過(guò)流部件的結(jié)構(gòu)

過(guò)流部件的結(jié)構(gòu)

制作：劉慶才機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電設(shè)備維修與管理專(zhuān)業(yè)二、過(guò)流部件的結(jié)構(gòu)1.葉輪葉輪是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體能量(靜壓能和動(dòng)能)的部件，其流體流道的形狀和尺寸大小，直接影響到風(fēng)機(jī)的性能和效率，是風(fēng)機(jī)上最主要的部件。(1)葉輪的結(jié)構(gòu)形式。由于葉輪的后盤(pán)為平板并與軸盤(pán)用鉚釘固接，所以葉輪的結(jié)構(gòu)形式主要指前盤(pán)形式的變化(圖4-3)。葉輪的幾種形式中，從氣流流動(dòng)情況看，弧形前盤(pán)為最好，錐形前盤(pán)次之，平前盤(pán)最差。但從制造角度看，平前盤(pán)最簡(jiǎn)單，弧形前盤(pán)麻煩，錐形前盤(pán)居中。圖4-3葉輪結(jié)構(gòu)形式示意圖(a)平前盤(pán)葉輪;(b)錐形前盤(pán)葉輪;(c)弧形前盤(pán)葉輪;(P)雙吸弧形前盤(pán)葉輪(2)葉片出口安裝角。葉片是葉輪中的主要零件，與離心泵一樣，葉片出口安裝角β2q對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響極大。出口安裝角β2q>900時(shí)，稱(chēng)前彎(前向)葉片;β2q=900時(shí)，稱(chēng)徑向葉片；β2q<900時(shí)，稱(chēng)后彎(向后)葉片，如圖4-4所示。圖4-4葉片出口安裝角3種不同出口安裝角的葉片形式對(duì)風(fēng)機(jī)全壓P、葉輪外徑D2和效率η的影響:①全壓。當(dāng)轉(zhuǎn)速、葉輪外徑和流量相同時(shí)，3種形式的葉片中，前彎葉片的全壓最大，后彎葉片全壓最小。②葉輪外徑D2。當(dāng)轉(zhuǎn)速、流量及全壓都相同時(shí)，前彎葉片葉輪的外徑尺寸為最小，后彎的為最大。③效率。前彎葉片葉輪的風(fēng)機(jī)效率較低，后彎葉片葉輪的效率較高，徑向葉輪效率居中。3種葉片形式的葉輪，現(xiàn)在都有應(yīng)用，但老式產(chǎn)品中，前彎葉片用得很多，如8-18,9-27,9-35,9-57型風(fēng)機(jī)，其特點(diǎn)是尺寸小、價(jià)格便宜。但近年對(duì)通風(fēng)機(jī)的效率、節(jié)能要求提高，故后彎葉片用得較多，如4-72,4-73,5-47,5-48型通風(fēng)機(jī)，特別在大功率的通風(fēng)機(jī)上，幾乎都采用后彎葉片葉輪。現(xiàn)代前彎葉片葉輪的風(fēng)機(jī)，比老式產(chǎn)品的效率已有顯著提高，所以應(yīng)用仍很廣泛，如用于高壓小流量場(chǎng)合的9-19,9-26型風(fēng)機(jī)和用于低壓大流量場(chǎng)合的前彎多翼葉風(fēng)機(jī)等。(3)葉片形狀。離心通風(fēng)機(jī)葉片可制成平板形、圓弧形和機(jī)翼形。圖4-5所示的是常見(jiàn)的幾種葉片形狀。

