鼓风机

鼓风机

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中文名;鼓风机使用说明书 外文名;Operation instruction of blower 起源;扇、吹管 时间;1862 风压;30kPa~200KPa 压缩比;1.3~3 应用;各类工业机械设备

鼓风机主要由下列六部分组成：电机、空气过滤器、鼓风机本体、空气室、底座（兼油箱）、滴油嘴。鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转，并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴，滴入汽缸内以减少摩擦及噪声，同时可保持汽缸内气体不回流，此类鼓风机又称为滑片式鼓风机。

目录

结构组成

靠转动叶轮上叶片的动力作用将能量传递给连续流动的流体或靠流体传出的能量推动叶片旋转的装置，称为叶轮机械。在叶轮机械中，转动叶片对流体做正功或负功，使流体的压力升高或降低。叶轮机械分为两大类：一类是工作机，流体从其中吸收功率增加压头或水头，如叶片式泵和通风机；另一类是原动机，流体在其中膨胀、降低压力或水头产生功率，如汽轮机和水轮机。人们把原动机称为透平，而把工作机成为叶片式流体机械。

按照风机工作原理的不同分为叶片式和容积式两大类，其中叶片式又可分为轴流式、离心式和混流式。按照风机产生压力的高低，又可分为鼓风机、压缩机和通风机。我国现行机械行业标准JB/T2977-92中规定：通风机是指进口为标准空气进口条件下，出口压力（表压）小于0.015MPa的风机；出口压力（表压）在0.015MPa和0.2MPa之间的称为鼓风机；出口压力（表压）大于0.2MPa 的称为压缩机。

鼓风机的主要部件有：蜗壳、集流器和叶轮。

集流器可以将气体导向叶轮，叶轮入口气流状况是由集流器的几何形状来保证的。集流器的形状有很多种，主要是：筒形、锥形、筒锥形、弧形、筒弧形、弧锥形等。

叶轮一般有轮盖、轮盘、叶片、轴盘四大部件组成，其结构的连接方式主要是焊接和铆接。按照叶轮的出口不同的安装角度，可分为径向、前向和后向三种。叶轮是离心风机最重要的部分，由原动机驱动，是离心叶轮机械的心脏，负责由欧拉方程所描述的能量传输过程，离心叶轮内部的流动受叶轮旋转和表面曲率的作用还伴有脱流、回流和二次流现象，从而使得叶轮内的流动变得十分复杂。叶轮内部流动状况，直接影响着整级乃至整机的气动性能和效率。

蜗壳主要是用来收集从叶轮出来的气体，同时可以通过适度降低气体速度将气体的动能转化为气体的静压能，并引导气体留出蜗壳出口。鼓风机作为流体叶轮机械，从其内部流场研究入手来提高其整机性能与工作效率，是非常有效的方法。学者为了了解离心鼓风机内部的真实流动状况，改进叶轮设计和蜗壳设计以提高性能和效率，针对离心叶轮和蜗壳做了大量的基础理论分析、实验研究和数值模拟计算。

鼓风机的其他结构：

转子：由轴、叶轮、轴承、同步齿轮、联轴器、轴套等组成。

轴承：近联轴器端作为定位端选用3000型双列向心球面滚子轴承。近齿轮端作为自由端选用32000型单列向心短圆柱滚子轴承以适应热臌胀时转子的轴向位移。

同步齿轮：由齿圈和轮毂组成，便于调整叶轮间隙。

机体：由机壳和左、右墙板组成。左、右墙板及安装在左右墙板内的轴承座、密封部等均可互相通用。

底座：中、小型风机均配有公共底座，大型风机仅配风机底座，便于安装调试。

润滑：齿轮采用浸入式，轴承采用飞溅润滑。润滑效果好，安全可靠。

传动方式：以联轴器直联为主。若性能规格需要，也可选用三角皮带轮变速的方式。联轴器选用弹性联轴器，能缓和冲击及补偿少量的轴线偏差。大流量风机除以电动机作为驱动机外，也可采用汽轮机或其他驱动机。

产品历史

在距今5000~6000年前，中国就已出现了冶金术。公元前5世纪进入铁器时代之后，铁器便成为推动历史进步的重要因素，一度成为生产力发展水平的标志。冶铁是多种技术的结合，鼓风技术就是其中不可或缺的一部分。我国古代的冶金机械鼓风技术经历了从间歇鼓风到连续鼓风的发展，鼓风设备则从皮橐发展到木扇、活塞式木风箱，其间还出现了马排与水排。鼓风设备的发展既是冶铁技术进步的重要部分，同时又作为机械 技术的一种受到机械技术整体水平的影响。中国的冶铁机械在社会政治、经济、技术水平等多种因 素合力作用下表现出特有的发展脉络。

