一种新型对旋式通风的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型对旋式通风机，主体结构由整流锥、两级转子叶盘、两级静子叶盘、电动机、联轴器、两段核心旋转轴、支撑板、平键、两段通风机外壳、大齿轮、三个小齿轮等组成。设计结构特征是：利用对旋转子对流体压缩的原理，通过一部电动机带动两级级转子叶盘转动来对气流加速，而通过齿轮传动使得第二级转子叶盘与第一级转子叶盘的旋转方向相反，两级静子叶盘对流经转子叶盘的气流进行疏导，减轻第一级转子叶盘与第二级转子叶盘之间气流的耦合作用。支撑板支撑电动机。本发明仅仅利用一台电动机带动两级旋转方向相反的转子叶盘转动，实现了对气体的对旋加速，可以对气流做更多的功，同时降低了新型对旋式通风机生产的成本。
【专利说明】一种新型对旋式通风机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型对旋式通风机，特别是一种对转压缩技术和机械传动设计相结合的、应用于工厂和矿井的通风机构。
【背景技术】
[0002]现今的通风机已经有了较为广泛的应用市场。例如专利号为2009200917481(通风机),2007301460855 (通风机)和032454228 (通风机)的专利都涉及了对通风机的专利的申请。常用的通风机分为离心式通风机和轴流式通风机两类。最近几年也出现了一种介于离心式通风机和轴流式通风机之间的一种风机，即混流式风机。离心式通风机按照压力划分可以分为低压式离心通风机、中压式离心通风机和高压式离心通风机；而轴流式通风机按照压力划分可以分为低压轴流通风机和高压轴流通风机。轴流通风机的空气按轴向流过风机内部，叶盘安装在圆形风筒内，叶盘上的叶片是扭曲的，当电动机带动叶盘旋转后，空气由进风口吸入，经过叶片的旋转做功，空气获得能量，之后空气再经过扩散筒，这时空气的部分动能转为静压，空气仍然高速流出到风网。
[0003]按照叶盘的旋转方向，轴流式通风机也可以分为单向旋转通风机和对旋式通风机两类。单向旋转通风机即是用电动机带动转子叶盘以同一个方向转动，使其对气流做功；而对旋式通风机是两部电动机分别带动两个叶盘反向旋转来对流过的气流做功。但是，在对旋技术中，两个转子叶盘反向旋转存在气动耦合上的互相制约问题，这使得对旋技术不能被很好地应用在民用设备上。
[0004]目前，随着社会对于对旋技术的深入研究，对旋技术的应用也越来越广泛，对旋技术不再仅限于应用在军用航空发动机上。现今多数的民用设备对于功率以及设计精度的要求没有军品如航空发动机的要求那样苛刻，因此如果对对旋技术进行合理改进，对旋技术将会应用到很多行业，例如风扇、抽油烟机、鼓风机的设计与生产等行业。
[0005]现今已有的对旋式通风机大都使用两部电动机带动两个转子叶盘旋转，而通常两个转子叶盘反向旋转存在气动耦合上的互相制约问题，这主要是因为在设计叶盘时既要考虑为气流做功还要考虑流经转子叶盘后的气流和下一级转子叶盘耦合，所以这限制了对旋技术在民用通风机上的发展。
[0006]经查阅资料发现，现今市场上还没有出现使用单部电动机带动对旋叶盘的通风机。此外在已经设计生产的、应用两部电动机带动对旋叶盘的对旋式通风机中，两排转子叶盘中间也没有任何机构对气流进行疏导，这样就减弱了对旋技术对气流做功的能力。
【发明内容】
