[实用新型]高效Z型迷宫式密封风机

说明书

技术领域

本实用新型涉及风机设备的改进技术，尤其是一种高效Z型迷宫式密封风机。

背景技术

风机主要由壳体1、进风口10、出风口、进风管4、主轴、风机叶轮2组成（参见图1）。在风机正常工作时，壳体与进风管均为静止状态，风机叶轮为高速旋转状态，风机叶轮喉部与进风管间必然要留出间隙，此间隙的大小将是风机运行效率的关键。在叶轮高速旋转时，存在有进风管处的负压力区和壳体内的正压力区。在压差的作用下，此间隙将产生漏风，而漏风量的大小将直接影响风机的使用效率。传统的设计中，叶轮的喉部是直接套在喇叭口式的进风管小口端外部，为保证叶轮的高速旋转，通常叶轮喉部与进风管之间的单边间隙为进风管对接端外径的2.7％左右，以市面通用的4-72-11NO.8D型风机为例，其全压约为1900Pa，流量为约20000m³/h, 叶轮喉部内径为0.58m,进风管对接端部外直径为0.55m,其进风管与风机叶轮喉部的单边间隙为0.015m。

根据伯努利定律；

V=(2p×ρ^-1+2gh)^1/2 ……………Ⅰ

Ⅰ式中，全压p=1900Pa；空气密度ρ=1.29kg/m³; 1900Pa的水柱密度h=0.19m;重力加速度 g=9.8m²/s

将数据代入式中，计算出，进风管与风机叶轮喉部间的间隙的风速为：54.3m/s                  

S=(D₁²-D₂²) ×3.14/4 ……………Ⅱ

Ⅱ式中，D₁叶轮喉部内径为0.58m；D₂进风管对接端外径为0.55m

将数据代入式中，进风管与风机叶轮喉部的间隙的横截面积为：0.0266m²

由Q=V×S，将Ⅰ，Ⅱ式代入可得，进风口与风机叶轮喉部的间隙的漏风量Q=54.3×0.0266×3600=5200m³/h                         

综上所述，4-72-11NO.8DC型风机在约为15mm的进风管与风机叶轮喉部的间隙中的漏风损失高达η=5200/20000=26%。

由上可知传统风机的缺点是：由于模压进风管精度低，必须采用过大的进风管与风机叶轮喉部间隙，导致了风机漏风严重，大大降低了风机的效率。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决现有风机漏风量大，严重影响风机效率的问题，提供一种高效Z型迷宫式密封风机。

本实用新型的具体方案是：针对传统风机进行改进，它具有壳体，壳体上设进风口和出风口，壳体中装有主轴伸出壳体外部，主轴上装有叶轮置于壳体中，壳体中还装有进风管，进风管的一端连接壳体进风口，另一端与叶轮喉部对接，其特征是：所述进风管与叶轮喉部的对接端呈圆筒形结构，圆筒外圆面设计有外台阶结构，外台阶结构的小直径段位于外端，所述叶轮喉部外端焊接有环形套，环形套上制有内台阶结构，内台阶结构的大直径段位于外端，环形套的内台阶结构与进风管的外台阶结构套装构成Z型迷宫式密封结构，且两台阶结构之间保持一定间隙，以保证叶轮的旋转工作。

本实用新型中所述环形套的内台阶结构与进风管的外台阶结构之间的单边间隙≤进风管对接端外径的1％。

本实用新型中所述进风管为整体式圆筒形结构，或两段式结构，即对接段为圆筒形结构＋外段为喇叭口结构。

本实用新型是经过发明人长期潜心研究发现了传统风机这一严重漏风弊端，并突破了传统设计方案，提出了本实用新型方案。本实用新型设计巧妙，结构十分简单，改进成本极低，效果十分突出，在相同间隙情况下采用“Z”型迷宫式密封结构，漏风量即可减少1／2以上，采用本实用新型方案还可以方便进行精加工，使叶轮喉部与进风管对接处的Z型结构单边间隙2mm以下，则本实用新型风机的漏风量将由26％减小到1％，效果十分惊人。全国有上亿台风机市场，可以预见本实用新型的推广将带来巨大的商业价值和节能降耗的重大社会效益。

附图说明

图1是传统风机的局部结构示意图；

图2是本实用新型风机的局部结构示意图；

图3是图2中的I处放大视图。