專利名稱：氣固兩相耐磨離心風機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于通風裝置，涉及氣固兩相的離心風機。
氣固兩相流風機應用于鋼鐵建材、糧食飼料、機械石化等領(lǐng)域輸送含顆粒氣流。目前已有煉鋼、發(fā)電設備、水泥窯、垃圾焚燒、工業(yè)蒸汽鍋爐、工業(yè)排塵和輸送物料等風機它們占風機總量的25％以上，遍及國民經(jīng)濟各部門。長期以來這類風機存在效率低，壽命短的問題。風機葉輪極易被固粒磨損造成生產(chǎn)事故，頻繁更換風機停工停產(chǎn)，造成經(jīng)濟損失。經(jīng)調(diào)研本溪公路水泥廠風機僅能使用10天，本溪水泥廠風機1個月，鞍山水泥廠2個月，邯鄲水泥廠3個月，杭州鋼鐵廠3個月，內(nèi)蒙烏達電廠1個月等等，說明現(xiàn)在氣固兩相流風機使用壽命短非常突出，是人們長期以來想要解決的問題。國外對耐磨離心風機技術(shù)的研究主要是在最近20年間，其中又以Tabakoff為首的研究集體最為活躍，研究內(nèi)容包括氣固兩相流場計算、固粒在壁面的碰撞和反彈、材料磨損的機理。但是在將理論研究結(jié)果用于產(chǎn)品的設計和開發(fā)上卻未見報導，在近壁流場特性對固粒運動乃至壁面磨損的影響方面尚缺乏研究。國外進口的一些耐磨風機產(chǎn)品往往不適合國內(nèi)的運行環(huán)境且價格高；80年代以來，國內(nèi)也開始進行研究，重點是放在葉輪材料的改進及葉輪表面的處理，如葉輪材料滲硼滲碳、表面貼上一層磁片或鍍上一層硬質(zhì)金屬。由于貼、鍍工藝還未完全過關(guān)，所以效果不盡如人意，而且這種方法以提高成本為代價；還有一種辦法是在葉片表面焊上肋條，由于對肋條所起的作用不了解，往往不僅延長不了葉輪的使用壽命，而且容易造成風機運行的效率降低，如內(nèi)蒙烏達電廠使用的風機；另有一種辦法是在葉片進口位置加小葉片以吸收部分固粒的沖擊能量，該方法對小葉片角度和形式的選取很有講究，生產(chǎn)時增加了工藝的復雜性，小葉片磨去后更換襯套較麻煩，而且對減輕葉片出口部位的磨損沒有明顯的作用。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，在相同的風機葉輪材料和風機工作條件下，顯著提高氣固兩相流風機葉輪耐磨性能，延長風機使用壽命并使風機具有較高效率和良好工作性能。
經(jīng)試驗論證，發(fā)現(xiàn)以下三方面可延長風機使用壽命(1)消耗固粒沖擊能量，使葉輪磨損量不影響使用壽命；(2)減少固粒對葉輪的沖擊個數(shù)和次數(shù)；(3)降低固粒碰撞葉輪壁面時的速度和改變固粒的碰撞角度。氣固兩相流離心風機葉輪磨損嚴重的部位主要是以下二部位(1)葉片的進口與后盤的結(jié)合部位；(2)葉片工作面出口與后盤的結(jié)合部位。
依據(jù)大量試驗實踐和理論計算，為實現(xiàn)本實用新型的目的參照
技術(shù)方案如下圖面說明圖1為葉片入口處氣流方向角與葉片安裝角的關(guān)系示意圖；圖2為葉片與前盤和后盤的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖，圖中1表示葉片進口端型線，2表示葉片出口端型線，3是前盤，4是后盤；圖3為葉片工作面上肋條結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為肋條截面示意圖。
本實用新型技術(shù)方案如圖1所示，葉片入口處氣流方向A與葉片安裝角一致，一般控制攻角α在0°至5°之間，最佳攻角α在0°；如圖2所示，將常規(guī)設計中葉片進口端型線AB改為AC，DC為圓弧線，AD為AB的一半，BC與BE之比為1/5至1/4，圓弧DC的半徑R與葉輪外半徑ro相同；氣動設計在確定葉片通道從進口到出口的載荷系數(shù)分布時，應采取由小而大的分布方式，具體形式為W/Wav(r)＝C×(r/ro)式中W為同一徑向位置的葉片工作面與非工作面上氣流相對速度之差，Wav(r)為徑向位置r處的氣流相對速度，r表示葉片某徑向位置，ro為葉輪外半徑，C為常數(shù)取2.5～3；在葉片工作面上焊肋條，如圖3、圖4所示，其中H與葉輪兩葉片平均距離L之比需為1/50至1/45，否則將降低風機性能和提高成本。圖3中5是肋條，EF與EB之比約為3/4，EG與EI之比約為3/4，F(xiàn)J與FK之比約為1/4。
本實用新型的優(yōu)點和效果(1)因攻角α為零或接近零度使固粒撞擊葉輪時產(chǎn)生較少的磨損量；因葉片進口端型線AB改為AC，這樣既不影響風機性能，又能增強葉片與后盤的結(jié)合強度，一般葉輪延長的壽命時間等于AC線被磨成AB線所需時間。上述措施可顯著減輕葉片進口與后盤結(jié)合部位的磨損。
(2)由于合理確定葉片通道從進口到出口載荷系數(shù)的分布，能減少固粒碰撞葉輪壁面的次數(shù)和降低固粒碰撞壁面時的速度；在葉片工作面上焊上肋條，亦能減少固粒碰撞葉輪壁面的次數(shù)和降低固粒碰撞壁面時的速度。上述措施可減輕葉片工作面出口與后盤結(jié)合部位的磨損。
權(quán)利要求1.氣固兩相耐磨離心風機，葉輪由葉片、前盤和后盤組成，其特征是葉片入口處氣流方向A與葉片安裝角一致，取攻角α在0°至5°之間葉片進口端型線DC為圓弧形；葉片通道從進口到出口載荷系數(shù)分布方式為W/Wav(r)＝C×(r/ro)；在葉片工作面上焊肋條。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨離心風機，其特征是攻角α在0°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨離心風機，其特征是圓弧線DC的半徑R與葉輪外半徑ro相同，AD為AB的一半，BC與BE之比為1/5至1/4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨離心風機，其特征是常數(shù)C取2.5～3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨離心風機，其特征是葉片上肋條的H值與葉輪兩葉片的平均距離L之比為1/50至1/40，且EF/EB為3/4，EG/EI為3/4，F(xiàn)J/FK為1/4。
專利摘要氣固兩相耐磨離心風機。主要為提高葉輪耐磨性能,延長風機使用壽命。風機葉輪由葉片、前盤和后盤組成,其結(jié)構(gòu)特點是葉片入口處氣流方向應與葉片安裝角盡量一致,一般取0°～5°;葉片進口端型線DC為圓弧形;葉片通道從進口到出口載荷系數(shù)應取由小而大的分布方式,其形式為W/Wav(r)=C×(r/r
文檔編號F04D1/00GK2299172SQ9721167
公開日1998年12月2日 申請日期1997年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月26日
發(fā)明者林建忠, 崔良成, 楊秋生, 趙伯龍, 馮婉莊, 尚東奎, 吳松盛, 陳賢杰, 王文榜 申請人:林建忠, 崔良成, 楊秋生