高壓力小流量風機的設計與制造

孫麗娟

（合肥通用機械研究院，安徽合肥 230088）

高壓力小流量風機的設計與制造

孫麗娟

（合肥通用機械研究院，安徽合肥 230088）

以某公司制硫鼓風機為實例，主要介紹一種高壓小流量離心風機的設計與制造方法。

高壓力；小流量；設計；制造

0 前言

需方對風機提出的技術參數為：流量為6 000 m3/h，壓力為28 000 Pa。其技術參數的特點是高壓力、小流量。之前國內市場上現有的單級離心通風機的風機壓力均不能達到如此高，此次成功研發的高壓力小流量風機結構簡單，安裝方便，便于維護，具有節能、節材等優勢。

1 設計與計算

已知：壓力：Pt=28 000 Pa；

流量：Q=6 000 m3/h；

密度：ρ=1.2 kg/m3；

進口溫度：常溫。

求解：

比轉速：ns=5.54·n·Q1/2/(1.2·Pt/ρ)3/4；

全壓系數：

外圓圓周速度：u=[2·Pt/(ρ·Ψt)]1/2；

流量系數：φ=4·Q/(π·D2·u·3 600)；

電機功率：N=P·Q·K/(1 000·η·3 600)，其中K為電機容量儲備系數，η為機械效率

后經修正計算及強度校核，最終確定選用8-09 No10.5#風機，電機的型號為YB2-315L-2[1-2]。

2 設計制造要點

由于需方提出的技術參數為：流量為6 000m3/h，壓力為28 000 Pa，其技術參數的特點是小流量，高壓力。經計算，葉輪的線速度高達188.4 m/s。這在離心風機中基本很難實現，對葉輪的強度方面是個很大的考驗，無論在設計階段還是加工階段均會遇到許多困難。本次在生產加工過程中，主要解決了葉輪的強度、葉片型線的定位及優化流道等方面問題。

（1）本次葉輪選用的材質為前后盤為HG70合金鋼，葉片為HG60合金鋼。此材質為武鋼新推出的高強度合金鋼，有效地解決了葉輪的強度問題。

（2）為保證葉片型線的準確定位，事先加工了模具，如圖1所示。模具采用1 mm厚的鋼板制成，外圓尺寸與后蓋板相同，沿著葉片型線位置開槽，葉片的型線槽用水切割完成，由于此次葉片的厚度為4 mm，因此模具上開槽厚度為5 mm。型線邊緣的半圓為焊點，用于固定葉片的型線。

圖1 模具示意圖

將模具與葉輪的后蓋板用夾具固定住，將大小葉片按模具上的開槽擺入，并采用點焊的方式將葉片固定住，全部完成后，取下模具即可。此方法可有效地保證葉片的型線與設計相符，進而實現設計時的氣動性能指標。

圖2 葉輪與進風口常規配合法

圖2為常規風機葉輪與進風口的配合方式，氣體經過前蓋與進風口之間的泄露形成循環流動，使葉輪白白地耗去能量；另外由于進入的氣體與軸的端面產生直接的撞擊，也會引起很大的流動損失。本次制硫鼓風機在葉輪前盤處加焊一圈鋼圈，如圖3，焊后經處理過的鋼圈與葉輪前盤內部形成一條完整弧線。現將鋼圈與前盤的組合體重新定義為制硫鼓風機的葉輪前盤，當風機進口與葉輪對接時，進風口弧線與葉輪前盤弧線可實現完美對接，生成一條完整的弧線。另外，常規的軸端止動件多采用圓螺母形式，制硫鼓風機的軸端止動摒棄了以往的圓螺母形式，用機加工的方式，加工成圖3中軸端擋塊的樣式。加工后的軸端擋塊的表面弧度與軸套的表面弧度可以實現流線型過渡，采用以上手段，可有效地減少流體的流動損失，減少漏氣量，提高機組的氣動性能[3]。

圖3 改進后葉輪與進風口配合法

圖4 性能參數表

3 性能測試

將風機實測的試驗數據進行整理修正后，得到如圖4所示結果，可見，當流量值達到6 000 m3/h時，壓力稍大于28 000 Pa，很好地滿足了設計要求。經動平衡校正，葉輪平衡等級完全符合要求，風機整體氣動性能各項指標均符合設計要求。

4 結語

投入使用后風機的風量、風壓都能滿足用戶使用要求，風機運行平穩可靠，此次改造的葉輪滿足了生產急需，使用壽命大大提高，給用戶帶來了顯著的經濟效益，受到高度評價。

［1］成大先.機械設計手冊：第4版［M］.北京：化工工業出版社，2002.

［2］成心德.離心通風機［M］.北京：化學工業出版社，2007.

［3］商景泰.通風機手冊［M］.北京：機械工業出版社，1994.

Design and Manufacture of High Pressure Low Flow Fan

SUN Li-juan
（Hefei General Machinery Research Institute，Hefei230088，China）

By Anhui Huainan Chemical Group Co.，Ltd.sulfur bloweras an instance,describes a high-pressure low flow centrifugal fan design and manufacturing method.

high pressure；low flow；design；manufacture

TH442

：A

：1009－9492(2014)10－0066－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.10.018

孫麗娟，女，1983年生，天津人，大學本科，助理工程師。研究領域：風機設計。

(編輯：向 飛)

2014－04－09