離心式通風機的結構和工作原理、使用機常見故障分析
摘要：風機輸送或壓縮空氣及其他氣體的機械裝置，它將原動機的能量轉變為氣體的壓力能和懂能。
風機的用途非常廣泛，它在礦山、冶金、發電、石油化工、動力工業以及國防工業等生產部門都是不可缺少的。而對冶金部門，它以成為關鍵裝置之一，各種風機都獲得了廣泛的應用。例如，通風機用於精礦的吸風燒結，煙道抽風及車間裡的通風換氣；空氣壓縮機在火法精煉過程中，使密度較大的金屬融體沸騰和氧化或為大型鼓風爐送風，在濕法冶金過程中用於攪拌液體或進行氧化作業。
一、 風機的分類及應用
風機按壓力和作用分為通風機、鼓風機和壓縮機。通風機的排氣壓力較小，不超過0.015mpa;鼓風機的排氣壓力稍大不超過0.2mpa;壓縮機的排氣壓力最高從1～100mpa以上。
風機按其工作原理可分為以下幾種：
（1） 離心風機是氣流軸向進入風機的葉輪後主要沿徑向流動。這類風機根據離心作用的原理製成，產品包括離心通風機、離心鼓風機和離心壓縮機。
（2） 軸流風機是氣流軸向進入風機的葉輪近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動。這類風機包括軸流通風機、軸流鼓風機和軸流壓縮機。
（3） 迴轉風機是利用轉子旋轉改變氣室容積而進行工作的。常見的品種有羅茨鼓風機、迴轉壓縮機。
二、 離心式通風機
（一） 離心式通風機的工作原理
離心式通風機與離心幫浦的工作原理類似，圖4-1為離心式通風機的示意圖。當電動機通過皮帶輪9帶動裝於軸承8上的風機主軸7時，葉輪4將高速旋轉（葉輪通過輪轂6用鍵裝於7上），通過葉片5推動空氣，使空氣獲得一定能量而由葉輪中心四周流動。當氣體路經蝸殼3時，由於體積逐漸增大，使部分動能轉化為壓力能，而後從排風口2進入管道。
當葉輪旋轉時，葉輪中心形成一定的真空度，此時吸氣口1處的空氣在大氣壓力下被壓力風機。這樣，隨著葉輪的連續旋轉，空氣即不斷地被吸入和排出，完成送風任務。
（二） 離心式通風機的一般結構
離心式通風機如圖4-4所示，一般由四個基本機件組成；集流器、葉輪、機殼、傳動部件。
1、 集流器
集流起也稱喇叭口，是通風機的入口。它的作用是在損失較小的情況下，將氣體均勻地匯入葉輪。目前常用的集流器有如圖4-5所示的四種型別：圓筒形、圓錐形、圓弧形及噴嘴形。
圓筒形集流器本身損失很大，且引導氣流進入葉輪的流動狀況也不好。其優點是加工簡便。圓錐形集流器，略比圓筒形好些，但仍不佳。
圓弧形集流器，較前兩種型式好些，實際使用較為廣泛。雙曲線形（或稱噴嘴形）集流器，損失較小，引導氣流進入葉輪的流動狀況也較好。其缺點是加工比較複雜，加工製造要求較高，廣泛採用在高效通風機上。
2、 葉輪
葉輪是通風機的主要部件，它的尺寸和幾何形狀對通風機的效能有著很大的影響。離心式通風機的葉輪由前蓋、後蓋、葉片和輪轂組成，一般採用焊接和鉚接加工。葉輪前蓋的形式有如圖4-7所示的平前盤、圓錐前盤和圓弧前盤等幾種。
平前盤製造簡單，但對氣流的流動有不良影響，效率降低。8-18型離心式通風機就是採用這種平前盤。圓錐前盤和圓弧前盤葉輪雖然製造比較複雜，但效率和葉輪強度都比平前盤優越。
4-72型和4-73型離心式通風機都採用了圓弧前盤。
2.1、葉片是葉輪最主要的部分，它的出口角、葉片形狀和葉片數目等對通風機的工作有很大的影響。
2.2、離心式通風機的葉輪，根據葉片出口角的不同，可分為如圖4-8所示的前向（前彎）、徑向和後向（後彎）三種。在葉輪圓周速度相同的情況下，葉片出口角越大，則產生的壓力越高。
所以兩台同樣大小和同樣轉速的離心式通風機，前彎葉輪的壓力比後彎葉輪的壓力要高。但一般後彎葉輪的流動效率比前彎葉輪要好，所以，在一般情況下，使用後彎葉輪的通風機，耗電量比前彎葉輪通風機要小。當流量超過某一數值後，後彎葉輪通風機的軸功率具有下降的勢，表明它具有不超負荷的特性;而徑向葉輪與前彎葉輪的通風機，軸功率隨流量的增加而增大，表明容易出現超負荷的情況。
如果在通風機除塵系統工作情況不正常時，後彎葉輪通風機由於有不超負荷的特性，因而不會燒壞電動機，而其他兩類通風機，就會出現超負荷以至燒壞電動機的事故。
離心式通風機的葉片形狀有板形、弧形和機翼形。板形葉片製造簡單。機翼形葉片具有良好的空氣動力效能，強度高，剛性大，通風機的效率一般較高。
但機翼形葉片的缺點是輸送含塵氣流濃度高的介質時，葉片容易磨損，葉片磨穿後，雜質進入葉片內部，使葉輪失去平衡而產生振動，圖4-10所示為機翼形葉片斷面。
前彎葉輪一般用弧形葉片。後彎葉輪中，對大於型通風機多採用機翼形葉片，如圖4-72型通風機。
3、 機殼
離心式通風機機殼的形狀如圖4-11所示。機殼為包圍在葉輪外面的外殼，一般為螺線形。斷面沿葉輪轉動方向漸漸擴大，在氣流出口處斷面為最大。
機殼可以用鋼板、塑料板、玻璃板等材質製成。機殼斷面有方形及圓形。一般低、中壓通風機的機殼多呈方形斷面，高壓通風機多呈圓形斷面。
機殼的作用在於收集從葉輪甩出的氣流，並將高速氣流的速度降低，使其靜壓力增加，以此來克服外界的阻力，將氣流送出。
離心式通風機的機殼出口方向，可以向任何方向。使用時，一般由通風機葉輪旋轉方向和機殼出口位置聯合表示決定，如圖4-12所示。
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