鼓风技术是将一定压力的气流鼓入炉内，使燃料充分燃烧，提高炉温，提高冶炼效率。鼓风设备是鼓风技术实施的物质基础。早期冶金可能使用自然风，后来随着对高温的需求而发展为强制鼓风。最早用于强制鼓风的器具是扇和吹管（橐）。辽宁省凌源县牛河梁发现的炼铜坩埚炉残片是吹管鼓风的典型考古实证，内蒙古赤峰市林西县的大井古铜矿遗址（夏家店上层文化，距今约2700年~2900年）也发现了陶质兽首鼓风管1个。这些发现表明，青铜时代早期已经出现较原始的鼓风设备。据现有考古发掘材料可知：我国早在西周时就已使用一座炉配四具鼓风器的冶炼设备。此外，从出土的商周时期的大量青铜器及其工艺技术水平推测，当时应该存在一种较为原始的鼓风装置，只是这种鼓风设备是否属于机械装置还待进一步考证。真正的冶铁鼓风机械装置应该是伴随冶铁术的进步而发展起来的，春秋战国时期出现了关于机械的概念。《庄子·外篇·天地》上记载了子贡所说的话：“有械（“械”乃是一种汲水工具）。于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多。”《韩非子·难二》说：“审于地形，舟车、机械之利，用力少，致功大，则入多”。这就是说，古人认为机械是一种“用力少而致功多”的器械。现在一般认为机械应包括三个部分：动力装置、传动装置、工作机。若以此衡量鼓风机械，最早的当属皮橐，此后相继有水排、木扇、活塞式木风箱等等。不难看出，从最初的皮橐到后来的马排、水排再到木扇、木风箱，其机械结构以及机械原动力呈现出由简单到复杂再到小型化、简单化的发展脉络。之所以呈现这样的特点，是由当时的社会背景，尤其是国家制度和经济发展所决定的。

产品分类

罗茨鼓风机

罗茨鼓风机属于容积式鼓风机，是回转式鼓风机的一种，利用两个叶形转子或三个叶形转子在气缸内做相对运动来输送气体。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸人到转子与泵壳之间的空闻内，再经排气口排出，气体经罗茨风机没有内压缩过程。

罗茨鼓风机是中小型硫酸厂常用的鼓风机。在需用风量较小时，离心式鼓风机常因 叶轮直径较小，一般每分 钟2950转的转速下较难达到硫酸生产需用的压头而不适用。 罗茨鼓风机兼有往复式压气机和离心式鼓风机的优点 ，已具有往复式压气机在转速一定时风压稍有变化，送风量可保持不变，即保持转速与风量间正比关系的特点，也具有离心式鼓风机转速高，不用气阀和曲轴，重量较轻，应用方便等优点。缺点是出口受阻碍时易使压力升高甚至造成机器本身损坏。用久后，因两只转子间的间隙、转子与机壳间的间隙扩大而致送风量下降。

高炉鼓风机

目前的高炉鼓风机均采用叶片式风机，主要有离心式和轴流式两大类。离心鼓风机具有结构简单，运行可靠，设计点效率高，噪声较小等优点。离心式高炉鼓风机在中国有比较成熟的制造和使用经验，400m3以下的高炉在工业落后的地区和国家使用较为广泛。但随着高炉的增大，离心鼓风机的调节损失、外形尺寸及风机重量等都有较大幅度的增加，这就给制造、运输、安装和维护等带来很大的困难，而且同时还受到旋转件——叶轮材料强 度、主轴刚度、电机启动等因素的限制，又使该风机运行的可靠性和经济性有所降低。而轴流式鼓风机具有结构紧凑、体积小、重量轻、负荷调节性好、使用范围宽、风机转动惯量小、电机易启动等特点，所以在大型化和现代化高炉上被广泛使用。中国在500m3以上的高炉中广泛采用了轴流鼓风机, 在制造和运行方面也积累了一定的经验。

磁悬浮鼓风机

磁悬浮鼓风机是采用磁悬浮轴承的涡轮机的一种。其主要结构是鼓风机叶轮直接安装在电动机轴延伸端上，而转子被垂直悬浮于主动式磁性轴承控制器上，不需要增速器及联轴器，实现由高速电动机直接驱动。由变频器来调速的单级高速离心鼓风机，其核心是磁悬浮轴承和永磁电动机技术。磁悬浮鼓风机主要技术特点有：

