本发明涉及罗茨风机,具体为一种永磁变频罗茨风机。
背景技术:
1、罗茨风机原理是利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机。这种鼓风机结构简单,制造方便,广泛应用于水产养殖增氧、污水处理曝气、水泥输送,更适用于低压力场合的气体输送和加压系统,也可用作真空泵等。
2、在罗茨风机鼓风时,进入内部的杂质会导致两组叶轮产生磨损,导致叶轮之间的相对间隙增大,影响鼓风效率,灰尘同时会造成叶轮间的润滑油污化,导致润滑和散热效率降低,同时叶轮存在长时间工作导致过热形变的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种永磁变频罗茨风机包括机壳、第一驱动电机、主动轴、磁悬浮轴承座、第一叶轮、出风口和除尘散热机构,第一驱动电机、磁悬浮轴承座、出风口、除尘散热机构均与机壳固定连接,第一驱动电机输出端与主动轴固定连接,主动轴与磁悬浮轴承座转动连接,主动轴与第一叶轮传动连接。
3、本罗茨风机通过除尘散热机构向机壳内输入气体,由第一驱动电机输出转矩至主动轴,主动轴与磁悬浮轴承座之间通过磁力悬浮相对转动,第一驱动电机通过主动轴带动第一叶轮转动,相对转动的两组第一叶轮压缩空气,使空气由出风口吹出,达到鼓风的功能,除尘散热机构在进风时,可以对气流中存在的灰尘进行筛除,避免颗粒进入两组第一叶轮之间,造成第一叶轮磨损,影响风机的鼓风效率,同时灰尘进入风机内部会导致润滑油污化,使润滑效果和散热效果降低,除尘散热机构在风机结束工作后,可以对风机主动散热,避免风机的第一叶轮过热损坏变形。
4、进一步的,除尘散热机构包括风管、筒壳、进风机构、开合机构、扩风机构和双向叶轮机构,机壳、风管均与筒壳固定连接,进风机构与风管固定连接,开合机构与筒壳固定连接,扩风机构与进风机构固定连接,双向叶轮机构与扩风机构固定连接。
5、气体由风管进入,进风机构先对气体中的灰尘含量进行检测,然后将气体输入筒壳中,在检测到气体中存在杂质的情况下,扩风机构处于扩风状态,由风管向下进入的气体会被吹向四周,双向叶轮机构为扩向四周的气体提供向上的升力,开合机构打开,灰尘气体从侧壁被排出;在检测到气体中不存在杂质的情况下,扩风机构处于聚风状态,由风管向下进入的气体会聚拢向轴线,开合机构关闭,双向叶轮机构将聚集的气体吹向机壳中;在需要对风机主动散热时,扩风机构处于聚风状态,双向叶轮机构将机壳中的过热气体抽入筒壳中,进风机构将风管中的冷却气体抽入筒壳,过热气体沿扩风机构形成的风面斜坡与冷却气体中和,开合机构打开,气体从侧壁被排出。
6、进一步的,进风机构包括安装板、第二驱动电机、连接柱、第二叶轮和灰尘检测计,安装板与风管固定连接,第二驱动电机、灰尘检测计均与安装板固定连接,第二驱动电机输出端与连接柱传动连接,连接柱与第二叶轮、扩风机构均固定连接。
7、由灰尘检测计检测风管中的气流灰尘含量,第二驱动电机输出转矩至连接柱,通过连接柱带动第二叶轮转动,第二叶轮转动将风管中的气体输入筒壳中,连接柱传递转矩带动扩风机构转动。
8、进一步的,开合机构包括第一伺服电机、第一齿轮、内圆轨、齿环、挡板和安装环,第一伺服电机、安装环均与筒壳固定连接,第一伺服电机输出端与第一齿轮传动连接,第一齿轮与齿环齿面啮合,齿环与内圆轨转动连接,齿环上设有滑槽,滑槽与挡板滑动连接,挡板与安装环转动连接。
9、在检测到气体中存在杂质的情况下,第一伺服电机输出转矩至第一齿轮,第一齿轮齿面啮合齿环,带动齿环沿内圆轨转动一定角度,通过齿环上的滑槽带动挡板以安装环为轴心转动,使筒壳与外界连通,灰尘气体从侧壁被排出,通过齿环的往复,控制挡板的开合。
10、进一步的,扩风机构包括推动气缸、顶板、环柱、主杆、底板、上扩张机构、弹簧弧板、连接筒和下扩张机构,推动气缸与连接柱、顶板均固定连接,推动气缸输出端与环柱固定连接,环柱与上扩张机构固定连接,连接筒与上扩张机构、下扩张机构均固定连接,上扩张机构与顶板固定连接,下扩张机构与底板固定连接,上扩张机构、连接筒、下扩张机构均与主杆滑动连接,上扩张机构与下扩张机构结构相同,弹簧弧板与上扩张机构、下扩张机构均铰接,主杆与底板固定连接,底板与双向叶轮机构固定连接。
