CN219345027U - 一种双头鼓风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通风装置技术领域，尤其涉及一种双头鼓风机，包括双头永磁电机、叶轮一、叶轮二、分流管和汇流管，双头永磁电机两端设有风机壳，叶轮一和叶轮二分别设置在双头永磁电机两输出轴端部，分流管两端分别与两风机壳的进风端接通，分流管一侧设有进风口，分流管的内腔划分为风道一和风道二，风道一和风道二交汇处设有限流球，限流球的一侧连接有弹性件，弹性件与分流管内壁连接，汇流管两端分别与两风机壳的出风端接通，汇流管一侧设有出风口，利用双头永磁电机同步驱使叶轮一与叶轮二保持高速转动，在确保风量的同时，通过摆动的限流球动态平衡双头永磁电机两端所受的轴向力，极大地提升了鼓风机的经济效益。

Description

一种双头鼓风机

技术领域

本实用新型涉及通风装置技术领域，尤其涉及一种双头鼓风机。

背景技术

隧道、矿山和地铁等场所占地面积极大，其内部布设的通风管道往往也极长，排风换气的难度较大，对鼓风机的风量要求较高。

然而受限于技术和材料的特性，鼓风机的叶轮旋转时风机进气口形成真空，会对电机主轴产生反作用力，轴向拉力会引起轴承陶瓷珠和外缘深沟的磨损，因此，为降低轴向拉力对轴承的破坏，使用装有陶瓷材料轴承(氧化钴)的单头高速永磁离心鼓风机时，就只能在低压0至40KPA的状态下工作，并且此类单头的永磁风机轴承的使用寿命基本达不到设计寿命的一半，因此，如何提供一种风量大并可降低轴承损耗的鼓风机，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种双头鼓风机，该双头鼓风机可增大风量，同时平衡双头电机两端所受的轴向力，降低轴承的损耗。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种双头鼓风机，包括双头永磁电机、叶轮一、叶轮二、分流管和汇流管，所述双头永磁电机两端对称设有风机壳，所述双头永磁电机两输出轴分别穿入对应的风机壳内，所述叶轮一和叶轮二分别同轴地设置在双头永磁电机两输出轴端部，并以双头永磁电机为中心呈镜像对称，所述分流管位于双头永磁电机一侧，所述分流管两端分别与两风机壳的进风端接通，所述分流管一侧设有进风口，所述分流管的内腔以进风口为界划分为风道一和风道二，所述风道一和风道二交汇处可活动地设有限流球，所述限流球的一侧连接有弹性件，所述弹性件远离限流球的一端与分流管内壁连接，所述汇流管位于双头永磁电机另一侧，所述汇流管两端分别与两风机壳的出风端接通，所述汇流管一侧设有出风口，所述限流球存在拉扯弹性件并摆动靠近风道一进风端或风道二进风端的状态一，以及居中静置在风道一与风道二交汇处的状态二。

优选地，所述弹性件为弹簧，所述弹簧竖直设置在风道一与风道二交汇处，所述弹簧一端与分流管内壁连接，所述弹簧另一端与限流球连接。

优选地，所述双头鼓风机还包括矢量变频器，所述矢量变频器与双头永磁电机电性连接。

优选地，所述进风口位于分流管中部。

优选地，所述出风口位于汇流管中部。

优选地，所述叶轮一与叶轮二均为金属铝材质。

优选地，所述叶轮一与叶轮二均为三元流叶轮。

优选地，所述双头鼓风机还包括散热壳、密封圈和导流管，所述散热壳设置在两个风机壳之间，所述散热壳将双头永磁电机套设在内，所述散热壳靠近汇流管一侧设有与外界接通的散热口，所述密封圈设有两个并分别设置在散热壳两端与双头永磁电机接缝处，所述导流管设置在散热壳与分流管之间，所述导流管两端分别接通散热壳内腔与分流管。

优选地，所述散热壳内腔中与双头永磁电机轴线垂直地设有散热鳍片，所述散热鳍片套设在双头永磁电机上，所述散热鳍片设有多个，并沿双头永磁电机轴向均布。

优选地，所述分流管、汇流管、导流管和散热壳均为金属材质。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果为：

