電機側向外置式一拖二對旋軸流通風的制造方法
【專利摘要】一種電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，它主要解決現有軸流通風機制造成本高，運行可靠性、安全性較低，檢修維護工作難度大等技術問題，并改善電機運行工作環境和受力狀況。其技術方案要點是：安裝在主機筒體（3）內筒中機座上的傳動箱（6）的兩個輸出軸上固定安裝前葉輪（2）、后葉輪（7），在兩個葉輪之間環形通道內設置導流葉片（5）及導流葉片調節機構（4），在主機筒體（3）側向外設置電機支座（16），安裝在電機支座（16）上的電機（15）與傳動箱（6）聯接。它可廣泛用于礦山，冶金、化工、電廠等行業中，特別是用于具有爆炸、高溫、腐蝕等工作場合的通風裝置。
【專利說明】電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通風機，特別是一種軸流式通風機。
【背景技術】
[0002]目前，通風機是廣泛應用于國民經濟各行業的通用機械。分離心風機和軸流風機兩大類。所謂軸流風機，就是指在軸向剖面上，氣流在旋轉葉片的流道中沿著軸線方向流動的通風機，從外表看，軸流風機的殼體又是風道的一部分，風機的葉片沿圓周方向均勻布置在輪轂上，輪轂固定安裝在沿軸線方向布置的電機軸伸上，電機沿筒體軸向布置。這種風機因具有流量大，體積小，壓頭低的特點，主要應用在各種需要大流量的通風系統中。為了提高壓力，應用于輸送距離較長或系統阻力較大的通風系統，常采用多級組合的形式。通用的做法是設計成對旋結構。即將兩個葉輪直徑相同，轉數相同，旋轉方向相反的軸流風機串聯運行。為了適應輸送含有一定的可燃可爆成份及腐蝕、高溫等特殊介質的需要。除了配套具有防爆、耐高溫、耐腐蝕的電機外，并且，要求把電機與氣體流道完全隔離。于是，在結構上將筒體設計為內、外套裝的形式。內、外筒體之間的環形空間為流道。電機安裝在內筒中。并采取密閉措施。考慮到電機安裝座的結構強度及電機通風散熱的需要，在內外筒體間設置若干個棱形或橢圓形通風管。這種結構形式的軸流風機，存在以下一些不足之處。
[0003]1、軸向尺寸較大，安裝布置不便。由于軸流風機電機是軸向安裝的，在其長度方向的尺寸較大，又考慮到電機安裝、維護及通風的需要，風機的筒體長度一般比電機還要長，這樣，使得整個風機的長度尺寸較大。當多級串聯安裝時，并增加消聲結構，其長度方向的尺寸就更大。
[0004]2、運行可靠性較差。葉輪固定支承在電機前端的軸伸上，形成懸臂支承。在運行過程中，既有徑向的動載荷，又有軸向載荷，電機前端的軸承受力狀況不好。軸承的潤滑條件也差，雖然設計了進、出油管從筒體外面注油。但是，因多種原因，電機軸承的潤滑問題一直沒有很好解決，電機軸承燒壞和過早磨損并因此造成燒毀電機的現象常有發生。
[0005]3、電機及軸承的維護和檢修工作難度較大。因為，電機很笨重，又有葉輪固定安裝在軸上，無論是拆卸還是吊裝，工作量和工作難度都相當大。盡管，風機筒體大都是對開式可拆結構，要揭開筒體上部分，卸下葉輪，把電機取出來或裝上去，都不是件容易的事。需動用大噸位吊車且不說，解體后再安裝上去，其安裝精度是很難保證的。
[0006]4、制造成本高。這主要體現在以下幾方面:
電機安裝在流道內，必須選用具有隔爆，耐高溫，耐腐蝕性能的產品，其價格比普通電機要高20-30%。
[0007]風機串聯使用時，每臺風機有多臺電機，其控制系統采用一拖一的形式時，電控系統造價聞。
[0008]軸流風機的制造成本主要在主機組上，串聯使用時，多個獨立的主機組，組合在一起，整機造價更聞。
