[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN111486115A - 一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组 - Google Patents

一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组 Download PDF

Info

Publication number
CN111486115A
CN111486115A CN202010293875.0A CN202010293875A CN111486115A CN 111486115 A CN111486115 A CN 111486115A CN 202010293875 A CN202010293875 A CN 202010293875A CN 111486115 A CN111486115 A CN 111486115A
Authority
CN
China
Prior art keywords
volute
blower
motor
impeller
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010293875.0A
Other languages
English (en)
Inventor
邵准远
徐建锋
刘燕潇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Shangfeng Hi Tech Specialized Wind Industrial Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Shangfeng Hi Tech Specialized Wind Industrial Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Shangfeng Hi Tech Specialized Wind Industrial Co ltd filed Critical Zhejiang Shangfeng Hi Tech Specialized Wind Industrial Co ltd
Priority to CN202010293875.0A priority Critical patent/CN111486115A/zh
Publication of CN111486115A publication Critical patent/CN111486115A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/008—Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/30—Vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226—Fan casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/667—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by influencing the flow pattern, e.g. suppression of turbulence

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组，鼓风机包括：前盖板、蜗壳、电机、叶轮、扩压器，其特征在于，所述前盖板与蜗壳连接，所述蜗壳的旋转通道入口设置有扩压器，蜗壳与电机通过法兰相连；所述蜗壳与电机之间有配合面，使蜗壳中心与电机中心对中；所述叶轮叶轮直接挂在电机轴上，与电机轴以双键形式连接，所述鼓风机还包括电机进水口与电机出水口。本发明能有效的解决现有的鼓风机效率低、噪声高、体积大、智能化低、故障率高等众多问题，为各行业提供高效、低噪、智能化集成的直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组。

Description

一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组
技术领域
本发明涉及鼓风机技术领域，具体涉及一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组。
背景技术
