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      通風機的設計

      2019-05-29 10:47:42彭昳冰
      山東工業(yè)技術 2019年14期
      關鍵詞:擴散器風筒葉輪

      摘 要:通風機作為一種通風換氣設備,在設計中重點進行了整體方案設計,分別對整個設備的三個主要部分進行了結構設計,對機器零部件之間的連接和固定做了完整設計,并對其工作原理給出了詳細說明。

      關鍵詞:集風器;風筒;葉輪;擴散器

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.034

      0 引言

      隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,在礦井、地下工程、農(nóng)業(yè)、化工、煉油、制藥、核工業(yè)等實際生產(chǎn)作業(yè)中,通風換氣設備應用越來越廣泛,為了工廠的安全和職工的身體健康,須根據(jù)實際情況,合理地選擇、使用通風機對工作環(huán)境進行通風換氣。此次設計的通風機可作為實驗室、工廠、倉庫及住宅等場合的通風換氣設備,此設備的電機與葉輪直接連接,采用單級單獨葉輪形式,整體穩(wěn)定性很好,機械效率高,噪聲小、結構緊湊、維修費用低。

      1 整體方案的設計

      此次設計的通風換氣設備,屬于通風設備技術領域。葉片為扭曲機翼型,有很好的節(jié)能和氣動效果。集風器采用光滑的漸縮形流道,氣體在入口壓力損失很小的情況下得到加速,建立起均勻的速度場和壓力場。集風器、風筒和擴散筒采用焊接法蘭通過螺栓聯(lián)接固定在一起,結構簡單、成本低。將電機與葉輪直接連接,采用單級單獨形式,整體穩(wěn)定性好。

      2 結構簡介

      我們設計的通風機由集風器、風筒、葉輪和擴散器等零部件組成(圖1)。其組成為:集風器1、法蘭2、風筒3、電機4、螺栓聯(lián)接5、密封圈6、導葉7、擴散筒8、芯筒9、機座10、電機架11、葉片12、葉柄13、輪轂14、鍵15和防松螺母16。風筒3通過螺栓聯(lián)接5固定在機座10上,風筒3兩端分別設有法蘭2,法蘭2焊接在風筒3端部,風筒3左端通過法蘭2連接集風器1,風筒3右端通過法蘭2連接擴散筒8。電機架11焊接在風筒3內(nèi)壁上,電機4通過螺栓聯(lián)接固定在電機架11上,輪轂14通過鍵15和防松螺母16固定在電機軸上,葉柄13焊接在輪轂14上,葉片12和葉柄13鉚接在一起。導葉7小徑端部焊接在芯筒9外圓柱面上,導葉7外緣焊接在擴散筒8內(nèi)壁上,擴散筒8通過法蘭2連接在風筒3右端。

      集風器為光滑的漸縮形流道,集風器小徑端部設有法蘭,法蘭焊接在集風器上,集風器上法蘭和風筒上法蘭通過螺栓聯(lián)接固定在一起,兩個法蘭之間裝有密封圈。風筒為圓柱形空心結構,風筒上設有兩個法蘭,法蘭分別焊接在風筒兩端,風筒左端通過法蘭連接集風器,風筒右端通過法蘭連接擴散筒。電機架焊接在風筒底部,電機通過螺栓聯(lián)接固定在電機架上,風筒通過螺栓聯(lián)接安裝在機座上,機座底部的螺孔和地基上的預埋螺栓相連接,兩個機座安裝在地基上。葉輪包含葉片、葉柄和輪轂,輪轂通過鍵聯(lián)接和防松螺母固定在電機軸上,葉柄焊接在輪轂上,葉片和葉柄鉚接在一起。擴散器包含擴散筒、芯筒、導葉和法蘭,導葉小徑端部焊接在芯筒外圓柱面上,導葉外緣焊接在擴散筒內(nèi)壁上,擴散筒上設有法蘭,法蘭焊接在擴散筒左端,并通過螺栓聯(lián)接和風筒右端固定在一起。

      3 工作原理

      當需要通風換氣時,接通電源,電機順時針轉動,帶動電機軸上的輪轂隨之旋轉,葉柄和葉片旋轉,氣體沿著集風器軸向方向進入葉輪,旋轉葉片將氣體擠壓并向后推動,氣體獲得能量后從葉輪流出,進入擴散器,經(jīng)過導葉后氣流的動能轉變?yōu)殪o壓能,氣流沿著擴散筒軸向流出,輸入到管路中。電機連續(xù)旋轉,氣體連續(xù)進入葉輪,進入擴散器,經(jīng)過導葉,進行能量轉換后排放到管路中,達到通風換氣目的(圖1)。

      電機架上安裝好電機后,接通電源,電機轉動,葉片旋轉,氣體進入葉輪,旋轉葉片將氣體擠壓并向后推動,氣體經(jīng)過導葉,氣流沿著擴散筒軸向流出,氣體排放到管路中。集風器為光滑的漸縮形流道,氣體沿著集風器軸向方向進入葉輪時,漸縮形流道可以使氣體在保證入口壓力損失很小的情況下得到加速,在入口處建立起均勻的速度場和壓力場。電機轉動,輪轂隨之轉動,輪轂上的葉柄旋轉,葉柄上的葉片隨之旋轉,氣體進入葉輪,旋轉葉片將氣體擠壓并向后推動,經(jīng)過導葉,氣流沿著擴散筒軸向流出,輸入到管路中。葉片為扭曲機翼型,按一定角度鉚接在葉柄上,葉柄焊接在輪轂上,可以減小和消除氣流徑向流動(圖2)。當氣體沿著集風器進入葉輪,氣流從葉輪流出后進入擴散器,擴散筒為漸擴的圓錐形,芯筒為漸縮的流線體,氣體從葉輪流出后,氣流的軸向速度非常大,進入擴散器,經(jīng)過導葉后氣流的動能轉變?yōu)殪o壓能,氣流沿著擴散筒軸向流出,減小了擴散器出口的突然擴散損失,氣體排放到管路中,達到通風換氣目的。

      4 結語

      以上所述主要是通風機的結構及工作原理,為實驗室、工廠、倉庫及住宅等場合的通風換氣設備。在通風機的出口,氣流的軸向速度非常大,在通風機后面安裝的擴散器,可以使氣體的一部分動能在擴散器流道內(nèi)轉變?yōu)殪o壓能,以提高通風機的靜壓和靜壓效率,同時減小了擴散器出口的突然擴散損失。

      作者簡介:彭昳冰(1999-),女,天津人,本科在讀,主要研究方向:化學工程與工藝。

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