[0009]5、系統及設備運行的安全性較差。應用于礦井通風的軸流風機，安全運行問題最為關鍵。除了采用防爆電機外，還需將電機與流道進行封閉隔離。處理的介質是高溫，腐蝕性的氣體，電機防護等級的選配要求更高，也同樣需要與流道內介質進行隔離。盡管如此，因電機接觸介質引發的事故，仍屢見不鮮。
[0010]6、適應性有一定限制。由于葉輪是直聯在電機上，受電機極數和功率分級的限制，通風機的轉速及性能值的變化范圍就受到了限制。

【發明內容】

[0011]本發明的目的是提供一種工作更為可靠、使用壽命更長、生產成本大幅降低、且檢查維修及葉片的調整更加方便的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，用以徹底解決現有軸流通風機制造成本高、運行可靠性、安全性較低、檢修維護工作難度大，適應性差等技術問題，以及改善電機運行工作環境和受力狀況。
[0012]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:它包括前葉輪2、主機筒體3、導流葉片調節機構4、導流葉片5、傳動箱6、后葉輪7、內部聯軸器(10)、傳動軸11、外部聯軸器
14、電機15和電機支座16，主機筒體3包括外筒和內筒，內筒兩端有端板，傳動箱6安裝在主機筒體3內筒中的機座上，傳動箱6的兩個輸出軸上固定安裝前葉輪2、后葉輪7，在兩個葉輪之間環形通道內，設置有導流葉片5及導流葉片調節機構4，在主機筒體3側向外設置有電機支座16，電機支座16上安裝電機15，電機15通過外部聯軸器14、傳動軸11、內部聯軸器10與傳動箱6聯接。
[0013]所述主機筒體3前設置有集流器1，后面設置有消聲擴散筒8。
[0014]所述傳動箱6米用箱式結構,包括上殼體601、溫度傳感器602、下殼體603、冷卻水接口 604、潤滑油進出接口 605、輸出軸606、壓蓋607、油封608、軸承609、從動錐齒輪610、鎖緊螺母611、主動錐齒輪612和輸入軸613，在傳動箱6內設置有儲油空腔、冷卻水接口604及潤滑油進出接口 605，傳動箱殼體由上殼體601與下殼體603組成，殼體中部設置有輸出軸606，軸承609與輸出軸606配合，軸承609外側設有油封608和壓蓋607，并在軸承609處設置溫度傳感器602,輸出軸606與輸入軸613在同一水平面上成90°設置,兩個輸出軸606的一端，分別聯接前后葉輪，另一端通過鎖緊螺母611聯接從動錐齒輪610，兩個從動錐齒輪610與主動錐齒輪612嚙合，主動錐齒輪612通過鎖緊螺母611固定在輸入軸613 上。
[0015]冷卻水接口 604與冷卻水管9連接，通過冷卻水管9接出主機筒體3之外，與供排水管道相連接；潤滑油進出接口 605通過管道接出主機筒體3之外，在主機筒體3外的管道口設置油位計12。
[0016]傳動箱6的輸入軸613與電機15的輸出軸，兩軸線在同一平面內，并且在同一直線上。傳動箱6的輸出軸603與主機筒體3的軸線在同一直線上，主機筒體3內腔下部設置支撐板。
[0017]兩個從動錐齒輪610的齒數相同,主動錐齒輪612與從動錐齒輪610的齒數比,可以大于I或小于I或等于I。
[0018]外部聯軸器14上設置有凸圓盤或摩擦輪，凸圓盤或摩擦輪上布置有制動器13。
[0019]在主機筒體3的內筒與外筒之間設置若干導流葉片5，所有導流葉片5與導流葉片調節機構4聯接。[0020]本發明的有益效果是:上述結構方式的軸流通風機，通過把電機安裝在主機筒體之外的側向位置的電機支座上，設計一個具有雙輸出功能的傳動箱，把風機葉輪安裝傳動箱的輸出軸上，傳動箱與電機之間用傳動軸、聯軸器連接，利用兩輸出軸的旋向相反，轉速相同的原理，實現對旋軸流風機的工作要求，并達到電機一拖二的設計目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的正向結構剖視示意圖。
