一種自散熱軸流風機的製作方法

2023-07-23 13:06:01 2

本實用新型涉及消防風機技術領域，更具體地說，它涉及一種自散熱軸流風機。

背景技術：

消防風機既是指能在300℃高溫條件下連續運行60分鐘以上、100℃溫度條件下連續20小時/次不損壞的工業風機。消防風機主要包括離心式風機、軸流式風機和橫流式風機等。

對於軸流式風機，公告號為CN203584846U的中國專利公開了一種新型電容啟動式外轉子軸流風機，包括機殼，安裝支架，安裝支架上通過軸套安裝有轉軸，軸套與轉軸之間安裝有軸承，轉軸端部安裝有擋圈和調整墊圈，轉軸外安裝有定子和轉子，機殼內安裝有圓形電容。

上述方案中的軸流風機雖然結構緊湊，但是在散熱效果上卻並不理想。軸流風機的熱量主要來自於自身內部線圈的電熱，這種熱量在軸流風機線圈發生短路或者是超功率運行時十分明顯，除上述原因外，軸流風機各個部件之間的摩擦生熱、風機灰塵積累也是重要的原因。對比文件中風機運行時，轉軸與軸套之間的相對轉動全由軸承實現。軸承滾珠與軸承外套會摩擦生熱，同時風機機殼中的高溫氣體也會將熱量傳遞給軸承，使得軸承產生熱膨脹，熱膨脹會影響軸承的軸向和徑向的膨脹位移，從而加大軸承滾珠與軸承外套的摩擦力，軸承溫度進一步升高，如此循環，將嚴重危及風機的安全運行。

技術實現要素：

針對實際運用中的問題，本實用新型目的在於提出一種自散熱軸流風機，具體方案如下：

一種自散熱軸流風機，包括外風筒以及設置於所述外風筒內的風機，所述風機包括電機以及設置於所述電機轉軸上的葉輪，所述外風筒內同軸心設置有呈密閉設置的內風筒，所述電機架設於所述內風筒內，所述葉輪設置於內風筒外部，所述電機的轉軸與電機殼體之間設置有軸承；

所述軸承包括內圈、保持架和外圈，所述內圈的外壁和所述外圈的內壁上設有相互配合的滾道，所述內圈內壁上貫穿所述軸承內圈等間距設置有多個膨脹槽或膨脹通孔，所述軸承外圈的外壁與內風筒的內壁之間設置有密封隔板；膨脹槽或膨脹通孔均沿軸承軸向設置。

所述內風筒遠離所述轉軸的一端設置有進風管，所述進風管與外風筒的外部環境相連通，所述內風筒位於所述密封隔板部位設置有出風管，所述出風管的出風口設置於所述內風筒內且背向所述葉輪設置。

通過上述技術方案，首先可以避免氣流中的灰層聚集到風機的電機上，並且軸流風機外部的部分氣流經過過濾後由進風管經膨脹槽或膨脹通孔進入到外風筒內部，上述過程中可以帶走軸承摩擦生成的熱量，並且由於膨脹槽的存在，可以將軸承的熱膨脹形變主要集中到膨脹槽附近而非滾道附近，可以進一步減少滾道的形變，從而減少滾道與滾珠之間的摩擦。

進一步的，所述進風管內設置有多層用於過濾氣流中雜質的過濾層。

通過上述技術方案，可以避免外界的灰塵聚集到電機內部，避免電機發熱。

進一步的，所述內風筒的外壁上繞其周向均勻設置有多個支撐板，所述內風筒通過多個所述支撐板與外風筒的內壁固定連接。

進一步的，密封隔板上開設有第一過風孔，所述第一過風孔上設置有用於遮蔽所述第一過風孔的第一擋片，所述第一擋片通過第一扭簧與所述第一過風孔的邊緣轉動連接，當所述第一扭簧處於自然伸縮狀態時，所述第一擋片密封所述第一過風孔。

通過上述技術方案，當第一擋片遮蔽第一過風口時，由進風管進入的風從電機內部穿過膨脹槽進入到外風筒內部，當這一通路被堵塞時，密封隔板兩側的氣壓差過大，由進風管進入的氣流將由第一進風口經軸承外部進入到外風筒中，亦能夠冷卻電機及軸承。

