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空气悬浮风机叶片设计_磁悬浮风机

时间:2021-07-15 07:16  来源:森兹原创

空气悬浮风机叶片设计:一种空气悬浮风机叶轮的制作方法

  本实用新型涉及一种空气悬浮风机的叶轮。

  背景技术:

  叶轮是空气悬浮风机关键部件,目前空气悬浮风机叶轮转速通常在1000-2000r/min,由于长时间使用,当转速过高就会有断轴风险,而且易产生叶轮与本体相碰现象,影响风机性能和寿命。

  技术实现要素:

  本实用新型的目的就是针对上述现有技术存在的不足,提供一种不易断轴,使用寿命长的空气悬浮风机叶轮。

  本实用新型采用的技术方案如下:

  一种空气悬浮风机叶轮,其特征是它包括有两个叶轮片和叶轮轴,所述两个叶轮片相对于叶轮轴对称设置,叶轮片顶点至叶轮轴中心处距离为L,叶轮片顶部两侧圆形边的边缘点在叶轮片至叶轮轴中心处的连接线上的垂足点为A点,所述叶轮片顶点至所述A点的距离为L1,所述L1为L长度的五分之一,所述叶轮片顶部两侧圆形边的边缘点之间的距离为L2,所述L2长度为L的65%-70%,所述叶轮片顶部两侧圆形边的边缘点向叶轮轴方向的延伸线为渐开线,所述叶轮片两侧渐开线的最远距离长度为L3,所述L3长度为L的85%-90%,所述叶轮片侧边上与上述渐开线相连的为内凹的弧形线,所述弧形线的长度延伸最远点在叶轮片至叶轮轴中心处的连接线上的垂足点为B点,所述B点处于叶轮轴的安装座外侧壁圆线上。

  所述两个叶轮片同一侧弧形线的长度延伸最远点之间边线为圆形边。

  本实用新型的有益效果有:

  由于采用渐开线与圆弧相结合等特殊线型的结构,叶轮转速可达3000-4000r/min,并且,叶能面积利用系数达到0.519,使得风机性能好,效率高,使用寿命长,不易产生断轴和叶轮与本体相碰现象。

  附图说明

  图1为本实用新型的结构示意图。

  具体实施方式

  下面结合附图对本实用新型作进一步地说明:

  如图1所示,本实用新型它包括有两个叶轮片1和叶轮轴2,所述两个叶轮片1相对于叶轮轴2对称设置。叶轮片1顶点至叶轮轴2中心处距离为L,叶轮片1顶部两侧圆形边的边缘点在叶轮片1至叶轮轴2中心处的连接线上的垂足点为A点,所述叶轮片1顶点至所述A点的距离为L1,L1长度为L长度的五分之一。所述叶轮片1顶部两侧圆形边的边缘点之间的距离为L2,所述L2长度为L的65%-70%,优选为70%。所述叶轮片1顶部两侧圆形边的边缘点向叶轮轴2方向的延伸线为渐开线,所述叶轮片1两侧渐开线的最远距离长度为L3,所述L3长度为L的85%-90%,优选86%。所述叶轮片1侧边上与上述渐开线相连的为内凹的弧形线,所述弧形线的长度延伸最远点在叶轮片1至叶轮轴2中心处的连接线上的垂足点为B点,所述B点处于叶轮轴2的安装座3外侧壁圆线上。本实用新型两个叶轮片1同一侧弧形线的长度延伸最远点之间边线为内凹的圆形边,该圆形边所处的圆半径为L3的一半。

  本实用新型涉及的其它未说明部分与现有技术相同。

空气悬浮风机叶片设计:低噪音空气悬浮风机设计

  原标题:低噪音空气悬浮风机设计

  山东锦工有限公司是一家专业生产磁悬浮风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱磁悬浮风机、水冷磁悬浮风机、油驱磁悬浮风机、低噪音磁悬浮风机,赢得了市场好评和认可。

