离心式风机的制作方法

本实用新型涉及一种用于确定体积流的具有压差测量的离心式风机。

背景技术：

从现有技术已经公知风机的不同的实施方式，所述风机依据所测量的空气压力通过风机转速的适配来调节风机的体积流。为此，所述风机分别包括由马达驱动的风机叶轮，所述风机叶轮的转速通过马达转速来控制。

在此，鼓形滚筒风机由于效率要求提高而越来越多地被具有弯曲的叶片代替，然而在所述弯曲的叶片的情况下，与鼓形滚筒风机不同，在风机叶轮转速相同的情况下不存在功率消耗与所要求的体积流之间的明确的关系。因此，用于体积流测量和体积流调节的方法已经被研发，其中静态的空气压力在环形管道中的流入室内测量而且根据所测量的值来计算体积流。通常，多个降压套管通过环形管道连接并且借助于软管管道连接压力传感器。在此，不利的是，环形管道和软管管道的安装花费高而且因此成本敏感。此外，在所要求的体积流与静态的有效压力之间存在平方关系，所述平方关系在体积流小时导致压力信号几乎不能测量并且因此导致很差的测量精确度。

技术实现要素：

因此，本实用新型所基于的任务在于，提供一种具有集成的体积流测量的离心式风机，所述集成的体积流测量是成本有利的而且即使在所要求的体积流低时也确保了用于确定体积流的压差的足够好的精确度。

该任务通过按照本实用新型的特征组合来解决。

按照本实用新型，为此提出一种具有风机叶轮、驱动所述风机叶轮的马达和风机外壳的离心式风机，其中所述离心式风机具有沿流动方向看在吸入侧的进气侧和轴向对置的受压侧。所述风机外壳由进气侧的前部和受压侧的后部形成，沿轴向看，所述风机叶轮布置在它们之间。所述前部和所述后部与至少一个轴向支柱连接，所述轴向支柱具有贯通的以及朝进气侧并且朝受压侧打开的空心通道。在所述空心通道中布置有至少一个压差传感器，所述压差传感器在离心式风机运行时直接检测或测量在所述离心式风机的进气侧和受压侧上的相应的静态的空气压力的压差。

通过将压差传感器集成到轴向支柱中，克服了到目前为止对环形管道以及压力软管和压力套管的使用。形成轴向支柱，用于使压差传感器与沿轴向从进气侧朝受压侧贯穿延伸的空心通道集成，而且压差传感器布置在所述轴向支柱中。空心通道关于相应的静态的空气压力直接与离心式风机的进气侧和受压侧保持有效连接，使得通过压差传感器能确定压差并且从中能计算出离心式风机的当前的体积流。按照本实用新型的解决方案提供了一种成本有利的用于即使在压差低时也确定体积流的可能性。此外，压差传感器在轴向支柱中受保护以防外界影响。

能作为压差传感器在轴向支柱的空心通道中的按照本实用新型的布置的另一优点被认可的是，主流没有受影响而且对离心式风机的效率和噪声性能的消极影响不应被记录。在将压差传感器分别用在多个轴向支柱中时，可以进一步提高测量精确度。

在离心式风机的一个有利的实施变型方案中，压差传感器构造为热膜传感器。通过在离心式风机运行期间在进气侧与受压侧上的压差，实现经过轴向支柱的空心通道以及因此经过热膜传感器的空气流。所述空气流影响在热膜传感器上取决于在进气侧和受压侧上的压差的温度，使得通过在热膜传感器上的温度影响能测量所述压差。

有利的是具有两个沿轴向串联布置的传感器元件的热膜传感器的实施方案，所述传感器元件为了改善测量精确度而沿轴向看依次被放置并且由经过空心通道的空气流相继流经。在此，所述传感器元件在一个有利的实施方案中构造为热偶，优选地构造为作为PT100热偶和PT1000热偶的电阻温度计，而且PT100热偶沿流动方向在空心通道中布置在PT1000热偶前面。

热膜传感器提供传感器电压作为测量信号，根据所述传感器电压能通过算式计算出压差。优选地，输入参量(传感器电压Usensor)和输出参量(压差psf)为了到离心式风机的任意的结构参量的可转用性而在最小和最大传感器电压(Usensor_min，Usensor_max)的情况下通过如下公式来标准化：

U＝((Usensor)-(Usensor_min))/((Usensor_max)-(Usensor_min))

如果离心式风机在其通风特性曲线上任意地运行，那么达到最小传感器电压Usensor_min。在离心式风机的相应的通风特性曲线的最大压力的情况下，达到最大传感器电压Usensor_max。

压差psf的输出参量只用相应的离心式风机的最大压力psf_max来标准化，使得适用：

P＝(psf/psf_max)。

在轴向支柱中的空心通道的示例性的直径为3mm的情况下，得到如下多项式：

P＝a*(U⁵-2,05(U⁴-0,756*U³+0,18*U²-0,029U+b))

其中4.6≤a≤5.8，优选地4.9≤a≤5.5并且

-0.004≤b≤0.004、优选地-0.002≤b≤0.002，其中所述多项式能通过所规定的值域被转用到空心通道的其它直径上。

为了计算体积流，离心式风机有利地具有分析电子装置。所述分析电子装置根据相应的静态的空气压力和风机叶轮转速的通过压差传感器所检测到的值来确定离心式风机的体积流。在此，所述分析电子装置可集成到马达控制装置中。

在离心式风机的一个扩展方案中规定：所述一个或多个轴向支柱分别一体化地部分构造在前部上和部分构造在后部上。因此，风机外壳由两部分组成而且可以从两个轴向侧安装。

此外，在一个有利的实施方案中，离心式风机构造为一体化的离心式模块。离心式模块的特点在于，所述离心式模块能作为唯一的构件放置并且连接到常规的使用地点上，而不必补充或者安装其它构件。所述离心式模块也可以在发生故障情况下作为整体来更换。

