CN202194861U - 一种同步调角空冷器风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种同步调角空冷器风机，属于轴流风机领域。本装置包括风机主轴、双位推拉杆、轮毂体、叶片和滑动执行盘；旋转双位推拉杆的任何一端的方形端头均可以使滑动执行盘沿着风机旋转中心轴向移动，进而带动叶片的安装角同步改变。本实用新型实现了风机停机时在进风或出风方位任一位置均可完成叶片安装角的快捷同步改变，同时，在风机运转时叶片角度被锁定，所有用于调角的零部件都随风机同步转动确保其长期可靠运行；另外，可对各叶片初始安装角的一致性进行调校，以保证风机运转平稳，延长整机使用寿命。本实用新型的同步调角操作快捷、省力，可及时调节风压风量，实现节能降耗。

Description

一种同步调角空冷器风机

技术领域

本实用新型属于轴流风机领域，具体涉及一种同步调角空冷器风机，停机后可以方便地在进风或出风方向两个位置实现快捷同步调节整台风机叶片的安装角。

背景技术

现有的轴流风机叶片安装角同步调节的方法可分为三种类型：第一种类型是以一个可以沿着风机旋转中心轴线做往复移动的滑动执行盘与所有叶片的偏心销连接，当受液压或机械装置驱动的滑动执行盘沿着风机旋转中心轴向移动时，所有叶片安装角同步改变，如JP60-222597，JP64-83893，CN1017144Y，CN86206411U，CN 2622439Y，CN101737356A，所公开的“风机叶片角度同步调节”均为这种类型。第二种类型是以一个可以沿着风机旋转中心轴线移动的滑动执行盘与所有叶片的偏心杆通过铰链连接，当机械装置驱动滑动执行盘沿着风机旋转中心轴向移动时，所有叶片安装角同步改变，如JP63-146197，SU721563公开的风机调角方式都是滑动执行盘通过铰链带动所有叶片的偏心杆实现同步调角。第三种类型，如JP58-20995所公开的调角方式是以一个可以沿着风机旋转中心轴线作相对于轮毂本体在一定角度范围回转的齿轮盘，齿轮盘与所有连接在叶片根部的伞齿轮啮合，受其他机械装置驱动的齿轮盘沿着风机旋转中心转过一定角度时，通过啮合的伞齿轮带动叶片安装角同步改变。以上三种类型同步调角方式共同存在以下缺陷：1、任何一种调角方式都只能在进风或出风的方向单个位置实现同步调角，如应用于空冷器中，因引风、鼓风等方式的不同，受空冷器管束、构架的限制使得只能单个位置操作调角的方式不便于实施和应用；2、风机组装完成后，初始安装角度都不能调节，空冷器风机直径大多在2.4米以上，往往需要现场组装，因加工误差、组装误差导致的各叶片间的角度一致性无法进行二次校正。所以受本身缺陷及成本限制，现有同步调角风机都没有在空冷器上被广泛采用。目前空冷器风机普遍为停机后手动调角的形式，用附图1加以说明，叶片1通过两组U型螺栓组件2，紧固在轮毂体3的叶袖部位。为改变风压、风量，安装角度需要调整时，需将每一组U型螺栓组件松开，调准叶片角度后再重新紧固U型螺栓组件。这种叶片安装角度调节方法的缺点是：1、过程复杂、费工费时；2、单片叶片现场逐个手动调整难以保证整台风机的叶片安装角的一致性，导致风机运转不平稳；3、在石化、天然气等连续生产过程的行业，按工艺要求不允长时间停止对介质的冷却，实际上就不能根据环境温度的变化来调节叶片安装角。

另外，空冷器选型以夏天“高温”为设计基础，如果风压风量不能调节，风机将始终在最大负荷下工作。冬季，甚至春秋季节、气温显著低于夏季，较低的风量就可以满足冷却(冷凝)的需要，因此通过方便地调节叶片安装角来降低风压风量，也就意味着降低风机的功率消耗，实现节能降耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种同步调角空冷器风机，在进风或出风两个位置都可通过单人的简单操作使叶片安装角同步一致改变，并且可以对现场组装的风机叶片初始安装角的一致性进行二次调校。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种同步调角空冷器风机，包括风机主轴7、双位推拉杆4、轮毂体8、叶片11和滑动执行盘12；

