CN2306349Y - 防爆抽出式轴流通风机 - Google Patents

Abstract

一种防爆抽出式轴流通风机涉及矿用地面防爆抽出式轴流通风装置。该装置在电机支承筒体的前端中部固定了中部有孔的电机定位板,在筒体内壁固定了防爆环,叶轮由轴套,装在轴套上的幅板,固定在幅板外端面上的轮缘,垂直固定在幅板、轮缘内表面上的衬筋,固定在轮缘上的叶片组成,导流器装在叶轮筒体与扩散消声器之间,在扩散消声器的内筒体和穿孔锥体上钻有小通孔,穿孔锥体内及扩散消声器的内、外筒体之间装有消声材料。该风机高效节能、结构紧凑,防爆更可靠,电机定位准确、互换性好、减振消声,提高了风机静压效率。

Description

防爆抽出式轴流通风机

本实用新型涉及一种矿用地面防爆抽出式轴流通风装置。

专利号为93247832．8，申请日为931220，发明创造名称为“一种矿用防爆轴流式通风机”，主要包括安装在密封壳体后端的整流罩，装在其外的进口集流器，进口集流器与整流罩之间连接有支撑筋，进口集流器的前端装有风道，使密封壳体置于风道内，密封壳内装有电机、风道的上端和密封壳体上各有一相对的通孔，通孔上装有通管、通管的上端伸出风道外，电机的接线头通过该通管，接于通管上端的电机接线盒内，密封壳体的前端装有密封圈，电机前端轴上装有叶轮，并使叶轮位于叶轮筒体内，该筒体的后端与风道的前端固定连接，其前端与扩压器的后端固定连接，电机座固定在风道的下端。该装置的不足之处在于叶轮转动惯量大，叶型不能达到高效节能，结构不紧凑，防爆的可靠性差，电机不能准确定位，互换性差；风道中气流撞击叶轮毂而产生的冲击损失大，风机的静压低，且不能消声，空气振动噪声大，风机出口的速压损失大，风机的静压效率低。

本类新型针对上述现有技术的不足而提供一种防爆抽出式轴流通风机，使叶轮转动惯量小，叶型高效节能，结构紧凑，防爆更可靠，电机定位准确，互换性好，减少风道中气流撞击叶轮毂而产生的冲击损失，提高风机的全压值，消声，减少空气振动噪声，并控制在国家规定范围内，减少风机出口的速压损失，提高风机的静压效率。

为了实现上述发明创造的目的，本实用新型的技术方案是在现有矿用防爆轴流式通风机的电机支承简体的前端中部固定了电机定位板，该板中部开有电机定位孔，并与电机前端固定连接，在叶轮筒体中的筒体内壁固定连接了防爆环，在该筒体内装了叶轮，在叶轮筒体的前端增加了导流器，在导流器的前端装了扩散消声器。叶轮包括轴套、幅板、衬筋、轮缘和叶片。轴套的中部有通孔，为大、小不同的二段柱形体，固定在电机轴的前端；幅板为环状体，中部有孔，并向轴套前端偏离轮缘的中心线，被固定在距轴套前端2／3处的外表面上，二者相互垂直；轮缘固定在幅板的外端面上，且与幅板垂直；衬筋为斜面体，均与幅板、轮缘垂直固定连接；各叶片均匀对称地分布在等分轮缘上，并使叶片在位于竖直中心线的位置时与轮缘竖直中心线重合，固定在轮缘上的每一叶片的根部端点连线与轮缘竖直中心线夹角为18°48＇-19°48＇，每一叶片的根部比顶部宽，为单板机翼形，根部和顶部朝反方向扭曲，且从其顶部到顶部的各横剖面为弧形，其厚度为3-5mm。导流器包括导流筒体连接件、导流筒体、反扭导流片、导流内筒体和导流内筒体闷盖。两导流筒体连接件平行地固定在导流筒体前、后两端表面上；导流筒体与导流内筒体均为形状相同的环状体，导流内筒体位于导流筒体内，在导流筒体和导流内筒体之间均匀分布有反扭导流片，该导流片的大端固定在导流筒体的内壁上，其小端固定在导流内筒体的外表面上，每一反扭导流片在导流内筒体上的根部端点连线与导流器的水平轴线的夹角为18°15＇-19°15＇，其大、小端朝反方向扭曲，且从根部到顶部的各横剖面均为弧形，其厚度为3-5mm，其中心的竖直高度均与大、小端的竖直高度相等。在导流内筒体的前、后端孔上装有导流内筒体闷盖。扩散消声器由扩散器与消声器构成一体组成。它包括穿孔锥体及装在其前、后端上的大、小端盖，扩散消声器上的连接件，内、外筒体、消声填料、护套，大、小端衬。在内筒体和穿孔锥体表面上均加工有纵行相邻孔距为10-14．5mm，横行相邻孔距为8-12．85mm的通孔，在内筒体的外表面上和穿孔锥体的内表面上分别装有护套。在由内筒体上的护套、外筒体，内、外筒体的前、后端上的连接件所围成的环状封闭空间内装有消声材料，在由穿孔锥体内表面上的护套，穿孔锥体大、小端上的大、小端盖及穿孔锥体所围成的封闭空间内也装有消声材料；便穿孔锥体位于内筒体内，小端盖的中部开有孔，大、小端衬的两端分别均匀地固定在内筒体的内壁上和穿孔锥体的大、小端的外表面上。