流体机械是以流体为工作介质进行能量转换的机械设备，将不同的能源转换成压力能和动能，是众多领域的核心驱动设备，其中鼓风机就是流体机械中高能耗动力设备之一。行业中广泛使用的鼓风机有罗茨鼓风机、多级鼓风机、单机高速鼓风机等，这些设备效率低、噪声高、体积大、故障率高、智能化低，比如罗茨鼓风机，运行多变效率多数在30-50％之间，运行噪声多数在115-120db(A)之间，这对我国节能减排事业提出了巨大挑战。而目前的磁悬浮鼓风机、空气悬浮鼓风机，虽然在效率、噪声和智能化等方面有一定优势，但是设备的生产成本偏高，性价比较低。特别空气悬浮鼓风机，由于设备启动时，轴和空气轴承还存在摩擦，故障率普遍偏高；气力系统受环境的影响较大，刚度较小，稳定性受到考验。
因此，如何实现效率高、噪声低、稳定性好、智能化高及性价比高的鼓风机，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组。本发明能有效的解决现有的鼓风机效率低、噪声高、体积大、智能化低、故障率高等众多问题，为各行业提供高效、低噪、智能化集成的直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种直驱式高速永磁离心鼓风机，包括：前盖板、蜗壳、电机、叶轮、扩压器，所述前盖板与蜗壳连接，所述蜗壳的旋转通道入口设置有扩压器，蜗壳与电机通过法兰相连；所述蜗壳与电机之间有配合面，使蜗壳中心与电机中心对中；所述叶轮叶轮直接挂在电机轴上，与电机轴以双键形式连接，所述鼓风机还包括电机进水口与电机出水口。
进一步地，所述扩压器为变宽度无叶扩压器，具体满足：
rCθ≈cons tan t
ρCm2πb＝m
Figure BDA0002451459660000021
Figure BDA0002451459660000022
Figure BDA0002451459660000023
Figure BDA0002451459660000024
Figure BDA0002451459660000025
Figure BDA0002451459660000026
其中，C为绝对速度，Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，α为Cm与C的夹角，r2为无叶扩压器入口半径或叶轮出口半径，r5为无叶扩压器出口半径或蜗壳入口半径，r为离叶轮中心的半径，b为扩压器宽度，ρ为密度，p为压力，T为绝对温度，R为气体常数，Cf为摩擦阻力系数，Cp为定压比热容
进一步地，所述蜗壳为鸭梨状对称蜗壳，具体满足：
蜗壳内的流动满足动量距定律：
Cθr＝cons tan t
蜗壳型线满足如下公式：
Figure BDA0002451459660000031
Figure BDA0002451459660000032
Figure BDA0002451459660000033
Figure BDA0002451459660000034
Figure BDA0002451459660000035
鸭梨状对称蜗壳满足设计如下：
Figure BDA0002451459660000036
Figure BDA0002451459660000037
Figure BDA0002451459660000038
Figure BDA0002451459660000039
令h＝rs-r5
Figure BDA00024514596600000310
Figure BDA0002451459660000041
用△A，△h取代dA,dh，则
Figure BDA0002451459660000042
根据修整尖角需要，另△A＝2S,取S＝(0.03-0.07)A
Figure BDA0002451459660000043
Figure BDA0002451459660000044
其中，Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，r为离叶轮中心的半径，b为任意半径位置的宽度，b5是扩压器出口或蜗壳入口半径位置的宽度，C5θ是扩压器出口或蜗壳入口的流线法向速度，C5m为扩压器出口或蜗壳入口流线切线速度，C5为扩压器出口或蜗壳入口绝对速度，α5为C5m与C5的夹角，rs蜗壳型线半径，r5为无叶扩压器出口半径或蜗壳入口半径，
Figure BDA0002451459660000045
为任意
Figure BDA0002451459660000046
角位置蜗壳通流截面上的体积流量，QV5为蜗壳入口处的体积流量,
Figure BDA0002451459660000047
为蜗壳内位置角度；r5为蜗壳进口半径；rs为蜗壳型线半径；最终蜗型线半径rs’,R为蜗壳形状尖角处半径，其中C为绝对速度，Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，θs为蜗壳扩张角，为30～50°。
进一步地，所述叶轮前部设有导流帽，导流帽型线下方与轮毂线相切，导流帽中心位置的角度为70°-90°。
