专利名称：一种分体结构的旋流式抽排风装置的制作方法
技术领域：
本发明属于气动除尘装置技术领域，具体涉及室内抽排风以及腐蚀性或高温气体的输运和处理，特别涉及一种分体结构的旋流式抽排风装置。
背景技术：
为防止有害物对室内空气环境产生污染、影响人体健康，抽排风系统广泛应用于生产车间、仓库、超市、食品加工厂、化工厂、宾馆、酒店、地铁站、体育场、矿井、隧道、地下车库等领域。现有的抽排风系统往往利用风机叶轮的高速旋转产生负压达到抽排风效果，不管是轴流式风机、离心式风机还是斜流式风机，风机叶轮都与抽排气体直接接触，存在很多缺陷1、风机叶片易粘污垢，破坏叶片的平衡，难清洗，一段时间后风机性能降低，噪音增大；2、风机叶片梗阻管道，在很多场合为达到抽排风效果需要加大电机的功率，能耗大；3、 在腐蚀性、高温等环境下，风机的叶片极易磨损，风机材质要求高，但使用寿命很短。这些缺陷都是风机直吸直排引起的“先天性”问题，如果这种原始的风机结构不改变，这些问题将一直困扰着人们。改变现状的最好方式是将风机远离抽排气体，使风机与抽排气体不接触。中国专利号ZL01201987. 9提出的“旋流式抽油烟机”，将配置的风机移出了排烟管道，利用旋转气流形成负压卷吸油烟，改变了风机直抽直排的传统观念。中国专利号ZL2005100658M. 8提出的“双旋流三孔卷吸式抽油烟机”，使用两台较低功率的风机送风得到的旋流卷吸油烟装置能够产生强大的抽吸能力。这些专利虽然只是涉及了家庭厨房的油烟净化领域，而且至今未见产品问世，但是提出的旋流技术具有较高的应用价值。旋流技术的关键是一种旋流卷吸套筒，由同中心轴的内筒和外筒两层结构组成，下部密封形成环形旋流槽，风机位于环形旋流槽的外侧，风机的送风管道与环形旋流槽切向相通，当启动风机，在环形旋流槽内就会形成高速旋转的气流并在内筒出口形成很强的负压，达到抽吸效果。然而只是将风机和抽排气体分离，远不能达到实际应用的目的。旋流卷吸套筒的抽排能力与很多因素有关，包括内筒和外筒的外形和尺寸、风机的送风量和送风速度、风机的送风管道的结构等。在室内抽排风时，如果抽排气体具有腐蚀性或高温，或含有固体颗粒、粉尘、液滴等污染物时，风机仍有可能会被污染。本发明就是为了实现旋流技术的实际应用而提出的一种分体式抽排风装置。我们经过反复的数值模拟和实验验证，将旋流卷吸套筒进行优化选型，达到了最佳实用效果。
发明内容
本发明的目的在于提出一种分体结构的旋流式抽排风装置，将风机与抽排气体分离，采用优化选型的旋流卷吸套筒，克服现有抽排风系统的上述诸多弊端，可以应用到多种场合的抽排风，特别适合腐蚀性、高温等环境下气体的输运和处理。本发明为了实现上述目的采用的技术方案为一种分体结构的旋流式抽排风装置，该装置由风机和旋流卷吸套筒组合而成，旋流卷吸套筒由同中心轴的内筒伸入到外筒内，构成一个槽底密封的环形旋流槽，风机位于环形旋流槽的外侧，风机的送风管道与环形旋流槽切向相通，风机的进风口连接进风管；可以使用一组旋流卷吸套筒，也可以同时使用两组或两组以上的旋流卷吸套筒的组合结构；内筒的进风口连接抽风管，外筒的出风口连接排风管；当使用一组旋流卷吸套筒时，风机的送风管道截面积等于环形旋流槽截面积的 0. 8至1. 2倍，其高度为环形旋流槽高度的1至1. 2倍，内筒入口的截面积等于风机的进风口截面积的0. 8至1. 5倍；当使用两组或两组以上的组合结构时，风机的送风管道被分割成两部分或更多部分与之对应，每一部分与一个旋流卷吸套筒切向相通，每一部分的截面积与使用一个旋流卷吸套筒时的情况一致。所述风机可以是离心式风机，也可以是轴流式风机，以离心式风机为佳。所述风机可以安装在室外，也可以安装在室内，在其入口设置过滤吸附装置。所述风机的送风管道可以是切线型管、螺旋线型管、弧线型管或渐开线型管。