专利名称：气固两相耐磨离心风机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于通风装置，涉及气固两相的离心风机。
气固两相流风机应用于钢铁建材、粮食饲料、机械石化等领域输送含颗粒气流。目前已有炼钢、发电设备、水泥窑、垃圾焚烧、工业蒸汽锅炉、工业排尘和输送物料等风机它们占风机总量的25％以上，遍及国民经济各部门。长期以来这类风机存在效率低，寿命短的问题。风机叶轮极易被固粒磨损造成生产事故，频繁更换风机停工停产，造成经济损失。经调研本溪公路水泥厂风机仅能使用10天，本溪水泥厂风机1个月，鞍山水泥厂2个月，邯郸水泥厂3个月，杭州钢铁厂3个月，内蒙乌达电厂1个月等等，说明现在气固两相流风机使用寿命短非常突出，是人们长期以来想要解决的问题。国外对耐磨离心风机技术的研究主要是在最近20年间，其中又以Tabakoff为首的研究集体最为活跃，研究内容包括气固两相流场计算、固粒在壁面的碰撞和反弹、材料磨损的机理。但是在将理论研究结果用于产品的设计和开发上却未见报导，在近壁流场特性对固粒运动乃至壁面磨损的影响方面尚缺乏研究。国外进口的一些耐磨风机产品往往不适合国内的运行环境且价格高；80年代以来，国内也开始进行研究，重点是放在叶轮材料的改进及叶轮表面的处理，如叶轮材料渗硼渗碳、表面贴上一层磁片或镀上一层硬质金属。由于贴、镀工艺还未完全过关，所以效果不尽如人意，而且这种方法以提高成本为代价；还有一种办法是在叶片表面焊上肋条，由于对肋条所起的作用不了解，往往不仅延长不了叶轮的使用寿命，而且容易造成风机运行的效率降低，如内蒙乌达电厂使用的风机；另有一种办法是在叶片进口位置加小叶片以吸收部分固粒的冲击能量，该方法对小叶片角度和形式的选取很有讲究，生产时增加了工艺的复杂性，小叶片磨去后更换衬套较麻烦，而且对减轻叶片出口部位的磨损没有明显的作用。
本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，在相同的风机叶轮材料和风机工作条件下，显著提高气固两相流风机叶轮耐磨性能，延长风机使用寿命并使风机具有较高效率和良好工作性能。
经试验论证，发现以下三方面可延长风机使用寿命(1)消耗固粒冲击能量，使叶轮磨损量不影响使用寿命；(2)减少固粒对叶轮的冲击个数和次数；(3)降低固粒碰撞叶轮壁面时的速度和改变固粒的碰撞角度。气固两相流离心风机叶轮磨损严重的部位主要是以下二部位(1)叶片的进口与后盘的结合部位；(2)叶片工作面出口与后盘的结合部位。
依据大量试验实践和理论计算，为实现本实用新型的目的参照
技术方案如下图面说明图1为叶片入口处气流方向角与叶片安装角的关系示意图；图2为叶片与前盘和后盘的结构关系示意图，图中1表示叶片进口端型线，2表示叶片出口端型线，3是前盘，4是后盘；图3为叶片工作面上肋条结构示意图；图4为肋条截面示意图。
本实用新型技术方案如图1所示，叶片入口处气流方向A与叶片安装角一致，一般控制攻角α在0°至5°之间，最佳攻角α在0°；如图2所示，将常规设计中叶片进口端型线AB改为AC，DC为圆弧线，AD为AB的一半，BC与BE之比为1/5至1/4，圆弧DC的半径R与叶轮外半径ro相同；气动设计在确定叶片通道从进口到出口的载荷系数分布时，应采取由小而大的分布方式，具体形式为W/Wav(r)＝C×(r/ro)式中W为同一径向位置的叶片工作面与非工作面上气流相对速度之差，Wav(r)为径向位置r处的气流相对速度，r表示叶片某径向位置，ro为叶轮外半径，C为常数取2.5～3；在叶片工作面上焊肋条，如图3、图4所示，其中H与叶轮两叶片平均距离L之比需为1/50至1/45，否则将降低风机性能和提高成本。图3中5是肋条，EF与EB之比约为3/4，EG与EI之比约为3/4，FJ与FK之比约为1/4。
本实用新型的优点和效果(1)因攻角α为零或接近零度使固粒撞击叶轮时产生较少的磨损量；因叶片进口端型线AB改为AC，这样既不影响风机性能，又能增强叶片与后盘的结合强度，一般叶轮延长的寿命时间等于AC线被磨成AB线所需时间。上述措施可显著减轻叶片进口与后盘结合部位的磨损。
(2)由于合理确定叶片通道从进口到出口载荷系数的分布，能减少固粒碰撞叶轮壁面的次数和降低固粒碰撞壁面时的速度；在叶片工作面上焊上肋条，亦能减少固粒碰撞叶轮壁面的次数和降低固粒碰撞壁面时的速度。上述措施可减轻叶片工作面出口与后盘结合部位的磨损。
权利要求1.气固两相耐磨离心风机，叶轮由叶片、前盘和后盘组成，其特征是叶片入口处气流方向A与叶片安装角一致，取攻角α在0°至5°之间叶片进口端型线DC为圆弧形；叶片通道从进口到出口载荷系数分布方式为W/Wav(r)＝C×(r/ro)；在叶片工作面上焊肋条。
2.根据权利要求1所述的耐磨离心风机，其特征是攻角α在0°。
3.根据权利要求1所述的耐磨离心风机，其特征是圆弧线DC的半径R与叶轮外半径ro相同，AD为AB的一半，BC与BE之比为1/5至1/4。
4.根据权利要求1所述的耐磨离心风机，其特征是常数C取2.5～3。
5.根据权利要求1所述的耐磨离心风机，其特征是叶片上肋条的H值与叶轮两叶片的平均距离L之比为1/50至1/40，且EF/EB为3/4，EG/EI为3/4，FJ/FK为1/4。
专利摘要气固两相耐磨离心风机。主要为提高叶轮耐磨性能,延长风机使用寿命。风机叶轮由叶片、前盘和后盘组成,其结构特点是叶片入口处气流方向应与叶片安装角尽量一致,一般取0°～5°;叶片进口端型线DC为圆弧形;叶片通道从进口到出口载荷系数应取由小而大的分布方式,其形式为W/Wav(r)=C×(r/r
文档编号F04D1/00GK2299172SQ9721167
公开日1998年12月2日 申请日期1997年2月26日 优先权日1997年2月26日
发明者林建忠, 崔良成, 杨秋生, 赵伯龙, 冯婉庄, 尚东奎, 吴松盛, 陈贤杰, 王文榜 申请人:林建忠, 崔良成, 杨秋生