附图的图面说明如下：

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的右视图。

图3为本实用新型的叶轮筒体的主视图。

图4为图3的A-A剖面图。

图5为本实用新型的叶轮装配图。

图6为叶轮中的轴套零件图。

图7为叶轮中的叶片主视图。

图8为叶轮中的叶片俯视图。

图9为叶轮中的叶片左视图。

图10为各叶片在轮缘上的装配图。

图11为导流器的主视图。

圈12为导流器的右视图。

图13为导流器中的导流筒体主视图。

图14为导流器中的导流内筒体的主视图。

图15为导流器中的反扭导流片的主视图。

图16为导流器中的反扭导流片的俯视图。

图17为导流器中的反扭导流片的左视图。

图18为扩散消声器的右视图。

图19为图18中的B-B剖面图。

图20为扩散消声器中的穿孔锥体的展开图。

图21为穿孔锥体的主视图。

图22为扩散消声器的内筒体主视图。

图23为叶轮叶片从根部到顶部的剖面图。

图24为导流器中的反扭导流片从根部到顶部的剖面图。

图25为风机布局图。

图26为图25的C-C剖视图。

图27为风机性能计算结果图。在图11-吸流器                20-消声材料            39-螺栓2-电机支承筒体          21-扩散消声器内筒体    40-垫圈3-隔爆单相电机控制盒    22-大端衬              41-平垫4-接线座                23-扩散消声器法兰      42-后支脚5-螺栓                  24-大端盖              43-垫6-螺母               25-消声材料    44-接地标法牌7-垫圈               26-小端盖      45-螺栓8-防爆环             27-螺栓        46-垫圈9-筒体               28-螺母        47-防爆单相电机10-铆钉              29-垫圈        48-电机定位控制板11-叶片              30-螺栓        49-导流内筒体闷盖12-轮缘              31-螺母        50-异形螺母13-幅板              32-垫圈        51-护套14-衬筋              33-前支脚      52-小端衬15-轴套              34-螺栓        53-扩套16-导流筒体          35-平垫        54-穿孔锥体17-反扭导流片        36-螺栓18-导流内筒体        37-螺母19-扩散消声器外筒体  38-垫圈

下面结合附图对本实用新型作进一步详述：

图1为HF-6．7型防爆抽出式轴流通风机的设计工况和技术要求：

风机直径          0．67m

全压增益          600～700Pa

风    量          12000m³／h

转    速          2900rpm

静压效率大于      60％

比A声级噪声小于   25dB

电机功率不超出    3kW

动叶8片，反扭导流片9或11片

经计算表明，若电机功率限于3kW，全压增益只能达到600Pa，故以此为设计依据。反扭导流片以9片为宜。

根据参考文献及设计人多年的设计经验，采用计算机辅助设计手段，其设计要点如下：

1．叶栅自由涡设计方法，在动叶前方来流均匀的条件下，动叶各剖面对气流所做的功是相同的，因此风机后方的气流有相同的全压，气流比较稳定。根据叶栅理论，考虑叶片之间的相互干扰，但在本风机的设计中，动叶各片之间实际上不存在干扰。

2．桨毂比取为0．5。桨毂直径0．335m，扣除壁厚，其内部可容下直径0．26m的电机。风机环形通道中的气流速度为12．61m／s，动叶各剖面升力系数在0．370～0．724的范围内，不可能发生失速现象，而且甚为安全。反扭导流片相应升力在1．12～1．30之间，也是比较安全的。