圖4-5葉片形狀(a)平板形葉片;(b)圓弧形葉片;(c)機(jī)翼形葉片平板形葉片制造容易?，F(xiàn)代風(fēng)機(jī)中圓弧形葉片的應(yīng)用較多。前彎葉輪都采用圓弧形葉片。中空機(jī)翼形葉片制造工藝復(fù)雜，并且在輸送含塵濃度大的氣流時(shí)，容易磨損。當(dāng)葉片磨穿后，雜質(zhì)進(jìn)入中空葉片內(nèi)部，使葉輪失去平衡而產(chǎn)生振動(dòng)。但它具有良好的空氣動(dòng)力性能、強(qiáng)度高、剛度大、通風(fēng)機(jī)效率高。后彎葉輪的大型通風(fēng)機(jī)都采用機(jī)翼形葉片，如4-72,4-73型離心通風(fēng)機(jī)。2.蝸殼和出風(fēng)口蝸殼的作用是收集從葉輪中流出的氣體并引導(dǎo)氣體的排出，同時(shí)使高速氣流速度降低，將氣體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。蝸殼與葉輪匹配好壞對(duì)離心通風(fēng)機(jī)的性能有很大的影響。蝸殼的內(nèi)壁蝸形線(xiàn)應(yīng)按對(duì)數(shù)螺旋線(xiàn)來(lái)制作，但實(shí)際生產(chǎn)中都是用4段圓弧構(gòu)成的近似曲線(xiàn)來(lái)代替，圖4-6(a),(b)分別為用一個(gè)正方形和4個(gè)正方形為基方繪制的蝸形線(xiàn)，這種方法又稱(chēng)以一個(gè)基方尺寸和以4個(gè)小基方尺寸繪制蝸形線(xiàn)的方法。為防止氣體在蝸殼內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)，離心通風(fēng)機(jī)蝸殼出口附近設(shè)有蝸舌。蝸舌有深舌、短舌和平舌3種，如圖4-7所示。深舌多用于低比轉(zhuǎn)數(shù)通風(fēng)機(jī)，效率高，效率曲線(xiàn)陡，但噪音大;短舌多用于大比轉(zhuǎn)數(shù)通風(fēng)機(jī)，效率曲線(xiàn)較平坦，噪音較低;平舌多用于低壓低噪音通風(fēng)機(jī)，但效率有所降低。圖4-6離心通風(fēng)機(jī)蝸殼形線(xiàn)的繪制(b)按4個(gè)小基方繪制的離心通風(fēng)機(jī)蝸殼圖4-7各種不同的蝸舌蝸殼斷面沿葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向逐漸擴(kuò)大，在出風(fēng)口處斷面為最大。但有的風(fēng)機(jī)在出風(fēng)口處速度仍很大，為進(jìn)一步降低風(fēng)速，提高靜壓，可以在蝸殼出風(fēng)口后增加擴(kuò)壓器，如圖4-8所示的那樣。擴(kuò)壓器應(yīng)沿著蝸舌的一邊擴(kuò)展效果較好。其擴(kuò)張角取60～80為宜，有時(shí)為縮短擴(kuò)壓器長(zhǎng)度，取擴(kuò)張角為100～120。中小型風(fēng)機(jī)蝸殼都制成不能拆開(kāi)的整體式，葉輪從蝸殼側(cè)面進(jìn)行裝拆。大型風(fēng)機(jī)的蝸殼通常做成二開(kāi)式或三開(kāi)式。二開(kāi)式是沿中分水平面將蝸殼分為上下兩部分。三開(kāi)式是將二開(kāi)式的上半部再沿中心線(xiàn)垂直分成兩部分。

圖4-8擴(kuò)壓器的位置1-蝸殼;2-蝸舌;3-擴(kuò)壓器3.集流器集流器又稱(chēng)進(jìn)口集流器，通俗的說(shuō)法叫進(jìn)風(fēng)口，它的作用是保證氣流均勻地充滿(mǎn)葉輪進(jìn)口，減小流動(dòng)損失，提高葉輪效率和降低進(jìn)口渦流噪音。集流器的形式(圖4-9)有圓筒形、圓錐形、圓弧形及由圓錐形、圓弧形和圓筒形組合的錐筒形、弧筒形，另外還有一種錐弧形。從氣體流動(dòng)方面看，集流器是圓錐形的比圓筒形的要好，圓弧形的比圓錐形的要好，組合形的比非組合形的要好，4-72型高效離心通風(fēng)機(jī)采用的是先錐形后圓弧形的集流器。圖4-9集流器的形式(a)圓筒形;(b)圓錐形;(c)錐筒形;(P)弧形;(e)錐弧形;(f)弧筒形集流器與葉輪之間的間隙可以是軸向間隙[圖4-10(a)]和徑向間隙[圖4-10(b)]。采用徑向間隙時(shí)氣體的泄漏不會(huì)破壞主氣流的流動(dòng)狀況，所以采用徑向間隙較好。試驗(yàn)表明，當(dāng)間隙與葉輪外徑之比為0.05/100-0.5/100，且間隙分布均勻時(shí)，可提高風(fēng)機(jī)效率3%-4%，并使噪音降低。

4.進(jìn)氣箱生產(chǎn)上常會(huì)遇到這樣的情形，由于工藝或設(shè)備及管網(wǎng)布置上的原因，在通風(fēng)機(jī)進(jìn)口之前需接一彎管，這時(shí)因氣流轉(zhuǎn)彎，致使葉輪進(jìn)口截面上的氣流分布很不均勻，為改善這種狀況，在大型離心通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口集流器之前一般都裝有進(jìn)氣箱。圖4-10焦流器與葉輪之間的間隙形式圖4-11(a)為普通進(jìn)氣箱結(jié)構(gòu)，圖4-11(b)為較好的進(jìn)氣箱結(jié)構(gòu)，圖4-11(a)所示的進(jìn)氣箱會(huì)在底端造成渦流區(qū)，一般應(yīng)按圖4-11(b)把進(jìn)氣箱的截面制成收斂形，且進(jìn)氣箱底部與集流器口對(duì)齊。從效率觀(guān)點(diǎn)看，最好不用進(jìn)氣箱。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在有效工作范圍內(nèi)，通風(fēng)機(jī)有進(jìn)氣箱時(shí)效率下降4%～8%，若進(jìn)氣箱設(shè)計(jì)不當(dāng)，效率將下降更多。然而在雙支承的大型風(fēng)機(jī)中，特別是雙進(jìn)氣的離心通風(fēng)機(jī)中，仍不得不采用進(jìn)氣箱。圖4-11進(jìn)氣箱形狀5.進(jìn)口導(dǎo)流器為了擴(kuò)大大型離心通風(fēng)機(jī)的使用范圍和提高調(diào)節(jié)性能，在集流器前或進(jìn)氣箱內(nèi)