CN102808793A - 一种对旋式轴流风机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对旋式轴流风机，该轴流风机包括电机、叶轮、防爆罩、风筒和单层或多层扩散器，单层或多层扩散器从风筒的出口端向远离风筒的方向延伸，风筒从内到外依次包括芯筒、第一级内筒、第二级内筒和扩散外筒。由于风筒的这种特殊结构，所以本发明的对旋式轴流风机具有很高的静压效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种对旋式轴流风机，属于机械领域。
背景技术
目前，我国的各大矿业集团使用的风机85%为对旋式轴流风机，与传统的长轴风机相比，对旋风机具有如下优势。1.对旋轴流风机与长轴通风机相比，没有任何导叶，只有两个旋转方向相反的叶轮；2.对旋轴流通风机采用电动机轴与叶轮直连结构，效率高，节省电能。3.对旋轴流通风机具有电机反转性能的反风性能，反风量一般能达到正风量的65%以上，对矿井安全极为有利。而长轴风机的反风量仅为正风量的30-40%。4. 对旋轴流风机安装简单，对安装的精度要求不高。5.对旋轴流风机每个部件之间采用的是直联方式，对小范围地质灾害如地面塌适应能力更强，例如：风机可在倾角45。下正常运行。6.对旋轴流风机才用的是内置消音，而长轴风机需要煤矿修建专门的电机室和消音塔。7.对旋轴流风机具有单机运行特性，所需风机运行参数较低时，可以只开动I级风机。
在申请号为96209138.3的中国专利中公开了两级叶轮直径不相等的对旋轴流风机装置，在该装置的对旋结构的轴流风机中，二级叶轮的直径大于一级叶轮直径，可以改善气流在两级叶轮间的流动状况，降低能量损失，可以提高风机装置静压效率。
在申请号为200420093025.2的中国专利中公开了对旋式矿用轴流主扇风机，包括电机、风筒和叶轮。叶轮直接安装在电机轴身，风筒设在电机和叶轮的周围，其中的电机、风筒和叶轮的组合为两套，按相同轴向中心组装在一起，使两个叶轮相邻分别作为一级叶轮和二级叶轮，风筒的相邻端相互连接。
然而，由于以上公开的对旋式轴流风机的扩散层有限，所以对工作效率的影响有限。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种对旋式轴流风机。
本发明一方面提供了一种对旋式轴流风机，该轴流风机包括电机、叶轮、防爆罩、主机风筒以及单层或多层扩散器，防爆罩包围所述电机，主机风筒包围在防爆罩外，叶轮通过电机轴与电机的一个端部相连接，所述的电机、叶轮、防爆罩和主机风筒均为两级，组合为两套相同轴中心线连接的两级风机，两级叶轮相互靠近，互为相反方向旋转，两级电机、防爆罩和主机风筒的相同端连接到一起，单层或多层扩散器连接到其中一个主机风筒的端部，多层扩散器从内到外依次包括芯筒、第一内筒、第二内筒和扩散外筒。
优选地，所述的芯筒呈圆锥形，接近主机风筒的芯筒一端的半径最大。
优选地，所述的第一内筒接近主机风筒端的直径大于远离主机风筒端的直径。
优选地，所述的对旋式轴流风机还包括布置在主机风筒外、和主机风筒相连接的机座。
优选地，所述的两级防爆罩之间通过主机风筒的法兰连接到一起。
优选地，所述的两级主机风筒之间通过回流环连接到一起。
优选地，所述的主机风筒和防爆罩之间通过连接板连接到一起。
优选地，第一级防爆罩呈半椭球形，与第一级电机同轴连接，并且第一级防爆罩直径小的端部远离单层或多层扩散器，第一级防爆罩直径大的端部与电机轴密封配合。
优选地，第二级防爆罩呈两端封口的圆筒状，第二级电机安装在第二级防爆罩内部，并与第二级防爆罩之间留有用于电机运行散热的空隙。
优选地，两级叶轮分别为第一级叶轮和第二级叶轮，每级叶轮包括轮毂和连接到轮毂上的叶片，两级叶轮轮毂端面之间的距离为74-228mm。