[0022]圖2是本發明的左視結構示意圖。
[0023]圖3是本發明的俯視結構示意圖。
[0024]圖4是本發明的傳動箱正向示意圖。
[0025]圖5是本發明的傳動箱側向示意圖。
[0026]圖6是本發明的傳動箱俯視剖面結構示意圖。
[0027]圖中:1-集流器、2-前葉輪、3-主機筒體、4-導流葉片調節機構、5-導流葉片、6-傳動箱、7-后葉輪、8-消聲擴散筒、9-冷卻水管、10-內部聯軸器、11-傳動軸、12-油位計、13-制動器、14-外部聯軸器、15-電機、16-電機支座、601-上殼體、602-溫度傳感器、603-下殼體、604-冷卻水接口、605_潤滑油進出接口、606_輸出軸、607-壓蓋、608-油封、609-軸承、610-從動錐齒輪、611-鎖緊螺母、612-主動錐齒輪、613-輸入軸。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0029]實施例1，本發明提供了一種電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:它包括前葉輪2、主機筒體3、導流葉片調節機構4、導流葉片5、傳動箱6、后葉輪7、內部聯軸器(10)、傳動軸11、外部聯軸器14、電機15和電機支座16,主機筒體3包括外筒和內筒，內、外筒體之間的環形空間為氣體的流道，內筒兩端有端板，防止或減少有害氣流進入內筒對傳動箱造成影響。傳動箱6安裝在主機筒體3內筒中的機座上，傳動箱6的兩個輸出軸上固定安裝前葉輪2、后葉輪7，在兩個葉輪之間環形通道內，設置有導流葉片5及導流葉片調節機構4，導流葉片5可以根據需要設置若干個，每個導葉5都與導流葉片調節機構4聯接，采用手動或電動控制調節機構旋轉時，所有導流葉片5同步聯動，實現葉片角度的調整，使一級葉片的氣流出口方向與二級葉片的氣流進口方向，均在某一理想位置。在主機筒體3側向外設置有電機支座16，電機支座16可以根據需要，與主機筒體3做成整體結構或做成獨立結構。電機支座16上安裝電機15,電機15通過外部聯軸器14、傳動軸11、內部聯軸器10與傳動箱6聯接。參閱圖1至圖6。
[0030]實施例2，所述主機筒體3前設置有集流器1，提高風機效率，后面設置有消聲擴散筒8，降低噪音影響。參閱圖1至圖6，其余同實施例1。
[0031]實施例3,所述傳動箱6米用箱式結構,包括上殼體601、溫度傳感器602、下殼體603、冷卻水接口 604、潤滑油進出接口 605、輸出軸606、壓蓋607、油封608、軸承609、從動錐齒輪610、鎖緊螺母611、主動錐齒輪612和輸入軸613，在傳動箱6內設置有儲油空腔、冷卻水接口 604及潤滑油進出接口 605，儲油腔與冷卻水通道互不相通，傳動箱殼體由上殼體601與下殼體603組成，下殼體603起支承及儲油作用，殼體中部設置有兩輸出軸606，輸出軸606與軸承609配合，軸承609外側設有油封608和壓蓋607，輸出軸606與輸入軸613在同一水平面上成90°設置，輸入軸與輸出軸通過軸承支承在機座上，采用壓蓋保證軸承與軸的相對位置固定，采用油封防止潤滑油滲漏。并在軸承609處設置溫度傳感器602，軸承的溫度傳感器602安裝在上殼體之上，用電纜接至主機筒體之外的顯示儀表上。兩個輸出軸606的一端，分別聯接前后葉輪，另一端通過鎖緊螺母611聯接從動錐齒輪610，兩個從動錐齒輪610與主動錐齒輪612嚙合，主動錐齒輪612通過鎖緊螺母611固定在輸入軸613上。當主動齒輪轉動時，兩個從動齒輪以相同轉速，相反方向轉動，從而實現電機一拖二的功能，并且使葉輪符合對旋的旋轉要求。參閱圖1至6，其余同上述實施例。
