一种轴向推力自平衡型多级离心鼓风机的制作方法

文档序号:15579211发布日期:2018-09-29 06:26

本发明涉及一种多级离心鼓风机,具体涉及一种能够平衡轴向推力的离心鼓风机;属于风机设备技术领域。



背景技术:

多级离心鼓风机是把原动机械能转变为气体压力能的一种旋转叶片机械。连续供气是多级离心鼓风机的主要特点,工作时,当气体通过进气室均匀地进入叶轮后,在旋转的叶片中受离心力作用以及叶轮中的扩压作用,使其大部分速度能转变成压力能,如此气体经过2~10级连续压缩后,获得所需要的压力。当离心鼓风机的叶片旋转时,在排气端获得有一定压力的气体,同时在进气端也形成了一定的负压,将排气端直接通大气,进气端通过管道与需抽真空的容器连接即成为离心真空风机,此容器不能完全封闭,应保持有一定量的气体流通。

目前市场上的高压多级离心鼓风机的机壳采用垂直封面、垂直组装的安装方式。多个叶轮为一个转子组,在运行中由于垂直封面单个叶轮单个壳体的独立性,各级之间用迷宫密封,以防止气体短路泄漏。风机在运转时,转子上作用着轴向推力,产生因素包括以下几点:(1)叶轮前后盘不完全对称产生轴向推力;(2)气体轴向进入叶轮、径向流出会产生轴向推力;(3)转子重量引起的轴向推力。而且,随着排气段压力升高,越接近排气端轴向推力愈发加大,致使轴承温度较高、轴承寿命缩短,可能会导致离心风机零部件损坏,对风机正常运行有很大影响。

为了解决上述问题,在图1的常见风机中,通过在排气段增加平衡盘元件可在一定程度上降低风机对转子的轴向推力,但是这样会导致平衡盘及外壳结构变得复杂,材料加重,主轴加长,因而会增加转子的转动惯量,必然要求主轴类的其他部件尺寸加粗、材料增加,导致生产成本上升,生产出的风机缺乏市场竞争优势。

申请号为201320046595.5的中国专利公开了一种多级铝叶轮污水处理离心鼓风机,通过在叶轮进口圈处铸有36 个进口圈齿,虽能优化运转平衡性,但大大增加了叶轮的制作难度,且叶轮长期运行后会导致磨损,易使叶轮失去平衡。申请号为201120505022.5的中国专利公开了一种离心风机叶轮,包括叶片和设置在叶片上的后盘,在后盘上垂直于后盘设置有反推力叶片,能够减少轴向推力推动转子的轴向移动。但是该方案亦是要对叶轮结构进行改进,制作难度较大,成本较高。鉴于上述原因,有必要开发一种容易实现、成本较低且可靠性好的改进,以解决离心鼓风机的轴向推力问题。



技术实现要素:

为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种容易实现的、能够有效平衡轴向推力的离心鼓风机,降低了风机转子的轴向推力,使风机运行更加平稳。

为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:

一种轴向推力自平衡型多级离心鼓风机,包括:壳体、串联安装于壳体内的多个叶轮、带动叶轮转动的主轴以及支承主轴的轴承座,所述壳体由排气壳、进气壳及多个隔盘组装构成,所述隔盘内形成供气体流动的流道,所述流道包括直线形的第一流道和弧形的第二流道,所述隔盘在第一流道和第二流道的过渡部位设置有多个沿周向均布且径向角度相同的齿形片。

