一种离心式鼓风机的气动放空系统的制作方法

1.本发明涉及鼓风机控制技术领域，尤其涉及一种离心式鼓风机的气动放空系统。


背景技术：

2.磁悬浮离心式鼓风机在污水处理、生物制药、食品发酵、煤焦化工等工业领域广泛应用。为了避免离心式鼓风机在开机、停机或运行过程中发生喘振，需要配套安装放空装置，该放空装置可以保证在任何状态下离心式鼓风机的运行工况点均不会越过防喘振控制线。
3.传统的离心式鼓风机配套安装的放空装置多为电动阀或常规气动阀，电动阀开启动作慢，无法满足防喘振控制的时间响应要求，且断电情况下无法工作。除此之外，两种阀门均无法实现响应速度可控、放空流量可调的要求；且两种阀门都具有复杂的执行机构，大大增加了检修和维护成本。
4.因此，亟需一种响应时间可控、放空流量可调且结构简单的离心式鼓风机的气动放空系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种离心式鼓风机的气动放空系统，该离心式鼓风机的气动放空系统响应时间可控、放空流量可调，结构简单，可靠性高，检修维护方便。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种离心式鼓风机的气动放空系统，包括：
8.离心式鼓风机；
9.排气管路，所述排气管路一端与所述离心式鼓风机连接；另一端用于与下游设备连接，以为所述下游设备供气；
10.气动阀，包括进气口、放空口、气囊、气囊进气口、气囊排气口和阀板组件，所述进气口与所述排气管路连通，所述放空口用于与外界大气连通，所述气囊进气口和所述气囊排气口均与所述气囊连通，所述气囊与所述阀板组件连接，并用于驱动所述阀板组件运动以阻断或打开所述进气口和所述放空口的连通；
11.进气阀组，连接于供气设备和所述气囊进气口之间，所述进气阀组被配置为能够阻断或打开所述供气设备和所述气囊进气口的连通，以及调节进入所述气囊的气体流量；
12.排气阀组，与所述气囊排气口连通，所述排气阀组被配置为能够阻断或打开所述气囊排气口与外界大气的连通，以及调节所述气囊向外界大气排出的气体流量。
13.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述进气阀组一端与所述排气管路连通，另一端与所述气囊进气口连通。
14.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述进气阀组包括第一集气器、多个第一电磁阀和第二集气器，多个所述第一电磁阀并联于所述第一集气器和所述第二集气器之间，所述第一集气器和所述第二集气器中的一个与所述供气设备连通，另
一个与所述气囊进气口连通。
15.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述排气阀组包括第三集气器、多个第二电磁阀和第四集气器，多个所述第二电磁阀并联于所述第三集气器和所述第四集气器之间，所述第三集气器和所述第四集气器中的一个与所述气囊排气口连通，另一个用于与外界大气的连通。
16.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述气动阀包括阀体和阀芯，所述阀体上开设有所述进气口、所述放空口和阀芯安装口，所述阀芯通过所述阀芯安装口安装于所述阀体内，所述阀芯包括所述气囊、端盖和所述阀板组件，所述端盖连接于所述阀体上的所述阀芯安装口处，所述端盖上开设有所述气囊进气口和所述气囊排气口。
17.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述气囊为波纹型橡胶气囊，所述气囊靠近所述端盖的一侧设置有裙边部，所述裙边部压设于所述端盖和所述阀体之间。
