CN213016855U - 一种高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机 - Google Patents

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朱浩林
范志强
雷新海
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Abstract

本实用新型公开了一种高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,包括永磁电机和鼓风机,所述永磁电机的输出轴与鼓风机的旋转主轴通过联轴器固定连接;所述鼓风机包括与沿鼓风机的旋转主轴的轴向上均匀排布多个叶轮,所述叶轮与中机壳之间通过密封齿进行密封,在所述中机壳内固定安装有隔板,所述中机壳与隔板之间形成狭窄流道;出口机壳和垫环之间形成进入蜗壳前的狭窄流道,本实用新型具有效率高、结构简单、制造成本低、拆装维护方便、密封泄漏比例小等优点。

Description

一种高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机
技术领域
本实用新型属于鼓风机设备制造加工技术领域,具体涉及一种高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机。
背景技术
国内传统的多级离心鼓风机绝大多数是焊接出口机壳焊接叶轮,或者铸造出口机壳焊接叶轮,水平剖分,独立轴承座。由于转子重,必须采用滑动轴承,需要油站、油泵,强制润滑,水冷却系统等,系统复杂,效率较低,特别是小流量叶轮和出口机壳焊接都是大难题,效率更低,同时故障率又很高。
国际上在上世纪八十年代开始发展出了一种新型的多级离心鼓风机,采用铝合金板铆接制造叶轮,重量仅为传统焊接碳钢叶轮的四分之一,这样使得增加风机的级数成为可能,可以采用叶轮出口宽度与叶轮直径比例(宽径比)更优化的设计,配合铸造的出口机壳流道,效率大大提升。但是铆接制造的叶轮流道不太可能是最优的,同时可靠性也还是有些问题。本世纪以来,随着流体机械仿真计算的发展,国际上,特别是北美地区,可以设计出更加优化的出口机壳和叶轮,同时铝合金材料和铸造工艺的发展,使得铸造出通过仿真计算优化的叶轮成为可能。这种新型多级离心鼓风机转速一般在 4200rpm以下,在流量20000m3/h-43000m3/h,压力≤1200kpa的情况下,效率可达81%,考虑到这种多级离心鼓风机在低速直驱(不需要增速箱)的情况下就可达到工艺要求的压力,其实效率已经超过了绝大多数齿式单级高速离心鼓风机。同时这种鼓风机由于低转速,全风冷,采用简单的球轴承,具有外型美观,高效可靠,维护方便等诸多优点,深受用户欢迎。
但是对于流量较小的工况,譬如流量小于3000m3/h,即使是国际上的铸造铝合金叶轮多级离心,效率也非常低,成本还很高,因此应用较少。小流量多级离心效率低的原因主要有几点:一、小流量叶轮直径小,升压困难,因此需要采用不太合理的宽径比叶轮,本身效率就低了;二、小流量叶轮因为流量小,密封的泄漏比例就大;三、叶轮因为制造工艺与成本限制,采用的是二元流叶轮,效率低;四、小流量风机普通异步电机效率低。因此综合来讲小流量多级离心鼓风机效率不高。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型提供了一种高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,具有效率高、成本低、密封泄漏比例小等优点。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,包括永磁电机和鼓风机,所述永磁电机的输出轴与鼓风机的旋转主轴通过联轴器固定连接;
所述鼓风机包括沿旋转主轴的轴向上均匀排布多个叶轮,所述叶轮与中机壳之间通过密封齿进行密封,在所述中机壳内固定安装有隔板,所述中机壳与隔板之间形成狭窄流道;所述出口机壳和垫环之间形成进入蜗壳前的狭窄流道
作为本实施例的优选,所述叶轮为三元流闭式叶轮,所述叶轮为铝合金材质铸造成型。
作为本实施例的优选,叶轮有所述多个密封齿,多个所述密封齿从上至下呈阶梯状分布,相邻所述密封齿之间形成迷宫截留间隙。
作为本实施例的优选,所述密封齿包括水平迎风齿和倾斜背风齿和齿尖。
作为本实施例的优选,所述水平迎风齿与旋转主轴中心线平行设置,倾斜背风齿与旋转主轴中心线呈一定的倾斜角度。
作为本实施例的优选,所述倾斜背风齿的倾斜角度为30-45°。
作为本实施例的优选,所述隔板和中机壳之间为分体式结构。
作为本实施例的优选,所述狭窄流道的流径为10-30mm。
作为本实施例的优选,所述鼓风机的转速为4300-10000rpm,所述鼓风机的流量范围为600m3-14000m3/h。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
(1)本实用新型所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,叶轮采用低压铸造,相比砂型铸造,致密度更高,出现缩孔缩疏的概率更小,使得流道的表面更光滑,采用永磁电机使得整机的效率更高。
(2)本实用新型所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,通过将密封齿设计成从上至下呈阶梯状分布的结构形式,增加了被密封介质的通过行程,使得被密封的介质通过迷宫间隙时逐级减速,有效减少离心鼓风机叶轮进口密封的内泄漏,达到节能效果。
(3)本实用新型所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,通过将中间级隔板和中机壳设置成分体式结构,可以有效的保证与小流量匹配的狭窄流道的铸造成型,提高机器的工作效率。
(4)本实用新型所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,出口机壳与垫环之间为可拆式连接,使得出口机壳和垫环之间形成进入蜗壳前的狭窄流道,狭窄流道与小流量进行匹配,提高整机的工作效率。
(5)本实用新型所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,使得鼓风机的转速提高到4300-10000rpm,使得叶轮直径可以设计的更小,宽径比得到优化,效率提升,升压能力提升。
