专利名称：工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，属于除尘技术领域。
背景技术：
当前，治理工业烟尘污染的除尘系统中常用的大型离心风机(100KW以上)均为卧式结构，通常安装于地面。相互独立的风机与电动机通过联轴器、水冷或油冷轴承座等配套连接装置来实现传动，为整个除尘系统提供负压。除尘器需通过管道与风机相联，存在系统阻力高、钢耗多、配套设备多、占地面积大等问题。同时，传统离心风机的蜗壳为渐开线形式，在为风机提高静压、改变出风方向作出贡献的同时，也造成了较大的阻力损失、消耗了大量能耗、提供相对较少风量、效率低下的问题。解决以上问题的有效途径之一，是设计一种能够立式安装于除尘器顶部并与除尘器直接相联的高效离心风机，而该项技术目前尚属·空白。
发明内容
本发明提供了一种工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，主要技术方案如下自上而下依次由电动机I、机座2、离心式叶轮3、集流器4组成。整机为离心式叶轮与电动机直联的立式结构，离心式叶轮3安装于电动机I的下部轴伸端，与电动机I共用一根轴、一组轴承，电动机与离心式叶轮合为一体，由电动机绕组驱动离心式叶轮转动，即整机自带动力，而且其力学结构的优化省去了常规大型离心风机冷却轴承时必须使用的循环冷却水。机座2由大型法兰盘和带栅格筒体11组成，机座2直径大于离心式叶轮3直径，检修离心式叶轮3时可整体吊装，不必拆装。以机座2中带栅格筒体11代替常规离心式叶轮3的外部蜗壳，消除了喘振。本发明的出风形式为沿离心式叶轮转动方向自主呈轴向30度、径向360度伞状流出风。集流器4与机座2中带栅格筒体11实行可调节连接，方便调整集流器4与离心式叶轮3的间隙，实现风机进口气流组织最优化。整机通过机座2采用螺栓固定于除尘器顶部，集流器4与除尘器净气仓10直通。除尘系统净化后的气体经集流器4直接进入离心式叶轮3，然后沿离心式叶轮3转动方向自主呈轴向30度、径向360度伞状流出风。本发明成品整体出厂后，无需现场拼装和调试便可正常运行，解决了大型风机、电机分体散装出厂、现场组装调试极为困难的弊端。本发明的创新之一是伞状流出风。传统离心风机的蜗壳为渐开线形式，在为风机提高静压、改变出风方向作出贡献的同时，也造成了较大的阻力损失，消耗了大量的能耗，提供相对较少的风量。经过大量的实验和理论计算证明，在去除蜗壳、让离心风机自主呈轴向30度、径向360度伞状流出风时，其部分工作区间能够实现更高的工作效率，输出更大的全压和风量。因此，在为除尘系统选择匹配风机时，在本发明系列产品中选择匹配的型号，可以获得更大的处理风量和负压。同时，没有了蜗壳的离心风机不会发生喘振。本发明的创新之二是直联结构。传统形式中，电动机在为大型离心风机提供动力时，都通过联轴器(或皮带盘)等连接设备传递力矩，风机、电动机、联轴器(或皮带盘)等之间不可避免的存在同轴度误差，造成转动不同心，致使风机、电动机异常振动，对两者的轴和轴承损害很大，大大缩短使用寿命。本发明采用离心式叶轮与电动机直联形式，两者共用一轴、一组轴承，将两者合为一体，从根本上消除了不同心度，实现平稳运转，从而减小轴与轴承的磨损，延长使用寿命。而且，其力学结构的优化省去了常规大型离心风机冷却轴承时必须使用的循环冷却水。本发明的创新之三是立式结构。传统大型离心风机都是卧式安装于地面，需通过管道与除尘器相联。经除尘器净化后的气体通过风机进风管进入风机，再通过风机出风口进入风机出风管道，最后进入排气筒排入大气。从风机进风管至排气筒的阻损约占整个除尘系统阻损总量的50 70%。本发明采用离心式叶轮与电动机的立式直联结构，布置灵活，其集流器与除尘器净气仓直通，省去了风机进出 风管、排气筒等，大大减少了系统阻损，降低了能耗和钢耗，缩小了占地面积。本发明的创新之四是集流器位置可调。常规离心风机的集流器固定安装于蜗壳，在风机进风口起到组织气流有作用。本发明中的集流器通过与机座筒体的活动联接，实现可调节，实现风机进口气流组织最优化。本发明的创新之五是安装机座的创新。传统大型离心风机的机座多安装于风机房内的混凝土基础上，通过预埋件固定安装。本发明采用大型法兰盘和带栅格筒体作为机座，安装固定于除尘器顶部桁架上。机座直径大于叶轮直径，方便检修和整体吊装。本发明的创新之六是安装方式的创新。本发明为集成化产品，在成品出厂时即整体安装调试完毕，运至现场即可整体吊装到位，无需现场拼装和调试便可正常运行，解决了大型风机、电机分体散装出厂，现场组装、调试极为困难的问题。本发明涉及空气动力、电气、机械、材料力学等多个学科领域，是综合创新的成果。其主要技术难点如下本发明的技术难点之一是风机轴和轴承的受力计算与设计制造。传统大型卧式离心风机与电机的轴和轴承，主要承受各自的设备重力、不平衡力和电动机绕组的磁拉力等较大的径向力，离心风机的轴和轴承还承受离心式叶轮负压引起的载荷等较小的轴向力。当将离心式叶轮与电动机立式直联，两者共用一根轴、一组轴承后，其轴和轴承所受的轴向力和径向力发生了很大变化，必须重新分析计算受力、设计制造适合的轴和轴承，来承受较大的轴向力和较小的径向力。本发明的技术难点之二是风机工作曲线的确定。本发明由于去除了传统大型离心风机的蜗壳，让离心风机自主呈现轴向30度、径向360度伞状流出风，大大改变了工作曲线，完全不同于传统叶轮标号下的风机工作曲线，必须通过严谨的实验和科学的理论计算，得出不同型号风机各自的工作曲线，指导风机选型匹配。