[0007]为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种新的设计。本发明所采用的技术方案是:使用一部电动机带动轴流式通风机的两排转子叶盘，使得两排转子叶盘相互反向旋转，而这两排反向旋转的叶盘对气流做功。同时，第一级转子叶盘之后跟着第一级静子叶盘，在第二级转子叶盘之后跟着第二级静子叶盘。一根核心转动轴通过两个转子叶盘和两个静子叶盘。第一级转子叶盘对进入对旋式通风机的气流进行加速，被第一级转子叶盘加速的气流以0。攻角进入第一级静子叶盘，第一级静子叶盘对流过其自身的气流进行疏导，使得气流以0。攻角流入第二级转子叶盘，气流在第二级转子叶盘中被再次加速，使得流出第二级转子叶盘的气流又以0。攻角流入第二级静子叶盘，气流在第二级静子叶盘中被疏导，最终以对旋式通风机的轴向方向流出通风机。通过设计两级静子叶盘，可以根据功率需求设计较大扭度的转子叶片，从而使得新型对旋式通风机对气流做更多的功。
[0008]新型对旋式通风机上设计有第一级转子叶盘1、整流锥2、第一级静子叶盘3、第二级转子叶盘4、第二级静子叶盘5、风机外壳八段6、联轴器7、电动机8、风机外壳8段9、支撑板10、核心转动轴八段11、螺钉12、核心转动轴8段13、小齿轮14、大齿轮15、第二级转子叶盘内孔16、小齿轮轴17、螺钉18、平键19、双排圆锥滚子轴承20、套筒八21、双排圆锥滚子轴承22、双排圆锥滚子轴承23、圆锥滚子轴承24、小齿轮轴25、圆锥滚子轴承26、套筒827、叶盘端盖28、圆锥滚子轴承29这些结构。
[0009]第一级转子叶盘1用于对进入对旋式通风机的气流进行首次加速。第一级转子叶盘1上面的叶片设计成弯扭型叶片，旋转的叶片可以对气流进行加速，使得气流流动速度增加。第一级转子叶盘1上面的叶片沿着第一级转子叶盘1周向均匀分布。第一级转子叶盘1通过平键19安装在核心转动轴八段11上面。
[0010]整流锥2使来流沿周向均匀分布，方便进气均匀，起到整流的作用。整流锥2和第一级转子叶盘1直接相接触。整流锥2通过螺纹安装在核心转动轴八段11上面，为了保持整流锥2和核心转动轴4段11紧密接触，在核心转动轴4段11的断面有螺纹孔，使用螺钉18将整流锥2和核心转动轴八段11紧固。为了减轻重量，整流锥7的内部设计成空腔，内部结构示意如附图5所示。
[0011]第一级静子叶盘3的叶片沿核心转动轴八段11周向均匀分布，第一级静子叶盘3的叶片和风机外壳八段6固连。第一级静子叶盘3的叶片设计成弯扭型的，弯扭型的叶片使得流入第一级静子叶盘3的叶片通道的气流攻角为0。。第一级静子叶盘3通过双排圆锥滚子轴承20和双排圆锥滚子轴承22安装在核心转动轴4段11上面。双排圆锥滚子轴承20和双排圆锥滚子轴承22之间有套筒八21。第一级静子叶盘3和第一级转子叶盘1有1111111到宽的间隙，目的是使得对旋式通风机正常工作时，第一级转子叶盘1能够正常旋转而不会和第一级静子叶盘3产生接触摩擦。第一级静子叶盘3的作用是改变流过其自身的气流的流动方向，最终使得气流以0°攻角流入第二级转子叶盘4。
[0012]第二级转子叶盘4的旋转方向和第一级转子叶盘1的旋转方向相反。第二级转子叶盘4的叶盘内侧是一圈斜齿轮纹路。存在三个小齿轮14周向均匀分布在第二级转子叶盘4内侧，三个小齿轮14都是斜齿轮。在三个小齿轮14中间、与三个小齿轮14啮合的是与核心转动轴八段11 一体加工制造的大齿轮15，大齿轮15是斜齿轮。如附图3和附图4所示，通过大齿轮15和三个小齿轮14的啮合传动、三个小齿轮14与第二级转子叶盘4的啮合传动，最终使得第二级转子叶盘4的旋转方向与核心转动轴八段11旋转方向相反。第二级转子叶盘4对气流进一步加速。第一级转子叶盘1与第二级转子叶盘4的转速比的大小由齿轮转动比的大小决定。
