D1为1:(65-70)，进风口的中心轴线相对于离心叶轮的中心轴线偏移的距离设置为Y，Y:D1为1:(15-20)，短叶片远离弯折部的一端设置有倾斜部，倾斜部的倾斜角度∠1为40°-50°，叶片的进口角∠2为80°-100°，叶片出口角∠3为110°-130°。

3.根据权利要求2所述的一种碎边纸风机，其特征在于：X:D1为1:68，Y:D1为1:18，∠1为44°，∠2为90°，∠3为120°。

4.根据权利要求1所述的一种碎边纸风机，其特征在于：安装盘上设置有与安装盘轴线相互重合的固定轴，长叶片与固定轴固定连接，长叶片的整体长度为A1，短叶片的整体长度为A2，长叶片的主体长度为A3，短叶片的主体长度为A4，A1:A2:A3:A4为(1.3-1.5):1:(1.1-1.3):(0.7-0.9)，长叶片的宽度为Z1，短叶片的宽度为Z2，蜗壳内腔的宽度为Z3，A1:Z1:Z2:Z3为1:(0.6-0.8):(0.2-0.4):(1.2-1.4)。

5.根据权利要求4所述的一种碎边纸风机，其特征在于：长叶片、短叶片各设置有6组，长叶片、短叶片的出风端位于同一圆弧线上，A1:A2:A3:A4为1.4:1:1.27:0.87，A1:Z1:Z2:Z3为1:0.73:0.32:1.28。

6.根据权利要求1所述的一种碎边纸风机，其特征在于：第一切割齿包括朝向进风口的第一侧面和背向进风口的第二侧面，第一侧面与刀板朝向进风口一侧端面平齐，第二侧面相对于第一侧面倾斜；第二切割齿包括朝向离心叶轮的第三侧面和背向离心叶轮的第四侧面，第三侧面与第一侧面相互平行，第四侧面相对于第三侧面倾斜。

7.根据权利要求6所述的一种碎边纸风机，其特征在于：第二侧面相对于第一侧面倾斜的倾斜角度∠4为40°-50°，刀板长度设置为L1，L1:A1为1:(1-1.1)，第一切割齿的齿宽设置为L2，L1:L2为(20-25):1，刀板宽度设置为H1，第一切割齿的齿高设置为H2，刀板厚度、第一切割齿最大厚度均为H3，H1:H2:H3为(6-8):1:(0.8-1)，L1:H1为1:(0.2-0.4)，相邻的两个第一切割齿的侧面的夹角∠5为50°-70°。

8.根据权利要求7所述的一种碎边纸风机，其特征在于：第一切割齿在安装盘上的投影为等腰三角形，∠4为43°，L1:A1为1:1.05，L1:L2为22:1，H1:H2:H3为7.6:1:0.9，L1:H1为1:0.3，∠5为60°，刀板上第一切割齿设置为22个。

9.根据权利要求6所述的一种碎边纸风机，其特征在于：第四侧面相对于第三侧面倾斜的倾斜角度∠6为20°-50°，第二切割齿的齿高为H4，进风口的直径设置为D2，第二切割齿的齿宽为L3，H4:D2:L3为1:(18-22):(0.8-1.2)，第二切割齿的齿端角∠7为50°-70°。

10.根据权利要求9所述的一种碎边纸风机，其特征在于：第二切割齿在安装盘上的投影为等腰三角形，进风口处第二切割齿设置为55个，第二切割齿的最大厚度为H5，H4:H5为1:1，H4:D2:L3为1:20:1.13，∠6为29°，∠7为60°。

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