专利名称：三叶同步往复式鼓风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压鼓风机，具体是指用于冶金、石化、造纸、建材、食 品、电子工业等需要高压鼓风的场所，提供高风压，大风量风源的一种三叶同 步往复式鼓风机。
背景技术：
现有技术的高压鼓风机，主要有罗茨鼓风机(图8)和叶氏鼓风机两种类 型。罗茨鼓风机属定容积回转式鼓风机，它利用回转体(一对正交组装的反向 旋转的"8"字形渐开线转子)在机壳内作回转运动将空气吸入，再挤压出去， 因而可产生较高的风压。其特点是风量几乎不随风压的变化而变化，适用于工 艺上要求风压较稳定、风压较高的场合，罗茨鼓风机最高风压不超过60kPa; 叶氏鼓风机实际上是罗茨鼓风机的一种变形，本文不予赘述，叶氏鼓风机最高 风压不超过30kPa (摘自1996年版燃气设备与燃气手册)。这类高压鼓风机存在着风压难以进一步提高，且工作在风压较高时，气体 漏损率较大，磨损严重，噪音惊人，需要加装消声器；同时，对风机转动部件 和机壳内壁的加工要求较高从而使成本较高。发明内容针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明提供一种利用三只鼓风叶片 在被气阀体隔离为三个气室的圆筒机壳内作100°同步往复转动，通过气阈将 空气吸入，再挤压出去的一种三叶同步往复式鼓风机，旨在使高压鼓风机达到 进一步提高风压(》100kPa)和风量，风损小效率高、噪音小无须加装消声器、 体积小成本低的目的。本发明的目的是这样实现的 一种三叶同步往复式鼓风机包括齿轮箱、皮 带轮、减速齿轮、减速齿轮轴、曲轴齿轮、曲轴、连杆、轴销、花键摇臂、轴 承垫圈、机座、气阀、花键轴、花键套轴、叶片、机壳、机盖、风道汇集器，其中所述的齿轮箱为钢板焊制或铸铁制的矩形的上部敞开的前后側壁设有若 干轴承孔和轴孔的箱体，且配有箱盖；所述的皮带轮为铸铁制的中心设有带键 槽轴孔的三角皮带轮；所述的减速齿轮为铸铁或钢制的中心设有带键槽轴孔的 圆柱渐开线直齿轮；所述的减速齿轮轴为一端(长头端)设有带键槽的圆柱台 阶和配合轴承圆柱台阶和配合所述的皮带轮的带键槽的圆柱台阶，另一端(短 头端)设有带键槽的圆柱台阶和配合轴承圆柱台阶的钢轴；所述的曲轴齿轮为 铸铁或钢制的中心孔中镶有轴承的圆柱渐开线直齿轮，且齿轮端面沿径向在偏 离中心的位置设有曲轴孔；所述的曲轴为两端有圆柱台阶的钢轴；所述的连杆 为铸铁或钢制的極铃形构件，臂杆二端设有圆柱形轴套，套孔内镶有轴承，二 端轴套轴线平行且与臂杆轴线垂直；所述的轴销为一端有钉帽另一端有设有开口销孔螺丝的钢轴；所述的花键摇臂为铸铁或钢制的"n"形构件，横楣端为圆柱形中心设有内花键的花键轴套，二腿端头设有轴销孔且轴线与花键轴套的 轴线平行；所述的轴承垫圈为外柱面装有轴承的，中心设有花键孔的轴套式垫 圈且预置在齿轮箱相应的轴孔中；所述的机座为中心设有轴承孔的圆形钢板， 一端端面沿径向设有三个对称的扇形定位块，且圆周边缘设有定位台阶，并设 有若干螺孔；所述的气阀为断面呈扇形的中空楔块状物，内腔中间被沿轴向设 置的隔墙分隔成二个两端开口的管腔，每个管腔对应的外部楔面壁上开有矩形 口并设有单向扭簧活门，其中楔面的大头处为外开活门，小头处为内开活门； 