技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及
通風(fēng)機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種用于熱態(tài)氣體的引風(fēng)機(jī)。
背景技術(shù)
[0002] 熱態(tài)氣體引風(fēng)機(jī)普遍用于工業(yè)爐窯的熱態(tài)氣體的輸送和排放。各種熔煉爐、
熱處理爐、加熱爐、
燒結(jié)爐、
鍋爐以及環(huán)保設(shè)備都可能用到熱態(tài)氣體的引風(fēng)機(jī)。
[0003] 由于上述熱態(tài)氣體的
溫度通常位于80℃以上，在
現(xiàn)有技術(shù)中，熱態(tài)氣體引風(fēng)機(jī)直接
接觸的氣體的溫度位于80℃到1000℃之間的范圍內(nèi)。因此，如何設(shè)計風(fēng)機(jī)
軸承的冷卻結(jié)構(gòu)和型式，如何保護(hù)
電機(jī)不因高溫?zé)龤?，以杜絕和減緩熱量對風(fēng)機(jī)軸承的影響，以及對風(fēng)機(jī)
傳動軸承的選擇，將是該類風(fēng)機(jī)設(shè)計能否成功的關(guān)鍵所在。
[0004]
專利文獻(xiàn)CN201273294公布的一種
水冷直聯(lián)耐高溫離心式通引風(fēng)機(jī)，包括
葉輪、機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口、金屬鑄件、直聯(lián)加長軸電機(jī)，直聯(lián)加長軸電機(jī)與機(jī)殼之間以金屬鑄件安裝連接；靠近風(fēng)機(jī)
外殼處在直聯(lián)加長軸電機(jī)的加長軸的
軸頭上安裝
散熱風(fēng)葉，靠近直聯(lián)加長軸電機(jī)處在加長軸上套裝軸承，且該軸承與金屬鑄件固定連接，軸承內(nèi)室由油封密封，且內(nèi)注
潤滑油；金屬鑄件預(yù)設(shè)空心腔，金屬鑄件的外壁上開設(shè)有與空心腔連通的進(jìn)、出水管
接口。該實(shí)用新型與現(xiàn)有的鍋爐引風(fēng)機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，維修維護(hù)方便，能很好地解決直聯(lián)風(fēng)機(jī)不耐溫、不耐蒸氣的技術(shù)難題，其性價比較高。同時，也解決了現(xiàn)有技術(shù)由于蒸氣量多導(dǎo)致蒸氣通過軸承
位置滲入電機(jī)內(nèi)部而
短路燒毀的問題。
[0005] 專利文獻(xiàn)CN202811407U公布的一種輸送熱態(tài)氣體的引風(fēng)機(jī)，包括引風(fēng)機(jī)殼體、葉輪與電機(jī)，所述電機(jī)的
輸出軸與引風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)的葉輪相連，所述電機(jī)殼體內(nèi)設(shè)有第一
冷卻水腔；所述引風(fēng)機(jī)殼體與電機(jī)殼體間設(shè)有電機(jī)輸出軸護(hù)套；所述電機(jī)輸出軸護(hù)套內(nèi)設(shè)有第二冷卻水腔；所述第一冷卻水腔與第二冷卻水腔相通；該實(shí)用新型的輸送熱態(tài)氣體的引風(fēng)機(jī)，熱態(tài)氣體的熱量通過電機(jī)的輸出軸傳導(dǎo)時，第一冷卻水腔與第二冷卻水腔會吸收熱態(tài)氣體的熱量，使得熱態(tài)氣體的熱量不易傳導(dǎo)到電機(jī)內(nèi)部，避免了電機(jī)因溫度過高而損壞，同時也避免了電機(jī)的電線因溫度過高短路而燒毀，從而避免了安全隱患的發(fā)生。
[0006] 然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，仍然存在一些無法克服的
缺陷，為了避免電機(jī)因溫度過高損壞，采取水冷保護(hù)。水冷保護(hù)必須有水冷軸承座、水源及
