磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)的制造方法
【專利摘要】磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其主要由進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置、磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分、風(fēng)機(jī)定子部分、磁懸浮永磁電機(jī)及軸端密封組成。本實(shí)用新型是一種效率高、低能耗、啟停方便、工況適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊簡單、噪聲低、密封性能好、運(yùn)行維護(hù)成本小的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)。
【專利說明】磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)?？萍己突ぁ炯夹g(shù)領(lǐng)域】，特別適用于污水處理曝氣工藝流程中輸送空氣。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排已經(jīng)成為日益關(guān)注的主題，對(duì)各行業(yè)的工藝污水的處理及排放標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。污水處理曝氣工藝流程多采用底部曝氣，底部曝氣工藝所用鼓風(fēng)機(jī)的耗電，占該工藝段全部耗電的95%以上，而生化段曝氣的能耗占污水廠能耗60%以上。對(duì)于采用鼓風(fēng)機(jī)底部曝氣工藝，選擇何種形式的鼓風(fēng)機(jī)，將直接影響到污水廠的投資、運(yùn)行管理費(fèi)用和長期效益。傳統(tǒng)的污水處理用鼓風(fēng)機(jī)有羅茨鼓風(fēng)機(jī)、多級(jí)低速離心鼓風(fēng)機(jī)、齒輪增速單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)等，羅茨鼓風(fēng)機(jī)存在效率低、氣流脈動(dòng)與噪聲大、供氣不均勻等缺點(diǎn)，在污水處理領(lǐng)域?qū)儆谔蕴a(chǎn)品；多級(jí)低速離心鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、啟動(dòng)電流大、啟動(dòng)時(shí)間長，停機(jī)時(shí)間長、效率低，節(jié)能效果不佳；齒輪增速單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)與羅茨鼓風(fēng)機(jī)、多級(jí)低速離心鼓風(fēng)機(jī)相比具有效率高、自動(dòng)化控制程度高的優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)行過程中的機(jī)械傳動(dòng)效率不高，風(fēng)機(jī)噪聲高而尖，裸機(jī)噪聲多在100分貝以上，同時(shí)風(fēng)機(jī)配套的潤滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)復(fù)雜，易故障件多，維護(hù)費(fèi)用高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型旨在克服上述缺陷，目的是提供一種效率高、低能耗、啟停方便、工況適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊簡單、噪聲低、密封性能好、運(yùn)行維護(hù)成本小的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是整機(jī)由進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置、磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分、風(fēng)機(jī)定子部分、磁懸浮永磁電機(jī)及軸端密封組成。進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置由調(diào)節(jié)閥體、調(diào)節(jié)導(dǎo)葉、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)執(zhí)行器、執(zhí)行器支架組成。磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分由半開式三元流葉輪、防松導(dǎo)流帽、薄型平鍵、鋼套、磁懸浮電機(jī)主軸及輔助軸承組成。風(fēng)機(jī)定子部分由前機(jī)殼、中筒、蝸殼、內(nèi)筒、葉輪蓋、葉片擴(kuò)壓器、連接法蘭及磁懸浮電機(jī)機(jī)座組成，其中蝸殼與磁懸浮電機(jī)機(jī)座、內(nèi)筒、中筒、連接法蘭均采用法蘭和止口定位聯(lián)接形式。磁懸浮永磁電機(jī)由磁懸浮電機(jī)定子、主軸、徑向磁懸浮軸承、軸向磁懸浮軸承、輔助軸承、傳感器、磁懸浮電機(jī)機(jī)座組成。