所述的花键轴为钢制的柱面设有花键的，两端设有配合轴承台阶的传动轴；所 述的花键套轴为铸铁或钢制的中心设有花键孔的圆柱形轴套，轴套柱面上沿轴 线方向开有贯穿的等分三条燕尾槽；所述的叶片为其中一条长边设有燕尾的矩 形钢板；所述的机壳为铸铁或钢制的圆筒，两端设有连接法兰圈，法兰圈上设 有定位台阶与螺孔，其中一端为穿螺孔，另一端为螺丝孔；所述的机盖为圆形 钢板，中心设有轴承孔并镶有轴承，端面沿径向设有三个等分的扇形定位孔； 所述的风道汇集器为由钢制的圆盘上焊有三楞漏斗形的中空构件，在圆盘端面 沿径向设有三个等分的扇形孔，在三楞漏斗端的出口设有一个法兰圈。组装曲轴穿过连杆的一端套孔的轴承内孔，两端的圆柱台阶压入曲轴齿 轮的曲轴孔，将花键摇臂的二腿端头轴销孔对准连杆的另一端套孔轴承内孔压入轴销，拧上开槽螺帽插入开口销固定，再将该组件装入齿轮箱中，对准相应 的轴孔，花键摇臂横楣的一端对准预先固定在箱壁轴孔上的盲孔堵头，另一端 对准预先压入箱壁轴孔上的轴承垫圈，将花键轴穿过花键套轴的花键孔、轴承 垫圈的花键孔、花键摇臂横楣端的花键孔至插入另一端盲孔堵头的轴承孔为止， 用"T"形短轴穿过箱壁压入曲轴齿轮镶有轴承的中心孔将其固定在齿轮箱上； 机座按定位用螺丝固定在齿轮箱上，用螺丝将机壳固定在机座上，三只叶片的 燕尾压入花键套轴的燕尾槽内，将三只气阀的一端插入机座的三只扇形定位块 上，将机盖扇形定位孔套入三只气阀的另一端后，盖在机壳上用螺丝固定，用 螺丝将风道汇集器固定在机盖上；将减速齿轮分别加键压入减速齿轮轴两端的 带键槽的圆柱台阶，长头端压入轴承，将这一组件的短头端穿过齿轮箱相应的 安装孔使两只减速齿轮与两只曲轴齿轮啮合，短头端压入与齿轮箱安装孔中预 置的另一轴承中，用开孔堵头压入长头端的轴承外圈，用螺丝将其固定在齿轮 箱l側板的外壁上，加键装上皮带轮，最后盖上箱盖拧紧螺丝。注所有非运 动法兰件紧固处均加密封。传动原理电机拖动皮带轮作圆周转动，经减速齿轮轴、减速齿轮驱动曲 轴齿轮，曲轴将圆周转动变换为往复运动给连杆，连杆带动花键摇臂将往复运 动变换为往复转动，经花键轴传递给花键套轴由装在其上的叶片实现在圆形机 壳内作100°的同步往复转动。鼓风原理由机座、机壳、机盖、气阀围成的容积相等的三个独立的鼓风 机气室，叶片将各个独立的气室分隔成容积随叶片运动而交替变化的左气室和 右气室两个部分，受传动机构驱动，三个叶片在三个独立的气室内作100°的 同步往复转动当叶片作逆时针转动时，左气室容积被压縮而排气，右气室容 积被扩张而吸气；当叶片作顺时针转动时，左气室容积被扩张而吸气，右气室 容积被压縮而排气；气阀的单向扭簧活门受气压作用而自动启闭，通过内部的 管腔实现吸、排气道分离，三个吸气道在机盖上与大气相通，三个排气道经风 道汇集器汇集输出，达到向外鼓风的目的。显而易见，本发明也可以由三个以 上的多个气阀分隔出多个独立的鼓风机气室的技术方案。上述本发明的一种三叶同步往复式鼓风机，无转向要求，在同样输入功率 的驱动下，可通过改变叶片面积的大小和转速来获得偏重风压或偏重风量的设 计选择；例如，用相同功率的电机驱动，叶片面积大的三叶同步往复式鼓风机 用常规转速就可获得高风量，叶片面积小的三叶同步往复式鼓风机可通过提高 皮带轮转速获得高风压。由于风叶和机壳留有合理气隙，无摩擦无须润滑，使 用寿命高，提供了无油风源；定功率实验证实，风压可提高到》100kPa且风量 大于同功率现有技术的高压鼓风机，达到了进一步提高风压OlOOkPa)和风量，风损小效率高、噪音小无须加装消声器、体积小成本低的目的。