循環(huán)水泵，成本高、占用空間大，安裝位置受限制。本
申請旨在解決或至少一定程度上緩解現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
[0007] 本發(fā)明提出了一種用于熱態(tài)氣體的引風(fēng)機(jī)，所述引風(fēng)機(jī)包括：機(jī)殼、葉輪、葉輪
輪轂、
隔熱罩以及電機(jī)或電機(jī)驅(qū)動的傳動軸，所述葉輪輪轂固定或套接在由所述電機(jī)或電機(jī)驅(qū)動的傳動軸上，所述隔熱罩相隔一定間隙地包覆所述葉輪輪轂和傳動軸，在所述隔熱罩和所述葉輪輪轂的遠(yuǎn)離所述電機(jī)的端部之間形成了間隙，在所述葉輪輪轂上或者輪轂與軸之間設(shè)置有多個通道，所述通道從所述葉輪輪轂的朝向所述電機(jī)的端部延伸至所述間隙。本發(fā)明提供了一種自冷式引風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，隔熱罩與其包覆的輪轂和傳動軸之間的間隙內(nèi)形成
負(fù)壓，機(jī)殼外的冷空氣通過輪轂上的多個通道吸入間隙，對輪轂與傳動軸進(jìn)行冷卻，并對隔熱罩冷卻后進(jìn)入
風(fēng)機(jī)葉輪，輪轂上的多個通道與隔熱罩間隙因冷風(fēng)的通過，可同時起到隔熱的作用。對于中、低溫氣體小規(guī)格風(fēng)機(jī)，可省去軸承座，電機(jī)可以直聯(lián)。對于中、低溫大規(guī)格風(fēng)機(jī)，可省去水冷或風(fēng)扇冷卻。對于高溫氣體風(fēng)機(jī)，可以降低軸承座的溫度。本方案所帶來的最終有益效果是：通過輪轂處的特殊結(jié)構(gòu)減少熱態(tài)氣體的熱量向傳動
主軸方向的傳輸。
[0008] 在一個實(shí)施方式中，所述葉輪輪轂包括與所述傳動軸平行的
側(cè)壁和與所述傳動軸垂直的頂壁，所述通道從朝向所述電機(jī)一側(cè)的頂壁開始沿著所述側(cè)壁延伸至所述隔熱罩一側(cè)的頂壁。
[0009] 在一個實(shí)施方式中，所述通道相對于所述側(cè)壁的中
心軸單層或多層分布，優(yōu)選多層分布。風(fēng)機(jī)輪轂上分布有通道，并利用隔熱罩和葉輪輪轂之間的間隙，以及風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的負(fù)壓抽吸機(jī)殼外部的冷空氣，形成強(qiáng)制
對流，從第二個方面解決了引風(fēng)機(jī)的軸承溫升問題。
[0010] 在一個實(shí)施方式中，在所述葉輪的朝向所述電機(jī)的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)機(jī)殼，在所述風(fēng)機(jī)殼的側(cè)部與其相鄰地設(shè)置有隔
熱層。在機(jī)殼后板上增加隔熱層，從而增加通過機(jī)殼后板、電機(jī)
支架、電機(jī)外殼到電機(jī)軸承的熱阻，從第三個方面解決了熱傳導(dǎo)使軸承升溫的問題。
[0011] 在一個實(shí)施方式中，在所述隔熱層的遠(yuǎn)離所述電機(jī)的一側(cè)與其相鄰地設(shè)置有保護(hù)用保護(hù)板，優(yōu)選
鋼板，更優(yōu)選
不銹鋼板。
[0012] 在一個實(shí)施方式中，在所述葉輪的朝向所述電機(jī)的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)機(jī)殼，在所述風(fēng)機(jī)殼和所述葉輪輪轂之間設(shè)置有密封用
石墨或柔性密封材料，優(yōu)選柔性密封材料，更優(yōu)選石墨盤根。在機(jī)殼后板與葉輪輪轂之間的間隙處增加一石墨盤根以進(jìn)行密封，從第四個方面防止熱態(tài)氣體外
泄漏，
傳熱給輪轂與電機(jī)，以及外泄的熱態(tài)氣體進(jìn)入輪轂的冷卻通道。