（1）高效叶轮：高效叶轮用三元流设计，且五轴加工技术保证了叶轮制造精度。

（2）磁悬浮轴承：无机械磨损，能量低，半永久性寿命。

（3）结构设计一体化：风机叶轮直接安装于电动机轴端，与控制系统一体化设计，集装于箱体内，结构简单、简洁。

（4）安装维护方便：无需起吊设备和高大空间，无需特殊基础，维护方便，同时节约机房的基建费用。

（5）系统模块化设计：根据用户流量不同，允许多台鼓风机并联工作，调节范围广，灵活性强。

磁悬浮鼓风机的优势：

（1）节能高效：采用磁悬浮轴承，无接触损失和机械损失，实现了高转速无极变速调节。

（2）系统集成性高：具有进口过滤器、冷却系统、全自动防喘振系统、停电和故障保护系统等，带来了操作的安全性、方便性和可靠性。

（3）冷却效率高：冷却系统采用外置冷凝器的方式，能够有效地保护风机系统，实现风机的随时起停。

单极高速离心鼓风机

单极高速离心鼓风机是进入20世纪90年代，随着“三元流动理论”在离心式压缩机和鼓风机设计上的应用而发展起来的产品。单极高速离心鼓风机在设计上采用了三元流动设计理论，使单极离心式鼓风机效率高达82%以上，远优于多极离心鼓风机，在结构上采用了轴向进气导叶调节装置，在恒定压力下，流量调节为额定电流的 65%~105%，单台流量调节范围45%-100%，使得在低负荷条件下运行也有较高的效率，这是低速多极鼓风机和罗茨鼓风机所没有的优点。由于单极高速离心鼓风机具有体积小、重量轻、效率高、节约能源、性能范围调节广泛和自动化水平高等特点，目前已是污水处理行业曝气鼓风机的主流产品。

多级离心鼓风机

离心鼓风机又称透平鼓风机，气体在旋转的叶轮作用下，获得压力和流速的增大，可以实现连续送风。其工作原理为当电机转动从而带动风机叶轮旋转，气体在离心力的作用下甩出并改变流向，动能转换为静压能，从排气口排出气体，同时在叶轮间形成一定负压，使外界气体在大气压的作用下补入，达到连续鼓风的目的。离心鼓风机根据叶轮数量分为多级离心鼓风机和单级离心鼓风机。多级低速离心鼓风机正常是指转子在2只或2只以上的叶轮串联在同一根主轴上，至多可有八级风叶，转子转速为3000~3600r/min的离心式鼓风机闹。离心鼓风机一般选用进口节流调节流量与压力，使风机在较低的功率下运行，不需要放风调节，且能保持同额定工况基本相同的高效率，用于压力流量都不稳定的工况。

多级离心鼓风机的送气量一般较大，但所产生的风压不高，出口表压一般≤110kPa，流量一般在130m3/min左右。与罗茨鼓风机相比，低速多级离心鼓风机由于具有噪声较低、风机运行平稳可靠、效率较高等优点，20世纪80年代以来，在国外的污水处理厂中逐渐取代了罗茨鼓风机，但仍存在体积大、质量重、流量调节性能差、效率偏低、能耗大等弊端。

空气悬浮离心鼓风机

空气悬浮离心鼓风机是一种全新概念的离心鼓风机，借鉴航空、航天器的涡轮发动机，应用先进的空气悬浮技术，采用了“高速直联电机”和“空气悬浮轴承"这两个高端核心技术，改善了传统单级高速涡轮鼓风机的转速齿轮联轴器、冷却系统和油润滑系统等，大大提高了产品的技术性能及运行可靠性。

空气悬浮单级离心鼓风机采用SVS钛合金材料，叶轮抗变形能力强，选择最佳效率角度设计，效率高达88%；采用BLDCM永磁无刷超高速电机，是随着永磁材料技术、半导体技术和控制技术的发展而出现的一种最新型电机，更加高效节能；采用变频调节方式，使悬浮离心鼓风机的可调范围更宽；采用空气自冷却技术，可确保鼓风机在炎热的夏季仍保持可靠的工作性能，由于采用高速直联电机、空气悬浮轴承及三维模拟涡轮叶轮，大大减少了因为机械传动和机械摩擦而产生的能源消耗，故效率极高；空气悬浮轴承较磁悬浮轴承寿命更长，更换价格也相对低廉；启停不依赖于电源，运行较磁悬浮离心鼓风机更加稳定可靠；与罗茨风机相比可节能25%~35%，与传统多级离心鼓风机相比可节能15%~20%，与传统单级高速离心鼓风机相比可节能10%~15%。风量为35~160 m3/min,最大出口风压达100kPa。

参考来源

【流言终结者】用3台鼓风机，就能做出空中漂浮器？