CN207349133U - 一种高速离心风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高速离心风机，包括机壳、进风口、叶片、叶轮前盖板、叶轮后盖板和电机；叶轮后盖板的边缘与叶片的外侧边缘相交，机壳的后侧板上固定有环形扩压器，二者围成圆形凹槽，叶轮后盖板沉入圆形凹槽内。本实用新型的高速离心风机的转速≥10000rpm，高速离心风机的效率≥65％。本实用新型将扩压器固定在机壳后侧板上，其与叶轮前盖板组成叶轮出口扩压器，即可以减少叶轮重量，又减少扩压器的旋转摩擦损失及叶轮由于高速旋转产生的离心力，显著增强了叶轮强度，能够满足高转速及高压力的要求。本实用新型的高速离心风机，具有加工简单、加工成本低廉、装配要求低、整体强度好能满足高转速的要求的特点。

Description

一种高速离心风机

技术领域

本实用新型属于通用机械通风设备领域，涉及一种高速离心风机。

背景技术

离心风机是利用风机叶轮旋转的机械能转换为气体的压力能和动能，并将气体输送出去，气体沿风机流线型进风口轴向进风，经叶轮旋转产生空气能量，沿螺旋型壳体将气体径向输出，再从机壳出风口送出。在离心风机中，气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。在扩压器中，气体改变了流动方向并且管道断面面积增大使气流减速，这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，其次发生在扩压过程。

离心风机基本构造如图1所示，包括机壳、进风口、叶片、叶轮前盖板、叶轮后盖板和电机，在现有小型离心风机的制造中，叶片、叶轮前盖板及叶轮后盖板往往一体加工，其整体结构复杂，加工难度大，一般需要五轴及以上加工中心才能加工，加工成本较高，且受材料属性限制，整体强度较差，仅能满足低转速及低压力的要求；而且对于装配要求高，集流器和叶轮装配缝隙过大会导致压力泄漏，难以保证风机出口压力。

因此，开发一种加工简单、成本低廉、装配要求低、整体强度好能满足高转速的要求的高速离心风机极具现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术离心风机加工难度大、加工成本低、装配要求高、整体强度差难以满足高转速高压力的要求的缺陷，提供一种加工简单、成本低廉、装配要求低、整体强度好能满足高转速的要求的高速离心风机。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案予以解决：

一种高速离心风机，包括机壳、进风口、叶片、叶轮前盖板、叶轮后盖板和电机；所述叶轮后盖板为圆形且与电机的输出轴连接，所述叶片圆周分布在叶轮后盖板上；

所述叶轮后盖板的边缘与叶片的外侧边缘相交，所述叶片的外侧边缘是指距离电机输出轴的中心轴线距离最远的边缘，所述机壳的后侧板上固定有环形扩压器，二者围成圆形凹槽，所述叶轮后盖板沉入所述圆形凹槽内，将扩压器固定在机壳后侧板上，叶轮前盖板与扩压器一起组成叶轮出口扩压器，这种结构即可以减少叶轮重量，又减少扩压器的旋转摩擦损失，减少叶轮由于高速旋转产生的离心力，增强叶轮强度。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种高速离心风机，所述叶轮后盖板的一面位于圆形凹槽的槽内空间，另一面与圆形凹槽的开口面齐平，如果不齐平或者叶轮后盖板部分沉入或者叶轮后盖板过于沉入圆形凹槽内，当气体流过时容易产生旋涡，增加损失；所述叶轮后盖板与圆形凹槽的中心轴重合，所述叶轮后盖板的边缘与圆形凹槽内壁之间的距离为1～2mm，该距离主要根据加工精度和装配精度进行设置，距离设置过大会造成一定气压损失，距离设置过小会给加工装配带来较大挑战。

