一种高速风机装置及其气力抽吸设备的制作方法

1.本实用新型涉及气力抽吸设备技术领域，特别涉及一种高速风机装置气力抽吸设备。


背景技术：

2.气力抽吸装备广泛用于城市管道以及沟槽的挖掘和施工维护、铁路施工维护、石油管道抢修、易燃及危化污染物清除、工业废料清理等应急救援领域。其工作原理是依靠负压风机在吸管内产生高速气流，将大粒径固体颗粒输送到箱体内，由于输送距离远，需要负压风机产生高真空度气流。在现有技术中，通常将两个离心风机串联使用，但是其存在体积大、重量大、工作效率低、且高速风机在高压小流量下会出现工作不稳定的情况，高速风机惯性大，在启动时出现不平稳现象等缺陷。


技术实现要素：

3.为此，需要提供一种高速风机装置气力抽吸设备，用于解决在现有技术中，气力抽吸设备通常将两个离心风机串联使用，但是其存在体积大、重量大、工作效率低等缺陷，且高速风机在高压小流量下会出现工作不稳定的情况，高速风机惯性大，在启动时出现不平稳现象等的技术问题。
4.为实现上述目的，发明人提供了一种高速风机装置，包括风机、增速动力源以及防喘振机构；
5.所述风机设置于所述增速动力源一侧，所述增速动力源与所述风机传动连接，所述增速动力源用于驱动风机的叶轮高速旋转；
6.所述防喘振机构设置于所述风机上，所述防喘振机构用于防止所述风机喘振。
7.作为本实用新型的一种优选结构，所述增速动力源包括动力机构以及增速机构，所述动力机构设置于所述增速机构一侧，所述动力机构与所述增速机构传动连接，所述动力机构用于向所述增速机构提供动力；
8.所述风机设置于所述增速机构一侧，所述增速机构与所述风机传动连接，所述增速机构用于驱动风机的叶轮高速旋转。
9.作为本实用新型的一种优选结构，所述增速机构包括低速轴、内齿轮、行星轮、太阳轮以及高速轴，所述内齿轮套设于所述低速轴上，所述内齿轮与所述行星轮啮合连接，所述太阳轮与所述行星轮啮合连接，所述高速轴与所述太阳轮浮动连接。
10.作为本实用新型的一种优选结构，所述风机包括叶轮，所述叶轮套接于所述高速轴上，所述高速轴用于驱动所述叶轮高速旋转。
11.作为本实用新型的一种优选结构，所述风机还包括涡壳、导流筒、进风口以及出风口；
12.所述涡壳套设于所述叶轮外，所述导流筒设置于所述涡壳一侧；
13.所述进风口设置于所述导流筒上，所述出风口设置于所述涡壳上。
14.作为本实用新型的一种优选结构，所述高速风机装置还包括控制机构，所述防喘振机构与所述控制机构电连接，所述控制机构用于控制高速风机装置的运行。
15.作为本实用新型的一种优选结构，所述防喘振机构包括连接管、控制开关以及负压传感器；
16.所述连接管一端与所述导流筒连接，所述连接管另一端与所述控制开关连接，所述负压传感器设置于所述连接管上；
17.所述控制开关与所述控制机构电连接，所述负压传感器与所述控制机构电连接。
18.作为本实用新型的一种优选结构，所述高速风机装置还包括润滑系统，所述润滑系统设置于所述增速机构上，所述润滑系统用于冷却所述增速机构。
19.作为本实用新型的一种优选结构，所述高速风机装置还包括阻风门机构，所述阻风门机构设置于所述风机上，所述阻风门机构用于减少所述风机启动的阻力。
20.区别于现有技术，上述技术方案的有益效果为：本实用新型的高速风机装置，包括风机、增速动力源以及防喘振机构；所述风机设置于所述增速动力源一侧，所述增速动力源与所述风机传动连接，所述增速动力源用于驱动风机的叶轮高速旋转；所述防喘振机构设置于所述风机上，所述防喘振机构用于防止所述风机喘振。本实用新型的高速风机装置，增速动力源向风机提供动力，增速动力源用于驱动风机的叶轮高速旋转，提高叶轮转速，可降低叶轮直径和宽度，因此可大幅减少风机的外形尺寸，减少风机的体积以及重量，且提高了工作效率。通过防喘振机构可防止风机在高压小流量下出现工作不稳定的情况，防止风机喘振。
21.为实现上述目的，发明人还提供了一种气力抽吸设备，包括如上述发明人提供的任意一项所述高速风机装置。
22.区别于现有技术，上述技术方案的有益效果为：本实用新型的气力抽吸设备，其中高速风机装置的增速动力源向风机提供动力，增速动力源用于驱动风机的叶轮高速旋转，提高叶轮转速，可降低叶轮直径和宽度，因此可大幅减少风机的外形尺寸，减少风机的体积以及重量，且提高了工作效率。通过防喘振机构可防止风机在高压小流量下出现工作不稳定的情况，防止风机喘振。
23.上述实用新型内容相关记载仅是本技术技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
24.附图仅用于示出本技术具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本技术的限制。
25.在说明书附图中：
26.图1为具体实施方式所述高速风机装置的结构示意图之一；
27.图2为具体实施方式所述高速风机装置的剖视图之一；
28.图3为具体实施方式所述高速风机装置的结构示意图之二；
29.图4为具体实施方式所述高速风机装置的剖视图之二；
30.图5为具体实施方式所述高速风机装置的结构示意图之三。
31.上述各附图中涉及的附图标记说明如下：
32.1、增速机构，
33.11、法兰，
34.12、低速轴，