[0013]第二级静子叶盘5的叶片设计与第一级静子叶盘3的叶片设计原理相同，第二级静子叶盘5的叶片和新型对旋式通风机的风机外壳8段9固连。第二级静子叶盘5的叶片设计成弯扭型的，弯扭型的叶片使得流入第二级转子叶盘4的叶片通道的气流攻角为0°。如附图5所示，第二级静子叶盘5通过双排圆锥滚子轴承26和双排圆锥滚子轴承29安装在核心转动轴A段11上面。双排圆锥滚子轴承26和双排圆锥滚子轴承29之间有套筒B27。气流经过第二级静子叶盘5以后以轴向方向通过新型对旋式通风机。
[0014]在第一级静子叶盘3和第二级静子叶盘5上面沿着周向均匀分布有三对轴承孔，里面分别安装有三对双排圆锥滚子轴承23和圆锥滚子轴承24。
[0015]如附图5所示，在第一级静子叶盘3上面有轴承孔，里面安装有双排圆锥滚子轴承23，与第一级静子叶盘3对应，第二级静子叶盘5上面有轴承孔，里面安装有双排的圆锥滚子轴承24。小齿轮14的小齿轮轴25的两端固定在双排圆锥滚子轴承23和双排的圆锥滚子轴承24里面。三个小齿轮14都应用同样的方法沿着核心转动轴A段11周向固定在第一级静子叶盘3和第二级静子叶盘5之间，并且由于双排圆锥滚子轴承23和圆锥滚子轴承24在各自对应孔径里面的轴向固定作用以及小齿轮轴25的轴肩的轴向固定作用，三个小齿轮14在新型对旋式通风机里面轴向固定。斜齿轮啮合的设计方案使得第二级转子叶盘4在新型对旋式通风机里面轴向固定。第二级转子叶盘4与第一级静子叶盘3和第二级静子叶盘5都有1_到2_的间隙，目的是使得新型对旋式通风机正常工作时，第二级转子叶盘4能够正常旋转而不会和第一级静子叶盘3和第二级静子叶盘5产生接触摩擦。
[0016]如附图5所示，叶盘端盖28与第二级静子叶盘5之间用4个沿核心转动轴A段11周向均匀分布的螺钉连接，叶盘端盖28可以起到防尘作用，延长圆锥滚子轴承29的使用寿命O
[0017]核心转动轴A段11与核心转动轴B段13之间通过联轴器7连接，核心转动轴B段13就是电动机8的转子轴。
[0018]支撑板10将电动机8固定在新型对旋式通风机内部。支撑板10 —共有三个，周向均匀固定在风机外壳B段9上。
[0019]风机外壳A段6与风机外壳B段9之间通过螺钉12连接。一共有6个螺钉12沿新型对旋式通风机外壳周向均匀分布。
[0020]如附图I所示,沿着新型对旋式通风机进口气流流动方向观察，电动机8逆时针转动，带动第一级转子叶盘I逆时针转动、第二级转子叶盘4顺时针转动。
[0021]如附图5所示，在核心转动轴A段11上面、双排圆锥滚子轴承22的左端面处以及圆锥滚子轴承26的右端面处都有轴肩，设计轴肩的作用是给新型对旋式通风机的安装提供轴向定位。
[0022]如附图4所示，为了保证在新型对旋式通风机运行过程中第二级转子叶盘4的旋转中心和核心转动轴A段11的旋转中心能够完好重合，将核心转动轴A段11上面的大齿轮15有强磁性，而三个小齿轮14不带有磁性，同时第二级转子叶盘内孔16的内齿轮带有强磁性。保证核心转动轴A段11上面的大齿轮15与第二级转子叶盘内孔16的内齿轮的磁性相反，依靠磁力互斥作用使得新型对旋式通风机工作过程中，核心转动轴A段11旋转轴线与第二级转子叶盘4的旋转轴线能够保持重合。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果是：对旋技术的应用使得整个新型对旋式通风机受到的气动轴向力变小，减小了支撑机构需要承受的轴向力，减小了支撑机构的结构复杂性，可以显著增长通风机的使用寿命；其次，使用单部电动机带动通风机运转，相比使用两部电动机的普通对旋式通风机降低了投入成本；最后，两级静子叶盘的使用使得气流可以在两个转子叶栅通道内实现大弯度变向，这样可以对气流做更多的功，降低了转子之间耦合的难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图I为新型对旋通风机整体效果图；
