專利名稱：具有可修改構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)鼓風機和抽吸機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有側(cè)向通道并且常常被稱為氣圈鼓風機(air-ring blower)的機器，所述機器包括帶有中心主體的葉輪，周邊葉片連接到所述中心主體。葉輪被封閉在外殼中，所述外殼限定布置在外殼的外圓周的圓周環(huán)形管道，葉輪葉片在所述環(huán)形管道中旋轉(zhuǎn)。環(huán)形管道具有進入口和輸出口，通過所述進入口流體被抽吸并且進入機器，通過所述輸出口流體從機器自身被排出。葉輪和外殼通常通過模制成型或壓制。
這些機器可以用作真空泵或壓縮機。在第一種情況下，進入口連接到將產(chǎn)生低壓的環(huán)境，輸出口通常連接到外部大氣；在第二種情況下，進入口通常連接到外部大氣，輸出口連接到將產(chǎn)生超壓的環(huán)境。在這兩種情況下，在進入口的壓力小于在輸出口的壓力，因此在進入口所在的區(qū)域和輸出口所在的區(qū)域之間存在Δp。
環(huán)形管道具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域沿著管道中葉片的前進方向從進入口到達輸出口，所述第二區(qū)域從輸出口到達進入口。第一區(qū)域具有橫向通道截面，所述橫向通道截面具有比第二區(qū)域更大的尺寸。更準確地說，每個葉片緊貼地安裝在第二區(qū)域中，即，它在離第二區(qū)域的內(nèi)壁很微小的距離處通過；優(yōu)選地該距離盡可能最小，不產(chǎn)生摩擦問題，從而防止流體在兩個口之間流過第二區(qū)域。在第一區(qū)域的內(nèi)壁和葉片之間留下了大得多的自由空間，在其中可以發(fā)生湍流流體運動。
在操作期間，葉片的動態(tài)動作在環(huán)形管道的第一區(qū)域中產(chǎn)生從抽吸到輸出的流體流。環(huán)形管道的構(gòu)造，尤其葉片和環(huán)形管道的第一區(qū)域的內(nèi)壁之間的自由空間的存在是葉片的運動必需的，以有效地形成從進入到排出的流體流。
葉輪被楔固在軸上，所述軸通常被設(shè)定為由電動機旋轉(zhuǎn)并且在外殼的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。在管道的下部葉輪的葉片在其中旋轉(zhuǎn)，提供環(huán)形狹縫，該環(huán)形切口允許葉輪的主體在外殼的內(nèi)部通過。在環(huán)形切口的內(nèi)部和葉輪的主體之間必須留下盡可能小的空間，不產(chǎn)生摩擦問題，以便防止流體從通道流到葉輪軸所處的外殼的內(nèi)部。
由流率/壓力圖以及葉輪的角速度表示的這些機器的功能受到機器尺寸尤其是側(cè)向通道和葉片的尺寸極大影響。因此設(shè)計者提供了具有不同尺寸的各式各樣的機器，每個機器在市場需要的流率壓力額定值的確定領(lǐng)域中工作。
為此必須用大量的模具以及大量的部件，用于實現(xiàn)各種機器的部件。這不可避免地導致了構(gòu)造成本、備件的庫存和機器維護的顯著增加。
如果隨著時間消費者的要求變化，他也必須面對需要改變機器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目標在于通過提供所述類型的機器來解決上述問題，所述機器可以滿足各種操作需要，同時保持基本結(jié)構(gòu)并且因而顯著減小構(gòu)造成本以及備件和維護的庫存成本。
本發(fā)明的另一個目標在于實現(xiàn)一種機器，其中即使在各種操作條件下也可以優(yōu)化性能。
本發(fā)明的目標在于它以一種結(jié)構(gòu)簡單且經(jīng)濟的方式實現(xiàn)了上述目標。
另一個優(yōu)點在于本發(fā)明可以容易地應(yīng)用于已知類型的機器。
另一個優(yōu)點在于本發(fā)明限制了葉輪卡住的危險。
這些和其他目標和優(yōu)點都由本發(fā)明的機器實現(xiàn)，本發(fā)明的機器具有后面權(quán)利要求中的特征。
本發(fā)明的另一個特征和優(yōu)點將從按照本發(fā)明的兩個優(yōu)選實施方式的具體描述中變得清楚，所述實施方式通過附圖的示圖中的非限定性例子舉例說明。