[0032]實施例4，傳動箱的下殼體上的冷卻水接口 604與冷卻水管9連接，通過冷卻水管9接出主機筒體3之外，與供排水管道相連接；潤滑油進出接口 605通過管道接出主機筒體3之外，可以從主機外部加注潤滑油，也可以在主機外部泄放廢棄的潤滑油，潤滑油采用機油等稀油，在主機筒體3外的管道口設置油位計12，便于觀察傳動箱的液壓高度。參閱圖1至6，其余同上述實施例。
[0033]實施例5，傳動箱6的輸入軸613與電機15的輸出軸，兩軸線在同一平面內，并且在同一直線上。傳動箱6的輸出軸603與主機筒體3的軸線在同一直線上,主機筒體3內腔下部設置支撐板，用于固定傳動箱6。參閱圖1至6，其余同上述實施例。
[0034]實施例6，兩個從動錐齒輪610的齒數相同，主動錐齒輪612與從動錐齒輪610的齒數比，可以大于I或小于I或等于1，通過改變主動齒輪與從動齒輪的齒數比，可以使傳動比大于I或小于I或等于I。參閱圖1至6,其余同上述實施例。
[0035]實施例7，外部聯軸器14上設置有凸圓盤或摩擦輪，凸圓盤或摩擦輪上布置有制動器13。參閱圖1至，6，其余同上述實施例。
[0036]實施例8，在主機筒體3的內筒與外筒之間設置若干導流葉片5，所有導流葉片5與導流葉片調節機構4聯接。導流葉片調節機構通過氣動或電動裝置，靜態或動態的調節導流葉片的角度。參閱圖1至圖6，其余同上述實施例。
[0037]實施例9，根據上述技術方案設計的電機側向外置式一拖二軸流通風機與傳統結構的軸流通風機比較，有如下優勢:
1、設計新穎。現有的軸流通風機，葉輪大都是固定在電機的軸端上，實現直聯傳動。也有一些軸流風機，在電機的前后軸上，分別固定一個葉輪，但是，其旋轉方向是相同，不能實現對旋。也有的軸流風機，通過傳動箱來實現電機一拖二，如K系列的軸流風機，但是，葉輪的旋轉也不符合對旋的特點。本發明通過設計具有兩個輸出軸的傳動箱，取代電機位置安裝在主機筒體中。而把電機移出，安裝在主機筒體的側向機座上。電機與傳動箱之間用聯軸器和傳動軸聯接。改進后有以下幾方面的結構特點:一是電機(15)與傳動箱(6)的連接方式米用傳動軸(11) ;二是電機(15)的軸線方向與傳動箱(6)的輸出軸線垂直。同時，傳動箱(6)的輸出軸與輸入軸在水平面上方向成90°布置。三是傳動箱設計成可以輸出大于或小于或等于輸入轉速的變速箱，不同于普通的減速箱。
[0038]2、制造成本大大降低。主要體現在以下幾方面。
[0039]首先是采用普通電機代替防爆，耐高溫，防腐蝕的特殊電機，其費用要降低30%左右，相抵增加傳動箱的費用，仍要節省20%左右的電機采購或制作費用。
[0040]其次，采用一臺功率較大的電機，代替二臺功率較少的電機，制造費用或采購費用均有大幅的降低。
[0041]再次，電機外置后，不需兩臺主機組，利用一臺帶傳動箱的主機組就可以實現對旋，達到提高風壓的目的，結構上的簡化，使材料消耗減少，制造工藝簡單，要節省不少制作費用。
[0042]又次，一臺電機的控制裝置，盡管電機功率有所提高，但其費用遠比二臺電機的控制費用要少。