[0013] 在一個實(shí)施方式中，在所述葉輪輪轂的側(cè)壁的朝向所述電機(jī)的端部處設(shè)置有垂直于所述側(cè)壁從所述側(cè)壁延伸出來的阻擋盤。這樣一來，萬一石墨盤根密封磨損后沒有及時更換，外泄漏的熱介質(zhì)也不會直接沖擊電機(jī)，不易進(jìn)入輪轂的冷卻通道，解決了因熱介質(zhì)外泄漏造成電機(jī)或電機(jī)驅(qū)動傳動軸的軸承增加溫升的問題。
[0014] 在一個實(shí)施方式中，隔熱罩的外周延伸到風(fēng)機(jī)
葉片內(nèi)緣的邊緣。
[0015] 優(yōu)選地，所述通道的數(shù)量位于8-36個的范圍中?？紤]到為了獲取更好的冷卻效果，通道的數(shù)量越多越好。
[0016] 優(yōu)選地，隔熱罩的外周延伸到風(fēng)機(jī)葉片的內(nèi)緣邊緣。
[0017] 本發(fā)明的方案適用于多種不同的情況。優(yōu)選地，對于中、低溫氣體而言，省去水冷或風(fēng)扇冷卻。例如，在一個實(shí)施方式中，對于中、低溫氣體而言，省去水冷或風(fēng)扇冷卻。優(yōu)選地，尤其針對中小規(guī)格的引風(fēng)機(jī)而言，可以將葉輪直接安裝于電機(jī)輸出軸上。關(guān)于“中小規(guī)格”，本領(lǐng)域中有公用的標(biāo)準(zhǔn)，可查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料。
[0018] 優(yōu)選地，對于300-1000攝氏度的情況而言，降低傳動軸軸承的
工作溫度。例如，在一個實(shí)施方式中，對于300-1000攝氏度的高溫氣體而言，降低軸承的工作溫度，降低軸承的冷卻要求。因此，本發(fā)明比較完滿地解決了引風(fēng)機(jī)的電機(jī)軸承溫升問題。
[0019] 上述技術(shù)特征可以各種技術(shù)上可行的方式組合以產(chǎn)生新的實(shí)施方案，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0021] 在下文中將基于僅為非限定性的
實(shí)施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：
[0022] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于熱態(tài)氣體的引風(fēng)機(jī)的一個實(shí)施例；
[0023] 圖2顯示了圖1中的引風(fēng)機(jī)的葉輪輪轂的放大圖；
[0024] 圖3顯示了圖1中的引風(fēng)機(jī)的一個改進(jìn)方案；
[0025] 圖4顯示了圖1中的引風(fēng)機(jī)的進(jìn)一步的改進(jìn)方案。
[0026] 在圖中，相同的構(gòu)件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
具體實(shí)施方式
[0027] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于熱態(tài)氣體的引風(fēng)機(jī)100。引風(fēng)機(jī)100可用于熱態(tài)氣體的熱循環(huán)利用和排放。
[0028] 圖2顯示了圖1中的引風(fēng)機(jī)100的葉輪輪轂6的放大圖。具體地，引風(fēng)機(jī)100可以為一種直聯(lián)式引風(fēng)機(jī)，即引風(fēng)機(jī)100的葉輪輪轂6直接裝在
電動機(jī)4的伸出軸13(即主軸)上。引風(fēng)機(jī)100可以中高溫引風(fēng)機(jī)(中高溫的范圍可以參照相關(guān)領(lǐng)域的定義)。在實(shí)施方式中，只介紹了針對電機(jī)直聯(lián)的情況，實(shí)際情況還有如下幾種：對于中、低溫氣體而言，可省去水冷或風(fēng)冷；對于例如300-1000攝氏度的情況而言，可降低軸承的工作溫度。本方案所帶來的最終有益效果是：通過輪轂處的特殊結(jié)構(gòu)減少熱態(tài)氣體的熱量向傳動主軸方向的傳輸。