1)、利用双头永磁电机同步驱使叶轮一与叶轮二保持高速转动，在能耗与单头电机相近的情况下，产生的风量增加近一倍，并通过分流管和汇流管实现叶轮一与叶轮二的集中抽气和排气，可在确保通风管道整体风量的同时减少所需的鼓风机数量，降低鼓风机设备的购置成本和电能消耗，提升经济效益。

2)、当风道一和风道二内气体流速差值较大时，此时限流球将受到气体流速较大的风道的进风端吸引，拉扯弹性件向该风道的进风端摆动，随着限流球逐渐靠近，对应风道的进风端开口将受限流球的阻隔，从而降低对应风道内的气体流速，减少该风道对应叶轮所受的轴向力；而当风道一和风道二内气体流速接近时，限流球受弹性件的拉扯将居中静置在风道一与风道二交汇处，达到动态平衡双头永磁电机两端所受的轴向力的目的，从而降低双头永磁电机内部轴承的损耗，延长轴承的使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制,在附图中：

图1为本实用新型整体的结构示意图；

图2为本实用新型整体的剖视图一；

图3为本实用新型整体的剖视图二；

图4为图3中A处的放大图；

图5为本实用新型整体的剖视图三；

图6为本实用新型整体的正视图。

图中：1双头永磁电机、2风机壳、31叶轮一、32叶轮二、41风道一、42风道二、43进风口、44限流球、45弹性件、5汇流管、51出风口、6散热壳、61散热口、7密封圈、8导流管、9散热鳍片。

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。

参阅附图1-附图6，一种双头鼓风机，包括双头永磁电机1、叶轮一31、叶轮二32、分流管和汇流管5，双头永磁电机1两端对称设有风机壳2，双头永磁电机1两输出轴分别穿入对应的风机壳2内，叶轮一31和叶轮二32分别同轴地设置在双头永磁电机1两输出轴端部，并以双头永磁电机1为中心呈镜像对称，分流管位于双头永磁电机1一侧，分流管两端分别与两风机壳2的进风端接通，分流管一侧设有进风口43，分流管的内腔以进风口43为界划分为风道一41和风道二42，风道一41和风道二42交汇处可活动地设有限流球44，限流球44的一侧连接有弹性件45，弹性件45远离限流球44的一端与分流管内壁连接，汇流管5位于双头永磁电机1另一侧，汇流管5两端分别与两风机壳2的出风端接通，汇流管5一侧设有出风口51，限流球44存在拉扯弹性件45并摆动靠近风道一41进风端或风道二42进风端的状态一，以及居中静置在风道一41与风道二42交汇处的状态二。

在一个实施例中，双头永磁电机1可替换为双头磁悬浮离心电机或双头空气悬浮电机使用；限流球44为金属材质且内部中空，以降低限流球44的重量同时提升限流球44的强度。

在本实施例中，使用时先将进风口43与出风口51分别与管道的进风端和出风端接通，将鼓风机串联在通风管道上，双头永磁电机1启动后将驱使叶轮一31与叶轮二32同步转动，此时风机壳2内产生负压，管道进风端内的空气通过进风口43流入分流管中，并分别从分流管两端流入两个风机壳2内，再通过叶轮一31与叶轮二32的搅动分别从汇流管5两端流入汇流管5中，最后在汇流管5出风口51处汇聚并从出风口51排出至管道出风端内，在此过程中，受叶轮效率差异等影响，可能出现风道一41和风道二42内气体流速差值较大的情况，此时限流球44将受到气体流速较大的风道的进风端吸引，拉扯弹性件45向该风道的进风端摆动，随着限流球44逐渐靠近，对应风道的进风端开口将受限流球44的阻隔，从而降低对应风道内的气体流速，减少该风道对应叶轮所受的轴向力；而当风道一41和风道二42内气体流速接近时，限流球44受弹性件45的拉扯将居中静置在风道一41与风道二42交汇处，达到动态平衡双头永磁电机1两端所受的轴向力的目的，从而降低双头永磁电机1内部轴承的损耗，延长轴承的使用寿命；利用双头永磁电机1同步驱使叶轮一31与叶轮二32保持高速转动，在能耗与单头电机相近的情况下，产生的风量增加近一倍，并通过设置分流管和汇流管5使叶轮一31和叶轮二32可集中对进风口43抽气，对出风口51排气，在确保通风管道整体风量的同时减少所需的鼓风机数量，降低鼓风机设备的购置成本和电能消耗，同时通过摆动的限流球44动态平衡双头永磁电机1两端所受的轴向力，降低了双头永磁电机1的维修支出，极大地提升了鼓风机的经济效益。