图1是本发明的三叶同步往复式鼓风机正面外观局剖示意图； 图2是本发明的三叶同步往复式鼓风机背面外观局剖示意图； 图3是本发明的三叶同步往复式鼓风机各部件分解示意图； 图4是本发明的三叶同步往复式鼓风机组装轴测图；图5是本发明的三叶同步往复式鼓风机左气室被压缩时态的鼓风原理图； 图6是本发明的三叶同步往复式鼓风机中间时态的鼓风原理图； 图7是本发明的三叶同步往复式鼓风机右气室被压縮时态的鼓风原理图； 图8是现有技术的罗茨鼓风机的鼓风原理示意图。下面结合附图中的实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本 发明的任何限制。图中齿轮箱l、箱盖Ol、皮带轮2、减速齿轮3、减速齿轮轴31、开孔堵头 32、曲轴齿轮4、曲轴41、 "T"形短轴42、连杆5、轴销51、花键摇臂6、盲 孔堵头61、轴承垫圈62、机座7、气阀8、花键轴9、花键套轴IO、叶片ll、 机壳12、机盖13、风道汇集器14、左气室15、右气室16;具体实施方式
参阅图l、图2、图3，本发明的一种三叶同步往复式鼓风机包括齿轮箱l、 皮带轮2、减速齿轮3、减速齿轮轴31、曲轴齿轮4、曲轴41、连杆5、轴销 51、花键摇臂6、轴承垫圈62、机座7、气阀8、花键轴9、花键套轴10、叶片 11、机壳12、机盖13、风道汇集器14，其中所述的齿轮箱1为钢板焊制或铸铁制的矩形的上部敞开的前后側壁设有若干轴承孔和轴孔的箱体，且配有箱 盖01;所述的皮带轮2为铸铁制的中心设有带键槽的轴孔的三角皮带轮；所述 的减速齿轮3为铸铁或钢制的中心设有带键槽轴孔的圆柱渐开线直齿轮；所述 的减速齿轮轴31为一端(长头端)设有带键槽的圆柱台阶和配合轴承圆柱台阶 和配合所述的皮带轮2的带键槽的圆柱台阶，另一端(短头端)设有带键槽的 圆柱台阶和配合轴承圆柱台阶的钢轴；所述的曲轴齿轮4为铸铁或钢制的中心 孔中镶有轴承的圆柱渐开线直齿轮，且齿轮端面沿径向在偏离中心的位置设有 曲轴孔；所述的曲轴41为两端有圆柱台阶的钢轴；所述的连杆5为铸铁或钢制 的哑铃形构件，臂杆二端设有圆柱形轴套，套孔内镶有轴承，二端轴套轴线平 行且与臂杆轴线垂直;所述的轴销51为一端有钉帽另一端有设有开口销孔螺丝 的钢轴；所述的花键摇臂6为铸铁或钢制的"n"形构件，横楣端为圆柱形中 心设有内花键的花键轴套，二腿端头设有轴销孔且轴线与花键轴套的轴线平行； 所述的轴承垫圈62为外柱面装有轴承的，中心设有花键孔的轴套式垫圈且预置 在齿轮箱l相应的轴孔中；所述的机座7为中心设有轴承孔的圆形钢板， 一端 端面沿径向设有三个对称的扇形定位块，且圆周边缘设有定位台阶，并设有若 干螺孔；所述的气阀8为断面呈扇形的中空楔块状物，内腔中间被沿轴向设置 的隔墙分隔成二个两端开口的管腔，每个管腔对应的外部楔面壁上开有矩形口 并设有单向扭簧活门，其中楔面的大头处为外开活门，小头处为内开活门； 所述的花键轴9为钢制的柱面设有花键的，两端设有配合轴承台阶的传动轴； 所述的花键套轴10为铸铁或钢制的中心设有花键孔的圆柱形轴套，轴套柱面上 沿轴线方向开有贯穿的等分三条燕尾槽;所述的叶片11为其中一条长边设有燕 尾的矩形钢板；所述的机壳12为铸铁或钢制的圆筒，两端设有连接法兰圈，法 兰圈上设有定位台阶与螺孔，其中一端为穿螺孔，另一端为螺丝孔；所述的机 盖13为圆形钢板，中心设有轴承孔并镶有轴承，端面沿径向设有三个等分的扇 形定位孔；所述的风道汇集器14为由钢制的圆盘上焊有三楞漏斗形的中空构 件，在圆盘端面沿径向设有三个等分的扇形孔，在三楞漏斗端的出口设有一个 法兰圈。