專利名稱：一種大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通風(fēng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大流量軸流通風(fēng)機(jī)，應(yīng)用于一種機(jī)車剎車制動電阻單元及相關(guān)設(shè)備的冷卻通風(fēng)。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)大功率機(jī)車運(yùn)行速度、載重量的不斷提高，不但導(dǎo)致了機(jī)車動力設(shè)備發(fā)熱量的大幅度增加，同時也給機(jī)車剎車制動系統(tǒng)帶來的更大的載荷，使得剎車制動電阻單元的數(shù)量以及發(fā)熱量顯著增加。為了確保機(jī)車安全穩(wěn)定地運(yùn)行，對機(jī)車專用發(fā)熱部件冷卻風(fēng)機(jī)的要求不斷提高。目前，我國機(jī)車專用冷卻風(fēng)機(jī)大多采用進(jìn)口風(fēng)機(jī)，當(dāng)機(jī)車運(yùn)行環(huán)境改變的情況下，進(jìn)口風(fēng)機(jī)的采購周期長，成本高以及維修不便等問題難以滿足國內(nèi)鐵路交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展的要求。機(jī)車剎車制動電阻單元具有功率大、發(fā)熱單元多，發(fā)熱量大的特點(diǎn)；制動電阻單元一旦不能及時冷卻，則會導(dǎo)致制動電阻單元溫度的不斷升高甚至得燒毀，使機(jī)車剎車系統(tǒng)失靈，這將會釀成災(zāi)難性后果；同時機(jī)車車廂結(jié)構(gòu)、進(jìn)出口風(fēng)道及運(yùn)行情況都限制了風(fēng)機(jī)的占用空間，制約了風(fēng)機(jī)的工作能力。因此，要求機(jī)車剎車制動電阻的冷卻風(fēng)機(jī)具有風(fēng)量大、風(fēng)壓高、結(jié)構(gòu)緊湊等特征，同時考慮到人性化工作環(huán)境的要求，風(fēng)機(jī)還應(yīng)具有較低的氣動噪音和振動噪音。國內(nèi)大功率、高速機(jī)車由于運(yùn)行條件改變，原有的剎車制動電阻冷卻風(fēng)機(jī)已不能滿足新的運(yùn)行工況，如果單純通過提高轉(zhuǎn)速來使原有風(fēng)機(jī)滿足較高的出口風(fēng)壓要求，則會使風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)存在過載危險，同時也不符合節(jié)能要求。因此對新的冷卻風(fēng)機(jī)的要求在于外形尺寸不變，轉(zhuǎn)速、流量、功率基本不變的前提下，實(shí)現(xiàn)風(fēng)壓的提高以及效率的改善。本設(shè)計中，滿足了外形尺寸、轉(zhuǎn)速、流量、功率等多方面限制的前提下，實(shí)現(xiàn)了冷卻風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓的大幅度提高，并進(jìn)一步提高其流動性能，滿足了機(jī)車剎車制動電阻單元的冷卻要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大流量大展弦比葉片的軸流通風(fēng)機(jī)，在外形尺寸、轉(zhuǎn)速、流量、功率等受到嚴(yán)格限制的條件下，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓的大幅提高以及效率的改善。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，
本發(fā)明一種大流量大展弦比葉片的軸流通風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是風(fēng)機(jī)流量大通流能力強(qiáng)，使用結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、制造方便的單獨(dú)工作葉輪，輪轂與葉片可分別加工，葉片采用可單獨(dú)鑄造的大展弦比葉片，該型葉片翼型簡單而有效，且易于加工，有效降低了風(fēng)機(jī)葉輪的軸向尺寸，這種大展弦比葉片使風(fēng)機(jī)在有限空間內(nèi)、轉(zhuǎn)速不變的條件下也能獲得較高的出口壓力，并滿足電阻單元得冷卻要求。該大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)裝置由驅(qū)動電機(jī)、內(nèi)支撐環(huán)、支撐板、輪轂、葉片、連接風(fēng)筒等組成。電機(jī)通過螺栓固定在內(nèi)支撐環(huán)上，內(nèi)支撐環(huán)通過支撐板與連接風(fēng)筒相連，連接方式采用焊接方式，輪轂與電機(jī)通過聯(lián)軸器直接連，所有葉片通過螺栓安裝在輪轂上，連接風(fēng)筒通過螺栓與前部進(jìn)氣道和后部制動電阻單元冷卻模塊緊密連接，防止漏氣。