圖1是本發(fā)明的機器的透視圖，一些部件被剖開；圖2是本發(fā)明的機器的垂直正視的主視圖，外殼的前蓋從所述機器被去除；圖3、4和5是機器沿著圖2的線III-III得到的截面，所述機器帶有一些插入的可互換元件；圖6是一系列可互換葉片的實施方式；圖7是可以用本發(fā)明的機器的得到的一些流率/壓力圖的示意圖。
具體實施例方式
與這種已知類型機器相同，機器包括帶有被楔固在軸1b上的轂1a的葉輪1，軸1b由已知類型的電機例如電動機11旋轉(zhuǎn)；葉輪1具有周邊葉片2，2’設(shè)置在其上的中心主體。葉輪被封閉在外殼3中，外殼3限定圓周環(huán)形管道4，葉輪的葉片2在環(huán)形管道4中旋轉(zhuǎn)。外殼通常由兩個部分形成，其中一個部分連接到電動機，另一個部分構(gòu)成前蓋；外殼的結(jié)構(gòu)通過將其兩個組成部分密封地固定在一起得到。環(huán)形管道4具有兩個開口，分別是用于從機器外部抽吸流體的進入口5和用于允許流體離開機器的輸出口6；通過葉輪葉片的作用，流體(通常是空氣)被進入口5抽吸，并且在橫穿環(huán)形管道4之后，通過輸出口6排出。
環(huán)形管道4具有第一區(qū)域4a，第一區(qū)域4a沿管道中葉片的前進方向從進入口5到輸出口6。在旋轉(zhuǎn)葉片和環(huán)形管道的內(nèi)壁之間在第一區(qū)域4a中提供自由空間7；葉輪葉片在第一區(qū)域4a內(nèi)部旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生湍流，該湍流允許流體從進入口5傳輸?shù)捷敵隹?。
環(huán)形管道4進一步具有第二區(qū)域4b，第二區(qū)域4b從輸出口6到抽吸口5，每個葉片在第二區(qū)域4b內(nèi)滑過第二區(qū)域4b的內(nèi)壁，以便避免或極難導致流體從輸出口6流到進入口5。
類似于已知類型的機器并且具有相同工作原理，本發(fā)明的機器可以作為真空泵和作為壓縮機工作；在前一種情況下，進入口5連接到將在其中產(chǎn)生真空的外部環(huán)境，輸出口6連接到外部環(huán)境，而在后一種情況下，進入口連接到外部環(huán)境，輸出口連接到其中需要超壓的環(huán)境。
本發(fā)明的機器包括可互換部件10、10’、2和2’，該可互換部件應(yīng)用于限定自由空間7的機器部件，并且允許限定自由空間7的徑向截面的新構(gòu)造。
在本發(fā)明的第一實施方式中，可互換元件可以包括一對插入件10，10’，插入件10，10’每個可以在環(huán)形通道的第一區(qū)域4a中連接到外殼3的一個內(nèi)壁上；插入件10、10’被構(gòu)造成限定第一區(qū)域4a的新內(nèi)壁，使得相對于外殼3的內(nèi)壁所限定的徑向空間的截面減小了自由空間7的徑向截面。當然可以提供多對插入件10，10’，以便能夠根據(jù)使用的成對插入件不同地修改自由空間7的截面。為了在不對流體的運動產(chǎn)生無用和破壞性障礙的情況下實現(xiàn)修改，插入件10、10’沿著環(huán)形通道4的第一區(qū)域4a所涉及的外殼3的所有內(nèi)壁形成，由此使自由空間7的壁連續(xù)。
插入件10、10’可被特別地構(gòu)造成使得其面對外殼3的內(nèi)壁的部分重新形成內(nèi)壁的形狀，并且因而可以與內(nèi)壁接觸地連接而沒有在外殼3的內(nèi)壁和插入件之間留下自由空間。插入件10、10’優(yōu)選地通過塑料材料的模制成型制成，并且可以用螺釘或其他已知類型的可拆卸連接系統(tǒng)連接到外殼3。在插入件的該構(gòu)造中，獲得很簡單的方式以得到限定管道4的第一區(qū)域4a的壁的特別穩(wěn)定和堅固的構(gòu)造；然而在該構(gòu)造的情況下，必須在每次自由空間7的第二形狀將要變化時使用不同的插入件。
有利的是，以使得相對于外殼3可軸向移動的方式制造連接到外殼3的內(nèi)壁的插入件10’。這例如可以通過使用長度可調(diào)的螺釘連接件來完成。也可以制造為彈性可變形材料的插入件10’并且以這樣一種方式將它們連接到外殼3的內(nèi)壁，即，使得在外殼的內(nèi)壁和插入件10’之間留出自由空間11。在該情況下提供了已知類型的裝置，例如流體泵，其允許擴張流體根據(jù)命令引入到自由空間11或從其中抽出；以這樣的方式，插入件10’可以移動，并且自由空間7的截面可以變化而不必改變插入件。盡管該結(jié)構(gòu)毫無疑問是有利的，但是徑向可移動插入件是結(jié)構(gòu)復雜的。
