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專利名稱：導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，特別指一種能有效冷卻馬達(dá)轉(zhuǎn)動及鼓風(fēng)機(jī)壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫，及適時泄掉出風(fēng)口過量壓力，從而達(dá)到延長機(jī)件壽命，且提供出風(fēng)口的穩(wěn)定空氣流量的革新構(gòu)造。
然而，上述習(xí)用鼓風(fēng)機(jī)1的構(gòu)造組成卻具有以下各項(xiàng)缺點(diǎn)1、習(xí)用的鼓風(fēng)機(jī)，其馬達(dá)11與本體12的組合采用橫向排列，因此在空間使用上極為浪費(fèi)，且其體積也因此而變大，于組裝及搬運(yùn)上更顯笨重且難施工組裝。
2、習(xí)用的鼓風(fēng)機(jī)，其馬達(dá)11與本體12間尚需以皮帶13來加以帶動，然而，其皮帶13屬消耗品極易磨損，需經(jīng)常維修更換，不僅耗時費(fèi)力，且需另外支出皮帶耗材的費(fèi)用，實(shí)不符合經(jīng)濟(jì)效益。
3、習(xí)用的鼓風(fēng)機(jī)，其利用皮帶傳動常會因皮帶日久彈性疲乏，而造成傳動時的功率損耗，進(jìn)而影響鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的進(jìn)入，降低產(chǎn)品的使用效果。
鑒于上述習(xí)用產(chǎn)品的缺點(diǎn)，本發(fā)明人特以其多年從事相關(guān)產(chǎn)品制造經(jīng)驗(yàn)，秉持其一貫的優(yōu)良設(shè)計理念，針對習(xí)用品不良處加以改進(jìn)，終創(chuàng)作出本產(chǎn)品，期以更革新的結(jié)構(gòu)提高鼓風(fēng)機(jī)的使用功效。
本實(shí)用新型的另一主要目的在于，提供一種導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其可將出風(fēng)口所產(chǎn)生的過量空氣壓力予以適時地泄至回流管，并經(jīng)由回流管與連結(jié)管回流至葉輪室內(nèi)重新利用，以保持管路內(nèi)穩(wěn)定的恒壓狀態(tài)，達(dá)到空氣流量品質(zhì)的一致性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，由本體、馬達(dá)、連結(jié)管、吸入口組件及排出口組件所組成；其中本體，固定于一底座之上，其下方為一油箱可盛裝潤滑油，于油箱上方為葉輪室，此葉輪室的二側(cè)則各具有一入風(fēng)口及一出風(fēng)口，且葉輪室上方設(shè)一中空容室；馬達(dá)，組設(shè)于上述本體上方，其下方以一馬達(dá)座與本體頂端互相螺固，于其馬達(dá)座內(nèi)部設(shè)一中空容室與本體的中空容室互相連通，令由外界吸入的冷空氣進(jìn)入此處時，能達(dá)到冷卻馬達(dá)與葉輪間的軸承摩擦及鼓風(fēng)機(jī)壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫；吸入口組件，通過一入口消音器螺設(shè)于一入風(fēng)管上端，并將入風(fēng)管的下端接通于本體的側(cè)邊；排出口組件，由一安全閥組設(shè)于本體葉輪室的出風(fēng)口側(cè)，于安全閥之后依序組設(shè)出口消音器及逆止閥，且逆止閥后方用以接頭連接一出風(fēng)管，另于安全閥上方連接一回流管銜接至連結(jié)管中段；連結(jié)管，其上端連通于馬達(dá)座的中空容室，且下端連通于本體葉輪室的入風(fēng)口。
通過上述構(gòu)件組成的鼓風(fēng)機(jī)，當(dāng)葉輪室內(nèi)排出的空氣超出安全閥所設(shè)定時，安全閥便會打開將多余的空氣由回流管排出，使其經(jīng)連結(jié)管再度回流至葉輪室，以達(dá)到泄壓及回流的功效。
圖2習(xí)用鼓風(fēng)機(jī)之組裝示意側(cè)視圖。
圖3本實(shí)用新型的構(gòu)件組合側(cè)視圖。
圖4本實(shí)用新型的構(gòu)件組合正視圖。
圖5本實(shí)用新型的構(gòu)件組合俯視圖。
該排出口組件6，由一安全閥61組設(shè)于本體2葉輪室23的出風(fēng)口232側(cè)，于此安全閥61上方連接一回流管611通至連結(jié)管4中段，當(dāng)葉輪室23內(nèi)排出的空氣量超出安全閥61所設(shè)定時，安全閥61便會打開將多余的空氣由回流管611排出，使其經(jīng)連結(jié)管4再度回流至葉輪室23，以達(dá)泄壓及回流的功效，從而避免出風(fēng)口232處的壓力過大；并于安全閥61之后依序組設(shè)出口消音器60及逆止閥62，此逆止閥62具有逆轉(zhuǎn)保護(hù)的功用，其可防止排出的空氣再度逆流回葉輪室23之內(nèi)，另于逆止閥62后方用以接頭63連接一出風(fēng)管64，將空氣排至所需的場所；鼓風(fēng)作動時，當(dāng)馬達(dá)3帶動葉輪室23內(nèi)的葉輪轉(zhuǎn)動抽風(fēng)時，葉輪便將葉輪室23及本體2及馬達(dá)3內(nèi)的中空容室24，311的空氣抽真空，將外界的冷空氣經(jīng)由吸入口組件5抽入，此時抽入的冷空氣進(jìn)入本體2及馬達(dá)3的中空容室24，311內(nèi)可兼具冷卻馬達(dá)3與葉輪間軸承摩擦及鼓風(fēng)機(jī)壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫，以提高機(jī)械元件的壽命，另當(dāng)冷空氣經(jīng)連結(jié)管4被送至葉輪室23后，乃至到出風(fēng)口232的風(fēng)量過大而造成壓力過高時，安全閥61便會將過量的空氣泄至葉輪室23內(nèi)重新利用，以保持管路內(nèi)壓力的穩(wěn)定度。
據(jù)由上述構(gòu)件分析，可得知本實(shí)用新型具有以下諸項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其本體2與馬達(dá)3的組合采用直立式直接相鄰固設(shè)，于體積上較習(xí)用品縮減甚多，具有容易搬運(yùn)及不占空間的實(shí)用功效增進(jìn)。
2、本實(shí)用新型導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其由馬達(dá)3直接帶動葉輪室23內(nèi)的葉輪轉(zhuǎn)動抽風(fēng)，除了可提高抽風(fēng)的效率外，尚可免去習(xí)用品須時常更換皮帶的不便，且能節(jié)省皮帶耗材的花費(fèi)，充分符合經(jīng)濟(jì)效益及產(chǎn)品進(jìn)步性。
3、本實(shí)用新型導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其馬達(dá)心軸在帶動葉輪轉(zhuǎn)動及鼓風(fēng)機(jī)壓縮空氣時所產(chǎn)生的高溫，容易使馬達(dá)的軸承失去潤滑的作用，而造成損壞，此時，進(jìn)入到本體2及馬達(dá)3內(nèi)中空容室24，311的冷空氣使得以適時發(fā)揮冷卻軸承與鼓風(fēng)機(jī)的作用，進(jìn)而提高機(jī)械元件的使用壽命。