氣流從前端進(jìn)氣道進(jìn)入，流經(jīng)驅(qū)動電機(jī)和內(nèi)支撐環(huán)，進(jìn)入工作輪中進(jìn)行加速增壓，葉輪葉片的葉頂與連接風(fēng)筒內(nèi)壁存在3-10_的間隙，氣流通過工作輪后，獲得足夠的速度和壓力從而進(jìn)入后段連接的制動電阻單元冷卻模塊中，以達(dá)到足夠的冷卻效果。本發(fā)明中葉輪葉片采用10-15片變截面大展弦比的葉片，近似等環(huán)量扭曲規(guī)律的扭曲葉片，扭曲形式如附圖4所示，展弦比范圍在2-4之間，葉片安裝角范圍為25° -35°，葉根榫頭上開有兩組螺栓連接孔，葉片與榫頭連接處倒圓角半徑為10-25mm，葉輪進(jìn)口前端安裝有3_9片(分三組)等厚導(dǎo)流支撐板，連接風(fēng)筒兩側(cè)上有若干螺栓連接孔。本發(fā)明設(shè)計合理，其效果和創(chuàng)新主要包括
(1)風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)前置在葉輪入口端，這種方式易于安裝固定，并且使驅(qū)動電機(jī)本身也能獲得一定的冷卻效果；
(2)內(nèi)支撐環(huán)和支撐板起到一定的導(dǎo)流作用，減少前置驅(qū)動電機(jī)所帶來的葉輪進(jìn)口流場擾動，保證其進(jìn)口流場均勻穩(wěn)定；
(3)工作輪葉片采用大展弦比、獨(dú)立葉片的形式，保證了轉(zhuǎn)速不變的條件下工作輪有較高的增壓和通流能力，有效降低風(fēng)機(jī)的軸向尺寸，且使葉輪內(nèi)的流線形式更符合流動特點(diǎn)，降低了流動損失；
(4)葉片與榫頭為一體式結(jié)構(gòu)，通過螺栓固定在輪轂上，同時保證了葉片本身具有的可單獨(dú)加工制造以及拆卸替換方便的特點(diǎn)；
(5)該發(fā)明兼顧了在外形尺寸、轉(zhuǎn)速、流量、功率等多方面限制，實(shí)現(xiàn)了葉輪出口風(fēng)壓的大幅提高以及流動性能的改善，風(fēng)機(jī)出口段直接與剎車制動電阻單元模塊相連接，便于對其的充分冷卻，減少沿程阻力損失。


圖1是本發(fā)明的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的右側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的葉片葉型示意圖。圖中1驅(qū)動電機(jī)；2內(nèi)支撐環(huán)；3支撐板；4輪轂；5葉片；6連接風(fēng)筒。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于具體實(shí)施例。實(shí)施例1
如圖1 一 3所示的大流量大展弦比葉片型軸流通風(fēng)機(jī)，由驅(qū)動電機(jī)1、內(nèi)支撐環(huán)2、支撐板3、輪轂4、葉片5和連接風(fēng)筒6組成。驅(qū)動電機(jī)I前置，通過螺栓連接于內(nèi)支撐環(huán)2上，內(nèi)支撐環(huán)2通過焊接方式固定于支撐板3上，支撐板3通過焊接方式固定于連接風(fēng)筒6上，這樣驅(qū)動電機(jī)I與連接風(fēng)筒6的相對位置得到了固定；葉片5通過螺栓與輪轂4連接形成可旋轉(zhuǎn)葉輪，輪轂4通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機(jī)I的軸相連，這樣葉片5與輪轂4相對于連接風(fēng)筒6的位置得到固定，這樣整個風(fēng)機(jī)所有部件的相對位置得到固定。本實(shí)例中葉輪葉片5采用12片，葉片5如圖4所示均采用大展弦比葉片，平均展弦比2 - 4，葉片5葉根安裝角為31. 5°，葉片與榫頭連接處倒圓角，倒角半徑20_。連接風(fēng)筒6與內(nèi)支撐環(huán)2之間焊有6片(三組)兼具導(dǎo)流作用的等厚支撐板3。氣流將從進(jìn)氣部分流經(jīng)驅(qū)動電機(jī)1，經(jīng)過內(nèi)支撐環(huán)2和支撐板3的導(dǎo)流作用后，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的葉輪通道內(nèi)進(jìn)行加速加壓，經(jīng)過增速增壓的氣流進(jìn)入后續(xù)需要冷卻的制動電阻單元中，最終滿足實(shí)際冷卻要求。安裝時，連接風(fēng)筒6和內(nèi)支撐環(huán)2通過與支撐板3的焊接連接形成風(fēng)機(jī)主要通流部分的支撐結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機(jī)I通過螺栓固定于內(nèi)支撐環(huán)2上，葉片5通過螺栓與輪轂4相連而形成葉輪，輪轂4通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機(jī)I的軸相連，這樣所有部件的相對位置得到固定。驅(qū)動電機(jī)I上有接線盒和接線軟管，連接風(fēng)筒6兩側(cè)上有若干螺栓連接孔，以便于與前端進(jìn)氣道和后段需要冷卻的制動電阻單元的后續(xù)裝配。實(shí)施例2
