專利名稱：具有可調進口導葉的對旋軸流風機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對旋軸流風機，尤其涉及一種具有可調進口導葉的對旋軸流風機。
背景技術：
對旋式軸流風機是我國煤礦井下、鐵路和公路隧道工程中廣泛使用的通風設備，它尺寸緊湊，便于運輸和安裝，而且可以達到高風壓和高效率，此外，相對一般多級軸流風機，對旋軸流風機反轉反風性能也非常突出。但是，隨著對旋風機使用場合，如煤礦井下、鐵路和公路隧道挖掘工作的進行，風機所對應的管網(wǎng)阻力一直在發(fā)生變化，這將導致風機工作點的變動，尤其在管網(wǎng)阻力變化較大的時候，風機將工作在效率很低的工況點，這就需要對風機的性能作一定的調節(jié)。
目前，對旋軸流風機的流量—壓力性能曲線的調節(jié)有許多方法。以目前礦井通風主扇為例，現(xiàn)在常采用的是關停一臺電機，讓對旋風機單臺運行，這種方法將導致風機運行效率下降30％多；也有的方法是先去掉后級動葉，在擴壓筒內加上一排導葉，這種方法一般也將導致風機效率下降10％多。一般礦井主扇所需要的單臺電機從100多千瓦到1000多千瓦，而且都是常年運行，我們以100KW為例，風機效率下降15％，每小時就多消耗15度，一年多耗掉的電費就是非常可觀的數(shù)字。況且，對于大型的對旋礦井主扇而言，在現(xiàn)場去掉后級動葉而加上一排導葉的工作是非常困難和浪費設備資金的；其他方法還有減少對旋風機兩級動葉上的葉片數(shù)，或先停機然后手動改變兩級動葉上的動葉安裝角，這些方法都需要在風機運行現(xiàn)場對風機葉輪進行改動，實行起來非常困難，所以，現(xiàn)在礦井中對旋風機對其性能的調節(jié)還多是采用關停第二級電機的方法，無法挽回效率下降所導致的損失；其他調節(jié)效率高的方法還有通過改變兩級動葉轉子的旋轉速度的方法改變風機性能曲線，但是，這需要通過大功率電機變頻器調節(jié)風機轉速，而目前大功率電機變頻器的價格偏高。

發(fā)明內容
為了解決上述各種對旋軸流風機進行流量—壓力性能曲線調節(jié)不便的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種具有可調進口導葉的對旋軸流風機，能夠簡單、高效的對對旋軸流風機的性能曲線進行調節(jié)。
本發(fā)明所采用的技術方案是，具有可調進口導葉的對旋軸流風機，包括集風器，集風器與第一級風機外筒、第二級風機外筒和擴散筒順序連接，集風器與第一級風機外筒、第二級風機外筒和擴散筒組成的殼體內，第一級電機、第一級動葉、第二級動葉和第二級電機順序設置，第一級電機和第二級電機分別由第一級風機內筒和第二級風機內筒支撐，第一級風機內筒連接整流罩，第二級風機內筒連接整流體，第一級動葉前面、第一級風機內筒和第一級風機外筒之間安裝可調進口導葉，可調進口導葉可以在其原始安裝角度的正負30°內轉動。
本發(fā)明較佳的技術方案可以把可調進口導葉的形狀作成機翼型或普通單板葉型。
還可以把可調進口導葉作成內部中空的機翼形狀，作為電機的散熱通道。
本發(fā)明的有益效果是由于在對旋軸流風機的第一級動葉前加裝了可調進口導葉，使得風機的性能曲線調節(jié)范圍大、調節(jié)的效率高，以適應運行工況的要求，而且調節(jié)結構簡單，此外，由于可調進口導葉是靜止部件，其轉動結構非常容易實現(xiàn)，可以實現(xiàn)風機運行中調節(jié)。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是第一級動葉平均半徑處流量減小時的速度三角形變化的對比圖，其中圖2a沒有可調進口導葉的情況，圖2b具有可調進口導葉的情況。
圖1中，1.集風器，2.整流罩，3.第一級風機內筒，4.第一級電機，5.可調進口導葉，6.第一級動葉，7.第二級動葉，8.第二級電機，9.第二級風機內筒，10.整流體，11.第一級風機外筒，12.第二級風機外筒，13.擴散筒。
圖2中，虛線是流量減小的情況，實線是設計流量的情況，W1.相對進口氣流速度，W2.相對出口氣流速度，C1.絕對進口氣流速度，C2.絕對出口氣流速度。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的結構和工作原理作詳細說明。
參見圖1，具有可調進口導葉的對旋軸流風機，包括集風器1，集風器1與第一級風機外筒11、第二級風機外筒12和擴散筒13順序連接，集風器1與第一級風機外筒11、第二級風機外筒12和擴散筒13組成的殼體內，第一級電機4、第一級動葉6、第二級動葉7和第二級電機8順序設置，第一級電機4和第二級電機8分別由第一級風機內筒3和第二級風機內筒9支撐，第一級風機內筒3連接整流罩2，第二級風機內筒9連接整流體10，第一級動葉6前面、第一級風機內筒3和第一級風機外筒11之間安裝可調進口導葉5，可調進口導葉5可以在其原始安裝角度的正負30°內轉動，可調進口導葉的形狀為機翼型。
