CN206830475U - 一种离心式氧气鼓风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离心式氧气鼓风机，包括一级鼓风机、二级鼓风机、高速电机及换热器，一级鼓风机与二级鼓风机的结构相同，分别包括蜗壳、型环、设置于蜗壳内且位于型环另一端口处的转子、及一端插入转子内且另一端延伸至蜗壳外部的拉杆；高速电机两端分别具有一输出轴，一级鼓风机的转子与高速电机一端的输出轴连接，且一级鼓风机的拉杆插入于高速电机一端的输出轴中，二级鼓风机的转子与高速电机另一端的输出轴连接，且二级鼓风机的拉杆插入于高速电机另一端的输出轴中；一级鼓风机的蜗壳、及二级鼓风机的型环分别与换热器相连通。本实用新型可用于向纯氧燃烧玻璃窑炉提供氧气，效率高，能耗低，保证在氧气环境下的安全运行。

Description

一种离心式氧气鼓风机

技术领域

本实用新型涉及鼓风机领域，尤其涉及一种用于向纯氧燃烧玻璃窑炉提供氧气的离心式氧气鼓风机。

背景技术

玻璃行业是能耗大户且污染排放比较严重，利用纯氧燃烧是消除NOx排放并提高燃烧效率的一个必然方向。氧气风机是纯氧燃烧的一个核心设备，市场上现有的氧气风机主要为罗茨风机，该风机存在效率低，能耗高，噪音大，寿命短，维护频繁等一系列缺点，而常用的离心式鼓风机又存在润滑系统的润滑油会在压缩气体中形成少量油气，转子故障时可能产生火花等问题，这些问题会在氧气环境下造成极大的安全隐患。

因此，设计一种能在氧气环境下安全运行的离心式鼓风机，对于提高玻璃窑炉能源利用率具有显著意义。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型的目的在于提供一种离心式氧气鼓风机，用于向纯氧燃烧玻璃窑炉提供氧气，效率高，能耗低，仅需35kw高速电机驱动，即可完成75kw传统罗茨风机所能完成的工作量，同时保证在氧气环境下的安全运行。

本实用新型为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种离心式氧气鼓风机，其特征在于，包括一级鼓风机、二级鼓风机、连接于一级鼓风机与二级鼓风机之间的高速电机、及一换热器，其中，所述一级鼓风机与二级鼓风机的结构相同，分别包括一蜗壳、一端插入蜗壳内的一型环、设置于蜗壳内且位于型环另一端口处的一转子、及一端插入转子内且另一端延伸至蜗壳外部的一拉杆；所述高速电机两端分别具有一输出轴，该一级鼓风机的转子与高速电机一端的输出轴连接，且该一级鼓风机的拉杆插入于高速电机一端的输出轴中，该二级鼓风机的转子与高速电机另一端的输出轴连接，且该二级鼓风机的拉杆插入于高速电机另一端的输出轴中；所述一级鼓风机的蜗壳、及二级鼓风机的型环分别与换热器相连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述高速电机两端的输出轴上分别设置有一空气悬浮轴承。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜗壳中心轴方向上具有一贯穿孔，且在该贯穿孔一端具有一外端口，另一端具有一内端口，该外端口大于内端口；在该外端口边缘环设有一外环形凸台，在该内端口外边缘向蜗壳中心轴方向上延伸设置有一内半凸台；在该蜗壳上且靠近内端口处向外延伸环设有一环形凸起，且该环形凸起内具有与贯穿孔相连通的一环形槽，在该环形凸起上开设有径向排气口。

作为本实用新型的进一步改进，所述型环主要由一内插部与一外延部组成，该内插部中心轴方向上具有一轴向进气通道，该外延部中心轴方向上具有一外通孔，该内插部一端插入外通孔中，且该内插部的内端口向外侧弯折形成一环形弯折部，该环形弯折部与外延部的内端口相连接，并在该内插部外壁与外延部内壁之间形成一空间；该内插部与外延部的端部从贯穿孔的外端口插入贯穿孔中，且该外延部的外壁与贯穿孔的内壁相贴合；在该内插部外端口边缘向外延伸设置有一内插部环形凸台，在该外延部外端口边缘向外延伸设置有一外延部环形凸台。