所述风机主轴7为空心轴；

所述双位推拉杆4穿过整个风机，其中心线与风机旋转中心重合，其依次穿过滑动执行盘12、轮毂体8和风机主轴7；

所述轮毂体8的中心孔为阶梯通孔，其小径段套装在双位推拉杆4外，大径段套装在风机主轴7的一端外；所述轮毂体8的上端套装在所述滑动执行盘12的内孔中；

所述双位推拉杆4为轴结构，其两端均带有螺纹，中间带有凸台，并且在其两个端头均加工有方形端头；旋转双位推拉杆4的任何一端的方形端头均可以使滑动执行盘12沿着风机旋转中心轴向移动，进而带动叶片11的安装角同步改变，这样所述同步调角空冷器风机具有两个调节位置。

本实用新型可以通过两种结构来实现调角，一种是：所述滑动执行盘12包括套筒和两个压盖，两个压盖通过螺栓与套筒固定，两个压盖间的空隙构成环形槽13，所述双位推拉杆4的凸台装在所述环形槽13内；

所述双位推拉杆4的中部设有中间螺纹，在所述轮毂体8位于滑动执行盘12的内孔中的端部上固定有丝母6，所述双位推拉杆4的中间螺纹与所述丝母6相配合，旋转双位推拉杆4的任何一端的方形端头均可以使其与丝母6产生沿着风机旋转中心轴向的相对位移，双位推拉杆4的凸台带动滑动执行盘12沿着风机旋转中心轴向移动。

另一种是：所述滑动执行盘12包括套筒和一个丝母盘14，所述丝母盘14固定在套筒的一端；所述双位推拉杆4一端的螺纹与丝母盘14的丝母相配合；

在所述轮毂体8中心孔的大径段和小径段过渡处设有环形槽13，所述双位推拉杆4的凸台装在所述环形槽13内；旋转双位推拉杆4的任何一端的方形端头均可以使其与丝母盘14产生沿着风机旋转中心轴向的相对位移，而双位推拉杆4只发生旋转，这样丝母盘14带动滑动执行盘12沿着风机旋转中心轴向移动。

在所述双位推拉杆4两端的螺纹部分均可安装锁紧螺母5，用于风机运转时锁定角度，保证旋转部件整体运转。

所述叶片11的轴柄部位套装轴承9后连同轴承座10固定于轮毂体8上；

在所述滑动执行盘12上固定有一组调节杆17，每个调节杆17对应一个叶片11，每个叶片11的根部安装有偏心连杆15；所述偏心连杆15通过铰链16与所述调节杆17连接；所述调节杆17的一端带螺纹，通过双螺母18紧固在所述滑动执行盘12上，另一端与铰链16的一端活动连接，铰链16的另一端与所述偏心连杆15的一端活动连接，偏心连杆15的另一端固定在叶片11的根部，当滑动执行盘12进行轴向移动时，调节杆17也进行轴向移动，并通过铰链16带动偏心连杆15转动，进而带动叶片11通过轴承9进行转动，使叶片11的安装角同步改变。

所述偏心连杆15的中心线与叶片11的内弦线的夹角α的角度值等于叶片11的最佳工作角，当叶片11的安装角等于最佳工作角时，偏心连杆15的中心线与风机的旋转平面平行，受铰链16作用时力臂最大，调角最省力。

所述偏心连杆15的中心线与叶片11的外弦线之间的夹角在4度-20度之间，以保证调角操作最省力。

通过双螺母18调整调节杆17的有效长度L，可对各叶片11的初始安装角的一致性进行调校，保证日后每次同步调角时所有叶片角度的一致性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)实现了在进风或出风任一端均可操作完成叶片安装角的同步改变，满足因冷却管束与风机位置设置不同(引风、鼓风)而同样方便调节的需要。

(2)现场组装后能方便地对风机各叶片初始安装角的一致性进行调校，可提高风机的运转平稳性而减少振动，提高整套装置的使用寿命；

(3)同步调角操作简单、方便、省力，可及时调节风压风量，以满足因被冷却介质的流量、温度的变化以及环境温度变化的需要，稳定被冷却介质的温度，避免被冷介质“过冷”而造成能源浪费；

(4)本实用新型能通过适时、方便、快捷的调节叶片安装角来调整风压风量，因而改变风机的功率消耗，实现节能。

附图说明

图1-1是现有的手动调角风机的结构图。

图1-2是图1-1中的B-B向视图。

图2是本实用新型的一个实施例的具体结构图。

图3是本实用新型的另一个实施例的具体结构图。

图4是本实用新型中的叶片根部与偏心连杆、铰链连接关系的局部放大图。

图5是将本实用新型应用于鼓风式空冷器的结构示意图。

图6是将本实用新型应用于引风式空冷器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

本实用新型使用一个双位推拉杆做驱动，其中间带凸台，两边均加工出螺纹，并且两个端头加工出方形端头，旋转双位推拉杆任何一端的方形端头可使得双位推拉杆与丝母产生相对位移并带动滑动执行盘沿着旋转中心轴向移动，滑动执行盘与每个叶片叶轴部位的偏心连杆通过调节杆、铰链连接，因所有叶片的轴柄部位套装轴承后连同轴承座固定于轮毂体上，所以受双位推拉杆驱动的滑动执行盘轴向移动时可带动所有叶片以自身轴线为转轴实现扭转，即实现风机的同步调角。调整连接于滑动执行盘与铰链之间的调节杆有效长度可调校各叶片初始安装角的一致性。