风机外壳的前部和后部在一个实施例中沿轴向直接与风机叶轮相邻地来布置，使得确保了离心式风机的紧凑结构。在此，离心式风机的有利的变型方案的特点在于，前部和后部被构造为沿轴向侧覆盖风机叶轮的平板。然而，所述前部具有中央进气孔。轴向支柱使所述平板彼此直接连接。

此外，离心式风机如下实施方案是有利的，其中在风机外壳的前部，构造沿轴向延伸到风机叶轮的进气孔的进气喷嘴。进气喷嘴通过它们的轴向延伸部分将吸入的空气流直接传导到风机叶轮的进气孔。

在一个实施变型方案中，所述一个或大量轴向支柱布置在前部和后部的沿径向连接到风机叶轮上的轴线边缘部分上。

此外，离心式风机的如下实施方案是有利的，其中空心通道延长经过风机外壳的前部和后部。例如，所述前部和后部为此具有相对应的孔，所述孔尤其具有与空心通道相对应的横截面形状。接着，空心通道沿流动方向看轴向地经过所述前部、所述一个或多个轴向支柱和所述后部从进气侧延伸到受压侧。

此外，公开内容还包括一种用于对上面描述的离心式风机进行体积流测量的方法，其中通过在空心通道中的压差传感器直接检测在离心式风机的进气侧和受压侧上的相应的静态的空气压力的压差并且检测风机叶轮转速。根据压差和风机叶轮转速的值，通过分析电子装置来计算由离心式风机要求的体积流。在此，离心式风机的所有被公开的变型方案都能被使用。

本实用新型是成本有利的而且即使在所要求的体积流低时也确保了用于确定体积流的压差的足够好的精确度。

附图说明

本实用新型的其它有利的扩展方案随后与本实用新型的优选的实施方案的描述一起依据附图进一步示出。其中：

图1示出了离心式风机的透视的、部分剖开的视图；

图2示出了在另一实施方案中的离心式风机的侧面截面图；

图3示出了用于呈现在体积流不同时的压力变化过程和转速的图表；

图4示出了经标准化的压差相对于经标准化的传感器电压的图表。

在所有视图中，相同的附图标记命名相同的部分。

具体实施方式

在图1中，以透视的、部分剖开的视图示出了构造为离心式模块的离心式风机1的实施例。离心式风机1包括风机叶轮2、布置在后侧的不可识别出的马达和风机外壳3。在运行时，离心式风机1沿轴向A从进气侧S吸入空气并且将所述空气沿径向吹出。离心式风机1与进气侧S轴向对置的侧面是受压侧D。风机叶轮2包括大量布置在叶栅环中的向后弯曲的叶片，所述叶片在两侧由底盘和顶盘覆盖。顶盘形成了风机叶轮2的进气孔9。

风机外壳3包括平板式构造的、进气侧的前部4和平板式构造的、受压侧的后部5，在它们之间紧邻地布置有风机叶轮2。前部4和后部5是基本上方形的而且通过四个分别构造在径向的周向边缘部分11中的轴向支柱6连接，所述轴向支柱分别部分地构造在前部4上、部分地构造在后部5上而且风机叶轮2径向地在外侧包围。在风机外壳3的前部4中构造沿轴向A延伸到风机叶轮3的进气孔9的进气喷嘴10。

为了更好的可识别性，在图1中朝向前的轴向支柱6被剖开，使得在轴向支柱6中能识别出在前部4与后部5之间走向的空心通道7。不仅前部4而且后部5都具有孔，所述孔使空心通道7分别朝轴向向外延长而且使空心通道7直接与进气侧S和受压侧D敞开地连接。空心通道7具有基本上圆形的横截面。在空心通道7中布置有被构造为热膜传感器的压差传感器8并且因此其被集成到轴向支柱6中。在该实施例中，热膜传感器在此包括PT100热偶以及轴向与之串联布置的PT1000热偶，如上文所描述的那样。

图2以截面图示出了离心式风机1，所述离心式风机1基本上具有按照图1的实施方案的相同的特征，但是其中空气流的作用被绘出而且能识别出马达。通过在离心式风机1运行时在进气侧S和受压侧D上的压差，产生经过轴向支柱6的空心通道7朝进气侧S的方向的空气流P。空气流P沿轴向相继流过热膜传感器的两个串联布置的热偶，所述热膜传感器根据温度变化来检测在离心式风机1的进气侧S和受压侧D上的相应的静态的空气压力的压差，并且将其作为信号传送给分析电子装置13，用来计算体积流。

在图3中示出了用于呈现在来自图1的离心式风机1的体积流qv不同时的压力变化过程pfs和风机叶轮转速n的图表。示例性地，选取运行值，其中根据由压差传感器8检测到的压差和相对应的风机叶轮转速n，通过分析电子装置来计算差不多超过1000m³/h的体积流X。

图4示出了以其特性曲线在从0到1的值域内经标准化的压差P相对于经标准化的传感器电压U的升高。压差的输出参量只用离心式风机1的最大压力来标准化。在图表中绘出的测量值M是来自图1的离心式风机1的那些测量值。此外，还绘出了测量值M的经插值的特性曲线以及经标准化的区域N和优选区域V的特性曲线。所述测量值表示在轴向支柱中的空心通道的直径为3mm时的通过如下多项式所计算出的压差：

P＝a*(U5-2,05(U⁴-0,756*U³+0,18*U²-0,029U+b))。特性曲线M、V分别确定了针对标准的和优选的测量值M的地带。