[0025]图2为新型对旋通风机内部结构示意图；
[0026]图3为新型对旋通风机第一、二级转子叶盘效果图；
[0027]图4为新型对旋通风机第二级转子叶盘与核心转动轴齿轮连接图；
[0028]图5为新型对旋通风机内部支撑结构示意图。
[0029]对于图中标号的说明：第一级转子叶盘I、整流锥2、第一级静子叶盘3、第二级转子叶盘4、第二级静子叶盘5、风机外壳A段6、联轴器7、电动机8、风机外壳B段9、支撑板
10、核心转动轴A段11、螺钉12、核心转动轴B段13、小齿轮14、大齿轮15、第二级转子叶盘内孔16、小齿轮轴17、螺钉18、平键19、双排圆锥滚子轴承20、套筒A21、双排圆锥滚子轴承
22、双排圆锥滚子轴承23、圆锥滚子轴承24、小齿轮轴25、圆锥滚子轴承26、套筒B27、叶盘端盖28、圆锥滚子轴承29。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
[0031]新型对旋式通风机主要用于矿井、大型工厂、隧道、冷却塔、船舶和建筑物等需要通风、排尘和冷却的场合，特别是需要提供高压气流的场合。
[0032]对于新型对旋式通风机，依据设计图纸，制造此种对旋式通风机的企业在将各种零部件都生产出以后，按照以下步骤进行安装：
[0033]I.如附图5所示，将双排圆锥滚子轴承26安装在核心转动轴A段11上，双排圆锥滚子轴承26右端面和核心转动轴A段11的轴肩接触。将套筒B27从核心转动轴A段11的左端套入轴中，使套筒B27和双排圆锥滚子轴承26的左端面接触，然后将双排圆锥滚子轴承29从核心转动轴A段11左端套在核心转动轴A段11上面，双排圆锥滚子轴承29和套筒B27接触。
[0034]2.如附图5所示，将叶盘端盖28用4个螺钉连接在第二级静子叶盘5上面。
[0035]3.将核心转动轴A段11从第二级静子叶盘5的右端装入第二级静子叶盘5中的孔中直至双排圆锥滚子轴承29的左端面和叶盘端盖28的右边缘相接触。
[0036]4.将双排圆锥柱滚子轴承22和双排圆锥滚子轴承23安装在小齿轮轴17两侧，小齿轮轴17两侧的轴承断面分别和小齿轮轴17两侧的轴肩接触。如此在另外两个同样的小齿轮14的小齿轮轴17上面安装上圆锥滚子轴承。
[0037]5.如附图5所示，将三个小齿轮14装入第一级静子叶盘3对应的三个孔中。
[0038]6.依次将双排圆锥滚子轴承22、套筒A21和双排圆锥滚子轴承20从核心转动轴A段11的左端套在核心转动轴A段11上面。双排圆锥滚子轴承22、套筒A21和双排圆锥滚子轴承20接触。双排圆锥滚子轴承22的左端面和核心转动轴A段11轴肩接触。
[0039]7.将第二级转子叶盘4套在三个小齿轮14外侧，使得齿轮全部啮合完好。[0040]8.如附图5所示，将核心转动轴八段11从第一级静子叶盘3的左端装入第一级静子叶盘3中。在装入的过程中，保证三个小齿轮轴17的左端对准第二级静子叶盘5上面三个对应的孔，直至第一级静子叶盘3与第二级转子叶盘4之间、第二级转子叶盘4与第二级静子叶盘5之间的间隙适应，核心转动轴八段11能在第一级静子叶盘3、第二级转子叶盘4和第二级静子叶盘5之中平稳转动。