4、本實(shí)用新型導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其因由馬達(dá)3直接帶動葉輪抽風(fēng)，而馬達(dá)3轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速有時過快，導(dǎo)致抽取至出風(fēng)口232的風(fēng)量過大而造成壓力過高，此時，安全閥61在測知壓力超過設(shè)定值時，便適時打開將過量的空氣泄至回流管611，并經(jīng)由回流管611與連結(jié)管4回流至葉輪室23內(nèi)重新利用，以保持管路內(nèi)恒壓狀態(tài)，達(dá)到所送出的空氣量與狀態(tài)能穩(wěn)定流通。
5、本實(shí)用新型導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其排出口組件6中的逆止閥62具有逆轉(zhuǎn)保護(hù)的功用，從而達(dá)到防止排出的空氣逆流返回葉輪室23之內(nèi)。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例而已，不能以之限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍。大凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，都應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
綜上所述，本實(shí)用新型具有進(jìn)步性與創(chuàng)作性。
權(quán)利要求1.一種導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，由本體、馬達(dá)、連結(jié)管、吸入口組件及排出口組件所組成；其特征在于本體，固定于一底座之上，其下方為一油箱可盛裝潤滑油，于油箱上方為葉輪室，此葉輪室的二側(cè)則各具有一入風(fēng)口及一出風(fēng)口，且葉輪室上方設(shè)一中空容室；馬達(dá)，組設(shè)于上述本體上方，其下方以一馬達(dá)座與本體頂端互相螺固，于其馬達(dá)座內(nèi)部設(shè)一中空容室與本體的中空容室互相連通，令由外界吸入的冷空氣進(jìn)入此處時，能達(dá)到冷卻馬達(dá)與葉輪間的軸承摩擦及鼓風(fēng)機(jī)壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫；吸入口組件，通過一入口消音器螺設(shè)于一入風(fēng)管上端，并將入風(fēng)管的下端接通于本體的側(cè)邊；排出口組件，由一安全閥組設(shè)于本體葉輪室的出風(fēng)口側(cè)，于安全閥之后依序組設(shè)出口消音器及逆止閥，且逆止閥后方藉以接頭連接一出風(fēng)管，另于安全閥上方連接一回流管銜接至連結(jié)管中段；連結(jié)管，其上端連通于馬達(dá)座的中空容室，且下端連通于本體葉輪室的入風(fēng)口。通過上述構(gòu)件組成的鼓風(fēng)機(jī)，當(dāng)葉輪室內(nèi)排出的空氣超出安全閥所設(shè)定時，安全閥便會打開將多余的空氣由回流管排出，使其經(jīng)連結(jié)管再度回流至葉輪室。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種導(dǎo)流散熱立式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其本體、馬達(dá)、連結(jié)管、吸入口組件及排出口組件所組成；該本體固定于一底座之上，其具有一油箱、葉輪室及中空容室，葉輪室二側(cè)各具一入風(fēng)口及一出風(fēng)口；該馬達(dá)以一馬達(dá)座組設(shè)于本體上方，且馬達(dá)座內(nèi)部也具一中空容室；該連結(jié)管上端連通于馬達(dá)座的中空容室，而下端則連通于本體葉輪室的入風(fēng)口；該吸入口組件，具由一入口消音器螺設(shè)于一入風(fēng)管上端，并將入風(fēng)管的下端接通于本體的中空容室側(cè)邊；該排出口組件由一安全閥組設(shè)于本體葉輪室的出風(fēng)口側(cè)，于安全閥上方連接一回流管通至連結(jié)管中段，并于安全閥之后依序組設(shè)出口消音器、逆止閥、接頭及出風(fēng)管。
文檔編號F04C29/04GKSQ
公開日2003年8月20日 申請日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者魏豪廷 申請人:魏豪廷
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羅茨鼓風(fēng)機(jī)的構(gòu)件組成
任何機(jī)器都是由許多構(gòu)件組合而成的。例如單缸內(nèi)燃機(jī)是由汽缸、活塞、連桿、曲軸、軸承等構(gòu)件組合而成的。各運(yùn)動實(shí)體之間具有確定的相對運(yùn)動。能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、代替或減輕人類的勞動，完成有用的機(jī)械功。例如:發(fā)電機(jī)可以把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能;運(yùn)輸機(jī)器可以改變物體在空間的位置;金屬切削機(jī)床能夠改變工件的尺寸、形狀;計算機(jī)可以變換信息等。
根據(jù)上面的分析，可以對機(jī)器得到一個明確的概念:機(jī)器就是人為實(shí)體(構(gòu)件)的組合，它的各部分之間具有確定的相對運(yùn)動，并能代替或減輕人類的體力勞動，完成有用的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。按其用途，機(jī)器可分為發(fā)動機(jī)(原動機(jī))和工作機(jī)。發(fā)動機(jī)是將非機(jī)械能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器。例如電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器，內(nèi)燃機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器。
工作機(jī)是用來改變被加工物料的位置、形狀、性能、尺寸和狀態(tài)的機(jī)器。工作機(jī)是利用機(jī)械能來做有用功的機(jī)器，例如車床、銑床等金屬切削機(jī)床都是工作機(jī)。機(jī)構(gòu)是用來傳遞運(yùn)動和力的構(gòu)件系統(tǒng)。構(gòu)件系統(tǒng)中有一個構(gòu)件為機(jī)架，構(gòu)件系統(tǒng)是用運(yùn)動副連接起來的。與機(jī)器相比較，機(jī)構(gòu)也是人為實(shí)體(構(gòu)件)的組合，各運(yùn)動實(shí)體之間也具有確定的相對運(yùn)動，但不能做機(jī)械功，也不能實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。