[0043]3、運行可靠性、安全性及使用壽命提高。軸流風機在運行過程中的故障，主要是電機方面的問題，如過載等原因引起軸承燒壞，如供油管道堵塞引起的潤滑不良，如通風管道堵塞引起電機溫升過高等等。采用傳動箱和外置電機，并且在傳動箱內增加水冷裝置和稀油潤滑等措施，軸承燒壞的可能性大在降低，即使有損壞，更換也要方便很多。電機不需供油管道進行潤滑，也不需通風管道，基本上避免了電機的運行故障。電機安裝在殼體之外，不與流道里的介質接觸，在應用于煤礦排放含有瓦斯氣體的場合，完全杜絕了爆炸的可能性。運行安全性得到很大提高。在應用于高溫、腐蝕性氣體的系統中，電機的使用壽命大大提高。制動器安裝在外部聯軸器上，并采用電液制動，比內置式的制動器的發熱要少，制動速度快，可靠性更高。這一點，對于礦用主通風機，需要在災難性工況發生時，及時進行反風，具有更重要的意義。
[0044]4、性能范圍增大，適應性更廣。主要體現在以下幾方面:
把電機外置在筒體之外，不僅適應于可燃可爆工況場合的使用，如煤礦的通風。而且也適應于高溫煙氣的工況場合，如電廠鋼廠等惡劣環境的通風。
[0045]電機外置后，內筒內只需外形尺寸較少的傳動箱，內筒直徑大小變化的隨意性較大，從而使風機葉片和輪轂比設計的自由度更大，同機號風機的性能值范圍更寬，適應性也得到提聞。
[0046]根據流體理論，風機的流量與轉速成正比，風壓與轉速的平方成正比的，與功率的三次方成正比。當葉輪直徑和葉片結構確定后，由于傳動箱的傳動比可以任意多變，風機的轉速不再受電機極數的限制。可以根據工況條件，改變傳動箱的傳動比，就可以滿足要求。從某種意義上來說，改變傳動箱的傳動比，就等于更換了一臺風機。
[0047]5、外型尺寸少，節省安裝空間。采用本技術方案的電機外置式結構，主機組的長度僅為單臺內置式主機組的長度的一半，從而，風機的整機長度大大減少。其安裝基礎的施工量也要減少。
[0048]6、檢修，維護和調整更為方便。傳統結構方式的軸流風機，電機的維護和檢查必須拆開外筒體，把電機拿出來。采用本技術方案，電機安裝在主機筒體之外，潤滑，通風條件大大改善，故障率大大減少，即使有故障，維護也極為方便。傳動箱安裝在主機筒體內，但是采用了稀油潤滑及循環水冷卻，加之在設計中可以通過多種措施提高其承載性能，完全可以保證長期無故障運行，即使有故障，因其體積和重量比電機要少，維護也要容易得多。
[0049]7、具有較好的節能效果。這主要體現在兩方面:
假設總功率相同，采用一個功率較大的電機，比采用兩個功率較少的電機，電機本身的電磁損失要少，有效功率得到提高。
[0050]采用傳動箱代替電機直聯傳動，在傳動效率上要降低3%左右。但是，電機外置后，流道內更為通暢，主機組長度也降低，氣體在流道內的粘滯損失減少，可以使風機的效率提高3%-5%，從而，使整機的效率有所提高。參閱圖1至圖6，其余同上述實施例。
【權利要求】
1.一種電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:它包括前葉輪(2)、主機筒體(3)、導流葉片調節機構(4)、導流葉片(5)、傳動箱(6)、后葉輪(7)、內部聯軸器(10)、傳動軸(11 )、外部聯軸器(14)、電機(15)和電機支座(16)，主機筒體(3)包括外筒和內筒，內筒兩端有端板，傳動箱(6)安裝在主機筒體(3)內筒中的機座上，傳動箱(6)的兩個輸出軸上固定安裝前葉輪(2)、后葉輪(7)，在兩個葉輪之間環形通道內，設置有導流葉片(5)及導流葉片調節機構(4)，在主機筒體(3)側向外設置有電機支座(16)，電機支座(16)上安裝電機(15)，電機(15)通過外部聯軸器(14)、傳動軸(11)、內部聯軸器(10)與傳動箱(6)聯接。