(6)本实用新型所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,具有结构简单、制造成本低、拆装维护方便等特点。
附图说明
图1为本实用新型中高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机的整体示意图;
图2为本实用新型中高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机的内部结构剖视图;
图3为图2中A部的放大结构图。
图中所示附图标记如下:
1、永磁电机;2、鼓风机;3、旋转主轴;4、联轴器;5、叶轮;6、中机壳;7、密封齿;7.1、水平迎风齿,7.2、倾斜背风齿,7.3齿尖,8、隔板, 9、出口机壳,10、狭窄流道,11、垫环,12、底座。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
参见图1至3所示,本实用新型实施例提供一种高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,具体包括永磁电机1和鼓风机2,其中,永磁电机1的输出轴与鼓风机2的旋转主轴3通过联轴器4固定连接,将永磁电机1和鼓风机2均固定安装在底座13上。
参见图1至2所示,在本实施例中,鼓风机2包括沿鼓风机2的旋转主轴3的轴向上均匀排布多个叶轮5(在本实施例中,为三级离心鼓风机),叶轮5与中机壳6之间通过密封齿7进行级间密封,在中机壳6内固定安装有隔板8,其中,中机壳6与隔板8之间形成狭窄流道10,出口机壳9和垫环 11之间形成进入蜗壳前的狭窄流道。在本实施例中,叶轮5为三元流闭式叶轮,叶轮5采用铝合金材质铸造成型,隔板8采用铝合金材质铸造成型,中机壳6采用铸铁材质,叶轮5和隔板8均为低压铸造,相比砂型铸造,致密度更高,出现缩孔缩疏的概率更小,使得流道的表面更光滑。采用永磁电机 1使得整机的效率更高。
参见图2至3所示,在本实施例中,叶轮多个密封齿7,多个密封齿7 从上至下呈阶梯状分布,相邻密封齿7之间形成迷宫截留间隙。通过将密封齿7设计成从上至下呈阶梯状分布的结构形式,增加了被密封介质的通过行程,使得被密封的介质通过迷宫迷宫间隙时逐级减速,有效减少离心风机叶轮进口密封的内泄漏,达到节能效果。
参见图3所示,在本实施例中,密封齿7包括水平迎风齿7.1,倾斜背风齿7.2和齿尖7.3。为了保证密封齿7整体的稳定性和可靠地力学性能,水平迎风齿7.1、倾斜背风齿7.2和齿尖7.3均为精加工。水平迎风齿7.1与旋转主轴3的中心线平行设置,倾斜背风齿7.2与旋转主轴中心线呈30-45°的倾斜角度(在本实施中,倾斜背风齿7.2的倾斜角度为30°)。这样,从迷宫截留间隙流过的被密封介质在流过密封齿的过程中流量会不断发生变化,提高了叶轮的工作效率。具体的,每当被密封介质流经密封齿7时,密封齿7前后的流量会发生变化,这样,既增加了密封性能同时提高了鼓风机的工作效率。
参见图2所示,隔板8和中机壳6之间为分体式结构,当需要更改扩压器和回流器的叶片型线时,分体式结构只需要重新设计隔板8,制造成本较低。其中,狭窄流道10的流径为10-30mm,狭窄流道10内的流量范围600m3 -14000m3/h。多级离心鼓风机的转速在4300-10000rpm左右,使得叶轮直径可以设计的更小,宽径比得到优化,效率提升,升压能力提升。
在本实施例中,出口机壳9与垫环11之间为可拆式连接,使得出口机壳和垫环之间形成进入蜗壳前的狭窄流道,狭窄流道与小流量进行匹配,提高整机的工作效率。本实用新型具有结构简单、制造成本低、拆装维护方便等特点。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:包括永磁电机(1)和鼓风机(2),所述永磁电机(1)的输出轴与鼓风机(2)的旋转主轴(3)通过联轴器(4)固定连接;
所述鼓风机(2)包括沿鼓风机(2)的旋转主轴(3)的轴向上均匀排布多个叶轮(5),所述叶轮(5)与中机壳(6)之间通过密封齿(7)进行密封,在所述中机壳(6)内固定安装有隔板(8),所述中机壳(6)与隔板(8)之间形成狭窄流道(10);出口机壳(9)和垫环(11)之间形成进入蜗壳前的狭窄流道(10)。
2.根据权利要求1所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:所述叶轮(5)为三元流闭式叶轮,所述叶轮(5)为铝合金材质铸造成型。
3.根据权利要求1所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:叶轮有多个密封齿(7),多个所述密封齿(7)从上至下呈阶梯状分布,所述相邻密封齿(7)之间形成迷宫截留间隙。
4.根据权利要求3所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:所述密封齿(7)包括水平迎风齿(7.1)和倾斜背风齿(7.2),和齿尖(7.3)。
5.根据权利要求4所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:所述水平迎风齿(7.1)与旋转主轴中心线平行设置,倾斜背风齿(7.2)与旋转主轴中心线呈一定的倾斜角度。
6.根据权利要求4或5所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:所述倾斜背风齿(7.2)的倾斜角度为30-45°。
7.根据权利要求1所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:所述隔板(8)和中机壳(6)之间为分体式结构。
8.根据权利要求1所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:所述狭窄流道(10)的流径为10-30mm。
9.根据权利要求1所述的高效高压比永磁变频中速多级离心鼓风机,其特征在于:所述鼓风机(2)的转速为4300-10000rpm,所述鼓风机(2)的流量范围为600m3-14000m3/h。
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