[0005]由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)體積變小、結(jié)構(gòu)緊湊簡單、噪聲低，效率高；相對(duì)于齒輪增速單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)與羅茨鼓風(fēng)機(jī)、多級(jí)低速離心鼓風(fēng)機(jī)，其無潤滑系統(tǒng)，控制系統(tǒng)簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；[0007]在圖中:1為前機(jī)殼；2為調(diào)節(jié)導(dǎo)葉；3為調(diào)節(jié)閥體；4為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；5為中筒；6為電動(dòng)執(zhí)行器；7為執(zhí)行器支架；8為內(nèi)筒；9為蝸殼；10為葉輪蓋；11為葉片擴(kuò)壓器；12為連接法蘭；13為徑向密封體；14、19為輔助軸承；15、17為徑向磁懸浮軸承；16為磁懸浮電機(jī)定子；18為軸向磁懸浮軸承；20為磁懸浮電機(jī)主軸；21為磁懸浮電機(jī)底座；22為傳感器；23為軸向密封體；24為鋼套；25為半開式三元流葉輪；26為薄型平鍵；27為排污螺塞；28為防松導(dǎo)流帽；29為進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置；30為磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分；31為風(fēng)機(jī)定子部分；32為磁懸浮永磁電機(jī)；33為軸端密封。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述說明。
[0009]磁懸浮永磁電機(jī)(32)的工作原理為:徑向磁懸浮軸承(15、17)與軸向磁懸浮軸承
(18)內(nèi)的線圈通電時(shí)，所產(chǎn)生的電磁力將磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分(30)吸引到中心位置，實(shí)現(xiàn)磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分(30)的懸浮，磁懸浮電機(jī)定子(16)再驅(qū)動(dòng)磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分(30)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，整個(gè)工作過程中徑向磁懸浮軸承(15、17)、軸向磁懸浮軸承(18)和磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分(30)互不接觸，通過集成控制系統(tǒng)完成對(duì)轉(zhuǎn)子載荷、位移和溫度的檢測(cè)和運(yùn)行狀態(tài)校正。
[0010]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其由進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置(29)、磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分(30)、風(fēng)機(jī)定子部分(31)、磁懸浮永磁電機(jī)(32)及軸端密封(33)組成；進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置(29)由調(diào)節(jié)閥體(3)、調(diào)節(jié)導(dǎo)葉(2)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、電動(dòng)執(zhí)行器(6)、執(zhí)行器支架(7)組成；磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分(30)由半開式三元流葉輪(25)、防松導(dǎo)流帽(28)、薄型平鍵(26)、鋼套(24)、磁懸浮電機(jī)主軸(20)以及輔助軸承(14、19)組成；風(fēng)機(jī)定子部分(31)由前機(jī)殼
(I)、中筒(5)、蝸殼(9)、內(nèi)筒(8)、葉輪蓋(10)、葉片擴(kuò)壓器(11)、連接法蘭(12)、磁懸浮電機(jī)機(jī)座(21)組成；磁懸浮永磁電機(jī)(32)由磁懸浮電機(jī)定子(16)、磁懸浮電機(jī)主軸(20)、徑向磁懸浮軸承(15、17)、軸向磁懸浮軸承(18)、輔助軸承(14、19)、傳感器(22)、磁懸浮電機(jī)機(jī)座(21)組成；軸端密封(33)由徑向密封體(13)和軸向密封體(23)組成。該鼓風(fēng)機(jī)采用先進(jìn)的三元流動(dòng)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行氣動(dòng)設(shè)計(jì)，流動(dòng)損失小，效率高；采用磁懸浮高速永磁電機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)部件少，機(jī)械傳動(dòng)效率高達(dá)99%以上，傳動(dòng)損失小；磁懸浮永磁電機(jī)在滿載和部分加載條件下與傳統(tǒng)電機(jī)相比可提高10%的能源效率。因?yàn)橐陨咸攸c(diǎn)，整機(jī)運(yùn)行效率可達(dá)83%以上，比一般羅茨風(fēng)機(jī)、多級(jí)鼓風(fēng)機(jī)效率高出約8%?12%，齒輪增速單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)高3%?5%。