作为本实用新型的进一步改进，所述转子主要由一转子主体、及一体连接于转子主体端部的一连接部组成，其中，在该转子中心轴方向上开设有供拉杆插入的一插孔，该插孔贯穿于转子主体与连接部中；该转子主体主要由转子外壳、及设置于转子外壳内部的三元流叶轮组成，该三元流叶轮主要由以插孔为中心轴呈圆周均匀分布于转子外壳内的若干叶片组成；该转子主体位于蜗壳的贯穿孔内且位于内插部的轴向进气通道端口处，该连接部插入于蜗壳的内端口中；所述转子外壳外侧边具有一内凹环形弧面，该内凹环形弧面与环形弯折部之间形成一环形流道，该环形流道一端与内插部的轴向进气通道相连通，另一端与蜗壳的环形槽相连通。

作为本实用新型的进一步改进，在所述环形流道的一内壁上且位于环形弯折部的一侧边上镀有一铜镀层。

作为本实用新型的进一步改进，在所述转子外壳端部且位于内插部的轴向进气通道内设置有一流线罩。

作为本实用新型的进一步改进，在所述高速电机的输出轴与转子的连接部的连接处外侧环设有一碳环式机械密封件。

作为本实用新型的进一步改进，所述转子主体的转子外壳上设置有若干凸起，在所述蜗壳的贯穿孔内壁上且位于靠近内端口的一端处开设有供凸起卡入的卡槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述一级鼓风机的径向排气口与换热器之间、及二级鼓风机的轴向进气通道与换热器之间分别通过一扩压管连接。

本实用新型的有益效果为：

(1)采用高速电机直接驱动一级鼓风机与二级鼓风机的转子，并采用空气悬浮轴承相配合，大大提高高速电机传动效率，提高整体效率，降低整机功耗，噪声明显降低，使用寿命延长，且维护更加简单快捷；

(2)一级鼓风机与二级鼓风机的转子均采用由三元流计算机辅助设计形成的三元流叶轮，实现转子对流道任意面的精确控制，两级效率均超过88％，一级效率超过83％；

(3)以高效离心式鼓风机替代传统罗茨风机作为氧气风机，使用35kw高速电机驱动，即可完成75kw罗茨风机的供氧效率；且保证了离心式鼓风机在氧气环境下安全运行。

上述是实用新型技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视图；

图2为本实用新型的外部结构示意图；

图3为本实用新型一级鼓风机的结构示意图；

图4为本实用新型一级鼓风机的蜗壳的结构示意图；

图5为本实用新型一级鼓风机的转子主体的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式详细说明。

请参照图1至图5，本实用新型实施例提供一种离心式氧气鼓风机，包括一级鼓风机1、二级鼓风机2、连接于一级鼓风机1与二级鼓风机2之间的高速电机3、及一换热器4，其中，所述一级鼓风机1与二级鼓风机2的结构相同，分别包括一蜗壳(11，21)、一端插入蜗壳(11，21)内的一型环(12，22)、设置于蜗壳(11，21)内且位于型环(12，22)另一端口处的一转子(13，23)、及一端插入转子(13，23)内且另一端延伸至蜗壳(11，21)外部的一拉杆(14，24)；所述高速电机3两端分别具有一输出轴31，该一级鼓风机1的转子13与高速电机3一端的输出轴31连接，且该一级鼓风机1的拉杆14插入于高速电机3一端的输出轴31中，该二级鼓风机2的转子23与高速电机3另一端的输出轴31连接，且该二级鼓风机2的拉杆24插入于高速电机3另一端的输出轴31中；所述一级鼓风机1的蜗壳11、及二级鼓风机2的型环22分别与换热器4相连通。

在本实施例中，如图1所示，所述高速电机3两端的输出轴31上分别设置有一空气悬浮轴承5。采用空气悬浮轴承5配合高速电机3直驱，传动效率高达99.5％以上，而传统鼓风机齿轮箱+传统轴承的传动效率仅在69％-98％之间。

在本实施例中，所述一级鼓风机1与二级鼓风机2的结构相同，下面以一级鼓风机1为例，详述其具体结构。

如3与图4所示，所述蜗壳11中心轴方向上具有一贯穿孔111，且在该贯穿孔111一端具有一外端口1111，另一端具有一内端口1112，该外端口1111大于内端口1112；在该外端口1111边缘环设有一外环形凸台112，在该内端口1112外边缘向蜗壳11中心轴方向上延伸设置有一内半凸台113；在该蜗壳11上且靠近内端口1112处向外延伸环设有一环形凸起114，且该环形凸起114内具有与贯穿孔111相连通的一环形槽1141，在该环形凸起114上开设有径向排气口115。