[0029] 參照圖2，可以看出本發(fā)明的引風(fēng)機(jī)100中，在葉輪輪轂6的前端(葉輪輪轂6的遠(yuǎn)離電機(jī)4的一端)安裝有隔熱罩5。隔熱罩5呈錐形或其他凸形，其邊沿呈
法蘭形狀。隔熱罩5用來罩住電機(jī)主軸13和葉輪輪轂6。隔熱罩5與葉輪輪轂6的法蘭之間留有一定的間隙19，在位于葉輪輪轂6上的電機(jī)裝配孔17的周圍均勻分布有8-36個3-12mm的通道12。在保證輪轂強(qiáng)度、保證可加工的前提下，孔的數(shù)量與層數(shù)越多越有利于輪轂冷卻。需要注意的是，均勻分布也并非強(qiáng)制條件，本實(shí)施例中僅給出了最優(yōu)布置方案，均勻分布可使得載有熱量的氣流更高效地分散。
[0030] 引風(fēng)機(jī)100啟動后便會在葉輪1內(nèi)部形成負(fù)壓區(qū)71、72和73，通常該負(fù)壓區(qū)71、72和73的負(fù)壓值與引風(fēng)機(jī)的工況壓
力值相當(dāng)。這壓力便會使電機(jī)軸13處的常溫空氣經(jīng)過上面所描述的這些通道12到達(dá)葉輪1里面，在隔熱罩5的內(nèi)側(cè)(朝向葉輪輪轂6的一側(cè))與葉輪輪轂6之間的間隙19中形成了強(qiáng)對流散熱空氣流14。這股強(qiáng)對流散熱空氣流14在散熱中可發(fā)揮關(guān)鍵作用。
[0031] 在引風(fēng)機(jī)100中，熱介質(zhì)到電機(jī)軸承的傳熱主要通過下述幾個可能的路徑：
[0032] 路徑一：熱量由熱介質(zhì)傳遞到隔熱罩5，再通
過熱傳導(dǎo)到達(dá)強(qiáng)對流散熱空氣流14，而后通過電機(jī)軸13與輪轂6的熱傳導(dǎo)到達(dá)電機(jī)軸承。這條路徑中，熱介質(zhì)到電機(jī)軸承的熱阻主要由隔熱罩5和強(qiáng)對流散熱空氣流14來承擔(dān)。
[0033] 路徑二：熱量由熱介質(zhì)通過葉輪后盤15的熱傳導(dǎo)到達(dá)葉輪輪轂的法蘭16，再經(jīng)過熱傳導(dǎo)到達(dá)葉輪輪轂6，之后經(jīng)過熱傳導(dǎo)到達(dá)電機(jī)軸13，最后通過熱傳導(dǎo)到達(dá)電機(jī)軸承。由于在尋常的引風(fēng)機(jī)中，大多數(shù)部件的構(gòu)成材質(zhì)相仿，熱傳導(dǎo)方面并沒有臺階，這也是影響電機(jī)軸承溫升的一個重要因素。但由于葉輪輪轂6的電機(jī)裝配孔17的周圍均勻分布有8-36個3-12mm通道12，結(jié)合間隙19內(nèi)的負(fù)壓，可生成強(qiáng)對流散熱空氣流14。一方面，均勻分布通道
12加大熱阻，另一方面，因其產(chǎn)生的強(qiáng)對流散熱空氣流14起到很大的作用。
[0034] 路徑三：熱量由熱介質(zhì)通過風(fēng)機(jī)殼后側(cè)板2的熱傳導(dǎo)到達(dá)電機(jī)支架3(圖1和圖3中示出)，再經(jīng)過熱傳導(dǎo)到達(dá)電機(jī)4的殼體，之后通過熱傳導(dǎo)到達(dá)電機(jī)軸承。由于風(fēng)機(jī)中大多數(shù)材質(zhì)相仿，熱傳導(dǎo)方面并沒有臺階，這也是影響電機(jī)軸承溫升的一個重要因素。因此，在圖3所示的優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明增加了此處的熱阻，在機(jī)殼后側(cè)板2的內(nèi)側(cè)(朝向葉輪1的一側(cè))增加了一層隔熱板9。該隔熱板9的厚度例如為10-20mm。同時，在隔熱板9的表面加上一層保護(hù)板，優(yōu)選鋼板，更優(yōu)選不銹鋼板8，以對其進(jìn)行保護(hù)。該不銹鋼板8的厚度為2mm。