機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別在于:機(jī)器的主要功用是利用機(jī)械能做功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換;機(jī)構(gòu)的主要功用在于傳遞或轉(zhuǎn)變運(yùn)動的形式。例如航空發(fā)動機(jī)、機(jī)床、軋鋼機(jī)、紡織機(jī)和拖拉機(jī)等都是機(jī)器，而鐘表、儀表、千斤頂、機(jī)床中的變速裝置或分度裝置等都是機(jī)構(gòu)。通常的機(jī)器必包含一個或一個以上的機(jī)構(gòu)。如果不考慮做功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，只從結(jié)構(gòu)和運(yùn)動的觀點(diǎn)來看，機(jī)器和機(jī)構(gòu)二者之間沒有區(qū)別，而將它們總稱為機(jī)械，即機(jī)械是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱。
消聲器只能消減進(jìn)、排氣管路中的噪聲，而不能消除從機(jī)殼表面輻射出來的噪聲。為了更有效地降低現(xiàn)場噪聲，除安裝消聲器之外，通常給鼓風(fēng)機(jī)組加裝隔聲罩，或者將機(jī)房改造成隔聲間。
1、隔聲罩
隔聲罩是把噪聲圍在罩內(nèi)，使之不外逸的噪聲控制裝置。對隔聲罩的基本要求是:
①聲學(xué)性能好，隔聲量比較大;
②有換氣裝置，散熱性能好;
③有觀察裝置，不開罩門可對鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視;
?、苡羞m當(dāng)?shù)目臻g，不拆罩可進(jìn)行加油、換皮帶等簡單操作;
⑤運(yùn)輸及安裝方便，價格適宜等。
隔聲罩有兩種換氣方式，在自吸式換氣方式中，鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口位于罩子內(nèi)部，罩體上設(shè)有進(jìn)氣用的消聲通道，工作時利用鼓風(fēng)機(jī)本身的進(jìn)氣需要，在眾內(nèi)形成負(fù)壓，以此將罩外的新鮮空氣由消聲通道吸人罩內(nèi)；機(jī)械通風(fēng)方式中，鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口接有封閉管道，通常在罩體上安裝一臺專用的換氣扇（或軸流風(fēng)機(jī)），將罩內(nèi)熱空氣及時吸走，同時在罩內(nèi)造成負(fù)壓，將罩外冷空氣吸人。
從聲學(xué)構(gòu)造上講，隔聲罩通常分為單層與雙層兩種構(gòu)造。單層隔聲構(gòu)件主要由罩板、阻尼涂料、吸聲層及護(hù)面層組合而成，其隔聲量一般可達(dá)20-30dB;雙層隔聲構(gòu)件在兩個單層構(gòu)件中間夾有一定厚度的空氣層，其隔聲量比單層的更高。罩板一般采用厚的金屬板材制作，阻尼層通常是5-10mm厚的瀝青漿料，吸聲層使用泡沫塑料或厚度為30-50mm、容量為15-25kg/m3的玻璃棉。使用散狀玻璃棉時，護(hù)面層由玻璃布和金屬網(wǎng)（或穿孔板)組成。當(dāng)噪聲的聲波遇到罩板時，大部分被反射回去，只有一少部分透射出來。
另外，隔聲罩大多為可拆式拼裝結(jié)構(gòu)，一般設(shè)有能敞開的小門及玻璃觀察窗。拼縫及門窗往往是隔聲的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量將其數(shù)量限制到最少、尺寸控制到最小,并在接縫處墊襯乳膠或橡皮條密封。
為保持總體隔聲效果,應(yīng)對鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)、排氣管道（罩外部分)一同進(jìn)行隔聲處理。一般先將防振泥漿、瀝青油氈等阻尼材料敷于管道外壁，以阻尼管壁振動，然后敷一層礦棉、玻璃棉等輕質(zhì)材料層，再做鋼絲網(wǎng)水泥粉刷層，進(jìn)一步降低管壁輻射的噪聲。
2、隔聲間
如果鼓風(fēng)機(jī)設(shè)有專門的機(jī)房，可以結(jié)合現(xiàn)場條件，將其改造成隔聲間，以降低噪聲對外界的影響。機(jī)房一般為磚砌結(jié)構(gòu)，磚墻的灰縫要抹實(shí)，門、窗要按隔聲要求進(jìn)行處理。
為了降低機(jī)房里面的噪聲，可對機(jī)房內(nèi)部表面采取吸聲措施，如貼吸聲材料或懸掛吸聲體。一般情況下，如果機(jī)房高度不超過6-8m,主要應(yīng)對頂棚及墻壁上半部作吸聲處理;如果機(jī)房既窄又髙，主要是對墻壁進(jìn)行吸聲處理。但吸聲處理在降噪工程中通常只是一種輔助措施。因?yàn)樗荒芟瓷渎暎⒉荒芟边_(dá)聲在機(jī)房內(nèi)的影響。
為隔絕振動傳播，減弱固體聲的輻射，可在鼓風(fēng)機(jī)(機(jī)座)下面安裝減振器，或設(shè)計專門的隔振基礎(chǔ)。同時，在鼓風(fēng)機(jī)與管道之間安裝彈性接頭，可防止機(jī)體的振動向管路系統(tǒng)傳遞；在管路過墻處安放橡皮或石棉襯墊，可避免管道與墻體剛性連接。
3、水下消聲
鼓風(fēng)機(jī)通過殼體輻射出來的噪聲，通常在很寬的頻率范圍內(nèi)具有較高的強(qiáng)度。中、高頻成分很容易用吸聲材料進(jìn)行消除，但低頻噪聲的消減比較困難。盡管人耳對低頻聲不太敏感，但當(dāng)噪聲達(dá)到一定強(qiáng)度，特別是當(dāng)?shù)皖l聲與人體某些器官的固有頻率接近時，會使人感到心慌頭暈。Hd fj1 1.coM
作為一種有效的消聲措施，可以將鼓風(fēng)機(jī)置于2-5m深的水中。由于水能夠隔聲，并對低頻聲有良好的吸收性能，因而能夠獲得一般陸上消聲設(shè)施難以達(dá)到的效果。此時，為了使低頻噪聲盡貴消散在水中，進(jìn)、排氣消聲器盡可能采用薄壁結(jié)構(gòu)。
水下消聲不僅能降低鼓風(fēng)機(jī)的輻射噪聲，而且有利于加快噪聲在大氣中的衰減。因?yàn)榭諝鈱Ω哳l聲吸收能力較強(qiáng)，而對低頻聲吸收能力較差。通過水下消聲處理，使低頻噪聲大幅度消減之后，總的聲級在大氣中隨距離衰減的速度得以加快。在離聲源較近的地方，陸錦工風(fēng)機(jī)的噪聲(虛線)與水下鼓風(fēng)機(jī)的噪聲(實(shí)線)差距較小，隨著距離的加大，兩條曲線的差距有增大的趨勢。并且，與陸上使用環(huán)境相比，水下鼓風(fēng)機(jī)具有良好的散熱性能，同時需要采取有效的防水措施。
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?。毫_茨鼓風(fēng)機(jī)
風(fēng)機(jī)包括通風(fēng)機(jī)、透平鼓風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)和透平壓縮機(jī)，詳細(xì)劃分為離心式壓縮機(jī)、軸流式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、離心式鼓風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、離心式通風(fēng)機(jī)、軸流式通風(fēng)機(jī)和葉氏鼓風(fēng)機(jī)等八大類。
一、離心式壓縮機(jī)
