专利名称：一种提高风机耐用性的方法
技术领域：
本发明涉及提高输送介质中含有固体微粒的风机耐用性的方法。
企业中的风机在输送含有煤粉微粒等介质时，由于煤粉微粒对风机机壳及叶轮等的磨损，使风机的寿命大大降低。为了提高风机寿命，提高叶轮的耐磨性，常常在易磨损的叶片部位粘贴陶瓷材料制成的薄片。如美国专利4554195所述，用粘接材料(热固性有机塑性粘结剂)和耦联剂(有机硅烷)，将陶瓷薄片粘结在经过预处理的叶片基体上，这样可在一定程度上提高风机的寿命，这些陶瓷薄片的材质选自氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅及尖晶石等。但是，这种贴陶瓷薄片的方法，在高含尘量(尘量占5g/NM2)的工况下，特别是粉尘中含有硬度高于煤粉微粒、而且颗粒较大的Al2O3和SiO2微粒时，则叶片进风口部位上粘贴的陶瓷片，由于硬质微粒的冲击力，这些陶瓷片容易被撞碎。另外，风机叶轮的中间盘及侧盘也将在叶片上的陶瓷贴片被磨损前而致报废。
本发明对风机的不同部位采用了改进陶瓷片结构、改进陶瓷片粘贴排列方式、堆焊硬质合金、加焊钢板及表面喷涂等综合技术，提高了风机耐用性，延长了整机寿命。
风机一般由机壳、叶轮及主轴等三个部分组成，最易磨损的是叶轮，以大型的双吸入式风机为例，叶轮由二个侧盘、中间盘、叶片和轮毂等组成，而侧盘和叶片则通过中间盘，用螺栓将中间盘与轮毂联接在一起(
图1)。在使用过程中，气流并未完全充满由侧盘、中间盘和叶片组成的气体流道，气体只是沿着流道(即空间)的大约1/3面积流经风机，从风机的磨损情况可看到，磨损集中于中间盘的中心(图4的S、K部)及靠近叶片的根部(图4的斜线区域D部)及叶片的工作面(图1的M部位)等处。在上述区域中除K部及联接螺栓外，都承受着小冲刷角度(即气流与工作面的夹角＜30°)的磨损，在这样情况下，硬而脆的陶瓷材料表现出良好的耐冲刷磨损和耐磨粒磨损的特性。因此，本发明在这样的部位粘贴陶瓷预制块，陶瓷块的材质可为氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等，为减少气体流动时的阻力，预制块的形状设计成片型、L型或U型，预制块的厚薄可按照风机寿命和叶轮所承受的载荷来设计。一般厚度是1～5mm。由于带微粒气流的冲刷，容易造成陶瓷片与陶瓷片之间缝隙中粘结材料的被磨损，甚至造成粘结材料被“犁去”的现象(见图2)。由于补偿温度变化及叶片在工作中的弹性变形的需要，必须留有一定的间隙，而为了减少气流及磨粒的磨损，陶瓷片之间的间隙应＜2mm;而且要求在粘贴陶瓷片时，必须在每一排陶瓷片之间错开间隙(见图3);此之外，陶瓷片的形状应采用榫接式结构(见图3的B-B截面)。
当风机应用于气流中含有大于1mm的微尘颗粒，而且，加上叶轮的高速旋转，则由于微粒的很大功能，在进风口处容易将叶片头部的U型陶瓷片撞碎(图3中A-A截面的02部位)，因此，在叶片的这种部位采用堆焊高硬度合金，此种合金可选用WC、高铬铸铁或其他耐磨合金，其堆焊厚度应与相邻陶瓷贴片的寿命相匹配并形成光滑的过渡。
在叶轮中间盘靠近中心的“K”部位(图4所示)，气体流经该部位是以接近90°的大冲刷角冲击表面，因此，当气流中含有大颗粒硬质微尘颗粒时，容易造成此部位陶瓷贴片的被击碎;而且，在此部位也不便于对损坏的陶瓷片的修补，所以，在此部位采用加焊钢板，钢板的材质为中碳钢板或其他结构钢钢板，加焊钢板的厚度＜8mm。