进一步地，所述鼓风机还包括底座，所述电机与底座通过螺栓连接，所述蜗壳正下方有与底座连接的顶丝。
进一步地，所述叶轮为三元流可控涡叶轮，所述三元流可控涡叶轮为五轴精加工高强度铝合金，为半开式三元流叶轮，入口翼尖冲角为0°～1°，入口翼根冲角为2°～4°；叶片出口角为-30°～-40°；轮毂比为0.4-0.5；叶片厚度为前缘尾缘小，中间大，翼根大，翼尖小。
进一步地，所述前盖板为可控间隙盖板，使前盖板与蜗壳的安装高度可调。
本发明还提出一种直驱式高速永磁离心鼓风机机组，包括如上所述的直驱式高速永磁离心鼓风机，其特征在于，还包括：水冷系统，所述水冷系统与鼓风机的电机进水口连接，为鼓风机提供相应的水冷却量。
进一步地，所述离心鼓风机机组还包括控制器，所述控制器与鼓风机相连，包括传感器单元及控制单元，所述控制单元对传感器单元采集的信息进行分析，判断鼓风机的运行状态。
进一步地，所述离心鼓风机机组还包括消声通流箱体，所述鼓风机、水冷系统、控制器设置于消声通流箱体内，所述消声通流箱体内含波浪形消声棉、过滤系统，具备自吸冷却功能。
本发明提出的直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组，与现有技术相比，具有如下优点：
(1)本发明能有效的解决现有的鼓风机效率低、噪声高、体积大、智能化低、故障率高等众多问题，为各行业提供高效、低噪、智能化集成的直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组；
(2)本发明采用变宽度无叶扩压器。在扩压段微渐缩，控制叶轮出口的流态，把动压转变为静压，拓宽设备的工况范围，控制喘振，提升风机效率；根据需要的鼓风机参数进行变宽度无叶扩压器各参数的适应性计算与设计；
(3)本发明采用鸭梨状对称蜗壳，使扩压器的出来的气流充分的光滑导流、扩压，根据需要的鼓风机参数进行鸭梨状对称蜗壳各参数的适应性计算与设计；
(4)本发明蜗壳与电机之间有配合面，确保蜗壳中心与电机中心对中，以防止由于蜗壳和电机不对中而导致的转动件与静止件碰壳；
(5)本发明叶轮与电机轴直接以双键形式连接，由于电机转速高，相比于单键结构，具备较好的稳定性，叶轮直接挂在电机轴上，为直驱式，无中间过程损耗；
(6)本发明导流帽与叶轮以键或销连接，导流帽型线下方与轮毂线相切，导流帽中心位置的角度为70°-90°，导流效果好；
(7)本发明蜗壳正下方有与底座连接的顶丝，即可以提升产品的稳定性、减少振动，又可以拧开螺丝，放水及清洁风机；
(8)本发明所述的三元流可控涡叶轮高效区宽，叶轮效率高，高效区宽，控制叶轮的失速喘振，强度性能好；
(9)本发明盖板为可控间隙盖板，能够根据叶轮进行安装高度的调整，提高风机的安全可靠性及气动性能；
(10)本发明采用水冷形式，对气体进行强制冷却，避免鼓风机的排气温度过高，提高鼓风机运行的安全性；水冷系统运行功率小，节能高效；
(11)本发明鼓风机机组包括消声通流箱体，大大降低了鼓风机噪声，且消声通流箱体还具备自吸冷却功能，冷却箱体内的电器元器件，无需额外的风扇冷却，延长电器元器件的使用寿命；
(12)本发明鼓风机机组包括控制器，对鼓风机的风量、风压、温度、振动等等信息进行实时的采集。控制单元集成智能化控制功能，对传感器采集的信息进行分析，判断鼓风机的运行状态，防止喘振、故障等，使设备一直在安全高效区运行。同时，当鼓风机故障等情况发生时，实时进行预警，最大程度降低鼓风机故障带来的损失，提高了鼓风机的智能性。
附图说明
图1是直驱式高速永磁离心鼓风机结构示意图；
图2是扩压器内速度三角形示意图；
图3是鸭梨状蜗壳设计计算示意图；
图4是直驱式高速永磁离心鼓风机机组结构示意图；
图中，1-前盖板，2-盖板与蜗壳螺栓，3-叶片，4-轮毂，5-蜗壳与电机连接螺栓，6-电机进水口，7-电机出水口，8-高速永磁电机，9-电机与底座连接螺栓，10-底座，11-蜗壳下方与底座连接顶丝，12-导流帽与叶轮连接螺栓，13-导流帽，14-冷却系统，15-直驱式高速永磁离心鼓风机，16-控制器，17-消声导流箱体，18-蜗壳。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例一
如图1所示，本实施例提出了一种直驱式高速永磁离心鼓风机，包括：前盖板1、蜗壳18、电机8、叶轮、扩压器。
所述蜗壳的旋转通道入口设置有扩压器，蜗壳与电机通过法兰相连，还通过蜗壳与电机连接螺栓5进行连接固定。蜗壳与电机之间有配合面，确保蜗壳中心与电机中心对中，以防止由于蜗壳和电机不对中而导致的转动件与静止件碰壳。叶轮包括叶片3、轮毂4等，叶轮与电机轴直接以双键形式连接，由于电机转速高，相比于单键结构，具备较好的稳定性，叶轮直接挂在电机轴上，为直驱式，无中间过程损耗。前盖板与蜗壳连接，具体地，前盖板与蜗壳通过前盖板与蜗壳螺栓2连接。