大流量大展弦比葉片型軸流通風(fēng)機(jī)，基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，本實(shí)例中葉輪葉片5采用10片，葉片均采用大展弦比葉片，平均展弦比2，葉片5葉根安裝角為25°，葉片與榫頭連接處倒圓角，倒角半徑10m，連接風(fēng)筒6與內(nèi)支撐環(huán)2之間焊有3片(三組)兼具導(dǎo)流作用的等厚支撐板3。實(shí)施例3
大流量大展弦比葉片型軸流通風(fēng)機(jī)，基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，本實(shí)例中葉輪葉片5采用15片，葉片均采用大展弦比葉片，平均展弦比3. 5，葉片5葉根安裝角為35°，葉片與榫頭連接處倒圓角，倒角半徑25m，連接風(fēng)筒6與內(nèi)支撐環(huán)2之間焊有9片(三組)兼具導(dǎo)流作用的等厚支撐板3。
權(quán)利要求
1.一種大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)，包括驅(qū)動電機(jī)(I)、內(nèi)支撐環(huán)(2)、支撐板(3)、輪轂⑷、葉片(5)、連接風(fēng)筒(6)，輪轂(4)和葉片(5)構(gòu)成工作葉輪，與驅(qū)動電機(jī)(I)軸連接后形成風(fēng)機(jī)核心轉(zhuǎn)動部件；其特征是葉輪的葉片(5)采用10-15片變截面大展弦比的葉片，展弦比范圍在2-4之間，葉片安裝角范圍為25° -35°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)，其特征是葉片與榫頭為一體式結(jié)構(gòu)，葉根榫頭上開有兩組螺栓連接孔，葉片與榫頭連接處倒圓角半徑為10-25mm,通過螺栓固定在輪轂上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)，其特征是驅(qū)動電機(jī)前置于風(fēng)機(jī)入口并固定于內(nèi)支撐環(huán)(2)上，內(nèi)支撐環(huán)(2)與支撐板(2)相連并與連接風(fēng)筒(6)構(gòu)成風(fēng)機(jī)主要通流部分和支撐結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)，其特征是葉輪進(jìn)口前端安裝的支撐板(3)采用3-9片等厚鋼板，連接風(fēng)筒(6)兩側(cè)上開有若干螺栓連接孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)，其特征是葉輪葉片(5)采用12片形式，葉片(5)均采用大展弦比葉片，葉片(5)葉根安裝角為31. 5°，葉片與榫頭連接處倒圓角，倒角半徑20mm ;連接風(fēng)筒(6)與內(nèi)支撐環(huán)(2)之間焊有6片兼具導(dǎo)流作用的等厚支撐板(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)，其特征是葉輪葉片的葉頂與連接風(fēng)筒內(nèi)壁存在3-10mm的間隙。
全文摘要
本發(fā)明屬于通風(fēng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。一種大流量大展弦比葉片軸流通風(fēng)機(jī)，屬于通風(fēng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。其特征是由驅(qū)動電機(jī)、內(nèi)支撐環(huán)、支撐板、輪轂、葉片和連接風(fēng)筒等組成。電機(jī)通過螺栓固定在內(nèi)支撐環(huán)上，內(nèi)支撐環(huán)通過支撐板與連接風(fēng)筒相連，輪轂與電機(jī)軸直接相連；工作輪葉片采用大展弦比、獨(dú)立葉片的形式，保證了轉(zhuǎn)速不變的條件下工作輪有較高的增壓和通流能力，并有效降低風(fēng)機(jī)的軸向尺寸，葉片與榫頭為一體式結(jié)構(gòu)，通過螺栓固定在輪轂上，同時保證了葉片本身具有的可單獨(dú)加工制造以及拆卸替換方便的特點(diǎn)；氣流從前端進(jìn)氣道進(jìn)入，流經(jīng)驅(qū)動電機(jī)和內(nèi)支撐環(huán)，進(jìn)入工作輪中進(jìn)行加速增壓，氣流通過工作輪后，獲得足夠的速度和壓力從而進(jìn)入后段連接的制動電阻單元冷卻模塊中，以達(dá)到足夠的冷卻效果。
文檔編號F04D25/08GK103047181SQ20121051677
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者王曉放, 楊曉清, 徐勝利, 劉海濤, 吳聯(lián)軍, 姜治迅, 薛家好 申請人:大連理工大學(xué)