所述旋流卷吸套筒的内筒可以是圆管，也可以是母线为双曲线型的渐缩管。所述旋流卷吸套筒的外筒可以是圆管，也可以是母线为流线型的先扩张后收缩的变径管。所述旋流卷吸套筒可以沿水平方向放置，也可以沿竖直方向或倾斜放置。所述风机的进风管可以为直管或弯管，为弯管时以较大的曲率半径为佳。所述内筒的抽风管可以为直管或弯管，为弯管时以较大的曲率半径为佳。所述外筒的排风管可以为直管或弯管，为弯管时以较大的曲率半径为佳。本发明与现有的抽排风系统比较，具有以下突出的实质性特点和显著的进步1.本发明采用风机送风形成旋流、旋流卷吸套筒抽排风的运行方式，使风机与抽排气体完全分离，风机可以放在室外，也可以放在室内从室外抽取干净的空气，风机叶轮不再与抽排气体接触，功能仅相当于送风设备。旋流卷吸套筒的制作材料可以是金属，也可以是无机不燃型玻璃钢，也可以是耐腐蚀材料或耐高温材料，有很多种选择，可以广泛用于生产车间、仓库、超市、食品加工厂、化工厂、宾馆、酒店、地铁站、体育场、矿井、隧道、地下车库等领域的抽排风。特别是当空气环境中含有很多固体颗粒、粉尘、液滴或腐蚀物，或者环境温度很高时，当使用现有的直抽直排的风机时，极易损坏电机和叶轮，而本发明的一种分体结构的旋流式抽排风装置，旋流卷吸套筒畅通无阻，于是直接将风机保护起来，其使用寿命大大延长。2.旋流卷吸套筒利用旋涡流体运动产生强大的抽吸力，一个风机可以匹配一组旋流卷吸套筒，也可以同时匹配两组或两组以上的旋流卷吸套筒的组合结构。经反复的数值模拟和实验验证，旋流卷吸套筒的抽吸力与风机的送风速度成正比。当使用一组旋流卷吸套筒时，风机的送风管道截面积等于环形旋流槽截面积的0. 8至1. 2倍，其高度为环形旋流槽高度的1至1. 2倍，内筒入口的截面积等于风机的进风口截面积的0. 8至1. 5倍；当使用两组或两组以上的组合结构时，风机的送风管道被分割成两部分或更多部分与之对应，每一部分与一个旋流卷吸套筒切向相通，每一部分的截面积与使用一个旋流卷吸套筒时的情况一致；风机的送风量不变的情况下，风机输出的平均风速越大，风机的送风管道截面积就越小，旋流卷吸套筒的抽吸力就会越大。当只采用一组旋流卷吸套筒时，总排风量大于风机的送风量；当采用两组或两组以上的旋流卷吸套筒时，总排风量可以超过风机送风量的两倍。也就是说，即使风机只是作为送风设备，不参与抽排风，旋流卷吸套筒也可以达到相同的抽吸效果，甚至超过原有风机直抽直排的抽吸效果。可见，本发明一种分体结构的旋流式抽排风装置既实现了风机与抽排气体分离，又能达到最佳实用效果。3.旋流卷吸套筒结构紧凑，没有复杂的制作工艺，易清洗，适合很多场合安装使用。特别是风机送风进入环形旋流槽后高速旋转，抽吸的气流随旋转气流运动一起向外排出。在这个过程中，如果环境气体含有大量的固体颗粒、粉尘或液滴，就会在高速旋流产生的离心力作用下抛向管壁并积淀，从而实现过滤截留的目的。4.本发明一种分体结构的旋流式抽排风装置特别适合相邻区域不同环境下的同时抽排风处理。比如在化工厂，腐蚀性气体的处理在一个车间，无腐蚀性气体的处理在相邻的另外一个车间，于是可以将风机的进风管伸入到无腐蚀性气体的处理车间，而旋流卷吸套筒的抽风管伸入到腐蚀性气体的处理车间，这样两个车间可以共用一套本发明一种分体结构的旋流式抽排风装置即可同时达到抽排风效果。一个风机实现两套风机的抽排风，功率不增加，效果却增倍，于是达到高效、节能的目的。总之，本发明的一种分体结构的旋流式抽排风装置由于采用新型的旋流技术，以及采取了较合理的配置组装方式，可以使风机得到保护，而且抽排风效果不减，并在安装及使用功能方面，给用户多种选择。
图1是本发明实施例1的纵剖面构造示意图；图2是图1的A-A剖视构造示意图；图3是图1的B-B剖视构造示意图；图4是实施例2中图1的A-A剖视构造示意图。
具体实施例方式现结合