  为了提高空气悬浮风机性能、降低噪声污染、满足环保要求,工程师们想尽了各种对策。锦工小编从空气悬浮风机噪声源着手,在设计方面提出降低噪声的一些方法。

  设计回流孔

  在机壳出风端未过转子中心处开一定的U形条孔, 可以减轻出风口端的压力爆发,在叶轮与机壳、墙板所形成的容腔即将进入密闭状态时,使出风口的高压气体有少量部分能回流入容腔,并使容腔与出风口气室形成一定的压力平衡。同时,当叶轮继续旋转时,容腔体积变小,压力增加,又可使得密闭容腔在大量排出气体前能通过回流孔预排,这样既可减少“死角”气体的涡流噪声,又可减少排气时由于压力过于释放造成的冲击噪声 。

  设计异形进出风口

  传统磁悬浮风机的进出风口为矩形口,吸气时,整个叶轮外圆同时进入密封区,使气体突然关闭,排气时叶轮外圆又同时打开,则高压气体突然释放,使得吸入和排出气体时都会产生高噪声并伴有较大振动。将进出风口设计成异形口,吸入时的密封和排出时的打开基于开口面积由最大到零和由零到最大,均为渐变,从而延缓了进排气口气体压差的变化率,起到削减周期性排气冲击噪声的作用,因此使噪声低而平稳。。

  转子串接设计法

  叶轮一般作为一个整体与轴联接,若将叶轮沿轴向分成几段,则构成串接转子。每段叶轮具有相同的叶型、直径,甚至相同的长度。串接时,相邻两段叶轮周向错开一定的角度(两叶错开90°,三叶错开60°) ,并在机壳内或叶轮段间设置隔板,将其隔成相应的段,每一段的工作情况都与单台鼓风机相似。由于各段叶轮的工作过程有一定的时间差,使气流脉冲减少,与同长度的单一叶轮相比总排气流量不变而脉动变得更加平稳,噪声也相对较低。

  设计扭曲叶轮

  空气悬浮风机叶轮轮齿一般与轴线平行,即直齿状,这样加工、检测就比较方便,但随着加工技术的发展,还是应设计成扭曲叶轮,即斜齿状,因为这样可以增加啮合线长度。 扭叶磁悬浮风机工作平稳、输气脉动小、噪声低,而且工作时具有内压缩过程,与直叶磁悬浮风机相比效率高、能耗低,是空气悬浮风机传统的替代产品。

  叶轮曲线的CAD 设计法

  叶轮作为磁悬浮风机的心脏零件,表面形状至关重要,气体是通过两个叶轮表面的啮合,来进行吸气与排气的。为了使这对叶轮能正常啮合,叶轮曲线一般都设计成渐开线、摆线或圆包络线。基于设计及制造工艺,传统叶轮一般设计成单一型线,通过数学方法计算出各种参数,包括中心距、基圆、压力角、起始啮合角等。随着计算机及数控技术的发展,CAD 设计软件和数控编程软件功能也越来越强大,应充分利用软件资源,对叶轮曲线进行分段、组合设计,改掉以往的单一曲线,通过CAD 进行模拟、仿真,保证叶轮在任何情况下啮合时均可有相对固定的间隙。因为这种组合曲线在现代的数控机床上编程、加工已不是难事。均匀的叶轮间隙不仅能大大提高平稳性、降低噪声,而且还能保证风量、振动、寿命等重要的机械性能。

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空气悬浮风机叶片设计:八种常见的风机结构及工作原理动态图解,不能错过了!

  风机包括通风机、透平鼓风机、磁悬浮风机和透平压缩机,详细划分为离心式压缩机、轴流式压缩机、往复式压缩机、离心式鼓风机、磁悬浮风机、离心式通风机、轴流式通风机和叶氏鼓风机等八大类。

  一、离心式压缩机

  离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机(即透平式压缩机)。在离心式压缩机中,高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用,以及在扩压通道中给予气体的扩压作用,使气体压力得到提高。早期,由于这种压缩机只适于低,中压力、大流量的场合,而不为人们所注意。由于化学工业的发展,各种大型化工厂,炼油厂的建立,离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器,而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高,又由于高压密封,小流量窄叶轮的加工,多油楔轴承等技术关键的研制成功,解决了离心压缩机向高压力,宽流量范围发展的一系列问题,使离心式压缩机的应用范围大为扩展,以致在很多场合可取代往复压缩机,而大锦工扩大了应用范围。