优选地,前述叶轮数量为2~10个,具体根据设备需要的级数而定。

优选地,前述进气壳和排气壳上分别形成有与流道连通的进气口和排气口,气体从进气口进入,经数级叶轮作用升压后从排气口排出,同时进气口处形成负压。

再优选地,前述叶轮的出风口处形成有无叶扩压结构,以将叶轮的动能有效回收转换为静压能,同时起到收集和引出气体的作用。

更优选地,前述无叶扩压结构由叶轮出风口处的两个壁面彼此靠近使流道截面积变小而形成。

进一步优选地,前述隔盘上设有一环形凹槽,所述齿形片位于环形凹槽内,且齿形片的顶面不超出隔盘表面。

再进一步优选地,前述齿形片与径向构成的夹角为15°~45°。

更优选地,前述齿形片与隔盘主体通过浇铸工艺一体成型。

再优选地,前述隔盘由铸铁、球铁、铝合金或不锈钢材质制成。

本发明的有益之处在于:本发明的离心鼓风机在隔盘上设置了齿形片,能够产生反推力来平衡风机转子的轴向推力,转子推力移动面更小,防止轴承等零件损坏,保证了离心鼓风机的正常工作;而且,该结构省去了现有技术中常用的笨重的平衡盘元件,降低了风机的转动惯量,使风机启停更加平稳,运转平衡性更好且噪音降低。

附图说明

图1是现有技术中的离心鼓风机的结构示意图;

图2是本发明的一个优选实施例的部分剖面结构示意图;

图3是图2中局部放大结构示意图;

图4是图2中的隔盘的正面(上半部分)结构示意图。

图中附图标记的含义:01、回气座,02、平衡盘,03、回气管;1、主轴,2、进气端轴承座,3、叶轮,4、进气壳,5、排气壳,6、隔盘,61、第一流道,62、第二流道,7、齿形片,8、排气端轴承座。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图2是本发明的离心鼓风机的结构示意图,为了更清楚地展示其结构,对其上半部分进行了剖面展示。本发明的离心鼓风机能够实现轴向推力自平衡,即能够产生反推力来平衡风机转子的轴向推力,具体地,该风机包括:壳体、串联安装于壳体内的多个叶轮3、带动叶轮3转动的主轴1以及支承主轴1的轴承座,轴承座具体包括进气端轴承座2和排气端轴承座8。其中,壳体由排气壳5、进气壳4及多个隔盘6组装构成,在进气壳4和排气壳5上分别形成有与隔盘6内的流道连通的进气口和排气口,气体从进气口按箭头所示方向进入壳体内,经数级叶轮3作用升压后从排气口按箭头所示方向排出,同时进气口处形成负压。叶轮3数量为2~10个,具体数量根据设备需要的级数而定。

为了提高风机效率,在叶轮3的出风口处还形成有无叶扩压结构,如图3中A处所示,该无叶扩压结构能够将叶轮3的动能有效回收转换为静压能,同时起到收集和引出气体的作用。本发明中的无叶扩压结构由叶轮3出风口处的两个壁面彼此靠近使流道截面积变小而形成,这样无需增加额外的部件,降低了设备成本且安装方便。

正如前面所述,隔盘6内形成供气体流动的流道,具体到本发明的风机中,流道包括直线形的第一流道61和弧形的第二流道62,隔盘6在第一流道61和第二流道62的过渡部位(即叶轮3的气封面)设置有多个沿周向均布且径向角度相同的齿形片7,角度α最好为15°~45°。具体结构参见图3和图4,隔盘6上设有一环形凹槽,齿形片7则位于环形凹槽内,且齿形片7的顶面不超出隔盘6表面。制造时,齿形片7与隔盘6本体是通过浇铸工艺一体成型的,具体材质可选择铸铁、球铁、铝合金或不锈钢等,根据具体设备而定。

这样一来,本发明的风机就省去了如图1所示的现有风机中的笨重的平衡盘元件,即在确保该风机性能和寿命的基础上,省去了平衡盘02、回气管03及回气座01等部件,大大优化了风机结构,减小轴径,使转动惯量提高,降低了风机的生产成本,提高了运行效率。

综上,本发明的离心鼓风机通过在隔盘6上设置了与叶轮3气封面相配合的齿形片7,当叶轮3旋转时,齿形片7能够使腔体中气体的旋转角速度增加,使气体能够产生反推力来平衡风机转子的轴向推力,使得转子推力移动面更小,减少轴向位移,防止轴承等零件损坏,保证了离心鼓风机的正常工作,同时使风机启停更加平稳,运转平衡性更好且噪音降低。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

再多了解一些
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