[0011]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)的半開式三元流葉輪(25)直接安裝于磁懸浮電機(jī)主軸(20)上，通過防松導(dǎo)流帽(28)壓緊固定。驅(qū)動(dòng)電機(jī)為高速磁懸浮永磁電動(dòng)機(jī)，并采用主動(dòng)磁懸浮軸承，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中軸承與轉(zhuǎn)子可實(shí)現(xiàn)“無接觸、無摩擦”，減小了噪聲的主要產(chǎn)生源，因此運(yùn)行噪聲低，且不需要潤滑油的潤滑和冷卻，從而使主軸得轉(zhuǎn)速可達(dá)40000轉(zhuǎn)/分鐘以上。
[0012]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)中，半開式三元流葉輪(25)內(nèi)孔鑲鋼套(24)，與磁懸浮電機(jī)主軸(20)通過兩個(gè)薄型平鍵(26)聯(lián)接，兩個(gè)薄型平鍵(26)的相位角差為180°。使半開式三元流葉輪(25)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)與磁懸浮電機(jī)主軸(20)之間配合更加緊密，無松動(dòng)，更好的傳遞扭矩。[0013]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)閥體(3)內(nèi)流道出口端為圓弧收斂形狀。使從導(dǎo)葉出來的氣體收斂，均勻進(jìn)入葉輪，調(diào)節(jié)閥體材質(zhì)為HT250 ;調(diào)節(jié)導(dǎo)葉的型線根據(jù)三元流動(dòng)理論設(shè)計(jì)，有利于改善氣體的流動(dòng)，減小氣體經(jīng)過進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置的壓力損失，調(diào)節(jié)導(dǎo)葉采用316L不銹鋼整體銑制而成，保證了導(dǎo)葉的強(qiáng)度和表面粗糙度要求。
[0014]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)的蝸殼(9)為偏心式圓截面整體結(jié)構(gòu)，蝸殼(9)、高速磁懸浮電機(jī)(32 )通過連接法蘭(12 )通過止口定位，采用用高強(qiáng)度六角頭螺栓和內(nèi)六角螺釘固定。蝸殼為HT250鑄鐵材質(zhì)，具有吸聲降噪的優(yōu)點(diǎn)，通過精密鑄造成型，保證了蝸殼內(nèi)流道型線的精確度和表面粗糙度的要求，大大減小了氣流在蝸殼內(nèi)的流動(dòng)損失，提高了整機(jī)效率。
[0015]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)的蝸殼(9)底部設(shè)有排污螺紋孔，安裝有排污螺塞
(27)。蝸殼(9)出風(fēng)口的方向可根據(jù)用戶要求每隔15°進(jìn)行旋轉(zhuǎn)安裝，并在蝸殼(9)底部設(shè)有排污螺紋孔，安裝有排污螺塞(27)，方便蝸殼(9)定期排污。
[0016]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)的葉片擴(kuò)壓器(11)為翼型葉片擴(kuò)壓器，葉片數(shù)為17片，葉片擴(kuò)壓器(11)通過止口定位，并用內(nèi)六角螺釘固定于蝸殼(9)上。在蝸殼(9)上葉片擴(kuò)壓器(11)減低了風(fēng)機(jī)內(nèi)部流體沖擊損失，對(duì)氣流起到很好的導(dǎo)流作用，提高了鼓風(fēng)機(jī)的效率。
[0017]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)的徑向密封體(13)和軸向密封體(23)都通過止口定位，并用內(nèi)六角螺釘固定于蝸殼(9)上,徑向密封體(13)和軸向密封體(23)密封齒都為高低齒，且齒數(shù)均為8?10齒。采用徑向密封體(13)和軸向密封體(23)組合形式，經(jīng)由徑向和軸向多道密封齒的節(jié)流作用可有效減小氣流流速和漏氣量，起到良好的密封作用，減小漏氣損失，從而大大提聞了整機(jī)效率。
[0018]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置(29)與磁懸浮永磁電機(jī)(32)之間配制有傳感器(22)。通過傳感器(22)使鼓風(fēng)機(jī)在任何工況下運(yùn)行都能進(jìn)行自我控制調(diào)節(jié)，解除人為操作不當(dāng)而帶來對(duì)鼓風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)上的破壞。
[0019]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)通過變頻器控制高速磁懸浮電機(jī)的轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行性能，風(fēng)機(jī)啟停方便、性能調(diào)節(jié)范圍寬廣、調(diào)節(jié)效率高、能耗低。
[0020]磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)的半開式三元流葉輪(25)采用航空高強(qiáng)度鋁合金整體鍛造、銑加工成型，葉片型線符合氣體流動(dòng)規(guī)律，流動(dòng)損失小，葉輪效率高；葉輪轉(zhuǎn)速最高可達(dá)40000轉(zhuǎn)/分鐘，風(fēng)機(jī)達(dá)到同等壓力所需葉輪直徑小，轉(zhuǎn)子組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，風(fēng)機(jī)啟停時(shí)間短。