軸流風機工作時，第一級電機4和第二級電機8的相對轉動帶動第一級動葉6和第二級動葉7的相對運轉，氣流經(jīng)集風器1和整流罩2的整理，以均勻的流場方式流經(jīng)可調進口導葉5，當可調進口導葉5旋轉時，將對氣流進行調節(jié)。當氣流發(fā)生更大的負預旋時，風機最高效率點將向大壓力、大流量方向變化，而當氣流發(fā)生正預旋時，風機最高效率點將向小壓力、小流量方向遷移。進口氣流以可調進口導葉5規(guī)定的流場速度和氣流角度的分布進入第一級動葉6，氣流經(jīng)過第一級動葉6后，氣流的壓力、速度和方向均有較大的變化，然后經(jīng)過第二級動葉7，氣流的全壓達到最大，氣流不再獲得外部的加功，而是在整流體10所在的擴散筒13內減速增壓，按設計的壓力和流量流出風機。當流量減小時，扭動可調進口導葉5的角度，可調進口導葉5可以使進口氣流沿著葉輪旋轉的方向作一定的偏轉，這樣，進口相對氣流的速度方向就可以基本保證與設計流量時的一樣，所以，進口相對氣流沖角變化比沒有導葉調節(jié)的小很多，因此，動葉內流動損失就大大減小，風機效率可以保持在較高水平，此外通過第一級動葉6所發(fā)生的氣流偏轉也相對小很多，這樣，具有可調進口導葉5的對旋軸流風機第一級動葉6的效率將基本保持不變，而作功將大大下降，達到高效調節(jié)軸流風機性能曲線的目的。
圖2的a和b顯示的是沒有可調進口導葉和具有可調進口導葉的流量對比，由圖2a可以看到，當流量減小時，C1將減小，但是方向沒有變化，此時，由于風機轉速保持不變，所以，相對進口速度W1的大小和方向發(fā)生了較大的變化，導致第一級動葉的氣體進口沖角迅速增大，損失增加，效率降低，由于葉片的出口角度基本不隨著沖角變化，故W2的方向基本不變，所以，風機的作功能力也增加，總的結果就是，風機的效率下降，壓力上升；而圖2b顯示的是具有可調進口導葉的情況，在流量減小的時候，第一級動葉的來流速度的方向可以按正預旋方向偏轉，即與葉輪旋轉方向一致，這樣，相對進口速度W1的大小發(fā)生了較大的變化，而方向基本沒有變化，所以第一級動葉的氣體進口沖角基本不變，損失和效率就基本不變，由于葉片的出口角度基本不隨著沖角變化，故W2的方向基本不變，所以W1、W2的周向分速度的差值迅速下降，也即風機的作功能力明顯下降，總的結果就是，風機的效率基本保持不變，壓力下降。
由于可調進口導葉5安裝在第一級風機內筒3上，不用使電機停止，就可以扭動可調進口導葉5到合適的角度，達到調節(jié)的目的。
權利要求
1.一種具有可調進口導葉的對旋軸流風機，包括集風器(1)，集風器(1)與第一級風機外筒(11)、第二級風機外筒(12)和擴散筒(13)順序連接，集風器(1)與第一級風機外筒(11)、第二級風機外筒(12)和擴散筒(13)組成的殼體內，第一級電機(4)、第一級動葉(6)、第二級動葉(7)和第二級電機(8)順序設置，第一級電機(4)和第二級電機(8)分別由第一級風機內筒(3)和第二級風機內筒(9)支撐，第一級風機內筒(3)連接整流罩(2)，第二級風機內筒(9)連接整流體(10)，其特征在于，所說的第一級動葉(6)前面、第一級風機內筒(3)和第一級風機外筒(11)之間安裝可調進口導葉(5)，可調進口導葉(5)可以在其原始安裝角度的正負30°內轉動。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有可調進口導葉的對旋軸流風機，其特征在于，所說的可調進口導葉(5)為機翼型或普通單板葉型。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有可調進口導葉的對旋軸流風機，其特征在于，所說的可調進口導葉(5)為內部中空的機翼形狀。
全文摘要
一種具有可調進口導葉的對旋軸流風機，包括集風器，集風器與第一級風機外筒、第二級風機外筒和擴散筒順序連接，第一級電機、第一級動葉、第二級動葉和第二級電機順序設置，電機由內筒支撐，第一級風機內筒上安裝可調進口導葉，可調進口導葉可以在其原始安裝角度的正負30°內轉動。經(jīng)集風器和整流罩整理的氣流流經(jīng)可調進口導葉時，可調進口導葉對氣流進行扭轉預旋，然后氣流以可調進口導葉規(guī)定的流場速度和氣流角度的分布先后進入第一級動葉、第二級動葉和整流體，按設計的壓力和流量流出風機。由于加裝了可調進口導葉，使得風機的性能曲線調節(jié)范圍大、調節(jié)效率高，而且調節(jié)結構簡單，可以實現(xiàn)風機運行中調節(jié)。
文檔編號F04D29/40GK1614242SQ20041007332
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權日2004年11月29日
發(fā)明者李景銀 申請人:西安交通大學