进一步地，弹性件45为弹簧，弹簧竖直设置在风道一41与风道二42交汇处，弹簧一端与分流管内壁连接，弹簧另一端与限流球44连接。

在本实施例中，弹簧的顶端与分流管顶侧的内壁固接，弹簧的底端与限流球44固接，当限流球44处于状态一时，限流球44将通过掰扯弹簧实现摆动，此时弹簧变形蓄能；而当风道一41与风道二42内部的气体流速接近一致时，限流球44两侧所受的吸力达到平衡，此时弹簧将释能复位，带动限流球44摆动复位至状态二。

进一步地，双头鼓风机还包括矢量变频器，矢量变频器与双头永磁电机1电性连接。

具体的，双头永磁电机1由矢量变频器控制运行，可控制双头永磁电机1的扭力矢量，以便根据客户的实际需求做出高效调节，使鼓风机在不同风量和压力时段工作时都保持最高效力。

进一步地，进风口43位于分流管中部，出风口51位于汇流管5中部。

具体的，居中设置的进风口43和出风口51便于均分双头永磁电机1两端所对应的抽风和排风行程，使其两端输出轴负载保持一致，确保双头永磁电机1的正常运行，延长使用寿命。

进一步地，叶轮一31与叶轮二32均为金属铝材质，叶轮一31与叶轮二32均采用高强度航空铝制成，单位体积重量非常轻，可有效降低双头永磁电机1的能耗，提升转速。

进一步地，叶轮一31与叶轮二32均为三元流叶轮，三元流叶轮是一种高效叶轮，也是一种混流叶轮，其结构外部为轴向叶轮，内部离心叶轮结构，利用轴向力特点，以提升鼓风效率，增大风量，三元流叶轮为现有技术，本实施例中不做具体描述。

进一步地，双头鼓风机还包括散热壳6、密封圈7和导流管8，散热壳6设置在两个风机壳2之间，散热壳6将双头永磁电机1套设在内，散热壳6靠近汇流管5一侧设有与外界接通的散热口61，密封圈7设有两个并分别设置在散热壳6两端与双头永磁电机1接缝处，导流管8设置在散热壳6与分流管之间，导流管8两端分别接通散热壳6内腔与分流管。

在本实施例中，密封圈7可密闭散热壳6与双头永磁电机1之间的接缝，确保双头永磁电机1运作时，外界空气仅能从散热口61流入散热壳6内腔，以控制散热壳6内腔的空气流向；导流管8设有两根，并沿双头永磁电机1轴向对称设置在散热壳6外侧；双头永磁电机1在运行时将产生热量，由于导流管8与分流管接通，因此当双头永磁电机1驱使两头的叶轮一31与叶轮二32旋转时，分流管内产生的负压将驱使外界空气依次通过散热口61、散热壳6内腔和导流管8流入分流管中，以使外界空气持续地从散热壳6内腔中流过带走双头永磁电机1所产生的热量，对双头永磁电机1进行降温，省去电机散热风扇，进一步节省鼓风机运行能耗的0.5％-1％。

进一步地，散热壳6内腔中与双头永磁电机1轴线垂直地设有散热鳍片9，散热鳍片9套设在双头永磁电机1上，散热鳍片9设有多个，并沿双头永磁电机1轴向均布。

具体的，散热鳍片9为金属铝材质，具有良好的导热性能；散热鳍片9顶底两端与散热壳6内壁固接，当双头永磁电机1产生热量时，散热鳍片9可吸附双头永磁电机1的部分热量，从而增大双头永磁电机1的散热面积，以便进入散热壳6内腔的空气从散热鳍片9之间流过带走热量，提升散热效率。

进一步地，分流管、汇流管5、导流管8和散热壳6均为金属材质，以提升鼓风机整体的强度和稳定性。

综上所述，本实用新型将转矩控制器矢量变频器、永磁电机和三元流叶轮三者结合，利用转矩控制器控制永磁电机在高达20000转/分钟的转速下高效工作，还可以通过永磁电机工作时转矩反馈的信号，利用转矩控制器控制永磁电机在相同转速下，有不同的转矩输出，即不同的功率输出；