如上所述的一种高速离心风机，所述叶轮前盖板与叶片分离，所述叶轮前盖板的内侧边缘与进风口连接，外侧边缘与固定在进风口上的圆筒连接，所述叶轮前盖板、进风口和圆筒构成一内壁为平滑曲面且内径自中间向两端逐渐增大的空心圆柱。这简化了原叶片一体件的结构，降低了加工难度，减少了加工成本；而且由于加工难度的降低，可选用的材料更多，选用强度更优的材料进行加工，可提升整体强度。

如上所述的一种高速离心风机，所述叶轮前盖板与叶片相对的两个面之间的距离≤1mm，叶轮前盖板与叶片相对的两个面之间的距离一般是根据加工精度确定的，理论上越小越好，距离过大容易导致叶顶泄露损失较大，试验表明，距离每增加1mm，压力大约降低5％。

如上所述的一种高速离心风机，所述叶轮前盖板与叶片相对的面上设有环绕叶片的环状凸起，该环状凸起可显著减少叶顶泄漏损失，凸起的形状不限于环状，也可以是在叶轮前盖板上圆周均布的多个凸起，凸起的位置只要能起到减少叶顶泄露损失作用即可。

如上所述的一种高速离心风机，所述环状凸起沿自身轴向与叶片的间距为0mm，环状凸起外缘正好包裹到叶片前端，即可以减少叶顶泄露损失，又不阻挡气体流动；所述环状凸起沿自身径向与叶片的间距为1～2mm，该间距设置过大会造成一定的气压损失，设置过小会造成加工装配难度过大，影响良品率，所述环状凸起、叶轮前盖板、进风口和圆筒一体铸造成型或用铁板焊接。

如上所述的一种高速离心风机，所述叶片与叶轮前盖板相对的面上固定有加强环，以加强叶片与叶轮后盖板的强度，所述加强环的外侧边缘与叶片的外侧边缘相交，所述加强环的外侧边缘是指距离电机输出轴的中心轴线距离最远的边缘，加强环外侧边缘也可大于叶片外缘，但超出部分没有加强作用，造成了材料的浪费。

如上所述的一种高速离心风机，所述加强环为片状结构，所述加强环的宽度为2～5mm，加强环宽度过大，会阻挡气体流动，宽度过小则加强效果不佳，所述加强环、叶片和叶轮后盖板整体铣制。

如上所述的一种高速离心风机，所述进风口为锥弧形，锥弧形进风口气体流动损失小；所述叶片为圆弧型或机翼型，圆弧型叶片效率一般，但加工较为简单，机翼型叶片效率相对较高，但加工比较复杂；

所述机壳的后侧板通过螺栓固定连接在电机的安装板上。

如上所述的一种高速离心风机，高速离心风机的转速≥10000rpm，高速离心风机的效率≥65％。

实用新型机理：

本实用新型通过将扩压器固定在机壳后侧板上，使得叶轮前盖板与扩压器一起组成环状流道结构的叶轮出口扩压器，增大了流道流通面积，起到减速扩压的作用，该结构即可以减少叶轮重量，又通过固定扩压器，减少扩压器的旋转摩擦损失，减少叶轮由于高速旋转产生的离心力，增强叶轮强度。同时，本实用新型通过将进风口、叶轮盖板和圆筒一体化加工实现了叶轮前盖板与叶片分离，一方面，减少了进风口组件，又可以起到防涡圈的作用，气体流出叶轮进入蜗壳后，沿着蜗壳扩压减速流动，改善了流场动力学特性，减小了旋涡，降低机壳内大尺度漩涡，提高风机效率，克服了现有技术中离心风机内叶轮前盖板和机壳前板之间空间区域较大，气体流出叶轮后会在此空间产生旋涡，造成了能量损失，降低风机效率的问题，另一方面，由于叶轮叶片和叶轮后盖板一体加工，没有叶轮前盖板，风机所受应力大大减小，风机转速可以提高到10000rpm以上，能有效提高风机压力。此外，本实用新型的叶轮前盖板上端设有一环状凸起，可以减少叶顶泄露损失。