在本实施例中，蜗壳11通过计算机辅助设计，提供360°环向蜗室的截面面积，以达到蜗壳11的最优布局。

如图3所示，所述型环12主要由一内插部121与一外延部122组成，该内插部121中心轴方向上具有一轴向进气通道1211，该外延部122中心轴方向上具有一外通孔1221，该内插部121一端插入外通孔1221中，且该内插部121的内端口向外侧弯折形成一环形弯折部123，该环形弯折部123与外延部122的内端口相连接，并在该内插部121外壁与外延部122内壁之间形成一空间124；该内插部121与外延部122的端部从贯穿孔111的外端口1111插入贯穿孔111中，且该外延部122的外壁与贯穿孔111的内壁相贴合；在该内插部121外端口边缘向外延伸设置有一内插部环形凸台1212，在该外延部122外端口边缘向外延伸设置有一外延部环形凸台1222。在本实施例中，蜗壳11与型环12采用铸铁QT400铸造。

如图3与图5所示，所述转子13主要由一转子主体131、及一体连接于转子主体131端部的一连接部132组成，其中，在该转子13中心轴方向上开设有供拉杆14插入的一插孔133，该插孔133贯穿于转子主体131与连接部132中，在本实施例中，所述拉杆14插入插孔133中，并通过一拉杆螺母141固定于转子主体131上；该转子主体131主要由转子外壳1311、及设置于转子外壳1311内部的三元流叶轮1312组成，该三元流叶轮1312主要由以插孔133为中心轴呈圆周均匀分布于转子外壳1311内的若干叶片13121组成；该转子主体131位于蜗壳11的贯穿孔111内且位于内插部121的轴向进气通道1211端口处，该连接部132插入于蜗壳11的内端口1112中；所述转子外壳1311外侧边具有一内凹环形弧面13111，该内凹环形弧面13111与环形弯折部123之间形成一环形流道6，该环形流道6一端与内插部121的轴向进气通道1211相连通，另一端与蜗壳11的环形槽1141相连通，在本实施例中，所述转子外壳1311与环形流道6的截面均呈八字形。在本实施例中，三元流叶轮1312采用铝合金7A09锻造。

在本实施例中，型环12与蜗壳11配合构成完整的流道，在型环12与转子13的三元流叶轮1312叶片配合处用有限元分析精确确定叶顶间隙，保证转子13安全运行的同时尽可能抑制二次流损失。同时，转子13采用具有国际先进水平的三元流叶轮1312设计，其子午面、回转面及叶片型线采用任意曲面设计方法，可实现对流道内部全部质点运动状态的控制，效率较常规产品提高效率8～10％。在本实施例中，一级鼓风机1的转子效率为88.3％，二级鼓风机2的转子效率为88.1％。

作为本实施例的进一步改进，如图3所示，在所述环形流道6的一内壁上且位于环形弯折部123的一侧边上镀有一铜镀层7。通过在环形流道6表面镀0.5mm铜镀层7，以保证特殊情况下三元流叶轮1312不会与环形流道6产生碰撞火花。

作为本实施例的进一步改进，如图3所示，在所述转子外壳1311端部且位于内插部121的轴向进气通道1211内设置有一流线罩8。

作为本实施例的进一步改进，如图3所示，在所述高速电机3的输出轴31与转子13的连接部132的连接处外侧环设有一碳环式机械密封件9，以保证不产生摩擦火花。

作为本实施例的进一步改进，如图3所示，所述转子主体131的转子外壳1311上设置有若干凸起13112，在所述蜗壳11的贯穿孔111内壁上且位于靠近内端口1112的一端处开设有供凸起13112卡入的卡槽1113。

同时，如图1与图2所示，所述一级鼓风机1的径向排气口115与换热器4之间、及二级鼓风机2的轴向进气通道与换热器4之间分别通过一扩压管10连接。

本实施例采用高速电机3直接驱动一级鼓风机1与二级鼓风机2，高速电机3的工作转速超过30000转/分钟，鼓风机两级升压，两级三元流叶轮1312背靠背悬臂直接安装在高速电机3两端的输出轴31上，实现轴向进气、径向排气结构。气体进入一级鼓风机1的轴向进气通道1211后，由高速电机3借助端面齿配合结构驱动高速转动的三元流叶轮1312对气体进行做功，气体再经扩压器、蜗室、扩压管10排出，一级鼓风机1排出的氧气进入中间的换热器4，冷却后进入二级鼓风机2进行第二级压缩。由于整机是背对背结构设计，因此高速转子13轴向推力大部分抵消，可以极大地降低机械损失。