此外，本发明所述的鼓风机在叶轮前部设有导流帽13，导流帽与叶轮以键或销连接，导流帽型线下方与轮毂线相切，导流帽中心位置的角度为70°-90°，导流效果好。如图1所示，导流帽与叶轮的连接螺栓为12。鼓风机还配有相匹配的底座10，电机与底座通过电机与底座连接螺栓9进行连接。蜗壳正下方有与底座连接的顶丝11，即可以提升产品的稳定性、减少振动，又可以拧开螺丝，放水及清洁风机。
具体地，本发明所述的电机为高速永磁无级调速电机，所述叶轮可以采用三元流可控涡叶轮。三元流可控涡叶轮为五轴精加工高强度铝合金，叶轮为半开式三元流叶轮，入口翼尖冲角为0°～1°，入口翼根冲角为2°～4°；叶片出口角为-30°～-40°；轮毂比为0.4-0.5；叶片厚度为前缘尾缘小，中间大，翼根大，翼尖小。因此，本发明所述的三元流可控涡叶轮高效区宽，叶轮效率高，高效区宽，控制叶轮的失速喘振，强度性能好。
由于叶轮为半开式叶轮，叶轮与盖板间隙对风机的安全可靠性及气动性能产生重大影响，因此，前盖板与蜗壳的安装高度是可调的，即本发明所述的盖板为可控间隙盖板。具体地，所述的可控间隙盖板,与叶轮翼尖存在一定间隙。间隙量根据叶轮的因变量进行确定，由于叶轮与盖板间隙对鼓风机整体性能具有重大影响，因此设计的盖板间隙是可调的，实际过程中，可在盖板和蜗壳法兰处通过垫片进行调整高度。
由于鼓风机叶轮出口，气流速度相当大，高速气流从叶轮出口流入机壳时，因为流道截面积的突然扩大，所以产生较大的突然扩大损失。同时，在涡壳中又不能够充分地把动能转变为静压能，致使鼓风机的动压比较大。为减少突然扩大损失及提高鼓风机的静压及其效率，本发明所述的扩压器为无叶扩压器。无叶扩压器的宽度不同，鼓风机的效率也不同。因此，本发明进一步采用变宽度无叶扩压器。在扩压段微渐缩，控制叶轮出口的流态，把动压转变为静压，拓宽设备的工况范围，控制喘振，提升风机效率。图2为扩压器内速度三角形示意图，其中，C为绝对速度，Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，α为Cm与C的夹角，r2为无叶扩压器入口半径(或叶轮出口半径)，r5为无叶扩压器出口半径(或蜗壳入口半径)，具体满足：
rCθ≈cons tan t
ρCm2πb＝m
Figure BDA0002451459660000081
Figure BDA0002451459660000082
Figure BDA0002451459660000083
Figure BDA0002451459660000091
Figure BDA0002451459660000092
Figure BDA0002451459660000093
其中r为离叶轮中心的半径，b为扩压器宽度，ρ为密度，p为压力，T为绝对温度，R为气体常数，Cf为摩擦阻力系数，Cp为定压比热容。
对于无叶扩压器入口、扩压器出口，其对应的半径、宽度、速度等满足上述设计公式。例如，对于鼓风机设计风量为33m3/min，压力为60kPa,设计转速为22000rpm，电机功率为39kW，叶轮直接挂在电机轴上，为直驱式，无中间过程损耗，相应计算出
Figure BDA0002451459660000094
所述的变宽度无叶扩压器根部为平直的，顶部在叶轮出口处开始减缩，在rp＝(0.3～0.5)(r5-r2)+r2停止收缩，收缩过程为线性收缩，rp-r5之间为平直段。
常用的蜗壳包括对称蜗壳和非对称蜗壳，对称蜗壳进一步包括圆形蜗壳、矩形蜗壳、鸭梨状对称蜗壳。相比于常规的圆形蜗壳、矩形及不对称蜗壳，鸭梨状对称蜗壳效率更高，可使扩压器的出来的气流充分的光滑导流、扩压。因此，本发明所述的蜗壳为鸭梨状对称蜗壳。
蜗壳内流量随圆周角
Figure BDA0002451459660000095
的分布满足如下公式：
Figure BDA0002451459660000096
Figure BDA0002451459660000098
为任意
Figure BDA0002451459660000097
角位置蜗壳通流截面上的体积流量；QV5为蜗壳入口处的体积流量。
蜗壳内的流动满足动量距定律：
Cθr＝cons tan t
图3示出了鸭梨状蜗壳设计计算示意图，蜗壳型线满足如下公式：
Figure BDA0002451459660000101
Figure BDA0002451459660000102
Figure BDA0002451459660000103
Figure BDA0002451459660000104
Figure BDA0002451459660000105
Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，r为离叶轮中心的半径，b为任意半径位置的宽度，C5θ是扩压器出口或蜗壳入口的流线法向速度，C5m为扩压器出口或蜗壳入口流线切线速度，C5为扩压器出口或蜗壳入口绝对速度，α5为C5m与C5的夹角，rs蜗壳型线半径，r5为无叶扩压器出口半径(或蜗壳入口半径)，