18.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述阀芯还包括气囊顶板和驱动杆，所述气囊顶板滑动连接于所述阀体的内壁上，所述气囊顶板位于所述气囊远离所述端盖的一侧，所述驱动杆的一端依次穿过所述气囊顶板和所述气囊，且所述驱动杆、所述气囊顶板和所述气囊三者固定连接，所述驱动杆的另一端与所述阀板组件连接，所述气囊能够驱动所述气囊顶板和所述驱动杆运动，以使得所述驱动杆带动所述阀板组件阻断或打开所述进气口和所述放空口的连通。
19.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述阀芯还包括气囊压环，所述气囊压环位于所述气囊的内侧，且所述驱动杆的一端依次穿过所述气囊顶板、所述气囊和所述气囊压环，且所述驱动杆、所述气囊顶板、所述气囊和所述气囊压环四者固定连接。
20.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述阀芯还包括导向杆，所述驱动杆靠近所述气囊顶板的一端开设有导向盲孔，所述导向杆一端连接于所述端盖上，另一端滑动连接于所述导向盲孔内；当所述驱动杆驱动所述阀板组件运动时，所述导向杆相对所述驱动杆在所述导向盲孔内滑动。
21.作为一种离心式鼓风机的气动放空系统的优选技术方案，所述阀板组件包括阀板、阀板密封垫和密封垫压环，所述阀板密封垫设置于所述阀板和所述密封垫压环之间。
22.本发明提供了一种离心式鼓风机的气动放空系统，该离心式鼓风机的气动放空系统采用气动阀，相较于传统的电动阀而言，即使在断电的情况下也可使用；气动阀的气囊与气囊进气口和气囊排气口连通，通过向气囊中充入气体或者气囊向外排出气体以达到气囊驱动阀板组件运动的目的，从而实现阀板组件阻断或打开进气口和放空口的连通的目的，相较于传统的复杂的执行机构而言，本发明的气动阀结构简单，检修维护方便；通过在气囊进气口和气囊排气口分别设置进气阀组和排气阀组，以调节气囊的总进气流量和气囊的总排气流量，以达到调节阀板组件运动快慢的作用，从而达到响应时间可控的目的；通过调节充入气囊中的气体流量和排出气囊中的气体流量，以使得阀板组件处于预设开度，从而达到放空流量可调的目的。
附图说明
23.图1是本发明具体实施方式提供的离心式鼓风机的气动放空系统的结构示意图；
24.图2是本发明具体实施方式提供的气动阀的结构示意图；
25.图3是本发明具体实施方式提供的阀体的结构示意图；
26.图4是本发明具体实施方式提供的进气阀组的结构示意图。
27.附图标记：
28.1、离心式鼓风机；
29.2、排气管路；
30.3、气动阀；31、阀体；311、进气口；312、放空口；32、阀芯；321、气囊；322、端盖；3221、气囊进气口；3222、气囊排气口；323、气囊顶板；324、驱动杆；325、导向杆；326、阀板；327、阀板密封垫；328、密封垫压环；329、气囊压环；33、气管接头；
31.4、进气阀组；41、第一集气器；42、第一电磁阀；43、第二集气器；
32.5、排气阀组；
33.6、plc控制模块。
具体实施方式
34.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
35.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
38.传统的离心式鼓风机配套安装的放空装置多为电动阀或常规气动阀，电动阀开启动作慢，无法满足防喘振控制的时间响应要求，且断电情况下无法工作。除此之外，两种阀门均无法实现响应速度可控、放空流量可调的要求；且两种阀门都具有复杂的执行机构，大大增加了检修和维护成本。
39.为解决上述问题，如图1～图3所示，本实施例提供了一种离心式鼓风机的气动放空系统，该离心式鼓风机的气动放空系统包括离心式鼓风机1、排气管路2、气动阀3、进气阀