图I是本发明的结构示意图。图2和图3是常规工业除尘用大型卧式离心风机与本发明实际应用比较。图I、图2和图3所示的数字序号意义如下I、电动机；2、机座；3、离心式叶轮；4、集流器；
5常规大型卧式离心风机；6、卧式电动机；7、联轴器；8、进风管道；9、工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机；10、除尘器净气仓；11、带栅格筒体。如图2所示，常规工业除尘用大型卧式离心风机5，因其卧式结构，卧式电动机6需要通过联轴器7等联接装置将动力传输给卧式离心风机5，卧式离心风机5通过进风管道8与除尘器连接，将净化后的气体引至排气筒排空。其结构存在系统阻力高、钢耗多、配套设备多、占地面积大等问题。如图3所示，工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机9因其立式结构，整机可直·接安装于除尘器顶部，集流器4与除尘器净气仓10直通，经除尘器净化后的气体直接进入本发明排入大气。其结构省去了传统卧式离心风机常用的联轴器、水冷或油冷轴承座等繁杂的配套设备以及风机进口、出口管道和排气筒，减少了系统阻力，降低了钢耗，缩减了占地面积。
具体实施例方式本发明自上而下分别为电动机I、机座2、离心式叶轮3、集流器4。离心式叶轮3安装于电动机I的下部轴伸端，与电动机I共用一根轴、一组轴承，省去了传统联接方式中的联轴器(或皮带盘)、轴承座等。机座2由大型法兰盘和带栅格筒体11组成，直径大于离心式叶轮3直径。整机通过机座2安装于除尘器顶部。集流器4通过与机座2的带栅格筒体11活动联接定位，调整与离心式叶轮3之间的间隙。集流器4与除尘器净气仓10直通。除尘系统净化后的气体经集流器4进入离心式叶轮3，然后沿离心式叶轮3轴向30度、径向360度伞状流出风。
权利要求
1.一种工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，自上而下依次由电动机(I)、机座(2)、离心式叶轮(3)、集流器(4)组成，其特征在于整机为离心式叶轮(3)与电动机(I)直联的立式结构。
2.根据权利要求I所述的工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，其特征在于使用带筒形栅格的机座(2)代替常规离心式叶轮(3)的外部蜗壳，消除了喘振，出风方向自主呈轴向30度、径向360度伞状流出风。
3.根据权利要求I所述的工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，其特征在于立式安装于除尘器顶部，集流器(4)与除尘器净气仓(10)直通。
4.根据权利要求I所述的工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，其特征在于集流器(4)与机座(2)的带栅格筒体(11)活动联接，可调节与离心式叶轮(3)的间隙位置，实现风机进口气流组织最优化。
5.根据权利要求I所述的工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，其特征在于以大型法兰盘和带栅格筒体(11)作为机座(2)，采用螺栓固定于除尘器顶部，机座(2)直径大于离心式叶轮(3)直径，方便离心式叶轮(3)的检修。
6.根据权利要求I所述的工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，其特征在于集成化的产品整体出厂，无需现场拼装和调试便可正常运行，解决了大型风机、电机分体散装出厂，现场组装，调试极为困难的问题。
7.根据权利要求I所述的工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机，其特征在于 离心式叶轮(3)与电动机(I)直联，两者共用一轴、一组轴承，即整机自带动力，其力学结构的优化省去了常规大型离心风机冷却轴承时必须使用的循环冷却水。
全文摘要
本发明涉及一种工业除尘专用大型立式直联无蜗壳伞流离心风机，系工业烟尘污染治理除尘系统的专用配套设备。整体为立式结构，其组成自上而下分别为电动机1、机座2、离心式叶轮3、集流器4。机座2为大型法兰盘和带栅格筒体(11)的结构，直径大于离心式叶轮3直径。离心式叶轮3安装于电动机1的下部轴伸端，与电动机1共用一根轴、一组轴承，省去了传统联接方式中的联轴器、皮带盘、轴承座等，整机通过机座2安装于除尘器顶部。集流器4与除尘器净气仓10直通，除尘系统净化后的气体经集流器4进入离心式叶轮3，然后沿离心式叶轮3轴向30度、径向360度伞状流出风。本发明彻底改变了传统大型离心风机的卧式结构，填补了国内在工业除尘专用大型立式直联伞流离心风机技术领域的一项空白，具有结构新颖、紧凑、不占地，风量大、噪音低、无喘振、伞形出风形式以及安装维护方便等优点。
文档编号F04D29/44GK102954014SQ20111025180
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者郑敬鹤, 冷吟, 王卫, 汤学海 申请人:无锡市东方工业环保有限公司