组装参阅图4，曲轴41穿过连杆5的一端套孔的轴承内孔，两端的圆柱台阶压入曲轴齿轮4的曲轴孔，将花键摇臂6的二腿端头轴销孔对准连杆5的 另一端套孔轴承内孔压入轴销51，拧上开槽螺帽插入开口销固定，再将该组件 装入齿轮箱l中，对准相应的轴孔，花键摇臂6横楣的一端对准预先固定在箱 壁轴孔上的盲孔堵头61，另一端对准预先压入箱壁轴孔上的轴承垫圈62，将花 键轴9穿过花键套轴10的花键孔、轴承垫圈62的花键孔、花键摇臂6横楣端 的花键孔至插入另一端盲孔堵头61的轴承孔为止，用"T"形短轴42穿过箱 壁压入曲轴齿轮4镶有轴承的中心孔将其固定在齿轮箱1上；机座7按定位用 螺丝固定在齿轮箱1上，用螺丝将机壳12固定在机座7上，三只叶片11的燕 尾压入花键套轴10的燕尾槽内，将三只气阀8的一端插入机座7的三只扇形定 位块上，将机盖13扇形定位孔套入三只气阀8的另一端后，盖在机壳12上用 螺丝固定，用螺丝将风道汇集器14固定在机盖13上；将减速齿轮3分别加键 压入减速齿轮轴31两端的带键槽的圆柱台阶，长头端压入轴承，将这一组件的 短头端穿过齿轮箱1相应的安装孔使两只减速齿轮3与两只曲轴齿轮4啮合， 短头端压入与齿轮箱1安装孔中预置的另一轴承中，用开孔堵头32压入长头端 的轴承外圈，用螺丝将其固定在齿轮箱1側板的外壁上，加键装上皮带轮2， 最后盖上箱盖01拧紧螺丝。注所有非运动法兰件紧固处均加密封。传动原理参阅图l、图2，电机拖动皮带轮2作圆周转动，经减速齿轮轴 31、减速齿轮3驱动曲轴齿轮4，曲轴41将圆周转动变换为往复运动给连杆5， 连杆5带动花键摇臂6将往复运动变换为往复转动，经花键轴9传递给花键套 轴10由装在其上的叶片11实现在圆形机壳内作100°的同步往复转动。鼓风原理参阅图l、图5、图6、图7，由机座7、机壳12、机盖13、气 阀8围成的容积相等的三个独立的鼓风机气室，叶片11将各个独立的气室分隔 成容积随叶片11运动而交替变化的左气室15和右气室16两个部分，受传动机 构驱动，三个叶片11在三个独立的气室内作100°的同步往复转动当叶片 11作逆时针转动时，左气室15容积被压縮而排气，右气室16容积被扩张而吸 气；当叶片11作顺时针转动时，左气室15容积被扩张而吸气，右气室16容积 被压縮而排气；气阀8的单向扭簧活门受气压作用而自动启闭，通过内部的管 腔实现吸、排气道分离，三个吸气道在机盖13上与大气相通，三个排气道经风道汇集器14汇集输出。综上所述，显而易见，本发明也可以包括由三个以上的多个气阀8分隔出 多个独立的鼓风机气室的技术方案，因此，本发明的技术特征表述为由机座 7、机壳12、机盖13和三个或多个气阀8围成的容积相等的三个或多个独立的 鼓风机气室，三个或多个叶片11将三个或多个各自独立的气室分隔成容积随叶 片11运动而交替变化的左气室15和右气室16两个部分，传动机构将圆周转动 变换为往复转动，驱动三个或多个叶片11在三个或多个独立的气室内作同步往 复转动，同步交替扩张、压縮各自的左右两气室的容积并通过设有自动启闭单 向扭簧活门的三个或多个气阀8实现吸、排气道分离，经风道汇集器14汇集输 出，达到向外鼓风的目的。