Figure BDA0002451459660000106
为任意
Figure BDA0002451459660000107
角位置蜗壳通流截面上的体积流量，
Figure BDA0002451459660000108
为蜗壳内位置角度。
具体地，鸭梨状对称蜗壳满足设计如下：
Figure BDA0002451459660000109
Figure BDA00024514596600001010
Figure BDA00024514596600001011
Figure BDA00024514596600001012
令h＝rs-r5
Figure BDA0002451459660000111
Figure BDA0002451459660000112
用△A，△h取代dA,dh，则
Figure BDA0002451459660000113
根据修整尖角需要，另△A＝2S,取S＝(0.03-0.07)A
Figure BDA0002451459660000114
Figure BDA0002451459660000115
其中，圆周角
Figure BDA0002451459660000116
单位为弧度；r5为蜗壳进口半径；rs为蜗壳型线半径；由于梯形蜗壳的两个尖角不利于气体流动，最终的蜗壳形状为鸭梨状对称蜗壳，最终蜗型线半径rs’,R为蜗壳形状尖角处半径，其中C为绝对速度，Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，θs为蜗壳扩张角，为30～50°。
当鼓风机排气温度较高时，叶轮之间、叶轮与机壳之间的热态间隙会变得很小，严重时会相互卡住。此外，鼓风机轴承一般与气腔很近，对气体的传热比较敏感，因此，鼓风机的排气温度不宜过高。本发明高速永磁离心鼓风机采用水冷形式，对气体进行强制冷却。因此，本发明所述的鼓风机还包括电机进水口6与电机出水口7。为了提高鼓风机的密封性，本发明所述的直驱式高速永磁离心鼓风机的转动部件和静止部件无其他密封圈，为绝对密封，无泄漏损失。
实施例二
如图4所示，本实施例提出了一种直驱式高速永磁离心鼓风机机组，包括：直驱式高速永磁离心鼓风机15、水冷系统14、控制器16及消声通流箱体17。
如上所述，本发明采用水冷形式，对气体进行强制冷却。因此，为了使高速永磁离心鼓风机正常运行，本发明所述的鼓风机需要与水冷系统相互配合，水冷系统与鼓风机的电机进水口连接。配套的水冷系统为鼓风机提供相应的水冷却量，同时，在确保冷却量的条件下，保证系统运行功率小，节能高效。直驱式高速永磁离心鼓风机机组如实施例一所述，而水冷系统可采用现有的任意高效、节能的冷却系统，在此不再赘述。
此外，本发明所述的直驱式高速永磁离心鼓风机机组还包括消声通流箱体，以实现低噪声的鼓风机。具体地，鼓风机、水冷系统、控制器设置于消声通流箱体内，消声通流箱体内含波浪形消声棉、过滤系统，以降低鼓风机机组噪声。消声通流箱体还具备自吸冷却功能，冷却箱体内的电器元器件，无需额外的风扇冷却，延长电器元器件的使用寿命。
为了提高鼓风机的智能性，本发明所述的直驱式高速永磁离心鼓风机机组还包括控制器，控制器与鼓风机相连。具体地，控制器包括传感器单元及控制单元，传感器单元包括风量、风压、温度、振动等传感器，以对鼓风机的风量、风压、温度、振动等等信息进行实时的采集。控制单元集成智能化控制功能，对传感器采集的信息进行分析，判断鼓风机的运行状态，防止喘振、故障等，使设备一直在安全高效区运行。同时，当鼓风机故障等情况发生时，实时进行预警，最大程度降低鼓风机故障带来的损失。
由此可知，本发明提出的直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组，能有效的解决现有的鼓风机效率低、噪声高、体积大、智能化低、故障率高等众多问题，为各行业提供高效、低噪、智能化集成的直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组；采用变宽度无叶扩压器。在扩压段微渐缩，控制叶轮出口的流态，把动压转变为静压，拓宽设备的工况范围，控制喘振，提升风机效率；根据需要的鼓风机参数进行变宽度无叶扩压器各参数的适应性计算与设计；采用鸭梨状对称蜗壳，使扩压器的出来的气流充分的光滑导流、扩压，根据需要的鼓风机参数进行鸭梨状对称蜗壳各参数的适应性计算与设计；蜗壳与电机之间有配合面，确保蜗壳中心与电机中心对中，以防止由于蜗壳和电机不对中而导致的转动件与静止件碰壳；叶轮与电机轴直接以双键形式连接，由于电机转速高，相比于单键结构，具备较好的稳定性，叶轮直接挂在电机轴上，为直驱式，无中间过程损耗；导流帽与叶轮以键或销连接，导流帽型线下方与轮毂线相切，导流帽中心位置的角度为70°-90°，导流效果好；蜗壳正下方有与底座连接的顶丝，即可以提升产品的稳定性、减少振动，又可以拧开螺丝，放水及清洁风机；所述的三元流可控涡叶轮高效区宽，叶轮效率高，高效区宽，控制叶轮的失速喘振，强度性能好；盖板为可控间隙盖板，能够根据叶轮进行安装高度的调整，提高风机的安全可靠性及气动性能；采用水冷形式，对气体进行强制冷却，避免鼓风机的排气温度过高，提高鼓风机运行的安全性；水冷系统运行功率小，节能高效；鼓风机机组包括消声通流箱体，大大降低了鼓风机噪声，且消声通流箱体还具备自吸冷却功能，冷却箱体内的电器元器件，无需额外的风扇冷却，延长电器元器件的使用寿命；鼓风机机组包括控制器，对鼓风机的风量、风压、温度、振动等等信息进行实时的采集。