35.13、内齿轮，
36.14、行星轮，
37.15、太阳轮，
38.16、高速轴，
39.17、高速轴承组件，
40.2、风机，
41.21、叶轮，
42.22、涡壳，
43.221、出风口
44.23、导流筒，
45.231、进风口，
46.3、润滑系统，
47.31、油泵，
48.32、驱动机构，
49.321、壳体，
50.322、驱动齿，
51.323、过渡齿，
52.324、第一齿轮，
53.33、油管，
54.34、喷嘴，
55.4、防喘振机构，
56.41、负压传感器，
57.42、控制开关，
58.43、连接管，
59.5、阻风门机构，
60.51、调节开关，
61.52、拨叉轴，
62.53、气缸。
具体实施方式
63.为详细说明本技术可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
64.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本技术中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
65.除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本技术所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本技术。
66.在本技术的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，表示：存在a，存在b，以及同时存在a和b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
67.在本技术中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
68.在没有更多限制的情况下，在本技术中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
69.与《审查指南》中的理解相同，在本技术中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。
70.在本技术实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
71.除非另有明确的规定或限定，在本技术实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本技术所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本技术实施例中的具体含义。
72.请参阅图1至图5，本实施例涉及一种高速风机2装置，在本实施例中的高速风机2装置应用于应急救援的气力抽吸设备技术领域，在其他实施例中，高速风机2装置也可以用
于其他技术领域。具体的，在本实施例中，如图1至图5所示，高速风机2装置包括风机2、增速动力源以及防喘振机构4；所述风机2设置于所述增速动力源一侧，所述增速动力源与所述风机2传动连接，所述增速动力源用于驱动风机2的叶轮21高速旋转；所述防喘振机构4设置于所述风机2上，所述防喘振机构4用于防止所述风机2喘振。
73.具体的，在本实施例中的高速风机2装置，增速动力源向风机2提供动力，增速动力源用于驱动风机2的叶轮21高速旋转，提高叶轮21转速，可降低叶轮21直径和宽度，因此可大幅减少风机2的外形尺寸，减少风机2的体积以及重量，且提高了工作效率。通过防喘振机构4可防止风机2在高压小流量下出现工作不稳定的情况，防止风机2喘振。
74.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述增速动力源包括动力机构以及增速机构1，所述动力机构设置于所述增速机构1一侧，所述动力机构与所述增速机构1传动连接，所述动力机构用于向所述增速机构1提供动力；具体的，在本实施例中，动力机构可以选用发动机，在其他实施例中还可以选用柴油机等。所述风机2设置于所述增速机构1一侧，所述增速机构1与所述风机2传动连接，所述增速机构1用于驱动风机2的叶轮21高速旋转。具体的，在本实施例中的高速风机2装置，动力机构向增速机构1提供动力，增速机构1用于驱动风机2的叶轮21高速旋转，提高叶轮21转速，可降低叶轮21直径和宽度，因此可大幅减少风机2的外形尺寸，减少风机2的体积以及重量，且提高了工作效率。
75.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，增速机构1选用行星增速机。所述增速机构1包括低速轴12、内齿轮13、行星轮14、太阳轮15以及高速轴16，动力机构通过与低速轴12连接的法兰11输入，动力机构的输出轴与低速轴12传动连接，所述内齿轮13套设于所述低速轴12上，所述内齿轮13与所述行星轮14啮合连接，所述太阳轮15与所述行星轮14啮合连接，从而驱动太阳轮15高速旋转，所述高速轴16与所述太阳轮15浮动连接，从而带动高速轴16高速旋转。需要说明的是，本实施例的增速机构1的结构并不局限于此，本领域技术人员可以根据本实施例的教导选择其他的合适的增速机构1。