2.根據權利要求1所述的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:所述主機筒體(3 )前設置有集流器(I)，后面設置有消聲擴散筒(8 )。
3.根據權利要求1所述的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:所述傳動箱(6)采用箱式結構，包括上殼體(601)、溫度傳感器(602)、下殼體(603)、冷卻水接口(604)、潤滑油進出接口(605)、輸出軸(606)、壓蓋(607)、油封(608)、軸承(609)、從動錐齒輪(610 )、鎖緊螺母(611)、主動錐齒輪(612)和輸入軸(613)，在傳動箱(6 )內設置有儲油空腔、冷卻水接口(604)及潤滑油進出接口(605)，傳動箱殼體由上殼體(601)與下殼體(603)組成，殼體中部設置有輸出軸(606 )，軸承(609 )與輸出軸(606 )配合，軸承(609 )外側設有油封(608)和壓蓋(607)，并在軸承(609)處設置溫度傳感器(602)，輸出軸(606)與輸入軸(613)在同一水平面上成90°設置，兩個輸出軸(606)的一端，分別聯接前后葉輪，另一端通過鎖緊螺母(611)聯接從動錐齒輪(610)，兩個從動錐齒輪(610)都與主動錐齒輪(612)嚙合，主動錐齒輪(612)通過鎖緊螺母(611)固定在輸入軸(613 )上。
4.根據權利要求3所述的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:冷卻水接口(604)與冷卻水管(9)連接,通過冷卻水管(9)接出主機筒體(3)之外,與供排水管道相連接；潤滑油進出接口(605)通過管道接出主機筒體(3)之外，在主機筒體(3)外的管道口設置油位計(12)。
5.根據權利要求3所述的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:傳動箱(6)的輸入軸(613)與電機(15)的輸出軸，兩軸線在同一平面內，并且在同一直線上，傳動箱(6)的輸出軸(603)與主機筒體(3)的軸線在同一直線上，主機筒體(3)內腔下部設置支撐板。
6.根據權利要求3所述的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:兩個從動錐齒輪(610)的齒數相同，主動錐齒輪(612)與從動錐齒輪(610)的齒數比,可以大于I或小于I或等于I。
7.根據權利要求1所述的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:外部聯軸器(14)上設置有凸圓盤或摩擦輪，凸圓盤或摩擦輪上布置有制動器(13)。
8.根據權利要求1所述的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:在主機筒體(3)的內筒與外筒之間設置若干導流葉片(5)，所有導流葉片(5)與導流葉片調節機構(4)聯接。
9.根據權利要求1所述的電機側向外置式一拖二對旋軸流通風機，其特征是:通過減少或增加附加設施，但是，利用傳動裝置，同時拖動兩個葉輪，使兩個葉輪同一轉速，不同方向的旋轉，實現對旋軸流風機的工作原理的其它結構，如兩組電機四個葉輪組成多級串聯結構的對旋軸流風機，都是本專利的保護范圍。
【文檔編號】F04D25/16GK103486058SQ201310361415
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】謝星明, 陳重新, 肖務里, 王海橋 申請人:平安電氣股份有限公司