控制单元集成智能化控制功能，对传感器采集的信息进行分析，判断鼓风机的运行状态，防止喘振、故障等，使设备一直在安全高效区运行。同时，当鼓风机故障等情况发生时，实时进行预警，最大程度降低鼓风机故障带来的损失，提高了鼓风机的智能性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种直驱式高速永磁离心鼓风机，包括：前盖板、蜗壳、电机、叶轮、扩压器，其特征在于，所述前盖板与蜗壳连接，所述蜗壳的旋转通道入口设置有扩压器，蜗壳与电机通过法兰相连；所述蜗壳与电机之间有配合面，使蜗壳中心与电机中心对中；所述叶轮叶轮直接挂在电机轴上，与电机轴以双键形式连接，所述鼓风机还包括电机进水口与电机出水口。
2.根据权利要求1所述的离心鼓风机，其特征在于，所述扩压器为变宽度无叶扩压器，具体满足：
rCθ≈constant
ρCm2πb＝m
Figure FDA0002451459650000011
Figure FDA0002451459650000012
Figure FDA0002451459650000013
Figure FDA0002451459650000014
Figure FDA0002451459650000015
Figure FDA0002451459650000016
其中，C为绝对速度，Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，α为Cm与C的夹角，r2为无叶扩压器入口半径或叶轮出口半径，r5为无叶扩压器出口半径或蜗壳入口半径，r为离叶轮中心的半径，b为扩压器宽度，ρ为密度，p为压力，T为绝对温度，R为气体常数，Cf为摩擦阻力系数，Cp为定压比热容。
3.根据权利要求2所述的离心鼓风机，其特征在于，所述蜗壳为鸭梨状对称蜗壳，具体满足：
蜗壳内的流动满足动量距定律：
Cθr＝cons tan t
蜗壳型线满足如下公式：
Figure FDA0002451459650000021
Figure FDA0002451459650000022
Figure FDA0002451459650000023
Figure FDA0002451459650000024
Figure FDA0002451459650000025
鸭梨状对称蜗壳满足设计如下：
Figure FDA0002451459650000026
Figure FDA0002451459650000027
Figure FDA0002451459650000028
Figure FDA0002451459650000029
令h＝rs-r5
Figure FDA00024514596500000210
Figure FDA0002451459650000031
用△A，△h取代dA,dh，则
Figure FDA0002451459650000032
根据修整尖角需要，另△A＝2S,取S＝(0.03-0.07)A
Figure FDA0002451459650000033
Figure FDA0002451459650000034
其中，Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，r为离叶轮中心的半径，b为任意半径位置的宽度，b5是扩压器出口或蜗壳入口半径位置的宽度，C5θ是扩压器出口或蜗壳入口的流线法向速度，C5m为扩压器出口或蜗壳入口流线切线速度，C5为扩压器出口或蜗壳入口绝对速度，α5为C5m与C5的夹角，rs蜗壳型线半径，r5为无叶扩压器出口半径或蜗壳入口半径，
Figure FDA0002451459650000035
为任意
Figure FDA0002451459650000036
角位置蜗壳通流截面上的体积流量，QV5为蜗壳入口处的体积流量,
Figure FDA0002451459650000037
为蜗壳内位置角度；r5为蜗壳进口半径；rs为蜗壳型线半径；最终蜗型线半径rs’,R为蜗壳形状尖角处半径，其中C为绝对速度，Cm为流线切线速度，Cθ为流线法向速度，θs为蜗壳扩张角，为30～50°。