76.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述增速机构1还包括高速轴承组件17，所述高速轴承组件17套设于所述高速轴16上。具体的，在本实施例中，所述低速轴12、所述太阳轮15以及所述高速轴16同轴设置。
77.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述风机2包括叶轮21，所述叶轮21套接于所述高速轴16上，具体的，在本实施例中，叶轮21为半开放式整体叶轮21；所述高速轴16用于驱动所述叶轮21高速旋转，提高叶轮21转速，可降低叶轮21直径和宽度，因此可大幅减少风机2的外形尺寸，减少风机2的体积以及重量，且提高了工作效率。
78.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述风机2还包括涡壳22、导流筒23、进风口231以及出风口221，所述涡壳22套设于所述叶轮21外，所述导流筒23设置于所述涡壳22一侧。所述进风口231设置于所述导流筒23上，所述出风口221设置于所述涡壳上。具体的，在本实施例中，气流从导流筒23的进风口231流入，经过叶轮21加速后，从涡壳22的出风口221流出。具体的，在本实施例中的高速风机2装置，根据流体力学原理，风机2全压与叶轮21转速的平方成正比，流量与转速的一次方成正比，因此，提高叶轮21转速，可降低叶轮21直径和宽度。在本实施例中的风机2转速高达11000rpm，是工业风机转速的3～5倍，因此可大幅减少风机2的外形尺寸，减少风机2的体积以及重量，且提高了工作效率。需要说明的是，本实施例的风机2的结构并不局限于此，本领域技术人员可以根据本实施例的教导选择
其他的合适的风机2。
79.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述高速风机2装置还包括控制机构，所述防喘振机构4与所述控制机构电连接，所述控制机构用于控制高速风机2装置的运行。具体的，在本实施例中，控制机构的控制器选用plc控制器。
80.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述防喘振机构4包括连接管43、控制开关42以及负压传感器41，所述连接管43一端与所述导流筒23的进风口231连接，所述连接管43另一端与所述控制开关42连接，所述负压传感器41设置于所述连接管43上。所述控制开关42与所述控制机构电连接，所述负压传感器41与所述控制机构电连接。优选的，在本实施例中，控制开关42选用电动阀门，电动阀门与控制机构电连接，通过控制机构控制打开或关闭电动阀门。需要说明的是，本实施例的防喘振机构4的结构并不局限于此，本领域技术人员可以根据本实施例的教导选择其他的合适的防喘振机构4。
81.具体的，在本实施例中的高速风机2装置，控制开关42(电动阀门)为常闭状态，当负压传感器41感知到风机2入口的压力低于设定值(-45kpa)时，负压传感器41向控制机构发送一个电信号，控制机构收到电信号后，进行反馈处理后，控制机构控制开启控制开关42，从而防止风机2发生喘振。当负压传感器41感知到风机2入口压力高于设定值(-40kpa)时，负压传感器41向控制机构发送一个电信号，控制机构收到电信号后，进行反馈处理后，控制机构控制关闭控制开关42。从而保证风机2稳定运行。
82.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述高速风机2装置还包括润滑系统3，所述润滑系统3设置于所述增速机构1上，所述润滑系统3用于冷却所述增速机构1的高速轴承组件17。
83.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述润滑系统3包括驱动机构32以及润滑部件，所述驱动机构32与所述润滑部件连接，所述驱动机构32用于驱动所述润滑部件喷出油液冷却所述高速轴承组件17。
84.具体的，在本实施例中，如图1至图5所示，所述驱动机构32与所述低速轴12连接，所述驱动机构32包括第一齿轮324、过渡齿323、驱动齿322以及壳体321，所述驱动齿322设置于所述壳体321内，所述第一齿轮324与所述低速轴12通过螺栓固定连接，所述过渡齿323与所述第一齿轮324啮合连接，所述驱动齿322与所述过渡齿323啮合连接。
85.具体的，在本实施例中，如图1至图5所示，所述润滑部件包括油泵31、油管33以及喷嘴34，所述驱动齿322与所述油泵31连接，通过驱动齿322驱动油泵31，所述油泵31与所述喷嘴34通过所述油管33连接，所述喷嘴34喷出油液用于冷却高速轴承组件17，通过喷嘴34喷出油液冷却高速轴承组件17。在其他实施例中，可以通过外接动力源带动驱动机构32驱动油泵31，然后喷嘴34喷出油液冷却高速轴承组件17。需要说明的是，本实施例的润滑系统3的结构并不局限于此，本领域技术人员可以根据本实施例的教导选择其他的合适的润滑系统3。