比如一台输出功率为15kw的单头高速永磁离心鼓风机，根据常规离心风机工作原理，为获得较高压力通常在10-100KPA，离心风机会在20000转/分钟左右状态下工作，假设离心风机此时的转矩是10，此时我们更换功率为7.5kw的转矩控制器来控制输出功率为15kw的鼓风机，在相同20000转/分钟转速下，就可以得到输出功率为15kw的电机输出转矩为5永磁电机与转矩控制器配合，设定输出功率，根据这个特性，用户控制转矩在5时，就可以把原来单头15kw的风机改为双头，双头风机工作时总的输出转矩就等于10了；

由于同一个风机，不同功率下输出相同的转速，和不同的转矩，所以在势能相同的情况下，他们可以达到相同的风量，双头设计就可以让我们得到2倍的风量，而因为动能降低，鼓风机工作时的最大静压下降，下降幅度大概在30％-50％优化进出口管径设计的情况下，仍旧能控制工作静压在1-40kpa之间。

鼓风机采用双头并联的设置，有效利用永磁电机+转矩控制器的控制，可以在压力1-40kpa的风压范围内，达到高效的送风作业，广泛弥补这个风压区间轴流风机工作效率低下的不足，真正达到环保节能的目的。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

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 (10)

1.一种双头鼓风机，其特征在于，包括：双头永磁电机(1)、叶轮一(31)、叶轮二(32)、分流管和汇流管(5)；

所述双头永磁电机(1)两端对称设有风机壳(2)，所述双头永磁电机(1)两输出轴分别穿入对应的风机壳(2)内；

所述叶轮一(31)和叶轮二(32)分别同轴地设置在双头永磁电机(1)两输出轴端部，并以双头永磁电机(1)为中心呈镜像对称；

所述分流管位于双头永磁电机(1)一侧，所述分流管两端分别与两风机壳(2)的进风端接通，所述分流管一侧设有进风口(43)，所述分流管的内腔以进风口(43)为界划分为风道一(41)和风道二(42)，所述风道一(41)和风道二(42)交汇处可活动地设有限流球(44)，所述限流球(44)的一侧连接有弹性件(45)，所述弹性件(45)远离限流球(44)的一端与分流管的内壁连接；

所述汇流管(5)位于双头永磁电机(1)另一侧，所述汇流管(5)两端分别与两风机壳(2)的出风端接通，所述汇流管(5)一侧设有出风口(51)；

所述限流球(44)存在拉扯弹性件(45)并摆动靠近风道一(41)进风端或风道二(42)进风端的状态一，以及居中静置在风道一(41)与风道二(42)交汇处的状态二。

2.根据权利要求1所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述弹性件(45)为弹簧，所述弹簧竖直设置在风道一(41)与风道二(42)交汇处，所述弹簧一端与分流管内壁连接，所述弹簧另一端与限流球(44)连接。

3.根据权利要求1所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述双头鼓风机还包括矢量变频器；

所述矢量变频器与双头永磁电机(1)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述进风口(43)位于分流管中部。

5.根据权利要求1所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述出风口(51)位于汇流管(5)中部。

6.根据权利要求1所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述叶轮一(31)与叶轮二(32)均为金属铝材质。

7.根据权利要求1所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述叶轮一(31)与叶轮二(32)均为三元流叶轮。

8.根据权利要求1所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述双头鼓风机还包括散热壳(6)、密封圈(7)和导流管(8)；

所述散热壳(6)设置在两个风机壳(2)之间，所述散热壳(6)将双头永磁电机(1)套设在内，所述散热壳(6)靠近汇流管(5)一侧设有与外界接通的散热口(61)；

所述密封圈(7)设有两个并分别设置在散热壳(6)两端与双头永磁电机(1)接缝处；

所述导流管(8)设置在散热壳(6)与分流管之间，所述导流管(8)两端分别接通散热壳(6)内腔与分流管。

9.根据权利要求8所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述散热壳(6)内腔中与双头永磁电机(1)轴线垂直地设有散热鳍片(9)，所述散热鳍片(9)套设在双头永磁电机(1)上，所述散热鳍片(9)设有多个，并沿双头永磁电机(1)轴向均布。

10.根据权利要求8所述的一种双头鼓风机，其特征在于，所述分流管、汇流管(5)、导流管(8)和散热壳(6)均为金属材质。

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