组4和排气阀组5，其中，排气管路2一端与离心式鼓风机1连接；另一端用于与下游设备连接，以为下游设备供气；气动阀3包括进气口311、放空口312、气囊321、气囊进气口3221、气囊排气口3222和阀板组件，进气口311与排气管路2连通，放空口312用于与外界大气连通，气囊进气口3221和气囊排气口3222均与气囊321连通，气囊321与阀板组件连接，并用于驱动阀板组件运动以阻断或打开进气口311和放空口312的连通；进气阀组4连接于供气设备和气囊进气口3221之间，进气阀组4被配置为能够阻断或打开供气设备和气囊进气口3221的连通，以及调节进入气囊321的气体流量；排气阀组5与气囊排气口3222连通，排气阀组5被配置为能够阻断或打开气囊排气口3222与外界大气的连通，以及调节气囊321向外界大气排出的气体流量。
40.该离心式鼓风机的气动放空系统采用气动阀3，相较于传统的电动阀而言，即使在断电的情况下也可使用；气动阀3的气囊321与气囊进气口3221和气囊排气口3222连通，通过向气囊321中充入气体或者气囊321向外排出气体以达到气囊321驱动阀板组件运动的目的，从而实现阀板组件阻断或打开进气口311和放空口312的连通的目的，相较于传统的复杂的执行机构而言，本实施例的气动阀3结构简单，检修维护方便；通过在气囊进气口3221和气囊排气口3222分别设置进气阀组4和排气阀组5，以调节气囊321的总进气流量和气囊321的总排气流量，以达到调节阀板组件运动快慢的作用，即调节气动阀3的开闭时间，从而达到响应时间可控的目的；通过调节充入气囊321中的气体流量和排出气囊321中的气体流量，以使得阀板组件处于预设开度，从而达到放空流量可调的目的。
41.采用传统放空装置中的气动阀需要外部气源供给，成本高、适用性受到限制。为解决该问题，优选地，在本实施例中，进气阀组4一端与排气管路2连通，另一端与气囊进气口3221连通。由离心式鼓风机1本身的排气控制气动阀3的开启或关闭，降低了成本，使得离心式鼓风机的气动放空系统的适用范围更广。
42.如图4所示，进气阀组4包括第一集气器41、多个第一电磁阀42和第二集气器43，多个第一电磁阀42并联于第一集气器41和第二集气器43之间，第一集气器41和第二集气器43中的一个与供气设备连通，另一个与气囊进气口3221连通。在本实施例中，第一集气器41和第二集气器43中的一个与排气管路2连通且连通于进气口311与排气管路2连通的上游，另一个与气囊进气口3221连通。第一集气器41和第二集气器43可起到缓冲气体的作用。优选地，在本实施例中，第一电磁阀42的数量为四个。可选地，在其它实施例中，可选择其它数量的第一电磁阀42，从而使得充入气囊321的气体流量调节更加灵活。通过调节第一电磁阀42开启和关闭的数量，从而达到调节充入气囊321的气体流量的目的。优选地，在本实施例中，第一集气器41与排气管路2连通，第二集气器43与气囊进气口3221连通。
43.进一步地，排气阀组5包括第三集气器、多个第二电磁阀和第四集气器，多个第二电磁阀并联于第三集气器和第四集气器之间，第三集气器和第四集气器中的一个与气囊排气口3222连通，另一个用于与外界大气的连通。第三集气器和第四集气器可起到缓冲气体的作用。优选地，在本实施例中，第二电磁阀的数量为四个。可选地，在其它实施例中，可选择其它数量的第二电磁阀，从而使得气囊321向外界大气排出的气体流量的调节更加灵活。通过调节第二电磁阀开启和关闭的数量，从而达到调节气囊321向外界大气排出的气体流量的目的。优选地，在本实施例中，第三集气器与气囊排气口3222连通，第四集气器与外界大气连通。
44.如图2所示，气动阀3包括阀体31和阀芯32，阀体31上开设有进气口311、放空口312和阀芯安装口，阀芯32通过阀芯安装口安装于阀体31内，阀芯32包括气囊321、端盖322和阀板组件，端盖322连接于阀体31上的阀芯安装口处，端盖322上开设有气囊进气口3221和气囊排气口3222。
45.在本实施例中，气动阀3还包括气管接头33，气管接头33的数量为两个，两个气管接头33分别安装于端盖322上的气囊进气口3221和气囊排气口3222处。具体地，端盖322上的气囊进气口3221和气囊排气口3222均为螺纹孔，气管接头33螺纹连接于螺纹孔内。