11、当扩风机构处于扩风状态时,上扩张机构形成的虚拟圆半径小于下扩张机构的虚拟圆半径,与上扩张机构和下扩张机构铰接的弹簧弧板,处于上端向轴线偏移的倾斜状态,弹簧弧板的内弧面朝向扩风机构整体的转动方向,从上方进入筒壳的气体在内弧面转动的带动下甩向四周;当扩风机构处于聚风状态,推动气缸回拉上扩张机构,上扩张机构通过连接筒固定下扩张机构,上扩张机构靠近顶板,下扩张机构远离底板,上扩张机构形成的虚拟圆半径大于下扩张机构的虚拟圆半径,弹簧弧板处于下端向轴线偏移的倾斜状态,从上方进入筒壳的气体在内弧面转动的聚拢下,由上端虚拟圆聚拢输送向下方虚拟圆,气体被双向叶轮机构输出至机壳;当进行主动散热时,气体被双向叶轮机构由机壳输出至筒壳,气体沿弹簧弧板形成的下端向轴线偏移的虚拟风面扩向四周。
12、进一步的,上扩张机构包括伸缩杆、双头铰接座、连杆和铰接环座,伸缩杆设有若干组,若干组伸缩杆沿顶板圆周均布,伸缩杆与双头铰接座固定连接,铰接环座与连接筒固定连接,连杆与双头铰接座、铰接环座均铰接,双头铰接座与弹簧弧板铰接。
13、推动气缸向上回拉铰接环座,因为双头铰接座、连杆和铰接环座之间的铰接关系,双头铰接座通过伸缩杆的伸缩向着远离推动气缸的方向移动,由双头铰接座形成的虚拟圆半径增大,相反下扩张机构的虚拟圆半径减小,最终上扩张机构形成的虚拟圆半径大于下扩张机构的虚拟圆半径。
14、进一步的,双向叶轮机构包括内扭机构、转动叶、内环和反向叶轮,内扭机构与底板、转动叶均固定连接,转动叶与内环转动连接,反向叶轮与内环固定连接。
15、在双向叶轮机构将气体由筒壳输入至机壳时,转动叶的内弧面朝下,气体沿转动叶的外弧面由筒壳输入至机壳,反向叶轮的内弧面固定朝上,持续向外圈输入向上的气流;在进行主动散热时,内扭机构输出转矩至转动叶,转动叶转动至内弧面朝上,将气体由机壳输入至筒壳。
16、进一步的,内扭机构包括外壳、第二伺服电机、锥齿轮、锥齿台和锥齿头,外壳与底板、第二伺服电机均固定连接,第二伺服电机输出端与锥齿轮传动连接,锥齿轮与锥齿台齿面啮合,锥齿台与外壳转动连接,锥齿台与锥齿头齿面啮合,外壳上设有通孔,锥齿头与通孔转动连接,锥齿头与转动叶固定连接。
17、在进行主动散热时,第二伺服电机输出转矩至锥齿轮,通过锥齿轮、锥齿台的齿面啮合,使锥齿台以外壳的轴线为圆心转动,通过锥齿台与锥齿头的齿面啮合,传递转矩至锥齿头,锥齿头在通孔内转动一百八十度,使转动叶转动至内弧面朝上。
18、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明设计了除尘散热机构,灰尘检测计先对灰尘含量进行检测,检测到存在杂质,扩风机构处于扩风状态,气体被吹向四周,双向叶轮机构为扩向四周的气体提供向上的升力,灰尘从侧壁被排出;检测到不存在杂质,扩风机构处于聚风状态,由风管进入的气体会聚拢向轴线,被吹向机壳中,对灰尘进行筛除,避免颗粒进入两组第一叶轮之间,造成第一叶轮磨损影响风机的鼓风效率;在对风机主动散热时,处于聚风状态,双向叶轮机构将机壳中的过热气体抽入筒壳中,进风机构将冷却气体抽入筒壳,过热气体沿扩风机构形成的风面斜坡与冷却气体中和,气体从侧壁被排出,避免风机的第一叶轮过热损坏变形;本发明设计了扩风机构,扩风状态时,上扩张机构形成的虚拟圆半径小于下扩张机构,弹簧弧板处于上端向轴线偏移的倾斜状态,弹簧弧板的内弧面朝向扩风机构整体的转动方向,进入筒壳的气体在内弧面转动的带动下甩向四周;聚风状态时,推动气缸调整,使上扩张机构形成的虚拟圆半径大于下扩张机构,弹簧弧板处于下端向轴线偏移的倾斜状态,进入筒壳的气体在内弧面转动的聚拢下,由上端聚拢输送向下至机壳;主动散热时,气体由机壳输出至筒壳,沿弹簧弧板形成的下端向轴线偏移的虚拟风面扩向四周,与冷却气体中和,通过扩风机构自调整弹簧弧板的倾斜角度,形成不同倾角的虚拟风面,用以配合双向叶轮机构达到除尘降温的功能;本发明通过磁悬浮轴承减小了传动时的摩擦损耗,对气流中存在的灰尘进行筛除,避免颗粒进入叶轮之间造成叶轮磨损,影响鼓风效率,同时避免润滑油污化,使润滑效果和散热效果降低,对风机主动散热,避免叶轮过热损坏变形。
1.一种永磁变频罗茨风机,其特征在于:所述风机包括机壳(1)、第一驱动电机(2)、主动轴(3)、磁悬浮轴承座(4)、第一叶轮(5)、出风口(6)和除尘散热机构(7),所述第一驱动电机(2)、磁悬浮轴承座(4)、出风口(6)、除尘散热机构(7)均与机壳(1)固定连接,所述第一驱动电机(2)输出端与主动轴(3)固定连接,所述主动轴(3)与磁悬浮轴承座(4)转动连接,所述主动轴(3)与第一叶轮(5)传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种永磁变频罗茨风机,其特征在于:所述除尘散热机构(7)包括风管(71)、筒壳(72)、进风机构(73)、开合机构(74)、扩风机构(75)和双向叶轮机构(76),所