权利要求
1、三叶同步往复式鼓风机包括齿轮箱(1)、皮带轮(2)、减速齿轮(3)、减速齿轮轴(31)、曲轴齿轮(4)、曲轴(41)、连杆(5)、轴销(51)、花键摇臂(6)、轴承垫圈(62)、机座(7)、气阀(8)、花键轴(9)、花键套轴(10)、叶片(11)、机壳(12)、机盖(13)、风道汇集器(14)，其特征在于由机座(7)、机壳(12)、机盖(13)和三个或多个气阀(8)围成的容积相等的三个或多个独立的鼓风机气室，三个或多个叶片(11)将三个或多个各自独立的气室分隔成容积随叶片(11)运动而交替变化的左气室(15)和右气室(16)两个部分，传动机构将圆周转动变换为往复转动，驱动三个或多个叶片(11)在三个或多个独立的气室内作同步往复转动，同步交替扩张、压缩各自的左右两气室的容积并通过设有自动启闭单向扭簧活门的三个或多个气阀(8)实现吸、排气道分离，经风道汇集器(14)汇集输出。
2、 根据权利要求1所述的三叶同步往复式鼓风机，其特征在于电机拖动皮带 轮(2)作圆周转动，经减速齿轮轴(31)、减速齿轮(3)驱动曲轴齿轮(4)， 曲轴(41)将圆周转动变换为往复运动给连杆(5)，连杆(5)带动花键摇臂(6)将往复运动变换为往复转动，经花键轴(9)传递给花键套轴(10)由 装在其上的叶片(11)实现在圆形机壳内作的同步往复转动。
3、 根据权利要求1所述的三叶同步往复式鼓风机，其特征在于所述的齿轮箱 (l)为钢板焊制或铸铁制的矩形的上部敞开的前后側壁设有若干轴承孔和轴孔的箱体，且配有箱盖(01);所述的皮带轮(2)为铸铁制的中心设有带键 槽的轴孔的三角皮带轮；所述的减速齿轮(3)为铸铁或钢制的中心设有带键 槽轴孔的圆柱渐开线直齿轮；所述的减速齿轮轴(31)为一端(长头端)设 有带键槽的圆柱台阶和配合轴承圆柱台阶和配合所述的皮带轮(2)的带键槽 的圆柱台阶，另一端(短头端)设有带键槽的圆柱台阶和配合轴承圆柱台阶 的钢轴；所述的曲轴齿轮(4)为铸铁或钢制的中心孔中镶有轴承的圆柱渐开 线直齿轮，且齿轮端面沿径向在偏离中心的位置设有曲轴孔;所述的曲轴(41) 为两端有圆柱台阶的钢轴；所述的连杆(5)为铸铁或钢制的哑铃形构件，臂杆二端设有圆柱形轴套，套孔内镶有轴承，二端轴套轴线平行且与臂杆轴线 垂直；所述的轴销(51)为一端有钉帽另一端有设有开口销孔螺丝的钢轴；所述的花键摇臂(6)为铸铁或钢制的"n"形构件，横楣端为圆柱形中心设有内花键的花键轴套，二腿端头设有轴销孔且轴线与花键轴套的轴线平行; 所述的轴承垫圈(62)为外柱面装有轴承的，中心设有花键孔的轴套式垫圈 且预置在齿轮箱(1)相应的轴孔中；所述的机座(7)为中心设有轴承孔的 圆形钢板， 一端端面沿径向设有三个对称的扇形定位块，且圆周边缘设有定 位台阶，并设有若干螺孔；所述的气阀(8)为断面呈扇形的中空楔块状物， 内腔中间被沿轴向设置的隔墙分隔成二个两端开口的管腔，每个管腔对应的 外部楔面壁上开有矩形口并设有单向扭簧活门，其中楔面的大头处为外开 活门，小头处为内开活门；所述的花键轴(9)为钢制的柱面设有花键的，两 