離心式壓縮機(jī)是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)（即透平式壓縮機(jī)）。在離心式壓縮機(jī)中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴(kuò)壓通道中給予氣體的擴(kuò)壓作用，使氣體壓力得到提高。早期，由于這種壓縮機(jī)只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機(jī)就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機(jī)器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機(jī)向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機(jī)，而大錦工擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
有些化工基礎(chǔ)原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纖維、橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中，離心式壓縮機(jī)也占有重要地位，是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外，其他如石油精煉，制冷等行業(yè)中，離心式壓縮機(jī)也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。我國在五十年代已能制造離心式壓縮機(jī)，從七十年代初開始又以石油化工廠，大型化肥廠為主，引進(jìn)了一系列高性能的中、高壓力的離心式壓縮機(jī)，取得了豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，并在對引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化、吸收的基礎(chǔ)上大大增強(qiáng)了自己的研究、設(shè)計和制造能力。
性能特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
離心式壓縮機(jī)之所以能獲得這樣廣泛的應(yīng)用，主要是比活塞式壓縮機(jī)有以下一些優(yōu)點(diǎn)。
1、離心式壓縮機(jī)的氣量大，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，機(jī)組尺寸小，占地面積小。
2、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護(hù)費(fèi)用及人員少。
3、在化工流程中，離心式壓縮機(jī)對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。
4、離心式壓縮機(jī)為一種回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)器，它適宜于工業(yè)汽輪機(jī)或燃汽輪機(jī)直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機(jī)作動力，為熱能綜合利用提供了可能。但是，離心式壓縮機(jī)也還存在一些缺點(diǎn)。
缺點(diǎn)：
1、離心式壓縮機(jī)還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。
2、離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟(jì)性較差。
3、離心式壓縮機(jī)效率一般比活塞式壓縮機(jī)低。
二、軸流式壓縮機(jī)
軸流式壓縮機(jī)是屬于一種大型的空氣壓縮機(jī)，最大的功率可以達(dá)到KW，排氣量是20000m3每分鐘，它的壓縮機(jī)能效比可以達(dá)到百分之90左右，比離心機(jī)要節(jié)能一些。它是由3大部分組成，一是以轉(zhuǎn)軸為主體的可以旋轉(zhuǎn)的部分簡稱轉(zhuǎn)子，二是以機(jī)殼和裝在機(jī)殼上的靜止部件為主體的簡稱定子（靜子），三是殼體、密封體、軸承箱、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、底座和控制保護(hù)等組成。軸流式壓縮機(jī)也屬于透平式或速度式壓縮機(jī)，煉油廠多選用作催化裂化裝置的主風(fēng)機(jī)。
性能特點(diǎn)：
效率較高，單機(jī)效率可達(dá)86%～92%，比離心式壓縮機(jī)高5%～10%，單位面積流通能力大，徑向尺寸小，適宜流量大于1500m3/min的場合，單級壓力比較低，單缸多級壓力比可達(dá)11，與離心式壓縮機(jī)相比，靜葉不可調(diào)試式軸流壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，在恒定轉(zhuǎn)速下，流量變化相對較少，壓力變化較大。此外，結(jié)構(gòu)較為簡單，維護(hù)方便。因此，軸流壓縮機(jī)對于中、低壓、大流量，且載荷基本不變的情況較為理想。全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)可以擴(kuò)大壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)，彌補(bǔ)了靜葉不可調(diào)式軸流壓縮機(jī)的不足，而且可以提高壓縮機(jī)的效率，降低起動功率。目前，煉油廠主要用全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)。
三、往復(fù)式壓縮機(jī)
曲軸帶動連桿，連桿帶動活塞，活塞做上下運(yùn)動?；钊\(yùn)動使氣缸內(nèi)的容積發(fā)生變化，當(dāng)活塞向下運(yùn)動的時候，汽缸容積增大，進(jìn)氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，空氣被吸進(jìn)來，完成進(jìn)氣過程；當(dāng)活塞向上運(yùn)動的時候，氣缸容積減小，出氣閥打開，進(jìn)氣閥關(guān)閉，完成壓縮過程。通常活塞上有活塞環(huán)來密封氣缸和活塞之間的間隙，氣缸內(nèi)有潤滑油潤滑活塞環(huán)?？恳粋€或幾個作往復(fù)運(yùn)動的活塞來改變壓縮腔內(nèi)部容積的容積式壓縮機(jī)。目前往復(fù)式壓縮機(jī)主要是活塞式空壓機(jī),化工工藝壓縮機(jī)，石油，天然氣壓縮機(jī)，為主，而活塞式空壓機(jī)現(xiàn)在主要向中壓及高壓方向發(fā)展，這個是螺桿機(jī)，離心機(jī)目前無法達(dá)到的一個高度。
性能特點(diǎn)：
由于設(shè)計原理的關(guān)系，就決定了活塞壓縮機(jī)的很多特點(diǎn)。比如運(yùn)動部件多，有進(jìn)氣閥、排氣閥、活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸、軸瓦等；比如受力不均衡，沒有辦法控制往復(fù)慣性力；比如需要多級壓縮，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；再比如由于是往復(fù)運(yùn)動，壓縮空氣不是連續(xù)排出、有脈動等。