[0021]因此，本磁懸浮高速三元流離心鼓是一種新型環(huán)保、節(jié)能的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，具有以下優(yōu)點(diǎn):1、機(jī)械傳動(dòng)損失小、整機(jī)運(yùn)行效率高、能耗低；2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟停時(shí)間短；3、轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)，流量范圍廣、工況適應(yīng)性強(qiáng)；4、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、整機(jī)體積小，運(yùn)行噪聲低，密封性能好；5、風(fēng)機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械傳動(dòng)零部件少，易損件少，且主軸與軸承之間為“無接觸、無摩擦”，減小了易損件的磨損，延長了軸承連續(xù)使用時(shí)間，無油潤滑的直接傳動(dòng)系統(tǒng)可超過1000000小時(shí)的平均無故障運(yùn)行時(shí)間，不需要潤滑油，因此運(yùn)行維護(hù)成本低，可長期安全運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其由進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置(29)、磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分(30)、風(fēng)機(jī)定子部分(31)、磁懸浮永磁電機(jī)(32)及軸端密封(33)組成；其特征在于進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置(29)由調(diào)節(jié)閥體(3)、調(diào)節(jié)導(dǎo)葉(2)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、電動(dòng)執(zhí)行器(6)、執(zhí)行器支架(7)組成；磁懸浮葉輪轉(zhuǎn)子部分(30)由半開式三元流葉輪(25)、防松導(dǎo)流帽(28)、薄型平鍵(26)、鋼套(24)、磁懸浮電機(jī)主軸(20)以及輔助軸承(14、19)組成；風(fēng)機(jī)定子部分(31)由前機(jī)殼(I)、中筒(5)、蝸殼(9)、內(nèi)筒(8)、葉輪蓋(10)、葉片擴(kuò)壓器(11)、連接法蘭(12)、磁懸浮電機(jī)機(jī)座(21)組成；磁懸浮永磁電機(jī)(32)由磁懸浮電機(jī)定子(16)、磁懸浮電機(jī)主軸(20)、徑向磁懸浮軸承(15、17)、軸向磁懸浮軸承(18)、輔助軸承(14、19)、傳感器(22)、磁懸浮電機(jī)機(jī)座(21)組成；軸端密封(33)由徑向密封體(13)和軸向密封體(23)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于所述半開式三元流葉輪(25)直接安裝于磁懸浮電機(jī)主軸(20)上，通過防松導(dǎo)流帽(28)壓緊固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于所述半開式三元流葉輪(25)內(nèi)孔鑲鋼套(24)，與磁懸浮電機(jī)主軸(20)通過兩個(gè)薄型平鍵(26)聯(lián)接，兩個(gè)薄型平鍵(26)的相位角差為180°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于所述的調(diào)節(jié)閥體(3)內(nèi)流道出口端為圓弧收斂形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于所述的蝸殼(9)為偏心式圓截面整體結(jié)構(gòu)，蝸殼(9)、高速磁懸浮電機(jī)(32)通過連接法蘭(12)通過止口定位，采用用高強(qiáng)度六角頭螺栓和內(nèi)六角螺釘固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于所述的蝸殼(9)底部設(shè)有排污螺紋孔，安裝有排污螺塞(27)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于所述的葉片擴(kuò)壓器(11)為翼型葉片擴(kuò)壓器，葉片數(shù)為17片，葉片擴(kuò)壓器(11)通過止口定位，并用內(nèi)六角螺釘固定于蝸殼(9)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于所述的徑向密封體(13)和軸向密封體(23)都通過止口定位，并用內(nèi)六角螺釘固定于蝸殼(9)上，徑向密封體(13)和軸向密封體(23)密封齒都為高低齒,且齒數(shù)均為8?10齒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮高速三元流離心鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于所述的進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置(29)與磁懸浮永磁電機(jī)(32)之間配制有傳感器(22)。
【文檔編號(hào)】F04D29/28GK203717391SQ201320819058
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】熊俊杰, 楊潔, 向丹, 吳金榮 申請(qǐng)人:湖北省風(fēng)機(jī)廠有限公司