本发明的实施例。实施例1本实施例为分体结构的旋流式抽排风装置的一种实施方式。图1是其纵剖面构造示意图，图2是图1的A-A剖视构造示意图，图3是图1的B-B剖视构造示意图。如图1、图2和图3所示本实施例中离心式风机1的进风口 2连接有进风管3 ；与风机1匹配的旋流卷吸套筒有两组，形状相同，并排在一起；旋流卷吸套筒由同中心轴的内筒6伸入到外筒5内，构成一个槽底密封的环形旋流槽7，所述的内筒6和外筒5均为直通圆管；在外筒5的壁面上开孔安装风机1的送风管道4 ；风机1的送风管道4平均分成两部分，分别与外筒5相切相通，另一端连接风机1的送风口 ；内筒6的出风口 9的高度略大于风机1的送风管道4的高度；在内筒6的进风口连接抽风管10，在外筒5的出口连接排风管 8 ；风机1的进风管3、风机1的送风管道4、内筒6的抽风管10以及外筒5的排风管8的长度可以根据实际需要进行调整。使用时，启动离心式风机1，从风机1的进风管3抽进干净的空气，经风机1的送风管道4输送到旋流卷吸套筒的环形旋流槽7中，高速旋转的气流在内筒6的出风口 9上部形成集中的低压区，于是产生足够的吸力，气流被卷吸进内筒6的抽风管10，跟随旋流在外筒5内流动并最终从外筒5的排风管8排出。采用两组旋流卷吸套筒，扩大了抽排风的范围。我们实验发现，当采用一台送风量为2000m3/h的离心式风机送风时，两组旋流卷吸套筒的总抽风量为2200m3/h，总的排风量达到4200m3/h。这意味着即使风机不直接参与抽排风， 该发明一种分体结构的旋流式抽排风装置的抽风量都要大于原有风机的抽风量，而排风量要大于原有风机排风量的两倍。风机得到了保护，而抽排风的效率也提高了。旋流卷吸套筒的制作材料可以是金属，也可以是无机不燃型玻璃钢，也可以是耐腐蚀材料或耐高温材料，有很多种选择，可以广泛用于生产车间、仓库、超市、食品加工厂、 化工厂、宾馆、酒店、地铁站、体育场、矿井、隧道、地下车库等领域的抽排风。特别是当空气环境中含有很多固体颗粒、粉尘、液滴或腐蚀物，或者环境温度很高时，当使用现有的直抽直排的风机时，极易损坏电机和叶轮，而本发明的一种分体结构的旋流式抽排风装置，旋流卷吸套筒畅通无阻，于是直接将风机保护起来，其使用寿命大大延长。实施例2本实施例为分体结构的旋流式抽排风装置的另一种实施方式。图1是其纵剖面构造示意图，图4是图1的A-A剖视构造示意图。如图1和图4所示本实施例中只采用一组旋流卷吸套筒，其结构与实施例1相同，不同之处在于风机1的送风管道4不需要再分割，而离心式风机1与实施例1相同时， 旋流卷吸套筒的几何尺寸要比实施例1中单个的旋流卷吸套筒增大1. 3倍。使用时，启动离心式风机1，从风机1的进风管3抽进干净的空气，经风机1的送风管道4输送到旋流卷吸套筒的环形旋流槽7中，高速旋转的气流在内筒6的出风口 9上部形成集中的低压区， 于是产生足够的吸力，气流被卷吸进内筒6的抽风管10，跟随旋流在外筒5内流动并最终从外筒5的排风管8排出。我们实验发现，当采用一台送风量为1000m3/h的离心式风机送风时，旋流卷吸套筒的抽风量为700m3/h，总的排风量达到1700m3/h。旋流卷吸套筒的制作材料可以是金属，也可以是无机不燃型玻璃钢，也可以是耐腐蚀材料或耐高温材料，有很多种选择，可以广泛用于生产车间、仓库、超市、食品加工厂、化工厂、宾馆、酒店、地铁站、体育场、矿井、隧道、地下车库等领域的抽排风。特别是当空气环境中含有很多固体颗粒、粉尘、 液滴或腐蚀物，或者环境温度很高时，当使用现有的直抽直排的风机时，极易损坏电机和叶轮，而本发明的一种分体结构的旋流式抽排风装置，旋流卷吸套筒畅通无阻，于是直接将风机保护起来，其使用寿命大大延长。本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制在具体实施方式