4.根据权利要求1所述的离心鼓风机，其特征在于，所述叶轮前部设有导流帽，导流帽型线下方与轮毂线相切，导流帽中心位置的角度为70°-90°。
5.根据权利要求1所述的离心鼓风机，其特征在于，所述鼓风机还包括底座，所述电机与底座通过螺栓连接，所述蜗壳正下方有与底座连接的顶丝。
6.根据权利要求1所述的离心鼓风机，其特征在于，所述叶轮为三元流可控涡叶轮，所述三元流可控涡叶轮为五轴精加工高强度铝合金，为半开式三元流叶轮，入口翼尖冲角为0°～1°，入口翼根冲角为2°～4°；叶片出口角为-30°～-40°；轮毂比为0.4-0.5；叶片厚度为前缘尾缘小，中间大，翼根大，翼尖小。
7.根据权利要求1所述的离心鼓风机，其特征在于，所述前盖板为可控间隙盖板，使前盖板与蜗壳的安装高度可调。
8.一种直驱式高速永磁离心鼓风机机组，包括权利要求1-7任一项所述的直驱式高速永磁离心鼓风机，其特征在于，还包括：水冷系统，所述水冷系统与鼓风机的电机进水口连接，为鼓风机提供相应的水冷却量。
9.根据权利要求8所述的离心鼓风机，其特征在于，所述离心鼓风机机组还包括控制器，所述控制器与鼓风机相连，包括传感器单元及控制单元，所述控制单元对传感器单元采集的信息进行分析，判断鼓风机的运行状态。
10.根据权利要求9所述的离心鼓风机，其特征在于，所述离心鼓风机机组还包括消声通流箱体，所述鼓风机、水冷系统、控制器设置于消声通流箱体内，所述消声通流箱体内含波浪形消声棉、过滤系统，具备自吸冷却功能。
CN202010293875.0A 2020-04-15 2020-04-15 一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组 Pending CN111486115A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010293875.0A CN111486115A (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010293875.0A CN111486115A (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111486115A true CN111486115A (zh) 2020-08-04

Family

ID=71810981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010293875.0A Pending CN111486115A (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111486115A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113175445A (zh) * 2021-05-27 2021-07-27 中车大连机车研究所有限公司 一种扩展鼓风机进气量的进气罩壳
CN114593150A (zh) * 2022-03-30 2022-06-07 雷茨智能装备(广东)有限公司 一种耐用磁悬浮轴承
CN114810637A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 山东省章丘鼓风机股份有限公司 一种集成式高速直驱风机
CN118775348A (zh) * 2024-09-12 2024-10-15 本元智慧科技有限公司 一种磁悬浮鼓风机的降噪结构及降噪方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203717391U (zh) * 2013-12-13 2014-07-16 湖北省风机厂有限公司 磁悬浮高速三元流离心鼓风机
CN106663973A (zh) * 2015-06-05 2017-05-10 托博云株式会社 直驱型涡轮鼓风机冷却结构
CN207406502U (zh) * 2017-05-03 2018-05-25 黑龙江沧龙发电设备股份有限公司 一种磁悬浮高速离心式曝气风机
CN208417020U (zh) * 2018-07-26 2019-01-22 四川九远气浮科技有限公司 一种基于空气动压轴承的高速离心鼓风机
CN208619389U (zh) * 2018-07-26 2019-03-19 四川九远气浮科技有限公司 基于空气动压轴承的高速小型鼓风机
KR20200013027A (ko) * 2015-10-22 2020-02-05 한국기계연구원 터보 압축기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203717391U (zh) * 2013-12-13 2014-07-16 湖北省风机厂有限公司 磁悬浮高速三元流离心鼓风机