[0041]9.如附图2所示，将风机外壳4段6与风机外壳8段9之间通过螺钉12连接。
[0042]10.如附图5所示，用平键19将第一级转子叶盘1从核心转动轴八段11的右端固定在核心转动轴八段11上面，使得第一级转子叶盘1与第一级静子叶盘3之间的间隙为
1麵到2麵之间。
[0043]11.将整流锥2旋在核心转动轴八段11的右端，使得整流锥2与第一级转子叶盘1紧紧接触。保证在新型对旋式通风机正常工作过程中，整流锥2与第一级转子叶盘1保持相对静止。
[0044]并使用螺钉18将整流锥2和核心转动轴八段11紧固。
[0045]12.如附图2所示，通过支撑板10的间隙，将联轴器7安装在核心转动轴八段11
的左端。
[0046]13.将电动机8安装在支撑板10上，将核心转动轴8段13与联轴器7连接起来。
[0047]14.紧固各个螺钉，保证手动拨动第一级转子叶盘1时，新型对旋式通风机的所有转动件可以平稳转动。
[0048]在具体应用新型对旋式通风机时，可以根据客户对于通风机的功率以及风机应用场合对于噪声的要求等条件来提供适合客户转速比的新型对旋式通风机。当客户购买到对旋通风机以后，实施以下操作步骤:
[0049]1.在对旋式通风机气流进口方向加上隔尘网，以防止大颗粒灰尘以及异物进入通风机将通风机叶片打坏，损坏新型对旋式通风机。
[0050]2.客户将购买的新型对旋式通风机安装好之后，保证电动机8可靠接地。然后，给电动机8通电，核心转动轴八段11沿着进气方向逆时针转动，核心转动轴八段11的转动带动第一级转子叶盘1和小齿轮14转动；三个小齿轮14带动第二级转子叶盘4沿进气方向顺时针方向转动。
[0051]3.将调试的结果数据与厂房监测数据进行对比以确定适合通风机工作的电机转速，方便掌握通风机以后的工作情况。
[0052]这样，经过这几个步骤，对旋通风机就可以正常使用。
【权利要求】
1.一种新型对旋式通风机，其特征在于：公开了一种利用转子叶盘对旋压缩气体的原理来抽吸空气的通风机机构，由第一级转子叶盘I、整流锥2、第一级静子叶盘3、第二级转子叶盘4、第二级静子叶盘5、风机外壳A段6、联轴器7、电动机8、风机外壳B段9、支撑板10、核心转动轴A段11、螺钉12、核心转动轴B段13、小齿轮14、大齿轮15、第二级转子叶盘内孔16、小齿轮轴17、螺栓18、平键19、双排圆柱滚子轴承20、套筒A21、双排圆柱滚子轴承22、双排圆柱滚子轴承23、圆柱滚子轴承24、小齿轮轴25、圆柱滚子轴承26、套筒B27、叶盘端盖28、圆柱滚子轴承29组成。
2.根据权利要求I所述的一种新型对旋式通风机，其特征在于：气流首先流过第一级转子叶盘I被加速，再流过第一级静子叶盘3，气流流经第一级静子叶盘3后，以0°攻角进入第二级转子叶盘4被进一步加速，之后气流流经第二级转子叶盘4后被排出。
3.根据权利要求I所述的一种新型对旋式通风机，其特征在于：第一级转子叶盘I与第二级转子叶盘4的旋转方向相反，两级转子叶盘的转速比的大小由齿轮传动比的大小决定。
4.根据权利要求I所述的一种新型对旋式通风机，其特征在于：应用一部电动机带动整个旋转机构的旋转，并且电动机由支撑板固定，第一级静子叶盘3和第二级静子叶盘5都固定在新型对旋式通风机外壳上。
【文档编号】F04D25/08GK103835971SQ201410097981
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】胡小全, 杨俊凯 申请人:胡小全, 杨俊凯