具体来说，如图2和图4所示，风机主轴设计成空心轴7，可使得一个双位推拉杆4贯穿整个风机，其中心线与风机旋转中心重合，双位推拉杆4的结构为中间带凸台，两边均带螺纹，并且两个端头加工出方形端头。双位推拉杆4凸台部位装在附属于滑动执行盘12的环型槽13内，螺纹部位与固定于轮毂体8端部的丝母6发生作用，旋转双位推拉杆4任何一端的方形端头可使其与丝母6产生相对位移，因丝母6被相对固定于轮毂体8，所以双位推拉杆4被旋动的同时产生轴向位移，双位推拉杆4的凸台带动滑动执行盘12沿着旋转中心轴向移动但不随其转动，锁紧螺母5紧固于双位推拉杆4的任一端均可起到在风机运转时锁定滑动执行盘12位置的作用，为方便调整一般需要将锁紧螺母5紧固于便于调节的一端；滑动执行盘12与每个叶片11根部的偏心连杆15通过调节杆17、铰链16连接，因所有叶片11的轴柄部位套装轴承9后连同轴承座10固定于轮毂体8上，所以当通过偏心连杆15受到铰链16作用时，所有叶片11能以自身轴线为转轴扭转；调节杆17一端为活结头与铰链16活连接，另一端带螺纹，通过双螺母18与滑动执行盘12紧固。当需要调节角度时，选择合适的调节端，松开此端的锁紧螺母5，转动双位推拉杆4其中一端的方形端头，使得滑动执行盘12沿轮毂体轴线方向位移，调节杆17将通过铰链16带动偏心连杆15，使所有叶片11安装角同步改变。调整完成后，再次锁紧螺母5，叶片安装角被固定在调整值，完成同步调角。

图3所示为本实用新型实施的另一种形式，与图2形式的区别是：双位推拉杆4的凸台部位装在固定于轮毂体8的环型槽13内，螺纹部位与滑动执行盘12的丝母盘14发生作用，旋转双位推拉杆4任何一端的方形端头可使其与丝母盘14产生相对位移，受环型槽13限制双向推拉杆4只能被旋转，而使得丝母盘14带动滑动执行盘12沿轴向位移，滑动执行盘12与叶片连接的其他部分的结构及动作与图2相同。

如图4所示，通过双螺母18调整调节连杆17的有效长度L，可对各叶片初始安装角的一致性进行调校，以保证日后每次同步调角时所有叶片角度的一致性。如图4所示，使偏心连杆17的中心线与叶片内弦线的夹角α的角度值等于叶片最佳工作角，当叶片安装角处于最佳工作角时，偏心连杆17的中心线与风机的旋转平面平行，受铰链16作用时力臂最大，调角最省力。

图5所示为本实用新型应用于鼓风式空冷器的结构示意图，风机20安装于管束19的下方，如在图示的风机上端操作，会受到空间、管束传出的高温影响，使得同步调角操作不方便，而风机的下端不存在高温、空间限制的问题，使用本实用新型选择在图示的A位置即进风位置进行操作，使得同步调角操作变得简单、方便。

图6所示为本实用新型应用于引风式空冷器的结构示意图，风机21的叶轮安装于管束19的上方，从结构上看选择在图示的B位置即出风位置进行调角操作比较方便。

本实用新型具有以下特征：

1，本实用新型的单台风机具有两个调节位置，空冷器对于风机的要求是低压、大风量，通常使用单级风机，单台风机的两个调节位置是为了满足因冷却管束与风机位置设置不同(引风、鼓风)而同样方便调节的需要。

2，本实用新型属于停机后同步调节叶片角，不需要轴向移动-转动的转接，推拉杆自身带有螺纹既用于产生、传递推拉作用又用于防松锁紧，这样使得本实用新型的结构简单，零件很少。

3，本实用新型实现的功能是停机后同步调角，虽然需要停机几分钟，但结构大大简化，风机在锁紧状态下所有部件可看作整体，运转时所有部件同步运转不存在相对运动，从而确保长期可靠运行。