3．效率估算：在设计工况下，全压效率可达到74．3％，相应静压效率为66％，已超出60％的设计要求。

4．噪声指标。要求比A声级噪声在25dB以下，在本风机性能参数下，相应A声级噪声小于87．8dB。风机噪声的重要来源是气动噪声，本风机动叶的升力系数甚小，远不会发生气流分离，气动噪声不可能很强，噪声达标是有保证的。但风机转速较高，除要求电机噪声(即背景噪声)很小外，要求机械噪声(主要是转动噪声)也必须很小，这就要求加工精致。

5．动叶数目8片。采用圆弧弯板剖面，即弯板中线为一圆弧。弯板厚3mm，前后缘圆弧半径1．5mm。各剖面中线中点位于同一桨轴，动叶平面形状为梯形，梯形比(叶尖弦长／叶根弦长)为0．9，动叶与风筒之间的间隙应小于1．7mm。动叶应做静、动平衡实验。

6．反扭导流片数目9片。同样采用圆弧弯板剖面，板厚3mm。各剖面前缘位于同一半径轴上。

7．尾罩外形为抛物线旋成体，尾罩可与反扭片中心柱做成一体。

8．除动叶和反扭导流片坐标不得任意更改外，其他尺寸或结构均可根据具体情况作适当调整。

在图3中，叶轮筒体中的筒体[9]为园环体，其内径为678～680mm，宽度为80mm，通过埋头螺钉将内径为675-678mm，外径为678-680mm，宽度为78-84mm的铜环H62[8]固定在该园环体[9]的内壁上，以防止风机在运行中因特殊情况，叶轮高速旋转与送风圆环体内壁撞击而产生机械摩擦火花点燃瓦斯而引起瓦斯，煤尘爆炸。该园环体的两端表面上平行地焊接有园环体法兰，每一圆环体法兰的园环面上等分均布有连接园孔。叶轮中的轴套为外形[15]二段园柱体，大段园柱体的直径为52mm，小段园柱体的直径为48±0．08mm，长度为21mm，二段园柱体的中心有一直径为20mm的园通孔，孔内开有键槽，全长63mm；幅板[13]的中部有一直径为48₀ ^+0．62mm的园通孔，幅板的外径为 ${323}_{-0.20}^{-0.50}\mathrm{mm},$ 其厚度为8mm，幅板套在的轴套的小段上，并使幅板与轴套垂直，通过焊接固定，使幅板中心与轴套的大段圆柱体端面相距44mm；轮缘[12]的外形为直圆柱体，该圆柱体的直径为335±0．10mm，该轮缘的内腔为二段连通的圆柱形孔，全长60mm，其中一段内为320mm，另一段直径为325+₀ ^0．20mm，该段长28±0．50mm；幅板装入内园孔内，被焊接固定在轮缘两内圆孔的相交处，并使幅板与轮缘相互垂直。每一衬筋长90mm，高为30mm，外形为长方体，该长方体的一直角边按8×45°倒角，在距端面25mm处，截去斜面夹角为14°39＇的三角形体，使梯形体的上底为13mm，将衬筋焊接在叶片所对的轮缘内表面上和幅板表面上，使衬筋与幅板、轮缘相互垂直；每一叶片的外形表面为带有园弧的梯形体，其厚度为3mm。在轮缘外表面上按圆心角45°划分园周，均匀分布有8片叶型均相同的叶片，叶片顶端与送风筒内壁间隙经多次反复测试，选定2．5mm～2．7mm为合理。叶片材料为Q235板材。每一叶片按图23将叶片从根部到顶部等距离地分为11剖面，各剖面设计的主要参数如下：

                              (单位mm，度)剖面  半径位置    弦长      圆弧角    安装角    升力系数1    167．50    112．76    15．03    19．80    0．7242    184．25    111．63    13．61    17．62    0．6523    201．00    110．51    12．69    15．84    0．5954    217．75    109．38    12．06    14．37    0．5495    234．50    108．25    11．62    13．13    0．5106    251．25    107．12    11．29    12．07    0．4787    268．00    106．00    11．05    11．16    0．4508    284．75    104．87    10．87    10．36    0．4269    301．50    103．74    10．73    9．65     0．40510   318．25    102．61    10．61    9．03     0．38711   335．00    101．49    10．52    8．47     0．370