[0035] 路徑四：泄漏傳熱。風(fēng)機(jī)的泄漏主要有兩方面，內(nèi)泄漏和外泄漏。內(nèi)泄漏對傳熱沒有影響我們不去計較，由于一般風(fēng)機(jī)的機(jī)殼后板2與葉輪輪轂6之間有間隙，這個間隙形成的泄漏稱之為外泄漏。由于引風(fēng)機(jī)泄漏的是熱介質(zhì)，并且泄漏出來直接沖擊電機(jī)4的外殼，這是影響軸承溫升的又一個重要因素。而且泄漏的熱介質(zhì)可能又從葉輪輪轂6周圍的通道12吸入引風(fēng)機(jī)100內(nèi)，惡化對流散熱。因此，在圖4所示的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，在機(jī)殼后板2與葉輪輪轂6之間的間隙處增設(shè)一石墨盤根10，以進(jìn)行密封，有效地解
塊了外泄漏問題。
同時，還可以在風(fēng)機(jī)殼2的外側(cè)(風(fēng)機(jī)殼2的朝向電機(jī)4的一側(cè))與石墨盤根10相鄰地設(shè)置一層隔熱層99，隔熱層99位于石墨盤根10的遠(yuǎn)離葉輪輪轂6的一側(cè)。當(dāng)然，實(shí)施例中僅給出了一種方式，隔熱層99也可以位于石墨盤根10的另一側(cè)。同時，在石墨盤根10和隔熱層99的朝向電機(jī)4的一側(cè)還設(shè)置有一層鋼板88。鋼板88從葉輪輪轂6處向
外延伸過石墨盤根10和隔熱層10。另外，進(jìn)一步優(yōu)選地，在葉輪輪轂6的后端(葉輪輪轂6的朝向電機(jī)的端部)增加了阻擋圓盤11。依次方式，萬一石墨盤根10密封磨損后沒有及時更換，外泄漏的熱介質(zhì)也不會沖擊電機(jī)、使電機(jī)軸承增加溫升而損壞電機(jī)。
[0036] 本發(fā)明從傳熱過程的四個層面解決了引風(fēng)機(jī)的電機(jī)軸承升溫問題。隔熱罩5增加了熱介質(zhì)到電機(jī)軸承的熱阻；風(fēng)機(jī)輪轂6上均勻分布有通道12，并利用隔熱罩5和葉輪輪轂6之間的間隙19，以及風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的負(fù)壓形成的強(qiáng)對流散熱空氣流14，從第二個方面解決了引風(fēng)機(jī)的軸承溫升問題；在機(jī)殼后板2上增加隔熱層9，從而增加通過機(jī)殼后板2、電機(jī)支架3、電機(jī)外殼到電機(jī)軸承的熱阻，從第三個方面解決了熱傳導(dǎo)使軸承升溫的問題；在機(jī)殼后板2與葉輪輪轂6之間的間隙處增加一石墨盤根10以進(jìn)行密封，從第四個方面解塊了外泄漏問題。格外優(yōu)選地，在風(fēng)機(jī)輪轂6的朝向電機(jī)4的端部增加了阻擋圓盤11，這樣一來，萬一石墨盤根密封10磨損后沒有及時更換，外泄漏的熱介質(zhì)也不會沖擊電機(jī)4，解決了因熱介質(zhì)外泄漏的對流傳熱使電機(jī)軸承增加溫升的問題。
[0037] 因此，本發(fā)明比較完滿地解決了引風(fēng)機(jī)的電機(jī)軸承溫升問題，通過輪轂處的特殊結(jié)構(gòu)減少了熱態(tài)氣體的熱量向傳動主軸方向的傳輸。在一些優(yōu)選方案中，風(fēng)機(jī)葉輪與電機(jī)可以直聯(lián)，使引風(fēng)機(jī)的體積和重量大為減少，節(jié)省制造成本，提高傳動效率，并擴(kuò)大了引風(fēng)機(jī)的使用范圍。
[0038] 本發(fā)明的引風(fēng)機(jī)在葉輪輪轂上設(shè)有均勻分布的通道，在葉輪輪轂前面增設(shè)了隔熱罩，其它大部分零部件可以與一般的鼓風(fēng)機(jī)通用，有利于風(fēng)機(jī)造的通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。
[0039] 雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入
權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