優(yōu)點(diǎn)：
1、熱效率高、單位耗電量少
2、加工方便 對材料要求低，造價低廉
3、裝置系統(tǒng)較簡單
4、設(shè)計、生產(chǎn)早，制造技術(shù)成熟
5、應(yīng)用范圍廣
缺點(diǎn)：
1、運(yùn)動部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修工作量大，維修費(fèi)用高
2、轉(zhuǎn)速受限制
3、活塞環(huán)的磨損、氣缸的磨損、皮帶的傳動方式使效率下降很快
4、噪音大
5、控制系統(tǒng)的落后，不適應(yīng)連鎖控制和無人值守的需要，所以盡管活塞機(jī)的價格很低，但是也往往不能夠被用戶接受。
四、離心式鼓風(fēng)機(jī)
在設(shè)計條件下，風(fēng)壓為15kPa~0.2MPa或壓縮比e=1.15~3的風(fēng)機(jī)叫鼓風(fēng)機(jī)，有兩個或更多葉輪串聯(lián)組成的離心鼓風(fēng)機(jī)叫多級離心鼓風(fēng)機(jī)，（相鄰葉輪之間必須有導(dǎo)葉連接）。多級離心鼓風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于各種冶煉高爐及化鐵爐鼓風(fēng)、洗煤跳汰機(jī)配套、礦山浮選、污水曝氣、化工造氣等需要輸送空氣的場合,亦可用于輸送其它特殊氣體。
性能特點(diǎn)：
該系列鼓風(fēng)機(jī)具有效率高、噪聲低、運(yùn)行平穩(wěn)、絕無脈沖、穩(wěn)定區(qū)域廣、輸送的氣體清潔、干燥且無油,易損件少和安裝、操作、維護(hù)簡便等特點(diǎn)。
五、羅茨鼓風(fēng)機(jī)
羅茨鼓風(fēng)機(jī)系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)。這種壓縮機(jī)靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體，當(dāng)移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時，因有較高壓力的氣體回流，這時工作容積中的壓力突然升高，然后將氣體輸送到排氣通道。兩轉(zhuǎn)子互不接觸，它們之間靠嚴(yán)密控制的間隙實(shí)現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。下側(cè)兩“鞋底尖”分開時，形成低壓，將氣體吸入；上側(cè)兩“鞋底尖”合攏時，形成高壓，將氣體排出。
性能特點(diǎn)：
其最大的特點(diǎn)是使用時當(dāng)壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時流量之變動甚微，壓力選擇范圍很寬，具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)。輸送時介質(zhì)不含油。結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、使用壽命長、整機(jī)振動小。羅茨鼓風(fēng)機(jī)輸送介質(zhì)為清潔空氣，清潔煤氣，二氧化硫及其他惰性氣體，特殊氣體行業(yè)（煤氣、天然氣、沼氣、二氧化碳、二氧化硫等）及高壓工況的首選產(chǎn)品。鑒于具有上述特點(diǎn)，因而能廣泛適應(yīng)冶金、化工、化肥、石化、儀器、建材行業(yè)。
與離心風(fēng)機(jī)的區(qū)別比較大：
?、惫ぷ髟聿煌?，離心風(fēng)機(jī)用的是曲線風(fēng)葉，靠離心力將氣體甩到機(jī)殼處，而羅茨風(fēng)機(jī)用的是兩個8字形的風(fēng)葉，它們間的間隙很小，靠兩個葉片的擠壓，將氣體擠至出氣口。
?、灿捎诠ぷ髟聿煌?，一般它們的工作壓力不同，羅茨風(fēng)機(jī)的出氣壓力比較高，而離心風(fēng)機(jī)比較小。
?、筹L(fēng)量不同，一般羅茨風(fēng)機(jī)用在風(fēng)量要求不大但壓力要求較高的地方，而離心風(fēng)機(jī)用在壓力要求低，風(fēng)量要求大的地方。
?、粗圃炀炔灰粯?，羅茨風(fēng)機(jī)要求的精度很高，對裝配要求也很嚴(yán)，而離心風(fēng)機(jī)比較松。
六、離心式通風(fēng)機(jī)
其原理與離心泵相同。葉輪上葉片的數(shù)目比離心泵的稍多，葉片比較短。中低壓風(fēng)機(jī)的葉片常向前彎，高壓風(fēng)機(jī)的葉片為后彎葉片。
性能特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
1、通風(fēng)換氣效果好，非常適合用在管道抽風(fēng)或者送風(fēng)；
2、適用性強(qiáng)、無腐蝕、易燃易爆氣體場所均可使用。
3、噪聲低，離心式通風(fēng)機(jī)根據(jù)空氣流力學(xué)采用合理葉輪角度設(shè)計，運(yùn)行時，無任何機(jī)械摩擦，合理葉片形線使噪聲降為最低；離心式通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪音是高頻噪音，只要有障礙物，即可隔音。
4、運(yùn)行平穩(wěn)，優(yōu)化設(shè)計的葉輪使軸向力減小到最低程度，且有高效的葉輪，并經(jīng)靜動平衡校正，使整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，在不加任何減振裝置的情況下，軸承振幅比較小。
5、維護(hù)方便，部分機(jī)型可配置清理門，勿須拆機(jī)維護(hù)清潔，省時省力。
缺點(diǎn)：
1、體積較為龐大，其進(jìn)風(fēng)與送風(fēng)之方向垂直，在配置上，系統(tǒng)風(fēng)管需要較妥當(dāng)?shù)呐浜稀?/p>
2、無法逆向送風(fēng)。
3、價格較貴。
七、軸流式通風(fēng)機(jī)
送風(fēng)方向與軸向相同?？咳~片的軸向傾斜，將軸向空氣向前推進(jìn)。
性能特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
1、軸流式通風(fēng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)速高。
2、可直接與電動機(jī)相連，風(fēng)量調(diào)節(jié)較為方便、可以逆向送風(fēng)。
3、價格便宜。
4、適用于低壓、錦工量的情況。
5、由于風(fēng)吹送的方向與軸平行，故可容易與管路相連接，成為管路統(tǒng)之套件。
缺點(diǎn)：
1、其缺點(diǎn)是噪音大、構(gòu)造復(fù)雜、檢修困難、并聯(lián)工作穩(wěn)定性差。它一般運(yùn)用于風(fēng)壓變化較大，風(fēng)量變化較小的礦井。
2、效率特性曲線陡直，略超出設(shè)計點(diǎn)之運(yùn)轉(zhuǎn)會產(chǎn)生激變的現(xiàn)象，效率迅速降低。
3、對塵埃及表面腐蝕的現(xiàn)象較為敏感，造成效率降低的現(xiàn)象。
八、葉氏鼓風(fēng)機(jī)