使用的可互換元件也可包括一系列多個葉片2，2’，每個葉片具有相對于其他系列葉片的不同尺寸的葉片；每個系列葉片可以可拆卸地連接到葉輪1，從而在必要時它可以被拆卸和由另一個系列葉片更換。
有利地，每個系列葉片包括撓性帶13，各個系列葉片牢固地連接到其上；帶13可拆卸地連接到葉輪的中心主體1c的外圓周，并且可以由另一個系列葉片與之連接的另一個帶更換。因此極容易用一組不同尺寸的葉片同時更換所有葉片。帶與葉輪的中心主體的外圓周的連接可以通過固定螺釘或另一個已知類型的可拆卸連接系統(tǒng)完成。
帶13優(yōu)選通過壓制帶有相對帶13的單個件的塑料材料實現(xiàn)。盡管從不更換的葉輪的中心主體1c由耐蝕材料(例如金屬或特別耐蝕的塑料)制造，不處于特別應(yīng)力下的帶和葉片可以由足夠軟的塑料材料制造；這使得如果當旋轉(zhuǎn)時，葉片拖靠在固定部分上，可以由于熱膨脹或任何其他原因而變形，因而避免機器卡住的任何風險。
當然，當改變?nèi)~片時，管道4的第二區(qū)域4b(葉片在其內(nèi)部接近管道壁，幾乎卡住它們)的截面將必須變化；為此，管道4的第二區(qū)域4b由一系列多個可拆卸壁12限定，每個壁可以組合到一系列葉片2，2’中，每次當系列葉片變化時其變化。這樣，對于每個系列葉片而言，得到第二區(qū)域4b的截面，該截面允許相應(yīng)系列的葉片輕擦第二區(qū)域4b的內(nèi)壁。
使用可以單獨和組合使用的上述可互換元件(即，插入件10，10’和系列葉片2，2’)、相同的葉輪主體和相同的電機，獲得根據(jù)不同功能曲線操作的機器系列，所述功能曲線僅僅可以使用許多已知類型的機器獲得。由于可互換元件相對于機器的其他部件要經(jīng)濟得多的事實，所以在機器構(gòu)造明顯經(jīng)濟的情況下獲得多功能性。在使用上述類型的實現(xiàn)方式的情況下，提供了市場所需的機器的整個范圍，減小了高達三分之二的所需的各種尺寸的外殼、葉輪和電機的數(shù)目。不僅如此，而且在外殼所需的模具的數(shù)目方面也有顯著的節(jié)約，這對于這些機器來說是最昂貴的項目；庫存也更便宜和簡單。
在使用上述的可互換元件的情況下，機器也可很經(jīng)濟地被修改，而不必更換它們；在某些范圍內(nèi)，客戶的改變要求可以被滿足。
機器多功能性的進一步增加通過使用已知類型的變換器改變供應(yīng)到驅(qū)動葉輪的電動機14的電壓而獲得。這意味著必需要時取決于電源頻率的電機旋轉(zhuǎn)速度可以變化。通過增加葉輪的旋轉(zhuǎn)速度，機器壓力可以增加，這在機器的使用領(lǐng)域中提供了又一可變參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種具有可修改構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)鼓風機和抽吸機，包括葉輪(1)，其具有被楔固在軸(1b)上的轂(1a)，所述軸被設(shè)置為由已知類型的電機旋轉(zhuǎn)，還設(shè)有連接到所述葉輪(1)的中心主體(1c)的葉片(2，2’)；其中所述葉輪被封閉在外殼(3)中，所述外殼限定了所述葉片(2)在其中旋轉(zhuǎn)的圓周環(huán)形管道(4)，所述環(huán)形管道(4)具有用于將流體從機器外部吸入的進入口(5)和用于允許流體從機器離開的輸出口(6)；其中所述環(huán)形管道(4)具有第一區(qū)域(4a)和第二區(qū)域(4b)，所述第一區(qū)域(4a)沿著所述管道中的葉片的前進方向從所述進入口(5)到所述輸出口(6)，所述第二區(qū)域(4b)從所述輸出口(6)到所述進入口(5)；其中自由空間(7)設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)葉片(2)和所述環(huán)形管道(4)的內(nèi)壁之間的所述第一區(qū)域(4a)中，而在所述第二區(qū)域(4b)中，每個葉片滑過所述第二區(qū)域(4b)的內(nèi)壁；其中所述葉輪(1)的所述葉片(2)在所述第一區(qū)域(4a)的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生允許流體從所述進入口(5)傳輸?shù)剿鲚敵隹?6)的湍流；其特征在于，所述機器包括應(yīng)用于提供所述自由空間(7)的機器部件的可互換元件，所述可互換元件在應(yīng)用時限定了所述自由空間(7)的徑向截面的新構