端设有配合轴承台阶的传动轴；所述的花键套轴(10)为铸铁或钢制的中心 设有花键孔的圆柱形轴套，轴套柱面上沿轴线方向开有贯穿的等分三条燕尾 槽；所述的叶片(ll)为其中一条长边设有燕尾的矩形钢板；所述的机壳(12) 为铸铁或钢制的圆筒，两端设有连接法兰圈，法兰圈上设有定位台阶与螺孔， 其中一端为穿螺孔，另一端为螺丝孔；所述的机盖(13)为圆形钢板，中心 设有轴承孔并镶有轴承，端面沿径向设有三个等分的扇形定位孔；所述的风 道汇集器(14)为由钢制的圆盘上焊有三楞漏斗形的中空构件，在圆盘端面 沿径向设有三个等分的扇形孔，在三楞漏斗端的出口设有一个法兰圈。
4、根据权利要求1所述的三叶同步往复式鼓风机，其特征在于曲轴(41)穿 过连杆(5)的一端套孔的轴承内孔，两端的圆柱台阶压入曲轴齿轮(4)的 曲轴孔，花键摇臂(6)的二腿端头轴销孔对准连杆(5)的另一端套孔轴承 内孔压入轴销(51)，拧上开槽螺帽插入开口销固定，将该组件装入齿轮箱(1) 中，对准相应的轴孔，花键摇臂(6)横楣的一端对准预先固定在箱壁轴孔上 的盲孔堵头(61)，另一端对准预先压入箱壁轴孔上的轴承垫圈(62)，花键 轴(9)穿过花键套轴(10)的花键孔、轴承垫圈(62)的花键孔、花键摇臂 (6)横楣端的花键孔至插入另一端盲孔堵头(61)的轴承孔为止，用"T"形短轴(42)穿过箱壁压入曲轴齿轮(4)镶有轴承的中心孔将其固定在齿轮 箱(1)上；机座7按定位用螺丝固定在齿轮箱(1)上，用螺丝将机壳(12) 固定在机座(7)上，三只叶片(11)的燕尾压入花键套轴(10)的燕尾槽内， 三只气阀(8)的一端插入机座(7)的三只扇形定位块上，机盖(13)扇形 定位孔套入三只气阀(8)的另一端后，盖在机壳(12)上用螺丝固定，用螺 丝将风道汇集器(14)固定在机盖(13)上；减速齿轮(3)分别加键压入减 速齿轮轴(31)两端的带键槽的圆柱台阶，长头端压入轴承，这一组件的短 头端穿过齿轮箱(1)相应的安装孔使两只减速齿轮(3)与两只曲轴齿轮(4) 啮合，短头端压入与齿轮箱(l)安装孔中预置的另一轴承中，用开孔堵头G2) 压入长头端的轴承外圈，用螺丝将其固定在齿轮箱(1)側板的外壁上，加键 装上皮带轮(2)，盖上箱盖(01)拧紧螺丝。
全文摘要
本发明公开了一种三叶同步往复式鼓风机，由机座(7)、机壳(12)、机盖(13)和三个或多个气阀(8)围成的容积相等的三个或多个独立的鼓风机气室，三个或多个叶片(11)将三个或多个各自独立的气室分隔成容积随叶片(11)运动而交替变化的左气室(15)和右气室(16)两个部分，传动机构将圆周转动变换为往复转动，驱动三个或多个叶片(11)在三个或多个独立的气室内作同步往复转动，同步交替扩张、压缩各自的左右两气室的容积并通过设有自动启闭单向扭簧活门的三个或多个气阀(8)实现吸、排气道分离，经风道汇集器(14)汇集输出，达到向外鼓风的目的。克服了现有技术的高压鼓风机存在的风压难以进一步提高，气损率大，磨损严重，噪音惊人，需要加装消声器的不足。
文档编号F04C29/00GK101260883SQ200810093158
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月14日 优先权日2008年4月14日
发明者徐家业 申请人:徐家业