葉氏鼓風(fēng)機(jī)是另一種回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)。它是由長圓筒形機(jī)殼、阻風(fēng)翼、鼓風(fēng)翼以及兩根平行的軸所組成。圖1為葉氏鼓風(fēng)機(jī)的兩個轉(zhuǎn)子，它們的結(jié)構(gòu)互不相同。兩根平行軸的兩端裝有式樣完全相同的兩個活動齒輪，其中一個軸與電動機(jī)相聯(lián)，叫主動軸，另一根叫從動軸。鼓風(fēng)翼裝在主動軸上，阻風(fēng)翼裝在從動軸上。
(a)—阻風(fēng)翼 (b)—鼓風(fēng)翼
圖1葉式鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
葉氏鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際上是羅茨鼓風(fēng)機(jī)的一種變形，其工作原理如圖2所示；
1—阻風(fēng)翼；2—鼓風(fēng)翼；3—機(jī)殼；4—鼓風(fēng)翼蓋。
圖2葉氏鼓風(fēng)機(jī)的工作原理
來源于化工707和網(wǎng)絡(luò)，編輯整理：桑尼。
本發(fā)明與風(fēng)扇葉片的結(jié)構(gòu)有關(guān)，特別是指一種葉片結(jié)構(gòu)及由其組成的葉輪。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的離心式的葉輪結(jié)構(gòu)，如圖6所示，主要具有二相對稱間隔設(shè)置的側(cè)盤61，并于該二側(cè)盤61之間的環(huán)設(shè)有數(shù)片弧形葉片62，然由于該等弧形葉片62皆僅具有單一弧度，而無法提供額外的加壓之功能，因此在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)使用上，其吸風(fēng)力并不理想而無法達(dá)到較大吸風(fēng)量及風(fēng)壓的需求。
再者，由于該等弧形葉片62的端部皆呈彎弧狀，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)時無法有效地將氣體完全排出而容易在端部位置形成紊流，并進(jìn)而導(dǎo)致葉片震動而會有較大的惱人噪音產(chǎn)生，且此等情形在葉片的轉(zhuǎn)速越快時，其震動現(xiàn)象與噪音將會更為明顯。
有鑒于此，故如何改進(jìn)現(xiàn)有弧形葉片62的缺點(diǎn)，并提供一種吸風(fēng)力大且可兼顧低噪音需求的葉片結(jié)構(gòu)，即為本發(fā)明所欲解決的首要課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種葉片結(jié)構(gòu)及由其組成的葉輪，其具有吸風(fēng)力大，且可有效減少震動以降低噪音的功效。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種葉片結(jié)構(gòu)，它具有呈板片狀的片體，并于該片體上形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加壓段、一第一導(dǎo)流段、一第二加壓段、一第二導(dǎo)流段以及一第三加壓段，其中該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段分別呈平直狀，并于該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段的相對兩側(cè)分別凸伸形成有一呈平直狀的連接部，而該第一導(dǎo)流段及該第二導(dǎo)流段則分別沿同一圓心弧線彎曲呈彎弧狀。
一種葉輪，它包含有：
二圓形側(cè)盤，呈同軸心間隔設(shè)置；
復(fù)數(shù)片的片體，等分環(huán)設(shè)于該二圓形側(cè)盤之間，并于該各片體上分別形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加壓段、一第一導(dǎo)流段、一第二加壓段、一第二導(dǎo)流段以及一第三加壓段，其中該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段分別呈平直狀，并于該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段的相對兩側(cè)分別凸伸形成有一呈平直狀的連接部，且該各片體分別以其連接部對應(yīng)嵌接于該二圓形側(cè)盤上，而該第一導(dǎo)流段及該第二導(dǎo)流段則分別沿同一圓心弧線彎曲呈彎弧狀。
所述第一加壓段、所述第一導(dǎo)流段、所述第二加壓段、所述第二導(dǎo)流段以及所述第三加壓段分別具有一沿該延伸方向延伸的長度，且該第一導(dǎo)流段與該第二導(dǎo)流段的長度分別大于該第一加壓段、該第二加壓段以及該第三加壓段的長度。
所述第一加壓段與所述第三加壓段分別位于該片體的兩端位置，而該第二加壓段位于該片體的中央位置。
所述葉輪具有十八片的片體，且各相鄰的片體分別以20度夾角等分環(huán)設(shè)于該二圓形側(cè)盤之間。
所述二圓形側(cè)盤上分別開設(shè)有復(fù)數(shù)個對應(yīng)該各片體的連接部的平直狀嵌孔，而該各片體分別以其連接部對應(yīng)嵌接于該二圓形側(cè)盤的平直狀嵌孔中，使該各片體定位于該二圓形側(cè)盤之間。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過增強(qiáng)其出風(fēng)量而達(dá)成大幅提升吸風(fēng)力的目的。而可有效地將氣體加壓排出，藉此即可使其運(yùn)轉(zhuǎn)時不易于其端部位置形成紊流，并進(jìn)而即可有效減少葉片于運(yùn)轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的震動與噪音。具有容易加工、組裝的優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所提供葉片結(jié)構(gòu)的立體外觀圖。
圖2為本發(fā)明所提供葉片結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖3為本發(fā)明所提供葉輪的分解示意圖。
圖4為本發(fā)明所提供葉輪于組裝后立體外觀圖。
圖5為本發(fā)明所提供葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為現(xiàn)有技術(shù)的離心式葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種葉片結(jié)構(gòu)，具有呈一體板片狀的片體11，并于該片體11上形成有沿一延伸方向依序相接的一第一加壓段111、一第一導(dǎo)流段112、一第二加壓段113、一第二導(dǎo)流段114以及一第三加壓段115，其中：
該第一加壓段111、該第二加壓段113以及該第三加壓段115分別呈平直狀，并于該第一加壓段111、該第二加壓段113以及該第三加壓段115的相對兩側(cè)分別一體凸伸形成有一呈平直狀的連接部12，而該第一導(dǎo)流段112及該第二導(dǎo)流段114則分別沿同一圓心弧線R彎曲呈彎弧狀。