述机壳(1)、风管(71)均与筒壳(72)固定连接,所述进风机构(73)与风管(71)固定连接,所述开合机构(74)与筒壳(72)固定连接,所述扩风机构(75)与进风机构(73)固定连接,所述双向叶轮机构(76)与扩风机构(75)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种永磁变频罗茨风机,其特征在于:所述进风机构(73)包括安装板(731)、第二驱动电机(732)、连接柱(733)、第二叶轮(734)和灰尘检测计(735),所述安装板(731)与风管(71)固定连接,所述第二驱动电机(732)、灰尘检测计(735)均与安装板(731)固定连接,所述第二驱动电机(732)输出端与连接柱(733)传动连接,所述连接柱(733)与第二叶轮(734)、扩风机构(75)均固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种永磁变频罗茨风机,其特征在于:所述开合机构(74)包括第一伺服电机(741)、第一齿轮(742)、内圆轨(743)、齿环(744)、挡板(746)和安装环(747),所述第一伺服电机(741)、安装环(747)均与筒壳(72)固定连接,所述第一伺服电机(741)输出端与第一齿轮(742)传动连接,所述第一齿轮(742)与齿环(744)齿面啮合,所述齿环(744)与内圆轨(743)转动连接,所述齿环(744)上设有滑槽(745),所述滑槽(745)与挡板(746)滑动连接,所述挡板(746)与安装环(747)转动连接。
5.根据权利要求3所述的一种永磁变频罗茨风机,其特征在于:所述扩风机构(75)包括推动气缸(751)、顶板(752)、环柱(753)、主杆(754)、底板(755)、上扩张机构(756)、弹簧弧板(757)、连接筒(758)和下扩张机构(759),所述推动气缸(751)与连接柱(733)、顶板(752)均固定连接,所述推动气缸(751)输出端与环柱(753)固定连接,所述环柱(753)与上扩张机构(756)固定连接,所述连接筒(758)与上扩张机构(756)、下扩张机构(759)均固定连接,所述上扩张机构(756)与顶板(752)固定连接,所述下扩张机构(759)与底板(755)固定连接,所述上扩张机构(756)、连接筒(758)、下扩张机构(759)均与主杆(754)滑动连接,所述上扩张机构(756)与下扩张机构(759)结构相同,所述弹簧弧板(757)与上扩张机构(756)、下扩张机构(759)均铰接,所述主杆(754)与底板(755)固定连接,所述底板(755)与双向叶轮机构(76)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种永磁变频罗茨风机,其特征在于:所述上扩张机构(756)包括伸缩杆(7561)、双头铰接座(7562)、连杆(7563)和铰接环座(7564),所述伸缩杆(7561)设有若干组,若干组所述伸缩杆(7561)沿顶板(752)圆周均布,所述伸缩杆(7561)与双头铰接座(7562)固定连接,所述铰接环座(7564)与连接筒(758)固定连接,所述连杆(7563)与双头铰接座(7562)、铰接环座(7564)均铰接,所述双头铰接座(7562)与弹簧弧板(757)铰接。
7.根据权利要求5所述的一种永磁变频罗茨风机,其特征在于:所述双向叶轮机构(76)包括内扭机构(761)、转动叶(762)、内环(763)和反向叶轮(764),所述内扭机构(761)与底板(755)、转动叶(762)均固定连接,所述转动叶(762)与内环(763)转动连接,所述反向叶轮(764)与内环(763)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种永磁变频罗茨风机,其特征在于:所述内扭机构(761)包括外壳(7641)、第二伺服电机(7642)、锥齿轮(7643)、锥齿台(7644)和锥齿头(7645),所述外壳(7641)与底板(755)、第二伺服电机(7642)均固定连接,所述第二伺服电机(7642)输出端与锥齿轮(7643)传动连接,所述锥齿轮(7643)与锥齿台(7644)齿面啮合,所述锥齿台(7644)与外壳(7641)转动连接,所述锥齿台(7644)与锥齿头(7645)齿面啮合,所述外壳(7641)上设有通孔(7646),所述锥齿头(7645)与通孔(7646)转动连接,所述锥齿头(7645)与转动叶(762)固定连接。