有益效果：

(1)本实用新型的一种高速离心风机，将扩压器固定在机壳后侧板上，其与叶轮前盖板组成叶轮出口扩压器，即可以减少叶轮重量，又减少扩压器的旋转摩擦损失及叶轮由于高速旋转产生的离心力，显著增强了叶轮强度；

(2)本实用新型的一种高速离心风机，将叶片与叶轮前盖板分离，显著降低了加工难度及加工成本，叶片和叶轮后盖板一体铸造成型，风机所受应力大大减小能满足风机高转速的要求，提高了风机压力；

(3)本实用新型的一种高速离心风机，叶轮前盖板、进风口及圆筒一体铸造成型，既减少了进风口组件，且其又可以起到防涡圈的作用，降低机壳内大尺度漩涡，提高风机效率，降低风机噪声；

(4)本实用新型的一种高速离心风机，具有加工简单、加工成本低廉、装配要求低、整体强度好能满足高转速的要求的特点。

附图说明

图1为现有技术的离心风机的结构示意图；

图2为本实用新型的一种高速离心风机的结构示意图；

图3为图2中A的局部放大图；

图4为图2中B的局部放大图；

图5为本实用新型的高速离心风机的一种可能的结构示意图；

图6为图5中A的局部局部放大图；

图7为本实用新型的叶轮前盖板、进风口和圆筒组成的空心圆柱的结构示意图；

其中1-机壳，2-进风口，3-叶片，4-电机，5-叶轮前盖板，6-叶轮后盖板，7-扩压器，8-加强环，9-圆筒，10-环状凸起。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种高速离心风机，如图2所示，包括机壳1、进风口2、叶片3、叶轮前盖板5、叶轮后盖板6、电机4和扩压器7。

机壳1为一底面开口的螺旋形非对称结构，机壳1的后侧板即未开口面通过螺栓固定连接在电机4的安装板上，开口位置对应锥弧形进风口2，叶轮前盖板5完全覆盖叶片3所组成的叶轮，叶轮直径为200mm，叶片3为圆弧形，叶轮前盖板5与叶片3为分离结构，叶轮前盖板5与叶片3相对的两个面之间的距离为1mm，叶轮前盖板5的内侧边缘与进风口2连接，外侧边缘与固定在进风口2上的圆筒9连接，叶轮前盖板5、进风口2和圆筒9构成一内壁为平滑曲面且内径自中间向两端逐渐增大的如图7所示的空心圆柱，如图3所示，叶轮前盖板5与叶轮3相对的面上设有环绕叶片的环状凸起10，环状凸起10沿轴向与叶片的间距为0mm，环状凸起10沿径向与叶片的间距为1mm，叶片3另一侧布置有叶轮后盖板6，叶轮后盖板6中心开有通孔与与电机4的输出轴连接，叶轮后盖板的边缘与叶片的外侧边缘相交，叶片的外侧边缘是指距离电机输出轴的中心轴线距离最远的边缘，如图4所示，机壳1的后侧板上固定有环形扩压器7，二者围成圆形凹槽，叶轮后盖板6的一面位于圆形凹槽的槽内空间，另一面与圆形凹槽的开口面齐平，叶轮后盖板与圆形凹槽的中心轴重合，叶轮后盖板的边缘与圆形凹槽内壁之间的距离为1mm。

叶片3和叶轮后盖板6整体铣制，环状凸起10、叶轮前盖板5、进风口2和圆筒9一体铸造成型，机壳1的后侧板通过螺栓固定连接在电机4的安装板上。

该高速离心风机的转速为10100rpm，高速离心风机的效率为75.2％。经验证，本实用新型的高速离心风机加工难度低，加工成本低廉，整体强度高能满足高转速的要求，设计合理，装配要求低。

实施例2

一种高速离心风机，如图5所示，其基本结构与实施例1相同，不同在于其在叶片3与叶轮前盖板5相对的面上固定有片状加强环8，如图6所示，加强环8的外侧边缘与叶片3的外侧边缘相交，加强环的外侧边缘是指距离电机输出轴的中心轴线距离最远的边缘，加强环8的宽度为5mm，加强环8、叶片3和叶轮后盖板6整体铣制成型，环状凸起、叶轮前盖板5、进风口2和圆筒是通过铁板焊接的。