該第一加壓段111與該第三加壓段115分別位于該片體11的兩端位置，而該第二加壓段113位于該片體11的中央位置，且該第一加壓段111、該第一導(dǎo)流段112、該第二加壓段113、該第二導(dǎo)流段114以及該第三加壓段115分別具有一沿該延伸方向延伸的長度L1、L2、L3、L4、L5，該第一導(dǎo)流段112與該第二導(dǎo)流段114的長度L2、L4相等，而該第一導(dǎo)流段112與該第二導(dǎo)流段114的長度L2、L4分別大于該第一加壓段111、該第二加壓段113及該第三加壓段115的長度L1、L3、L5。
而藉由上述結(jié)構(gòu)特征所組成的葉片結(jié)構(gòu)，通過其呈平直狀的第一加壓段111、第二加壓段113及第三加壓段115即可提供葉片在運(yùn)轉(zhuǎn)時，可有效地對氣流進(jìn)行一拍擊加壓的動作，并進(jìn)而即可對氣體進(jìn)行多段加壓的動作，以增強(qiáng)其出風(fēng)量并進(jìn)而即可達(dá)成大幅提升吸風(fēng)力的目的；且由于該第一導(dǎo)流段112與該第二導(dǎo)流段114的長度L2、L4分別大于該第一加壓段111、該第二加壓段113以及該第三加壓段115的長度L1、L3、L5，因此該第一加壓段111、該第二加壓段113以及該第三加壓段115所提供的加壓動作，并不致影響葉片運(yùn)轉(zhuǎn)時氣體流動時的順暢性。
接著如圖3～圖5所示，本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種利用上述葉片結(jié)構(gòu)所組成的葉輪20，該葉輪20主要由二圓形側(cè)盤21以及復(fù)數(shù)片環(huán)設(shè)于該二圓形側(cè)盤21間的片體11所構(gòu)成，其中：
該二圓形側(cè)盤21，呈同軸心間隔對稱設(shè)置，而該各片體11以同向曲面等分環(huán)設(shè)于該二圓形側(cè)盤21之間，并分別以朝向該二圓形側(cè)盤21的軸心方向呈環(huán)狀配置，且于該二圓形側(cè)盤21上分別開設(shè)有復(fù)數(shù)個對應(yīng)該各片體11兩側(cè)連接部12的平直狀嵌孔22，而該各片體11分別以其兩側(cè)的連接部12對應(yīng)嵌接于該二圓形側(cè)盤21的平直狀嵌孔22中，使該各片體11定位于該二圓形側(cè)盤21之間，且該二圓形側(cè)盤21上對應(yīng)該各連接部12所開設(shè)的平直狀嵌孔21具有容易加工、組裝的優(yōu)點(diǎn)，而該葉輪20具有十八片的片體11，且各相鄰的片體11分別以20度夾角等分環(huán)設(shè)于該二圓形側(cè)盤21之間，使各相鄰片體11之間可分別形成有一氣流通道23。
而當(dāng)該葉輪20被驅(qū)動而開始轉(zhuǎn)動時，即可令氣體進(jìn)入各相鄰片體11的氣流通道23中，并通過該各片體11呈平直狀的第一加壓段111的拍擊，以可對氣體進(jìn)行第一段加壓，而經(jīng)第一段加壓后的氣體接著再經(jīng)由該第一導(dǎo)流段112的導(dǎo)流，而進(jìn)入該第二加壓段113中進(jìn)行第二段的加壓，最后再經(jīng)由該第二導(dǎo)引段114的導(dǎo)流，而可由該第三加壓段115拍擊加壓后迅速排出，如此一來，即可藉由增強(qiáng)其出風(fēng)量而達(dá)成大幅提升吸風(fēng)力的目的。
且由于本發(fā)明所提供的葉片結(jié)構(gòu)，呈平直狀的第一加壓段111及第三加壓段115是分別位于該片體11的兩端位置，并藉由其呈平直狀的形狀，而可有效地將氣體加壓排出，藉此即可使其運(yùn)轉(zhuǎn)時不易于其端部位置形成紊流，并進(jìn)而即可有效減少葉片于運(yùn)轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的震動與噪音。
再者，本發(fā)明所提供的葉輪20是以多達(dá)十八片的片體以20度夾角等分環(huán)設(shè)于該二圓形側(cè)盤21之間，并藉由增加該各片體11的數(shù)量即可更進(jìn)一步地增強(qiáng)本發(fā)明所提供葉輪10的出風(fēng)量。
綜上所述，當(dāng)可使熟知本項(xiàng)技藝者明了本發(fā)明確可達(dá)成前述目的，實(shí)已符合專利法的規(guī)定，因此依法提出申請。
風(fēng)電場安全生產(chǎn)及新項(xiàng)目生產(chǎn)準(zhǔn)備培訓(xùn)班 風(fēng)機(jī)葉片的原理、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行維護(hù)
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風(fēng)機(jī)葉片的原理、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行維護(hù)
潘東浩
風(fēng)機(jī)葉片報涉及的原理
風(fēng)力機(jī)獲得的能量
氣流的動能
E=EQ EQ mv2=EQ EQ ρSv3
式中 m氣體的質(zhì)量
S風(fēng)輪的掃風(fēng)面積，單位為m2
v氣體的速度,單位是m/s
ρ空氣密度，單位是kg/m3
E 氣體的動能，單位是W
二． 風(fēng)力機(jī)實(shí)際獲得的軸功率
P=ρSv3Cp
式中 P風(fēng)力機(jī)實(shí)際獲得的軸功率，單位為W；
ρ空氣密度，單位為kg/m3;
S風(fēng)輪的掃風(fēng)面積，單位為m2;
v上游風(fēng)速，單位為m/s.
Cp 風(fēng)能利用系數(shù)
三． 風(fēng)機(jī)從風(fēng)能中獲得的能量是有限的，風(fēng)機(jī)的理論最大效率
η≈0.593
即為貝茲（Betz）理論的極限值。
第二節(jié) 葉片的受力分析
一．作用在槳葉上的氣動力
上圖是風(fēng)輪葉片剖面葉素不考慮誘導(dǎo)速度情況下的受力分析。在葉片局部剖面上，W是來流速度V和局部線速度U的矢量和。速度W在葉片局部剖面上產(chǎn)生升力dL和阻力dD，通過把dL和dD分解到平行和垂直風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面上，即為風(fēng)輪的軸向推力dFn和旋轉(zhuǎn)切向力dFt。軸向推力作用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架上，旋轉(zhuǎn)切向力產(chǎn)生有用的旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。
上圖中的幾何關(guān)系式如下：
Φ=θ+α
dFn=dDsinΦ+dLcosΦ
dFt=dLsinΦ-dDcosΦ
dM=rdFt=r(dLsinΦ-dDcosΦ)
其中，Φ為相對速度W與局部線速度U（旋轉(zhuǎn)平面）的夾角，稱為傾斜角；
θ為弦線和局部線速度U（旋轉(zhuǎn)平面）的夾角，稱為安裝角或節(jié)距角；
α為弦線和相對速度W的夾角，稱為攻角。
二．槳葉角度的調(diào)整（安裝角）對功率的影響。（定槳距）