优选地，所述的第一级叶轮和第二级叶轮的叶片数目比为1.06-1.12：1。
优选地，所述的叶片接近克拉克Y翼型。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种具有单层或多层扩散效果的对旋式轴流风机，多层扩散效果的对旋轴流风机的多层扩散器从内到外依次包括芯筒、第一内筒、第二内筒和扩散外筒四种结构，所以本发明的对旋式轴流风机具有运行装置静压效率达到85%以上的优点，节能效果明显。
另外，本发明的二个叶轮组成的轴流风机，第二级叶轮的直径大于第一级叶轮直径，使风流径向离心风速顺着加大叶轮直径和加大第二级筒体直径，离心气流减少稳流状态平稳运行，减少效率损失，确保高效运行。
此外，本发明的对旋式轴流风机取消了现有技术中传递电功率的长轴，将叶轮直接安装在电机轴上，取消了电机功率传动机构的能量损失，并简化了结构，降低了运行故障。再次，由于本发明的电机与叶轮同装于主机风筒筒体内，并取消了原有的导叶，减少了导叶的能量损失。同时风筒上的回流环使性能曲线无驼峰，风机无喘振，在各种工况下运行稳定。本发明还采用两级叶轮且直径不等，可以减少三维气体在流动中的阻力损失，提高气流效率。并且本发明的风机防爆罩能够满足电机的防爆要求。
附图说明
图1表示本发明对旋式轴流风机的剖视图。
图2表示本发明对旋式轴流风机叶轮的部分剖视图。
具体实施方式
以下实施例仅用于解释本发明，不能用于限制本发明，在本发明保护范围内做的修饰、替换、改变都在本发明的保护范围内。
实施例1
参见图1，对旋式轴流风机包括两套同轴连接的两级风机及连接到风机一端的多层扩散器。从风机的进风口到多层扩散器的末端依次包括第一级风机1、第二级风机1’和多层扩散器3。
其中第一级风机1从内到外包括第一级电机11，在第一级电机11外布置第一级防爆罩12，第一级电机11和第一级防爆罩12通过板筋13连接。第一级防爆罩12呈半椭球形，与第一级电机1同轴连接，第一级防爆罩12直径小的端部14朝向第一级风机1的进风口15，第一级电机安装1在第一级防爆罩12内部，与防爆罩之间留有空隙，第一级防爆罩12的长轴16与电机轴17同轴，第一级防爆罩直径大的端部18与电机轴17密封配合，电机轴17从第一级电机11的轴向伸出穿过第一级防爆罩12的直径大的端部18连接到第一级叶轮19，第一级主机风筒20呈两端开口的筒形，包围在第一级防爆罩12和第一级叶轮19外，第一级主机风筒20和防爆罩12之间通过连接板21连接，在第一级防爆罩12和第一级主机风筒20之间还可以连接电机冷却进出风管，从而达到冷却电机的目的。第一级叶轮19、第一级防爆罩12、第一级电机11和第一级主机风筒20共轴，组成了第一级风机1。
第二级风机1’从内到外包括第二级电机11’，在第二级电机11’外布置第二级防爆罩12’，第二级电机11’和第二级防爆罩12’通过板筋13’连接、第二级防爆罩12’呈两端封口的圆筒状，第二级电机11’安装在第二级防爆罩12’内部，与防爆罩之间留有空隙，第二级防爆罩12’的长轴16’与电机轴17’同轴，第二级防爆罩12’接近第一级风机1的端部与电机轴17’密封配合，第二级叶轮19’安装在电机轴17’上，第二级防爆罩12’外，与第二级叶轮19接近，第二级主机风筒20’和第二级防爆罩12’之间通过连接板21’连接，第二级叶轮19’、第二级防爆罩12’ 第二级电机11’和第二级主机风筒20’共轴，组成了第二级风机1’。
第一级风机1和第二级风机1’共轴，相同的端部连接到一起，即第一级叶轮19和第二级叶轮19’相邻，两者之间留有一定的间隙，第一级主机风筒20和第二级主机风筒20’接近叶轮的一端通过回流环22或者其他连接元件连接到一起，第一级防爆罩7和第二级防爆罩8的接近叶轮的一端通过主机风筒的法兰23，及其他连接元件相连接。回流环可以免去风机运行中的喘振。