在图11中，导流器中的导流筒体法兰为园环体，其外直径为776mm，内直径为681₀ ^+0．50mm，园环的厚度为6mm，在直径为730mm的园周上均匀分布有12个园通孔，每一园孔的直径为11mm。导流筒体为园环体，内直径为675mm，外直径为681⁰ _-0．50mm，长为210mm。导流内筒体也为圆环体，其内直径为329mm，外直径为335±0．10mm，该圆环体的长210mm；反扭导流片共9片，在导流内筒体表面，按每一园心角40°装一片。每一反扭导流片按图共9片，在导流内筒体表面上按每一圆心角40°装一片，每一反扭导流片按图24将其从根部至顶部等距离地分为11个剖面，各剖面设计的主要参数如下：

                 (单位mm，度)剖面  半径位置    弦长      圆弧角    安装角    升力系数1    167．50    205．16    60．08    18．25    1．122    184．25    204．04    57．42    16．86    1．153    201．00    202．92    54．96    15．60    1．174    217．75    201．80    52．69    14．45    1．195    234．50    200．68    50．59    13．41    1．216    251．25    199．56    48．66    12．47    1．237    268．00    198．44    46．87    11．60    1．258    284．75    197．32    45．23    10．81    1．269    301．50    196．20    43．71    10．08    1．2810   318．25    195．08    42．30    9．41     1．2911   335．00    193．96    41．00    8．79     1．30

导流内筒闷盖的直径为329⁰ _-0．50，厚度为2mm。

在图19中，扩散消器内的穿孔锥体的展开图为园环体，该园环的外园半径为1442．84mm，其内圆半径为443．95mm，其两段圆弧长分别为314．6mm和1021mm。将该圆环体卷成一圆台形锥体，使其大、小端直径分别为325mm和100mm，长990mm，锥体母线与其中心线的夹角为6°18＇，大、小端盖的尺寸基本上与穿孔锥体大、小端的尺寸相同，大、小端盖的厚度均为2mm，小端盖的中部有一直径为6mm的圆通孔，在圆台形锥体表面上加工有纵行相邻孔距为10．825mm，横行相邻孔距为12．50mm、直径为8mm的圆通孔，在圆台形锥体的内表面装有用无碱玻纤布作成的扩套，该护套内装了消声材料，如二级棉毡玻璃棉，扩散消声器的内筒体内直径为575mm，外直径681mm，长1000mm的圆筒体，其表面上也加工有纵行相邻孔距为10．825mm，横行相邻孔距为12．50mm，直径为8mm的圆通孔，该圆筒体的外表上装有用无碱玻纤布作成的护套，内、外圆筒体的前端面上焊接有法兰甲，通过异形螺母将法兰乙固定在扩散消声器内，外圆筒体的后端面，法兰甲、乙和内、外圆筒体构成一封闭的圆环形空腔，该空腔内装了厚度为50mm的消声材料，如二级棉毡玻璃棉。每一大、小端衬的宽均为30mm，厚5mm，下部斜面倾角为6°28＇，朝导流器的一端为三角形，高各为207．93mm，285．90mm，大、小端衬在圆台形锥体大、小端圆周表面上成120°分布，大、小端衬的两端分别焊接在圆台形锥体外表面上和扩散消声器的内筒体的内壁上，大、小端衬相互平行。

本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：

1．该风机结构紧凑、体积小，安装、使用、维护方便、互换性好，电机定位准确，使用220伏特单相交流电源供电，就能正常工作，适用于无动力电源(380V电压)的煤矿作主要通风机使用。

2．节能效果明显，从已试制的二台功率为3kW，电压220伏特的YHF-6．7型风机运行所产生的风压、风量来看，可相当于BKJ56N05-5．5千瓦三相电源局扇风机的风压、风量。

3．运转平稳可靠、效率高、噪声低、安全性好。设计、制造的YHF-6．7型防爆抽出式轴流通风机经国家检测中心检测，各项性能参数达到设计要求，同时经国家煤矿防尘通风安全产品质量监督测试中心所作的磨擦火花安全性检验以及风机的防爆性能检验均为合格。

Claims (2)