進一步的，所述內風筒遠離所述葉輪的一端的側壁上開設有第二過風孔，所述第二過風孔上設置有用於遮蔽所述第二過風孔的第二擋片，所述第二擋片通過第二扭簧與所述第二過風孔的邊緣轉動連接，當所述第二扭簧處於自然伸縮狀態時，所述第二擋片密封所述第二過風孔，第二過風孔內設置有濾網。

通過上述技術方案，當進風管出現堵塞時，由於出風管的出風口處存有負壓，部分氣流將由第二過風孔進入到內風筒中，而後再次經膨脹槽或第二過風孔進入到外風筒內，實現電機的冷卻。

進一步的，所述外風筒遠離所述葉輪一端的管壁內徑小於靠近所述葉輪一側的管壁內徑。

通過上述技術方案，可以使得外風筒靠近葉輪一側的氣壓小於外風筒內遠離所述葉輪一側的氣壓，更容易在外風筒內部經內風筒形成氣流循環。

進一步的，所述外風筒的外壁上設置有安裝架。

通過上述技術方案，方便軸流風機的安裝。

進一步的，所述膨脹槽垂直於軸承長度方向的截面呈三角形設置。

通過上述技術方案，可以最大化的吸收軸承內圈的膨脹量。

進一步的，所述軸承的外圈上套設有緊固環，所述緊固環採用低膨脹係數的金屬材質製成。

通過上述技術方案，可以限定軸承內圈的熱膨脹方向。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：

（1）通過在軸流風機的外風筒內設置內風筒，電機設置於內風筒內，降低了灰層附著在電機上的概率；

（2）通過在軸承的內圈設置膨脹槽或膨脹通孔，配合電機外部的密封隔板，使得冷卻電機的氣流經電機內部以及膨脹槽或膨脹通孔流入到風機外風筒內部，給電機、軸承降溫的同時也降低了軸承因為熱膨脹而變形的風險。

附圖說明

圖1為本實用新型施例一的整體示意圖；

圖2為風機的示意圖；

圖3為風機軸承的局部爆炸視圖；

圖4為本實用新型施例一的剖面示意圖（省略外風筒）；

圖5為圖4中A部的局部放大示意圖；

圖6為本實用新型施例二的整體剖面示意圖；

圖7為圖6中B部的局部放大示意圖。

附圖標誌：1、外風筒；2、風機；3、電機；4、葉輪；5、內風筒；6、軸承；7、膨脹槽；8、密封隔板；9、進風管；10、出風管；11、出風口；12、過濾層；13、支撐板；14、第一過風孔；15、第一擋片；16、第一扭簧；17、第二過風孔；18、第二擋片；19、第二扭簧；20、濾網；21、安裝架；22、緊固環；24、保持架；25、外圈；26、滾道；27、轉軸；28、滾珠。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不僅限於此。

如圖1所示，一種自散熱軸流風機，包括外風筒1以及設置於外風筒1內的風機2。風機2包括電機3以及設置於電機3轉軸27上的葉輪4。為方便安裝本實用新型中的軸流風機2，外風筒1的外壁上設置有安裝架21。

為了有效地避免灰塵絨毛等雜質附著在電機3上，在外風筒1內同軸心設置有呈密閉設置的內風筒5，電機3架設於內風筒5內。電機3的轉軸27伸出到內風筒5的外部與葉輪4通過螺栓固定連接，電機3的轉軸27與電機3殼體之間設置有軸承6。

與傳統的軸承6不同，如圖2和圖3所示，軸承6包括內圈、保持架24和外圈25，內圈的外壁和外圈25的內壁上設有相互配合的滾道26，內圈內壁上貫穿軸承6內圈等間距設置有多個膨脹槽7或膨脹通孔，軸承6外圈25的外壁與內風筒5的內壁之間設置有密封隔板8，膨脹槽7或膨脹通孔均沿軸承6軸向設置。內風筒5的外壁上繞其周向均勻設置有多個支撐板13，內風筒5通過多個支撐板13與外風筒1的內壁固定連接。