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器，其特征在于，所述可互換元件包括至少一對插入件(10，10’)，所述這對插入件都可以在所述環(huán)形管道(4)的所述第一區(qū)域(4a)中連接到所述外殼(3)的一個內(nèi)壁上，所述至少一對插入件(10，10’)被構(gòu)造成限定了所述第一區(qū)域(4a)的新內(nèi)壁，這樣相對于由所述外殼(3)的內(nèi)壁所限定的其徑向截面而言減小了所述自由空間(7)的徑向截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器，其特征在于，所述至少一對插入件(10)在所述環(huán)形管道的所述第一區(qū)域(4a)中沿著所述外殼(3)的內(nèi)壁的整個長度形成，并且重新形成了內(nèi)壁的構(gòu)造而沒有在所述外殼的內(nèi)壁和所述至少一對插入件(10)之間留下自由空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器，其特征在于，所述至少一對插入件(10)是通過塑料材料模制而成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器，其特征在于，所述至少一對插入件(10’)在所述環(huán)形管道的所述第一區(qū)域(4a)中沿著所述外殼(3)的內(nèi)壁的整個長度形成，并且連接到所述外殼(3)的內(nèi)壁，以便可相對于所述外殼(3)沿軸向移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機器，其特征在于，所述至少一對插入件(10’)由彈性可變形材料制成，并且被連接到所述外殼(3)的內(nèi)壁上使得在所述外殼(3)的內(nèi)壁和所述至少一對插入件(10’)之間留下自由空間(11)；已知類型的裝置被設(shè)置用于從所述自由空間(7)的內(nèi)部引出或抽吸膨脹流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器，其特征在于，所述可互換元件包括多個系列的葉輪(2，2’)，所述多個系列中的每個系列具有與所述多個系列的其他系列的葉片不同尺寸的葉片；所述多個系列的葉片可拆卸地連接到所述葉輪(1)上；所述管道(4)的所述第二區(qū)域(4b)的截面由多個系列的可拆卸壁(12)限定；對于所述多個系列的每個系列葉片而言，所述多個系列的所述可拆卸壁(12)的每個系列能夠與所述多個系列的葉片(2，2’)中的一個系列組合以便限定所述第二區(qū)域(4b)的截面，所述截面允許所述系列葉片的葉片滑過所述第二區(qū)域(4b)的內(nèi)壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機器，其特征在于，每個系列葉片包括撓性帶(13)，每個系列葉片(2，2’)的葉片被牢固地限定在所述撓性帶(13)上；所述撓性帶(13)可拆卸地連接到所述葉輪(1)的所述中心主體(1c)的外圓周。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機器，其特征在于，所述撓性帶(13)通過模制帶有所述葉片(2，2’)的為單個件的塑料材料而形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器，其特征在于，驅(qū)動所述軸(1b)旋轉(zhuǎn)的所述電機是由已知類型的變換器供電的電動機(14)。
全文摘要
一種機器包括葉輪(1)，葉輪設(shè)置有連接到葉輪(1)的中心主體(1c)上的葉片(2，2’)；葉輪封閉在外殼(3)中，外殼限定葉片(2)在其中旋轉(zhuǎn)的圓周環(huán)形管道(4)，所述環(huán)形管道(4)具有進入口(5)和輸出口(6)并且還具有從進入口(5)到達輸出口(6)的第一區(qū)域(4a)，自由空間(7)設(shè)在旋轉(zhuǎn)葉片(2)和環(huán)形管道(4)的內(nèi)壁之間的第一區(qū)域(4a)中。環(huán)形管道的徑向截面的構(gòu)造可以通過將可互換元件應(yīng)用到限定自由空間(7)的機器部分而被修改。
文檔編號F04D1/00GK101042142SQ20071008783
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者恩尼奧·卡塔尼 申請人:埃薩姆股份公司