本实用新型实施例提供的离心式氧气鼓风机，特别适用于向纯氧燃烧玻璃窑炉提供氧气，同时也可作为其他行业的供氧风机使用，对降低行业能耗具有显著意义。

本实用新型的重点主要在于；

(1)采用高速电机直接驱动一级鼓风机与二级鼓风机的转子，并采用空气悬浮轴承相配合，大大提高高速电机传动效率，提高整体效率，降低整机功耗，噪声明显降低，使用寿命延长，且维护更加简单快捷；

(2)一级鼓风机与二级鼓风机的转子均采用由三元流计算机辅助设计形成的三元流叶轮，实现转子对流道任意面的精确控制，两级效率均超过88％，一级效率超过83％；

(3)以高效离心式鼓风机替代传统罗茨风机作为氧气风机，使用35kw高速电机驱动，即可完成75kw罗茨风机的供氧效率；且保证了离心式鼓风机在氧气环境下安全运行。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故采用与本实用新型上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他结构，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离心式氧气鼓风机，其特征在于，包括一级鼓风机、二级鼓风机、连接于一级鼓风机与二级鼓风机之间的高速电机、及一换热器，其中，所述一级鼓风机与二级鼓风机的结构相同，分别包括一蜗壳、一端插入蜗壳内的一型环、设置于蜗壳内且位于型环另一端口处的一转子、及一端插入转子内且另一端延伸至蜗壳外部的一拉杆；所述高速电机两端分别具有一输出轴，该一级鼓风机的转子与高速电机一端的输出轴连接，且该一级鼓风机的拉杆插入于高速电机一端的输出轴中，该二级鼓风机的转子与高速电机另一端的输出轴连接，且该二级鼓风机的拉杆插入于高速电机另一端的输出轴中；所述一级鼓风机的蜗壳、及二级鼓风机的型环分别与换热器相连通。

2.根据权利要求1所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，所述高速电机两端的输出轴上分别设置有一空气悬浮轴承。

3.根据权利要求1或2所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，所述蜗壳中心轴方向上具有一贯穿孔，且在该贯穿孔一端具有一外端口，另一端具有一内端口，该外端口大于内端口；在该外端口边缘环设有一外环形凸台，在该内端口外边缘向蜗壳中心轴方向上延伸设置有一内半凸台；在该蜗壳上且靠近内端口处向外延伸环设有一环形凸起，且该环形凸起内具有与贯穿孔相连通的一环形槽，在该环形凸起上开设有径向排气口。

4.根据权利要求3所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，所述型环主要由一内插部与一外延部组成，该内插部中心轴方向上具有一轴向进气通道，该外延部中心轴方向上具有一外通孔，该内插部一端插入外通孔中，且该内插部的内端口向外侧弯折形成一环形弯折部，该环形弯折部与外延部的内端口相连接，并在该内插部外壁与外延部内壁之间形成一空间；该内插部与外延部的端部从贯穿孔的外端口插入贯穿孔中，且该外延部的外壁与贯穿孔的内壁相贴合；在该内插部外端口边缘向外延伸设置有一内插部环形凸台，在该外延部外端口边缘向外延伸设置有一外延部环形凸台。

5.根据权利要求4所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，所述转子主要由一转子主体、及一体连接于转子主体端部的一连接部组成，其中，在该转子中心轴方向上开设有供拉杆插入的一插孔，该插孔贯穿于转子主体与连接部中；该转子主体主要由转子外壳、及设置于转子外壳内部的三元流叶轮组成，该三元流叶轮主要由以插孔为中心轴呈圆周均匀分布于转子外壳内的若干叶片组成；该转子主体位于蜗壳的贯穿孔内且位于内插部的轴向进气通道端口处，该连接部插入于蜗壳的内端口中；所述转子外壳外侧边具有一内凹环形弧面，该内凹环形弧面与环形弯折部之间形成一环形流道，该环形流道一端与内插部的轴向进气通道相连通，另一端与蜗壳的环形槽相连通。

6.根据权利要求5所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，在所述环形流道的一内壁上且位于环形弯折部的一侧边上镀有一铜镀层。

7.根据权利要求5所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，在所述转子外壳端部且位于内插部的轴向进气通道内设置有一流线罩。

8.根据权利要求5所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，在所述高速电机的输出轴与转子的连接部的连接处外侧环设有一碳环式机械密封件。

9.根据权利要求5所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，所述转子主体的转子外壳上设置有若干凸起，在所述蜗壳的贯穿孔内壁上且位于靠近内端口的一端处开设有供凸起卡入的卡槽。

10.根据权利要求4所述的离心式氧气鼓风机，其特征在于，所述一级鼓风机的径向排气口与换热器之间、及二级鼓风机的轴向进气通道与换热器之间分别通过一扩压管连接。