46.优选地，进气口311、放空口312和阀芯安装口均采用圆形口，且均向阀体31内部延伸预设距离的圆形通道，便于连接管道或阀芯32。进一步优选地，在本实施例中，进气口311和阀芯安装口同轴设置，进气口311和放空口312轴线垂直设置。更进一步优选地，进气口311处的阀体31结构为法兰结构或其它抱箍结构，以通过管路与排气管路2连通；放空口312处的阀体31结构为法兰结构或其它抱箍结构，以与放空管路或直接通向外界大气。
47.在本实施例中，进气口311向阀体31内部延伸预设距离的圆形通道的端部设置有环形的密封面，以使得阀板组件能够抵靠于该密封面上，实现封堵进气口311的目的，从而阻断进气口311和放空口312的连通。
48.优选地，气囊321为波纹型橡胶气囊，气囊321靠近端盖322的一侧设置有裙边部，裙边部压设于端盖322和阀体31之间。当气囊321充满气体后，波纹节伸展，气动阀3处于闭合状态；当气囊321排气完成后，波纹节收缩，气动阀3处于常开状态。裙边部的圆周开设有多个圆形通孔，采用螺栓或螺钉等紧固件依次穿过端盖322上的安装孔、圆形通孔和阀体31上的安装孔，以实现端盖322、气囊321和阀体31三者固定的作用。
49.如图2所示，阀芯32还包括气囊顶板323和驱动杆324，气囊顶板323滑动连接于阀体31的内壁上，气囊顶板323位于气囊321远离端盖322的一侧，且气囊321远离端盖322的一侧的中间开设有圆形压孔，驱动杆324的一端依次穿过气囊顶板323和气囊321，且驱动杆324、气囊顶板323和气囊321三者固定连接，驱动杆324的另一端与阀板组件连接，气囊321能够驱动气囊顶板323和驱动杆324运动，以使得驱动杆324带动阀板组件阻断或打开进气口311和放空口312的连通。优选地，在本实施例中，驱动杆324的两端均设有外螺纹及用于定位的外圆柱面，驱动杆324的一端依次穿过气囊顶板323和气囊321，并通过螺母进行固定，气囊顶板323与驱动杆324之间同心定位；驱动杆324的另一端穿过阀板组件后，通过螺母进行固定。
50.在本实施例中，当波纹型橡胶气囊作用于气囊顶板323的力大于进气口311气体作用于阀板组件的力，阀板组件沿进气口311的轴向向进气口311方向移动，直至阀板组件与进气口311处的环形的密封面接触并压紧密封，此时气动阀3闭合；当波纹型橡胶气囊作用于气囊顶板323的力小于进气口311气体作用于阀板组件的力，阀板组件沿进气口311的轴向向远离进气口311方向移动，直至波纹型橡胶气囊完全排出气体，此时气动阀3全开。
51.优选地，在本实施例中，通过在端盖322设置止口，以及阀体31的阀芯安装口的端部设有与进气口311同轴的内圆柱面定位面，端盖322的止口的外圆柱面定位面卡设于阀体31的内圆柱面定位面，保证阀芯32与阀体31的同轴度，避免阀芯32在运动过程中出现偏心磨损或卡死的情况。
52.优选地，阀芯32还包括气囊压环329，气囊压环329位于气囊321的内侧，且驱动杆
324的一端依次穿过气囊顶板323、气囊321和气囊压环329，且驱动杆324、气囊顶板323、气囊321和气囊压环329四者固定连接。优选地，驱动杆324的一端依次穿过气囊顶板323、气囊321和气囊压环329，并通过螺母进行固定。
53.优选地，阀芯32还包括导向杆325，驱动杆324靠近气囊顶板323的一端开设有导向盲孔，端盖322的中心设有通孔，导向杆325的一端穿过该通孔并连接于端盖322上，另一端滑动连接于导向盲孔内；当驱动杆324驱动阀板组件运动时，导向杆325相对驱动杆324在导向盲孔内滑动。优选地，端盖322的中心设有内圆柱定位面，导向杆325一端为外螺纹，外螺纹一端设置有外圆柱定位面，导向杆325的外螺纹一端穿过端盖322的通孔，并通过螺母将二者紧固在一起，端盖322的内圆柱定位面和导向杆325的外圆柱定位面配合，实现端盖322和导向杆325的轴向定位；导向杆325的另一端为光滑圆柱面，导向杆325的光滑圆柱面的一端插入驱动杆324的导向盲孔内。