该高速离心风机的转速为11000rpm，高速离心风机的效率为67％。与实施例1相比，本实施例通过增加加强环，强化了高速离心风机的整体强度。

经验证，本实用新型的高速离心风机加工难度低，加工成本低廉，整体强度高，设计合理，装配要求低。

实施例3

一种高速离心风机，其基本结构与实施例1相同，不同在于其在叶轮前盖板与叶轮相对的面上没有环状凸起，叶轮前盖板、进风口和圆筒一体铸造成型。

该高速离心风机的转速为10000rpm，高速离心风机的效率为75.1％。经验证，本实用新型的高速离心风机加工难度低，加工成本低廉，整体强度高，设计合理，装配要求低。

实施例4

一种高速离心风机，其基本结构与实施例2相同，不同在于其在叶轮前盖板与叶轮相对的面上没有环状凸起，叶轮前盖板、进风口和圆筒一体铸造成型。

该高速离心风机的转速为10500rpm，高速离心风机的效率为65％。经验证，本实用新型的高速离心风机加工难度低，加工成本低廉，整体强度高，设计合理，装配要求低。

Claims (10)

1.一种高速离心风机，包括机壳、进风口、叶片、叶轮前盖板、叶轮后盖板和电机，所述叶轮后盖板为圆形且与电机的输出轴连接，所述叶片圆周分布在叶轮后盖板上，其特征是：

所述叶轮后盖板的边缘与叶片的外侧边缘相交，所述叶片的外侧边缘是指距离电机输出轴的中心轴线距离最远的边缘；

所述机壳的后侧板上固定有环形扩压器，二者围成圆形凹槽；

所述叶轮后盖板沉入所述圆形凹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种高速离心风机，其特征在于，所述叶轮后盖板的一面位于圆形凹槽的槽内空间，另一面与圆形凹槽的开口面齐平；所述叶轮后盖板与圆形凹槽的中心轴重合，所述叶轮后盖板的边缘与圆形凹槽内壁之间的距离为1～2mm。

3.根据权利要求1所述的一种高速离心风机，其特征在于，所述叶轮前盖板与叶片分离，所述叶轮前盖板的内侧边缘与进风口连接，外侧边缘与固定在进风口上的圆筒连接，所述叶轮前盖板、进风口和圆筒构成一内壁为平滑曲面且内径自中间向两端逐渐增大的空心圆柱。

4.根据权利要求3所述的一种高速离心风机，其特征在于，所述叶轮前盖板与叶片相对的两个面之间的距离≤1mm。

5.根据权利要求4所述的一种高速离心风机，其特征在于，所述叶轮前盖板与叶片相对的面上设有环绕叶片的环状凸起。

6.根据权利要求5所述的一种高速离心风机，其特征在于，所述环状凸起沿轴向与叶片的间距为0mm；所述环状凸起沿径向与叶片的间距为1～2mm；所述环状凸起、叶轮前盖板、进风口和圆筒一体铸造成型或用铁板焊接。

7.根据权利要求4所述的一种高速离心风机，其特征在于，所述叶片与叶轮前盖板相对的面上固定有加强环，所述加强环的外侧边缘与叶片的外侧边缘相交，所述加强环的外侧边缘是指距离电机输出轴的中心轴线距离最远的边缘。

8.根据权利要求7所述的一种高速离心风机，其特征在于，所述加强环为片状结构，所述加强环的宽度为2～5mm；所述加强环、叶片和叶轮后盖板整体铣制。

9.根据权利要求1所述的一种高速离心风机，其特征在于，所述叶片为圆弧型或机翼型；所述机壳的后侧板通过螺栓固定连接在电机的安装板上。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种高速离心风机，其特征在于，高速离心风机的转速≥10000rpm，高速离心风机的效率≥65％。