的范围内，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
权利要求
1.一种分体结构的旋流式抽排风装置，该装置由风机和旋流卷吸套筒组合而成，旋流卷吸套筒由同中心轴的内筒伸入到外筒内，构成一个槽底密封的环形旋流槽，风机位于环形旋流槽的外侧，风机的送风管道与环形旋流槽切向相通，其特征在于风机的进风口连接进风管；可以使用一组旋流卷吸套筒，也可以同时使用两组或两组以上的旋流卷吸套筒的组合结构；内筒的进风口连接抽风管，外筒的出风口连接排风管；当使用一组旋流卷吸套筒时，风机的送风管道截面积等于环形旋流槽截面积的0. 8至12倍，其高度为环形旋流槽高度的1至12倍，内筒入口的截面积等于风机的进风口截面积的0. 8至1. 5倍；当使用两组或两组以上的组合结构时，风机的送风管道被分割成两部分或更多部分与之对应，每一部分与一个旋流卷吸套筒切向相通，每一部分的截面积与使用一个旋流卷吸套筒时的情况一致。
2.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述风机可以是离心式风机，也可以是轴流式风机，以离心式风机为佳。
3.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述风机可以安装在室外，也可以安装在室内，在其入口设置过滤吸附装置。
4.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述风机的送风管道可以是切线型管、螺旋线型管、弧线型管或渐开线型管。
5.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述旋流卷吸套筒的内筒可以是圆管，也可以是母线为双曲线型的渐缩管。
6.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述旋流卷吸套筒的外筒可以是圆管，也可以是母线为流线型的先扩张后收缩的变径管。
7.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述旋流卷吸套筒可以沿水平方向放置，也可以沿竖直方向或倾斜放置。
8.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述风机的进风管可以为直管或弯管，为弯管时以较大的曲率半径为佳。
9.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述内筒的抽风管可以为直管或弯管，为弯管时以较大的曲率半径为佳。
10.如权利要求1所述的分体结构的旋流式抽排风装置，其特征在于所述外筒的排风管可以为直管或弯管，为弯管时以较大的曲率半径为佳。
全文摘要
本发明提供一种分体结构的旋流式抽排风装置，该装置由风机和旋流卷吸套筒组合而成，可以使用一组旋流卷吸套筒，也可以同时使用两组或两组以上的旋流卷吸套筒的组合结构。旋流卷吸套筒由同中心轴的内筒伸入到外筒内，构成一个槽底密封的环形旋流槽，风机位于环形旋流槽的外侧，风机的送风管道与环形旋流槽切向相通。风机抽取干净的空气用于送风，旋流卷吸套筒形成强大的负压用于抽排风，排风管道畅通无阻，而且旋流具有离心分离和过滤的作用。本发明使风机得到保护，抽排风效率高，风机和旋流卷吸套筒分别抽排风，达到高效节能的目的，特别适合各种领域的室内抽排风以及腐蚀性或高温气体的输运和处理。
文档编号F24F7/007GK102410604SQ201110340899
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者司廷 申请人:中国科学技术大学