54.如图2所示，阀板组件包括阀板326、阀板密封垫327和密封垫压环328，阀板密封垫327设置于阀板326和密封垫压环328之间。驱动杆324的另一端依次穿过阀板326、阀板密封垫327和密封垫压环328，并通过螺母将三者紧固在一起，驱动杆324与阀板326之间同心定位。阀板密封垫327为橡胶等弹性材质，位于阀板326的端面，气动阀3闭合时，阀板密封垫327位于阀板326及进气口311处的环形的密封面之间，保证气动阀3闭合时阀板326与密封面贴合紧密，保证了气动阀3闭合时的气密性。
55.优选地，在本实施例中，离心式鼓风机的气动放空系统还包括plc控制模块6，plc控制模块6与离心式鼓风机1电连接，用于控制离心式鼓风机1的开启和关闭；plc控制模块6与进气阀组4中的多个第一电磁阀42电连接，用于分别控制多个第一电磁阀42的开启和关闭；plc控制模块6与多个第二电磁阀电连接，用于分别控制多个第二电磁阀的开启和关闭，plc控制模块6提高了离心式鼓风机的气动放空系统自动化程度。
56.综上，端盖322、气囊321、气囊压环329、气囊顶板323、导向杆325、驱动杆324、阀板326、阀板密封垫327、密封垫压环328连接成一体的阀芯32，置于阀体31的阀芯安装口处，通过螺钉将阀芯32与阀体31紧固在一起，一体式的阀芯32，结构简单、紧凑，提高了检修和维护的便利性。
57.离心式鼓风机1运行后，通过将排气管路2中的低压气体引至进气阀组4，plc控制模块6根据气动阀3的状态和工艺需求控制进气阀组4和排气阀组5的通断，进而保证离心式鼓风机1在任何状态下都不越过喘振控制线，实现安全运行的目的。plc控制模块6具体的控制过程如下：
58.1)离心式鼓风机1在启动过程中为避免出现明显的水锤现象，通过plc控制模块6的内置程序，控制第一电磁阀42打开的数量，使单位时间内从第一集气器41进入第二集气器43的气体量减少，降低第二集气器43内气压升高的速率，进而控制气动阀3关闭的时间，避免因水锤现象而导致工作点越过离心式鼓风机1的喘振控制线。
59.2)离心式鼓风机1在运行过程中的流量降低至最小流量仍偏大，导致而无法满足工艺要求时，通过plc控制模块6的内置程序，打开与气囊排气口3222连接的排气阀组5内的第二电磁阀，使波纹型橡胶气囊内的气压逐渐降低。当气动阀3打开至满足放空旁通流量的要求后，然后关闭所有进气阀组4中的第一电磁阀42，使波纹型橡胶气囊内的气压维持恒定，离心式鼓风机1以恒定的放空流量运行，进而满足工艺要求。
60.3)离心式鼓风机1在异常状态或停机过程中，通过plc控制模块6的内置程序，关闭与排气管路2连通的进气阀组4内的所有的第一电磁阀42；打开与气囊排气口3222连通的排气阀组5内的所有的第二电磁阀，迅速释放波纹型橡胶气囊内的气压，气动阀3迅速打开，保证离心式鼓风机1在异常状态或停机过程中的安全。
61.综上，本实施例中的离心式鼓风机的气动放空系统主要具有以下优点：
62.1)该离心式鼓风机的气动放空系统采用气动阀3，即使在断电的情况下也可使用；通过向气囊321中充入气体或者气囊321向外排出气体以达到气囊321驱动阀板组件运动的目的，从而实现阀板组件阻断或打开进气口311和放空口312的连通的目的，相较于传统的复杂的执行机构而言，本实施例的气动阀3结构简单，检修维护方便；通过在气囊进气口3221和气囊排气口3222分别设置进气阀组4和排气阀组5，以调节气囊321的总进气流量和气囊321的总排气流量，以达到调节阀板组件运动快慢的作用，即调节气动阀3的开闭时间，从而达到响应时间可控的目的；通过调节充入气囊321中的气体流量和排出气囊321中的气体流量，以使得阀板组件处于预设开度，从而达到放空流量可调的目的。
63.2)由离心式鼓风机1本身的排气控制气动阀3的开启或关闭，降低了成本，使得离心式鼓风机的气动放空系统的适用范围更广。
64.3)一体式的阀芯32，结构简单、紧凑，提高了检修和维护的便利性。
65.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。