CN106663973A (zh) * 2015-06-05 2017-05-10 托博云株式会社 直驱型涡轮鼓风机冷却结构
KR20200013027A (ko) * 2015-10-22 2020-02-05 한국기계연구원 터보 압축기
CN207406502U (zh) * 2017-05-03 2018-05-25 黑龙江沧龙发电设备股份有限公司 一种磁悬浮高速离心式曝气风机
CN208417020U (zh) * 2018-07-26 2019-01-22 四川九远气浮科技有限公司 一种基于空气动压轴承的高速离心鼓风机
CN208619389U (zh) * 2018-07-26 2019-03-19 四川九远气浮科技有限公司 基于空气动压轴承的高速小型鼓风机

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨策、施新著: "《径流式叶轮机械理论及设计》", 31 October 2004 *
西安交通大学透平压缩机教研室编著: "《离心式压缩机原理》", 30 September 1980 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113175445A (zh) * 2021-05-27 2021-07-27 中车大连机车研究所有限公司 一种扩展鼓风机进气量的进气罩壳
CN113175445B (zh) * 2021-05-27 2024-06-04 中车大连机车研究所有限公司 一种扩展鼓风机进气量的进气罩壳
CN114593150A (zh) * 2022-03-30 2022-06-07 雷茨智能装备(广东)有限公司 一种耐用磁悬浮轴承
CN114810637A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 山东省章丘鼓风机股份有限公司 一种集成式高速直驱风机
CN114810637B (zh) * 2022-05-05 2024-01-23 山东省章丘鼓风机股份有限公司 一种集成式高速直驱风机
CN118775348A (zh) * 2024-09-12 2024-10-15 本元智慧科技有限公司 一种磁悬浮鼓风机的降噪结构及降噪方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111486115A (zh) 一种直驱式高速永磁离心鼓风机及鼓风机机组
US4917572A (en) Centrifugal blower with axial clearance
CA1101391A (en) Centrifugal compressor and cover
JP2975008B2 (ja) 自由ロータ
US20070065300A1 (en) Multi-stage compression system including variable speed motors
EP1963683B1 (en) Diffuser for a centrifugal compressor
CN112879317B (zh) 高速高压磁悬浮离心式两级空气压缩机及其控制方法
US5741123A (en) Turbocharger compressor fan and housing
CN111894872A (zh) 一种两级增压式低噪音风机
CN2769572Y (zh) 单轴悬臂多级离心压缩机
CN111927795A (zh) 一种两级轴流低噪音风机
JPH10331794A (ja) 遠心圧縮機
CN111911425B (zh) 离心风机及空调器
JPH0512693U (ja) 遠心圧縮機
JPH06299993A (ja) 回転するディフューザを有する前向き羽根車
CN206320074U (zh) 一种双排叶轮离心抽风装置
CN208634063U (zh) 一种多流量鼓风机
CN214366781U (zh) 一种用于离心压缩机的增压装置
CN218493841U (zh) 一种高温气冷堆电磁轴承离心式氦气压缩机
CN219932471U (zh) 一种空气悬浮离心式鼓风机
CN215058450U (zh) 离心式气体压缩机
CN221762260U (zh) 叶轮、风机和空气处理机
CN221033177U (zh) 离心式压缩机
CN219795610U (zh) 一种电机冷却散热用离心通风机
CN218235571U (zh) 一种离心式压缩机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200804

RJ01 Rejection of invention patent application after publication