4，本实用新型可通过双螺母18调整调节连杆17的有效长度L，可对各叶片初始安装角的一致性进行调校，以保证日后每次同步调角时所有叶片角度的一致性。

本实用新型主要应用于石化、天然气、电力、冶金等行业的空冷器装置，过去的空冷器装置大多不能调节风压风量，或者有少量装置采用百叶窗调节，这种方式是调高空气的阻力而降低风量，结果是不节能的；变频调速节能及调节风压风量的效果非常理想，但装置的成本大约是本实用新型的6倍左右。

以石化行业空冷器中经常配套的风机G-TF36L6-Vs30kw为例作简要节能分析：按实际情况考虑，除去一年中最冷的两个月，风机运转300天，每天24小时，额定功率30kw的电机按实际平均功耗27kw计算，不作调角的风机年耗电：27×24×300＝194400千瓦时；风机调角只考虑季节变化的因素：一年中6-10月份有150天以最大角工作，风机满负荷运转；春秋有80天因调角按平均3/4负荷运转；较冷天气有70天按平均1/2负荷运转，则实施调角的风机年耗电：27×24×150+27×24×80×3/4+27×24×70×1/2＝158760千瓦时。不调角风机与调角风机年用电量之差则为节电量，一台功率为30kw的调角风机一年可节电：194400-158760＝35640千瓦时。

本实用新型既可用于新建装置，也可用于现有装置的改造，能够为空冷器风机带来重大变革，帮助生产企业节能降耗、增加收益。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (8)

1.一种同步调角空冷器风机，其特征在于：所述同步调角空冷器风机包括风机主轴(7)、双位推拉杆(4)、轮毂体(8)、叶片(11)和滑动执行盘(12)；

所述风机主轴(7)为空心轴；

所述双位推拉杆(4)穿过整个风机，其中心线与风机旋转中心重合，其依次穿过滑动执行盘(12)、轮毂体(8)和风机主轴(7)；

所述轮毂体(8)的中心孔为阶梯通孔，其小径段套装在双位推拉杆(4)外，大径段套装在风机主轴(7)的一端外；所述轮毂体(8)的上端套装在所述滑动执行盘(12)的内孔中；

所述双位推拉杆(4)为轴结构，其两端均带有螺纹，中间带有凸台，并且在其两个端头均加工有方形端头。

2.根据权利要求1所述的同步调角空冷器风机，其特征在于：所述滑动执行盘(12)包括套筒和两个压盖，两个压盖通过螺栓与套筒固定，两个压盖间的空隙构成环形槽(13)，所述双位推拉杆(4)的凸台装在所述环形槽(13)内；

所述双位推拉杆(4)的中部设有中间螺纹，在所述轮毂体(8)位于滑动执行盘(12)的内孔中的端部上固定有丝母(6)，所述双位推拉杆(4)的中间螺纹与所述丝母(6)相配合。

3.根据权利要求1所述的同步调角空冷器风机，其特征在于：所述滑动执行盘(12)包括套筒和一个丝母盘(14)，所述丝母盘(14)固定在套筒的一端；所述双位推拉杆(4)一端的螺纹与丝母盘(14)的丝母相配合；

在所述轮毂体(8)中心孔的大径段和小径段过渡处设有环形槽(13)，所述双位推拉杆(4)的凸台装在所述环形槽(13)内。

4.根据权利要求2或3所述的同步调角空冷器风机，其特征在于：在所述双位推拉杆(4)两端的螺纹部分均可安装锁紧螺母(5)。

5.根据权利要求2或3所述的同步调角空冷器风机，其特征在于：所述叶片(11)的轴柄部位套装轴承(9)后连同轴承座(10)固定于轮毂体(8)上；

在所述滑动执行盘(12)上固定有一组调节杆(17)，每个调节杆(17)对应一个叶片(11)，每个叶片(11)的根部安装有偏心连杆(15)；所述偏心连杆(15)通过铰链(16)与所述调节杆(17)连接；所述调节杆(17)的一端带螺纹，通过双螺母(18)紧固在所述滑动执行盘(12)上，另一端与铰链(16)的一端活动连接，铰链(16)的另一端与所述偏心连杆(15)的一端活动连接，偏心连杆(15)的另一端固定在叶片(11)的根部。

6.根据权利要求5所述的同步调角空冷器风机，其特征在于：所述偏心连杆(15)的中心线与叶片(11)的内弦线的夹角α的角度值等于叶片(11)的最佳工作角。

7.根据权利要求6所述的同步调角空冷器风机，其特征在于：所述偏心连杆(15)的中心线与叶片(11)的外弦线之间的夹角在4度-20度之间。

8.根据权利要求5所述的同步调角空冷器风机，其特征在于：通过双螺母(18)调整调节杆(17)的有效长度L，可对各叶片(11)的初始安装角的一致性进行调校。

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