多层扩散器3呈两端开口的圆筒形，从内到外依次包括芯筒31、第一内筒即 32、第二内筒即33和扩散外筒34。芯筒31呈圆锥形，沿着远离第二级风机1’的轴向，芯筒31的半径逐渐减少，多层扩散器3朝向第二级风机1’一端的直径等于与其连接的第二级主机风筒的端部直径，圆锥形芯筒的直径较大的端部直径等于第二级防爆罩朝向多层扩散器的端部直径。
参见图2， 第一级叶轮19和第二级叶轮19’，第一级叶轮19轮毂191的叶片192，第二级叶轮19’包括轮毂191’和连接到轮毂191’上的叶片192’，两级叶轮轮毂端面之间的距离为225mm，第一级叶轮19和第二级叶轮19’的叶片数目比为1.1：1。 第一级叶轮19和第二级叶轮19’的轮毂直径等于第一级防爆罩12较大端部的直径，本发明中的叶片呈克拉克Y翼型。
实施例2
采用本发明的对旋式轴流风机，进行空气动力性能测试，测试结果见下表：配套电动机型号YBF800-10-1120，电动机额定功率：1120kw*2，电动机转速：592r/min，双级运行，风压测试断面面积：12.6923m2，风量测试断面面积：12.6923m2，测试方式：现场停产、短路测试，叶片安装角：35。/30。（一级/二级），风机出口面积：32.5410m2，测试结构见下表：
从上表可见：风量的测试结果在379.4-330.2m3/s，静压在2035.8-5084.1Pa，最高静压效率为89.3%，轴功率1188.3-1840.2kw，出口噪声为79.1-79.9dB。
Claims (12)
1.一种对旋式轴流风机，该轴流风机包括电机、叶轮、防爆罩、主机风筒以及单层或多层扩散器，其特征在于，防爆罩包围所述电机，主机风筒包围在防爆罩外，叶轮通过电机轴与电机的一个端部相连接，所述的电机、叶轮、防爆罩和主机风筒均为两级，组合为两套相同轴中心线连接的两级风机，两级叶轮相互靠近，互为相反方向旋转，两级电机、防爆罩和主机风筒的相同端连接到一起，单层或多层扩散器连接到其中一个主机风筒的端部，多层扩散器从内到外依次包括芯筒、第一内筒、第二内筒和扩散外筒。
2.根据权利要求1所述的对旋式轴流风机，其特征在于，所述的芯筒呈圆锥形，接近主机风筒的芯筒一端的半径最大。
3.根据权利要求2所述的对旋式轴流风机，其特征在于，所述的第一内筒接近主机风筒端的直径大于远离主机风筒端的直径。
4.根据权利要求1所述的对旋式轴流风机，其特征在于，所述的对旋式轴流风机还包括布置在主机风筒外、和主机风筒相连接的机座。
5.根据权利要求1所述的对旋式轴流风机，其特征在于，两级防爆罩之间通过主机风筒的法兰连接到一起。
6.根据权利要求1所述的对旋式轴流风机，其特征在于，两级主机风筒之间通过回流环连接到一起。
7.根据权利要求1所述的对旋式轴流风机，其特征在于，所述的主机风筒和防爆罩之间通过连接板连接到一起。
8.根据权利要求1所述的对旋式轴流风机，其特征在于，第一级防爆罩呈半椭球形，与第一级电机同轴连接，并且第一级防爆罩直径小的端部远离单层或多层扩散器，第一级防爆罩直径大的端部与电机轴密封配合。
9.根据权利要求1所述的对旋式轴流风机，其特征在于，第二级防爆罩呈两端封口的圆筒状，第二级电机安装在第二级防爆罩内部，并与第二级防爆罩之间留有用于电机运行散热的空隙。
10.根据权利要求1所述的对旋式轴流风机，其特征在于，两级叶轮分别为第一级叶轮和第二级叶轮，每级叶轮包括轮毂和连接到轮毂上的叶片，两级叶轮轮毂端面之间的距离为74-228mm。
11.根据权利要求6所述的对旋式轴流风机，其特征在于，所述的第一级叶轮和第二级叶轮的叶片数目比为1.06-1.12：1。
12. 根据权利要求6所述的对旋式轴流风机，其特征在于，所述的叶片接近克拉克Y翼型。
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