由於金屬的熱膨脹與金屬之中各個原子之間的斥力增大有關，設置膨脹槽7或膨脹通孔可以定向地疏導上述膨脹的方向。為了可以最大化的吸收軸承6內圈的膨脹量，膨脹槽7垂直於軸承6長度方向的截面呈三角形設置。並且優化的，軸承6的外圈25上套設有緊固環22，緊固環22採用低膨脹係數的金屬材質製成，例如奧氏體不鏽鋼，可以限定軸承6內圈的熱膨脹方向。

為了能夠給電機3降溫，內風筒5遠離轉軸的一端設置有進風管9，進風管9與外風筒1的外部環境相連通，內風筒5位於密封隔板8部位設置有出風管10，出風管10的出風口11設置於內風筒5內且背向葉輪4設置。上述設置，使得出風管10的出風口11處的氣壓小於外風筒1外部的氣壓，外部的氣流會自動經進風管9進入到內風筒5內部，經電機3殼體內部以及膨脹槽7後進入到外風筒1內部，在此過程中給電機3以及軸承6降溫，並防止形變。

為了避免外界的灰塵聚集到電機3內部，避免電機3發熱，進風管9內設置有多層用於過濾氣流中雜質的過濾層12。上述過濾層12採用空隙較大的棉網即可，主要隔絕空氣中的大顆粒灰塵、絨毛等。

如圖4和圖5所示，密封隔板8上開設有第一過風孔14，第一過風孔14上設置有用於遮蔽第一過風孔14的第一擋片15，第一擋片15通過第一扭簧16與第一過風孔14的邊緣轉動連接，當第一扭簧16處於自然伸縮狀態時，第一擋片15密封第一過風孔14。當第一擋片15遮蔽第一過風口時，由進風管9進入的風從電機3內部穿過膨脹槽7進入到外風筒1內部，當這一通路被堵塞時，密封隔板8兩側的氣壓差過大，由進風管9進入的氣流將由第一進風口經軸承6外部進入到外風筒1中，亦能夠冷卻電機3及軸承6。

實施例二

如圖6和圖7所示，一種自散熱軸流風機2，與實施例一的區別在於：內風筒5遠離葉輪的一端的側壁上開設有第二過風孔17，第二過風孔17上設置有用於遮蔽第二過風孔17的第二擋片18，第二擋片18通過第二扭簧19與第二過風孔17的邊緣轉動連接，當第二扭簧19處於自然伸縮狀態時，第二擋片18密封第二過風孔17，第二過風孔17內設置有濾網20。上述技術方案，當進風管9出現堵塞時，由於出風管10的出風口11處存有負壓，部分氣流將由第二過風孔17進入到內風筒5中，而後再次經膨脹槽7或第二過風孔17進入到外風筒1內，實現電機3的冷卻。

為了可以使得外風筒1靠近葉輪4一側的氣壓小於外風筒1內遠離葉輪4一側的氣壓，更容易在外風筒1內部經內風筒5形成氣流循環。外風筒1遠離葉輪4一端的管壁內徑小於靠近葉輪4一側的管壁內徑。

本實用新型的工作原理及有益效果在於：

首先通過設置內風筒5，避免了葉輪4產生的氣流直接吹入到電機3內部，可以避免氣流中的灰層聚集到風機2的電機3內圈上，減少短路發生的概率。其次，軸流風機2外部的部分氣流經過過濾後由進風管9經膨脹槽7或膨脹通孔進入到外風筒1內部，上述過程中可以帶走軸承6摩擦生成的熱量，並且由於膨脹槽7的存在，可以將軸承6的熱膨脹形變主要集中到膨脹槽7附近而非滾道26附近，可以進一步減少滾道26的形變，從而減少滾道26與滾珠28之間的摩擦。最後，通過設置第一擋片15與第二擋片18，可以使得整個軸流風機2的可靠性更高，不會因為某一冷卻通路的中斷而喪失掉散熱的效果。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本實用新型思路下的技術方案均屬於本實用新型的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。