86.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，高速风机2装置还包括阻风门机构5，所述阻风门机构5设置于所述风机2上，所述阻风门机构5与所述控制机构电连接，所述阻风门机构5用于减少所述风机2启动的阻力。通过阻风门机构5可使风机2启动平稳，防止动力机构熄火。
87.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述阻风门机构5包括调节部件，所
述调节部件设置于涡壳22的出风口221上，所述调节部件用于调节打开出风口或关闭出风口221。具体的，在本实施例中，如图1至图5所示，由于高速风机2惯性大，为减少启动阻力，风机2启动前，通过调节部件调节关闭出风口221，当风机2稳定运转后，通过调节部件调节打开出风口，从而保证风机2顺利启动，使风机2启动平稳，防止发动机熄火。
88.进一步的，在某些实施例中，如图1至图5所示，所述调节部件包括调节开关51以及驱动件；所述调节开关51设置于涡壳22的出风口221上，所述调节开关51用于打开出风口221或关闭出风口221；驱动件设置于风机2上，所述驱动件用于驱动调节所述调节开关51。具体的，在本实施例中，如图1至图5所示，调节开关51选用蝶阀。由于高速风机2惯性大，为减少启动阻力，风机2启动前，通过驱动件驱动调节关闭调节开关51，从而关闭出风口，当风机2稳定运转后，通过调节件驱动调节打开调节开关51，从而打开出风口，从而保证风机2顺利启动，使风机2启动平稳，防止发动机熄火。
89.优选的，在本实施例中，如图1至图5所示，所述驱动部件包括气缸53以及拨叉轴52，所述气缸53一端与所述风机2连接，所述气缸53另一端与所述拨叉轴52连接，所述拨叉轴52与所述调节开关51连接。具体的，在本实施例中，如图1至图5所示，气缸53与控制机构电连接，控制机构控制气缸53的伸出或收回；在其他实施例中还可以用电缸或者油缸替换气缸53。需要说明的是，本实施例的阻风门机构5的结构并不局限于此，本领域技术人员可以根据本实施例的教导选择其他的合适的阻风门机构5。
90.具体的，在本实施例中的高速风机2装置，由于高速风机2惯性大，为减少启动阻力，风机2启动前，通过气缸53驱动拨叉轴52调节关闭调节开关51，从而关闭出风口，当风机2稳定运转后，通过气缸53驱动拨叉轴52调节打开调节开关51，从而打开出风口，从而保证风机2顺利启动，使风机2启动平稳，防止发动机熄火。
91.具体的，在本实施例中的高速风机2装置，动力机构向增速机构1提供动力，柴油机通过与低速轴12连接的法兰11输入，再通过内齿轮13以及行星轮14驱动太阳轮15高速旋转，太阳轮15与高速轴16浮动连接，高速轴16上套接有半开放式整体叶轮21，高速轴16驱动叶轮21高速旋转，叶轮21外套接有涡壳22，涡壳22前部连接有导流筒23，气流从导流筒23的进风口231流入，经过叶轮21加速后，从涡壳22的出风口221流出。根据流体力学原理，风机2全压与叶轮21转速的平方成正比，流量与转速的一次方成正比，因此，提高叶轮21转速，可降低叶轮21直径和宽度。在本实施例中的风机2转速高达11000rpm，是工业风机转速的3～5倍，效率高达88％，最大真空度可达45kpa，与相同流量和全压的串联式工业风机2相比，外形尺寸减少了60％，重量降低20％以上，因此可大幅减少风机2的外形尺寸，结构紧凑，减少风机2的体积以及重量，且提高了工作效率。通过防喘振机构4可防止风机2在高压小流量下出现工作不稳定的情况，防止风机2喘振。通过阻风门机构5可使风机2启动平稳，防止发动机熄火。
92.本实施例还涉及一种气力抽吸设备，包括上述实施例提供的任意一项所述高速风机2装置。具体的，在本实施例中的气力抽吸设备，其中高速风机2装置的动力机构向增速机构1提供动力，柴油机通过与低速轴12连接的法兰11输入，再通过内齿轮13以及行星轮14驱动太阳轮15高速旋转，太阳轮15与高速轴16浮动连接，高速轴16上套接有半开放式整体叶轮21，高速轴16驱动叶轮21高速旋转，叶轮21外套接有涡壳22，涡壳22前部连接有导流筒23，气流从导流筒23的进风口231流入，经过叶轮21加速后，从涡壳22的出风口221流出。根
据流体力学原理，风机2全压与叶轮21转速的平方成正比，流量与转速的一次方成正比，因此，提高叶轮21转速，可降低叶轮21直径和宽度。在本实施例中的风机2转速高达11000rpm，是工业风机转速的3～5倍，效率高达88％，最大真空度可达45kpa，与相同流量和全压的串联式工业风机2相比，外形尺寸减少了60％，重量降低20％以上，因此可大幅减少风机2的外形尺寸，结构紧凑，减少风机2的体积以及重量，且提高了工作效率。通过防喘振机构4可防止风机2在高压小流量下出现工作不稳定的情况，防止风机2喘振。通过阻风门机构5可使风机2启动平稳，防止发动机熄火。
93.最后需要说明的是，尽管在本技术的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本技术的专利保护范围。凡是基于本技术的实质理念，利用本技术说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本技术的专利保护范围之内。