改變槳葉節(jié)距角的設(shè)定會影響額定功率的輸出，根據(jù)定槳距風(fēng)力機(jī)的特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)盡量提高低風(fēng)速時的功率系數(shù)和考慮高風(fēng)速時的失速性能。定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定風(fēng)速以下運(yùn)行時，在低風(fēng)速區(qū)，不同的節(jié)距角所對應(yīng)的功率曲線幾乎是重合的。但在高風(fēng)速區(qū)，節(jié)距角的變化，對其最大輸出功率（額定功率點(diǎn)）的影響是十分明顯的。事實(shí)上，調(diào)整槳葉的節(jié)距角，只是改變了槳葉對氣流的失速點(diǎn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，節(jié)距角越小，氣流對槳葉的失速點(diǎn)越高，其最大輸出功率也越高。這就是定槳距風(fēng)力機(jī)可以在不同的空氣密度下調(diào)整槳葉安裝角的根據(jù)。
不同安裝角的功率曲線如下圖所示：
第三節(jié)
葉片的基本概念
1、葉片長度：葉片徑向方向上的最大長度，如圖1所示。
圖1 葉片長度
圖1 葉片長度
2、葉片面積
葉片面積通常理解為葉片旋轉(zhuǎn)平面上的投影面積。
3、葉片弦長
葉片徑向各剖面翼型的弦長。葉片根部剖面的翼型弦長稱根弦，葉片尖部剖面的翼型弦長稱尖弦。
圖2葉片弦長、扭角示意圖葉片弦長分布可以采用最優(yōu)設(shè)計方法確定，但要從制造和經(jīng)濟(jì)角度考慮，葉片的弦長分布一般根據(jù)葉片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計
圖2葉片弦長、扭角示意圖
要求對最優(yōu)化設(shè)計結(jié)果作一定的修正。
根據(jù)對不同弦長分布的 計算，梯形分布可以作為最好的近似。
4、葉片扭角
葉片各剖面弦線和風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面的夾角，如上圖所示。
5、風(fēng)輪錐角
風(fēng)輪錐角是指葉片相對于和旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面的傾斜度，如右圖所示。錐角的作用是在風(fēng)輪運(yùn)行狀態(tài)下減少離心力引起的葉片彎曲應(yīng)力和防止葉尖和塔架碰撞的機(jī)會。
6、風(fēng)輪仰角
風(fēng)輪的仰角是指風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸線和水平面的夾角，如上圖所示。仰角的作用是避免葉尖和塔架的碰撞。
第四節(jié)
葉片的設(shè)計與制造
在葉片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計中要充分考慮到所用材料的疲勞特性。首先要了解葉片所承受的力和力矩，以及在特定的運(yùn)行條件下風(fēng)負(fù)載的情況。在受力最大的部位最危險，在這些地方負(fù)載很容易達(dá)到材料承受極限。
葉片的重量完全取決于其結(jié)構(gòu)形式，目前生產(chǎn)的葉片，多為輕型葉片，承載好而且很可靠。
目前葉片多為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（GRP），基體材料為聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂比聚酯樹脂強(qiáng)度高，材料疲勞特性好，且收縮變形小。聚酯材料較便宜，它在固化時收縮大，在葉片的連接處可能存在潛在的危險，即由于收縮變形在金屬材料與玻璃鋼之間可能產(chǎn)生裂紋。
水平軸風(fēng)輪葉片一般近似是梯形的，由于它的曲面外形復(fù)雜，僅外表面結(jié)構(gòu)就需要很高的制造費(fèi)用。使用復(fù)合材料可以改變這種狀況，只是在模具制造工藝上要求高些。葉片的模具由葉片上、下表面的反切面樣板成型，在模具中
明陽1.5MW風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計 1. 葉片由上下兩個半殼、組成，并以由兩個單向梁帽和兩個多向的由夾層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的抗剪腹板組成的梁作為結(jié)構(gòu)支撐。 2. 梁帽由單向環(huán)氧玻璃玻纖組成，抗剪腹板由二維（+45°/-45°）環(huán)氧玻纖組成，葉片外殼由雙軸和三軸（+45°/-45°/0°）的E-玻纖復(fù)合成型。根部由三軸E-玻纖增強(qiáng)。由輕木和部分的PVC泡沫作為芯材。為了獲得邊緣應(yīng)有的剛性，后緣單向增強(qiáng)。上殼、下殼、梁帽和梁腹由各自的模具制造。上、下殼由前緣和后緣粘接成一體，同時和梁帽粘接。 3. 擋雨環(huán)和人孔蓋由各自的模具制造，再粘結(jié)在葉片型腔內(nèi)外 4. 葉片根部的連接設(shè)計成T桿連接形式。 明陽1.5MW風(fēng)機(jī)葉片的基本構(gòu)造 風(fēng)機(jī)葉片基本術(shù)語 葉片： 具有空氣動力形狀、接受風(fēng)能，使風(fēng)能繞其軸轉(zhuǎn)動 的主要構(gòu)件 葉根： 風(fēng)輪中連接葉片和輪轂的構(gòu)件 葉尖： 葉片距離風(fēng)能回轉(zhuǎn)軸線的最遠(yuǎn)點(diǎn) 前緣： 翼型在旋轉(zhuǎn)方向的最前端 后緣： 翼型在旋轉(zhuǎn)方向的最后端 葉片長度： 葉片在展向上沿壓力中心連線測得的最大長度 0°標(biāo)記： 葉尖弦的標(biāo)記。0°標(biāo)記位于翼根法蘭的外表和內(nèi)部 重心： 葉片配重的中心。重心要做標(biāo)記，這是因?yàn)橹匦脑? 葉片搬運(yùn)時至關(guān)重要。 逆風(fēng)面： 壓力面，即葉片迎風(fēng)的一面。 順風(fēng)面： 負(fù)壓面，即葉片背風(fēng)的一面。由于空氣動力學(xué)的輪 廓形狀，這一側(cè)產(chǎn)生提升力。 預(yù)彎曲度： 葉片逆風(fēng)方向預(yù)彎曲，以防止運(yùn)轉(zhuǎn)過程中葉片朝 向塔架變形。 導(dǎo)雷系統(tǒng)： 接收和傳導(dǎo)雷電的系統(tǒng) 接收器： 裝進(jìn)葉片表面的金屬設(shè)備來傳導(dǎo)電流以使葉片 避免電擊破壞。 葉片扭旋： 所有葉片輪廓截面上的葉片扭旋。 葉片（blade） 預(yù)彎 葉片截面圖 結(jié)構(gòu)膠粘接PS及SS面 腹板粘接 后緣（ Trialing edge）前緣（Leadling edge） 葉尖（tip of blade） 葉根（root of blade） 0°標(biāo)記 擋雨環(huán) 人孔蓋 銘牌 雷電峰值卡卡片夾 避雷系統(tǒng)電阻 葉片固定工裝示意圖 葉片固定工裝 Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006 避雷系統(tǒng) 人孔蓋 擋雨環(huán) 梁帽 腹板 外殼 葉片 迎風(fēng)面（Pressure side） 背風(fēng)面（Suction side） 葉尖接閃器 排水口 起吊標(biāo)志 重心位置 螺栓連接 0°標(biāo)記
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