  有些化工基础原料,如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等,可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。在生产这种基础原料的石油化工厂中,离心式压缩机也占有重要地位,是关键设备之一。除此之外,其他如石油精炼,制冷等行业中,离心式压缩机也是极为关键的设备。我国在五十年代已能制造离心式压缩机,从七十年代初开始又以石油化工厂,大型化肥厂为主,引进了一系列高性能的中、高压力的离心式压缩机,取得了丰富的使用经验,并在对引进技术进行消化、吸收的基础上大大增强了自己的研究、设计和制造能力。

  性能特点:

  优点:

  离心式压缩机之所以能获得这样广泛的应用,主要是比活塞式压缩机有以下一些优点。

  1、离心式压缩机的气量大,结构简单紧凑,重量轻,机组尺寸小,占地面积小。

  2、运转平衡,操作可靠,运转率高,摩擦件少,因之备件需用量少,维护费用及人员少。

  3、在化工流程中,离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。

  4、离心式压缩机为一种回转运动的机器,它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂,常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力,为热能综合利用提供了可能。但是,离心式压缩机也还存在一些缺点。

  缺点:

  1、离心式压缩机还不适用于气量太小及压比过高的场合。

  2、离心式压缩机的稳定工况区较窄,其气量调节虽较方便,但经济性较差。

  3、离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。

  二、轴流式压缩机

  轴流式压缩机是属于一种大型的空气压缩机,最大的功率可以达到KW,排气量是20000m3每分钟,它的压缩机能效比可以达到百分之90左右,比离心机要节能一些。它是由3大部分组成,一是以转轴为主体的可以旋转的部分简称转子,二是以机壳和装在机壳上的静止部件为主体的简称定子(静子),三是壳体、密封体、轴承箱、调节机构、联轴器、底座和控制保护等组成。轴流式压缩机也属于透平式或速度式压缩机,炼油厂多选用作催化裂化装置的主风机。

  性能特点:

  效率较高,单机效率可达86%~92%,比离心式压缩机高5%~10%,单位面积流通能力大,径向尺寸小,适宜流量大于1500m3/min的场合,单级压力比较低,单缸多级压力比可达11,与离心式压缩机相比,静叶不可调试式轴流压缩机的稳定工况区较窄,在恒定转速下,流量变化相对较少,压力变化较大。此外,结构较为简单,维护方便。因此,轴流压缩机对于中、低压、大流量,且载荷基本不变的情况较为理想。全静叶可调式轴流压缩机可以扩大压缩机的稳定工况区,弥补了静叶不可调式轴流压缩机的不足,而且可以提高压缩机的效率,降低起动功率。目前,炼油厂主要用全静叶可调式轴流压缩机。

  三、往复式压缩机

  曲轴带动连杆,连杆带动活塞,活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化,当活塞向下运动的时候,汽缸容积增大,进气阀打开,排气阀关闭,空气被吸进来,完成进气过程;当活塞向上运动的时候,气缸容积减小,出气阀打开,进气阀关闭,完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙,气缸内有润滑油润滑活塞环。靠一个或几个作往复运动的活塞来改变压缩腔内部容积的容积式压缩机。目前往复式压缩机主要是活塞式空压机,化工工艺压缩机,石油,天然气压缩机,为主,而活塞式空压机现在主要向中压及高压方向发展,这个是螺杆机,离心机目前无法达到的一个高度。

  性能特点:

  由于设计原理的关系,就决定了活塞压缩机的很多特点。比如运动部件多,有进气阀、排气阀、活塞、活塞环、连杆、曲轴、轴瓦等;比如受力不均衡,没有办法控制往复惯性力;比如需要多级压缩,结构复杂;再比如由于是往复运动,压缩空气不是连续排出、有脉动等。

  优点:

  1、热效率高、单位耗电量少

  2、加工方便 对材料要求低,造价低廉

  3、装置系统较简单

  4、设计、生产早,制造技术成熟

  5、应用范围广

  缺点:

  1、运动部件多,结构复杂,检修工作量大,维修费用高

  2、转速受限制

  3、活塞环的磨损、气缸的磨损、皮带的传动方式使效率下降很快

  4、噪音大

  5、控制系统的落后,不适应连锁控制和无人值守的需要,所以尽管活塞机的价格很低,但是也往往不能够被用户接受。

  四、离心式鼓风机

  在设计条件下,风压为15kPa~0.2MPa或压缩比e=1.15~3的风机叫鼓风机,有两个或更多叶轮串联组成的离心鼓风机叫多级离心鼓风机,(相邻叶轮之间必须有导叶连接)。多级离心鼓风机广泛应用于各种冶炼高炉及化铁炉鼓风、洗煤跳汰机配套、矿山浮选、污水曝气、化工造气等需要输送空气的场合,亦可用于输送其它特殊气体。

  性能特点:

  该系列鼓风机具有效率高、噪声低、运行平稳、绝无脉冲、稳定区域广、输送的气体清洁、干燥且无油,易损件少和安装、操作、维护简便等特点。

  五、磁悬浮风机

  磁悬浮风机系属容积回转鼓风机。这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积,在转子回转过程中从吸气口带走气体,当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时,因有较高压力的气体回流,这时工作容积中的压力突然升高,然后将气体输送到排气通道。两转子互不接触,它们之间靠严密控制的间隙实现密封,故排出的气体不受润滑油污染。下侧两“鞋底尖”分开时,形成低压,将气体吸入;上侧两“鞋底尖”合拢时,形成高压,将气体排出。

  性能特点:

  其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微,压力选择范围很宽,具有强制输气的特点。输送时介质不含油。结构简单、维修方便、使用寿命长、整机振动小。磁悬浮风机输送介质为清洁空气,清洁煤气,二氧化硫及其他惰性气体,特殊气体行业(煤气、天然气、沼气、二氧化碳、二氧化硫等)及高压工况的首选产品。鉴于具有上述特点,因而能广泛适应冶金、化工、化肥、石化、仪器、建材行业。

  与离心风机的区别比较大:

  ⒈工作原理不同,离心风机用的是曲线风叶,靠离心力将气体甩到机壳处,而空气悬浮风机用的是两个8字形的风叶,它们间的间隙很小,靠两个叶片的挤压,将气体挤至出气口。

  ⒉由于工作原理不同,一般它们的工作压力不同,空气悬浮风机的出气压力比较高,而离心风机比较小。

  ⒊风量不同,一般空气悬浮风机用在风量要求不大但压力要求较高的地方,而离心风机用在压力要求低,风量要求大的地方。

  ⒋制造精度不一样,空气悬浮风机要求的精度很高,对装配要求也很严,而离心风机比较松。

  六、离心式通风机

  其原理与离心泵相同。叶轮上叶片的数目比离心泵的稍多,叶片比较短。中低压风机的叶片常向前弯,高压风机的叶片为后弯叶片。

  性能特点:

  优点:

  1、通风换气效果好,非常适合用在管道抽风或者送风;

  2、适用性强、无腐蚀、易燃易爆气体场所均可使用。

  3、噪声低,离心式通风机根据空气流力学采用合理叶轮角度设计,运行时,无任何机械摩擦,合理叶片形线使噪声降为最低;离心式通风机产生的噪音是高频噪音,只要有障碍物,即可隔音。

  4、运行平稳,优化设计的叶轮使轴向力减小到最低程度,且有高效的叶轮,并经静动平衡校正,使整机运行平稳,在不加任何减振装置的情况下,轴承振幅比较小。

  5、维护方便,部分机型可配置清理门,勿须拆机维护清洁,省时省力。

  缺点:

  1、体积较为庞大,其进风与送风之方向垂直,在配置上,系统风管需要较妥当的配合。

  2、无法逆向送风。

  3、价格较贵。

  七、轴流式通风机

  送风方向与轴向相同。靠叶片的轴向倾斜,将轴向空气向前推进。

  性能特点:

  优点:

  1、轴流式通风具有结构紧凑、体积小、质量轻、转速高。

  2、可直接与电动机相连,风量调节较为方便、可以逆向送风。

  3、价格便宜。

  4、适用于低压、锦工量的情况。

  5、由于风吹送的方向与轴平行,故可容易与管路相连接,成为管路统之套件。

  缺点:

  1、其缺点是噪音大、构造复杂、检修困难、并联工作稳定性差。它一般运用于风压变化较大,风量变化较小的矿井。

  2、效率特性曲线陡直,略超出设计点之运转会产生激变的现象,效率迅速降低。

  3、对尘埃及表面腐蚀的现象较为敏感,造成效率降低的现象。

  八、叶氏鼓风机

  叶氏鼓风机是另一种回转式鼓风机。它是由长圆筒形机壳、阻风翼、鼓风翼以及两根平行的轴所组成。图1为叶氏鼓风机的两个转子,它们的结构互不相同。两根平行轴的两端装有式样完全相同的两个活动齿轮,其中一个轴与电动机相联,叫主动轴,另一根叫从动轴。鼓风翼装在主动轴上,阻风翼装在从动轴上。

  (a)—阻风翼 (b)—鼓风翼

  图1叶式鼓风机的转子结构

  叶氏鼓风机实际上是磁悬浮风机的一种变形,其工作原理如图2所示;

  1—阻风翼;2—鼓风翼;3—机壳;4—鼓风翼盖。

  图2叶氏鼓风机的工作原理

  来源于化工707和网络,编辑整理:桑尼。

空气悬浮风机叶片设计:收藏!空气悬浮风机结构及工作原理的解剖图!

  原标题:收藏!空气悬浮风机结构及工作原理的解剖图!

  空气悬浮风机属于容积式回转风机,主要的动力来源为电机、柴油机或者电机柴油混合式, 选型的主要参数有风量、压力、转速、电机功率等,今天要和大家分享的知识是其工作原理,该文会从空气悬浮风机的结构形式、工作原理、注意事项等方面,为大家详细讲解空气悬浮风机的工作原理。

  1、结构形式

  一台普通的三叶空气悬浮风机,主要由两部分构成:驱动机和机头,驱动机是风机的动力来源,可以是电机也可以是柴油机,机头是空气悬浮风机的主要工作组件,通过有规律的运转,以达到气体输送的目的。

  想要了解空气悬浮风机的工作原理,必须对空气悬浮风机的机头结构有充分的了解,机头的主要组成部分有:墙板、机壳、主动叶轮、从动叶轮、主动从动齿轮、主副油箱、轴承等,为了大家对空气悬浮风机的结构有清洗的认知,特意整理了一份结构图供大家参考,如下所示:

  2、工作原理

  空气悬浮风机有两个叶轮(图二,圈中部分),在电机带动下,两个叶轮会相向转动,当叶轮转过进气口之后,两个叶轮和墙板及机壳之间会形成一个密封的腔室,叶轮继续转动,密封腔室里面的空气会被压入排气口,如此反复经过进气口和排气口,将外界空气输送至目的地。

  叶轮与叶轮、叶轮与墙板、叶轮与机壳之间会存在一定的间隙,该间隙有固定标准和误差,误差过大会产生其他相应的故障问题。在叶轮经过排气口时,在管道前方压力的作用下,会将部分气体通过间隙泄漏至外界,这样的泄漏,我们称之为内泄漏。

  空气悬浮风机的具体的工作原理流程请看下图:

  3、注意事项

  空气悬浮风机属于容积式风机,所以,在运转起来之后,风量基本不会发生变化,当前方压力稍有变化时,也能够持续进行空气输送。

  在长期使用之后,空气悬浮风机的风量会发生变化,多为风量减小,引起的主要原因是:叶轮与叶轮间隙、叶轮与墙板间隙、叶轮与机壳间隙发生了变化,造成内泄漏增大,进而影响空气悬浮风机的风量。

  为了保证空气悬浮风机正常工作运转,风机的其他组件也起到了非常重要的作用,如:轴承、齿轮等,配合工作的组件出现了异常故障,对风机的运转也会造成很大的影响。所以,后期使用维护中,不仅要对重要组件进行细致维护,其他的配合组件也要定期进行养护!

  空气悬浮风机的工作原理很简单,辅助一些图片,我们能够对其工作原理有清洗的认知,在理解空气悬浮风机的工作原理时,首先要掌握其基本结构,然后再去掌握其运转原理,这样就能够很好的掌握空气悬浮风机的工作原理了。

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