1．一种防爆抽出式轴流通风机，包括装在电机支承筒体后端上的吸流器，电机支承筒体和吸流器上的新风道，固定在电机支承座中部孔内，其后端伸向吸流器锥筒内的隔爆单相电机，与电机支承筒体前端固定连接的叶轮筒体，固定在电机转轴上，且位于叶轮筒体内的叶轮，装在风机前端的扩散器，各零部件的连接件；其特征在于在电机支承筒体的前端中部固定了电机定位板，该板中部开有电机定位孔，并与电机前端固定连接；在叶轮筒体中的筒体内壁上固定连接了防爆环；叶轮包括轴套、幅板、衬筋、轮缘和叶片，轴套的中部有通孔，为大、小不同的二段柱形体，固定在电机轴的前端；幅板为环状体，中部有孔，并向轴套前端偏离轮缘中心线，该幅板固定在距轴套前端2／3处的外表面上，二者相互垂直；轮缘固定在幅板的外端面上，且与该幅板垂直；衬筋为斜面体，均与幅板、轮缘垂直固定连接；各叶片均匀对称地分布在等分轮缘上，并使叶片在位于竖直中心线的位置时与轮缘竖直中心线重合，固定在轮缘上的每一叶片的根部端点连线与轮缘竖直中心线夹角为18°48＇-19°48＇，每一叶片的根部比顶部宽，为单板机翼形，其根部和顶部朝反方向扭曲，且从其根部到顶部的各横剖面均为弧形，其厚度3-5mm；导流器包括导流筒体连接件、导流筒体、反扭导流片、导流内筒体和导流内筒体闷盖，导流筒体与导流内筒体均为形状相同的环状体，导流内筒体位于导流筒体内，在导流筒体和导流内筒体之间均匀分布有反扭导流片，该导流片的大端固定在导流筒体的内壁上，其小端固定在导流内筒体的外表面上，每一反扭导流片在导流内筒体上的根部端点连线与导流器的水平轴线夹角为18°15＇-19°15＇，其大、小端朝反方向扭曲，且从其根部到顶部的各横剖面均为弧形，其厚度为3-5mm，其中心的竖直高度均与大、小端的竖直高度相等，在导流内筒体的前、后端孔上装有导流内筒体闷盖；扩散消声器由扩散器和消声器构成一体组成，它包括穿孔锥体及装在其前、后端上的大、小端盖，扩散消声器的内、外筒体，消声填料、扩套、大小端衬，在扩散消声器的内筒体和穿孔锥体表面上均加工有纵行相邻孔距为10-14．5mm，横行相邻孔距为8-12．85mm的通孔，在该内筒体的外表上和穿孔锥体的内表面上分别装有护套，在由内筒体上的护套、外筒体，内、外筒体的前、后端上的连接件所围成的环状封闭空间内装有消声材料，在由穿孔锥体内表面上的扩套与穿孔锥体大、小端上的大、小端盖及穿孔锥体所围成的封闭空间内也装有消声材料，使其位于内筒体内；小端盖的中部开有孔，大、小端衬的两端分别均匀地固定在扩散消声器的内筒体的内壁上和穿孔锥体的大、小端的外表面上。

2．根据权利要求1所述的防爆抽出式轴流通风机，其特征在于叶轮筒体中的筒体内径为678-680mm，宽度为78-84mm的圆环体；该圆环体的内表面上固定有内径为675-678mm，外径为678-680mm，宽度为78-84mm的铜环；在轮缘外表面上按圆心角45°划分轮缘圆周，每一轮缘外表面上均匀分布有8片叶型均相同的叶片，每一叶片从根部到顶部的各横剖面圆弧半径为167．5-335．0mm，其弦长为112．76-101．49mm，其圆弧角为15．03-10．52度，其安装角为19．80-8．47度，其升力系数为0．724-0．370；导流器中的导流筒体、导流内筒体均为圆环体，其内直径分别为675mm、329mm，其外径分别为681mm，335mm，其宽度分别为210mm和210mm，在导流筒体、导流内筒体表面上按圆心角40°划分其圆周，在导流筒体，导流内筒体之间环状空间内均匀分布有9片叶型均相同的反扭导流片，每一反扭导流片从根部到顶部的各横剖面的圆弧半径为167．5-335．00mm，弦长为205．16-193．96mm，其圆弧角为60．08°-41．00°，其安装角为18．25°-8．79°，其升力系数为1．12-1．30，其厚度为2mm；穿孔锥体长990mm，将两段弧长分别为314．16mm，1021mm的圆环体围成一圆台形锥体，该锥体与扩散消声器的内筒体表面上均加工有纵行相邻孔距为10．825mm，横行相邻孔距为12．50mm，直径为8mm圆通孔，扩散消声器的内、外筒体之间装有50-60mm的消声材料，大、小端衬朝导流器的一端为三角形、下部斜面倾角为6°28＇，各互成120°，分别固定在圆台形锥体大、小端和所对应的扩散消声器的内筒体的内壁上。

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