当叶轮中的叶片、中间盘等采取耐磨措施后，叶轮中连接中间盘与轮毂的高强螺栓、螺母等(图1的件3件7)的迎风侧的磨损会成为影响风机的安全使用和寿命的问题。为了提高这些部位的耐磨和K部位加焊钢板处的耐磨性，采用喷涂耐磨材料的方法。喷涂的耐磨材料，选用与基体材质能较好结合，而且硬度比基体材质要高的耐磨金属或陶瓷材料，如金属钼丝、氧化铝等。喷涂的工艺是对要喷涂的部位先经过除油、喷砂等预处理，然后，用火焰气喷枪、电喷枪或等离子焰喷枪等喷涂设备，将喷涂的材料喷涂于需要提高耐磨性的部位，喷涂材料的厚度选择在0.3～1mm之间。
采用上述综合的耐磨措施后，风机的使用寿命可延长2～3倍。
图1 风机结构图(双吸入式)1 主轴 2 轮毂 3 螺栓 4 侧盘(左右各一) 5 中间盘 6 叶片 7 螺母 8 环形垫 9 压圈图2 粘结材料磨损图1 基体 2 粘结材料 3 陶瓷片图3 叶片上贴陶瓷片及堆焊高硬度合金示意图1 基体(叶片) 2 高硬度合金 3 钢板挡层 4 陶瓷片图4 中间盘形状及采取措施部位图1 基体 2 陶瓷片 3 钢板 4 螺栓 5 螺母 6 垫圈 K和P部为喷涂部位实施例在双吸入式风机的叶轮中间盘上，用热固性有机粘结材料作为粘结剂，将榫式结构的氧化铝质陶瓷片错开间隙，粘贴在叶片上面、叶片根部及附近中间盘区域;在叶片进风口处用WC高硬度合金进行堆焊，堆焊材料与叶片上平面的叶片之间形成光滑过渡;在中间盘的叶片尾部与轮毂之间，加焊6mm的中碳钢板;并且，在连接中间盘与轮毂的螺栓及加焊钢板上，用钼丝进行电喷涂，喷涂厚度为0.5mm。并在风机壳体上粘贴陶瓷片，采用这些综合措施后，在含有硬质微尘颗粒的环境中使用，整机寿命与只在叶片上粘贴陶瓷片的风机相比较，寿命提高一倍;与只在叶片上堆焊碳化钨合金相比较，整体寿命可延长三倍。
权利要求
1.一种提高风机耐用性的方法，在风机易磨损部位采用堆焊、喷涂耐磨材料，也有采用粘贴成型陶瓷片。本发明的技术特征在于，改进陶瓷片的结构及粘贴排列方式、调整陶瓷片之间的间隙、叶片进风口部位用堆焊硬质合金、中间盘加焊钢板以及在加焊钢板表面、连接螺栓喷涂耐磨材料。
2.根据权利要求1所述的提高风机耐用性的方法，其进一步的技术特征在于，风机的叶片上平面以及承受与气流成小冲刷角度(＜30°)的磨损部位(中间盘)，选用粘贴榫接式的陶瓷片，而且，在顺着气流方向的这些陶瓷片的排列应将间隙错开位置。
3.根据权利要求1及2所述的提高风机耐用性的方法，其进一步的技术特征在于，所述的陶瓷片在粘贴于基体上的相互之间的间隙应为＜2mm。
4.根据权利要求1所述的提高风机耐用性的方法，其进一步的技术特征在于，在风机进风口处的叶片头部，受硬质微粒撞击最大的部位应采用堆焊高硬度的合金，堆焊层的厚度应与相邻的陶瓷贴片的寿命相适应，并且，应与陶瓷片形成光滑过渡。
5.根据权利要求1所述的提高风机耐用性的方法，其进一步的技术特征在于，在风机中经受大冲刷角冲击的部位(即轮毂与叶片之间的中间盘区域)，应采用加焊钢板的耐磨措施，这些钢板优先选用中碳钢板或其它结构钢钢板。
6.根据权利要求1及6所述的提高风机耐用性的方法，其进一步的技术特征在于，加焊的钢板厚度，一般应＜8mm。
7.根据权利要求1及6、7所述的提高风机耐用性的方法，其进一步的技术特征在于，连接中间盘与轮毂的高强度螺栓
加焊钢板的表面喷涂耐磨材料;耐磨材料应选用与基体材料能较好结合、而且硬度应高于基体材质的耐磨金属或陶瓷材料。
8.根据权利要求1及6至8所述的提高风机耐用性的方法，其进一步的技术特征在于，这种喷涂的耐磨材料，优先采用金属钼丝和氧化铝粉。
9.根据权利要求1及6至9所述的提高风机耐用性的方法，其进一步的技术特征在于，喷涂耐磨材料的厚度应在0.3～1mm之间。
全文摘要
风机特别是除尘风机，由于气流介质中含有粉 尘，有的还含有Al
文档编号F04D29/02GK1062959SQ90106108
公开日1992年7月22日 申请日期1990年12月29日 优先权日1990年12月29日
发明者范松年 申请人:上海宝山钢铁总厂