一、什么是高壓鼓風機

在設計條件下,風壓為30kPa~200KPa或壓縮比e=1.3~3的風機就屬于高壓鼓風機范疇，目前行業(yè)內(nèi)一般是把氣環(huán)真空泵劃歸為高壓鼓風機。高壓鼓風機，也叫高壓風機、渦流風機，區(qū)別于一般離心式高壓鼓風機。

二、高壓鼓風機的發(fā)展歷史

風機已有悠久的歷史。中國在公元前許多年就已制造出簡單的木制礱谷風車，它的作用原理與現(xiàn)代離心風機基本相同。1862年，英國的圭貝爾發(fā)明離心風機，其葉輪、機殼為同心圓型，機殼用磚制，木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為40％左右，主要用于礦山通風。1880年，人們設計出用于礦井排送風的蝸形機殼，和后向彎曲葉片的離心風機，結(jié)構(gòu)已比較完善了。

1892年法國研制成橫流風機；1898年，愛爾蘭人設計出前向葉片的西羅柯式離心風機，并為各國所廣泛采用；19世紀，軸流風機已應用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風，但其壓力僅為100～300帕，效率僅為15～25％，直到二十世紀40年代以后才得到較快的發(fā)展。 

1935年，德國首先采用軸流等壓風機為鍋爐通風和引風；1948年,丹麥制成運行中動葉可調(diào)的軸流風機；旋軸流風機、子午加速軸流風機、斜流風機和橫流風機也都獲得了發(fā)展。

按氣體流動的方向，風機可分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類型。

離心風機工作時，動力機(主要是電動機)驅(qū)動葉輪在蝸形機殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)吸氣口從葉輪中心處吸入。由于葉片對氣體的動力作用，氣體壓力和速度得以提高，并在離心力作用下沿著葉道甩向機殼，從排氣口排出。因氣體在葉輪內(nèi)的流動主要是在徑向平面內(nèi)，故又稱徑流風機。隨著時代的進步和發(fā)展，人們不滿足于離心風泵的壓力及風量要求，并且，離心風泵的噪音也愈發(fā)成為工廠內(nèi)部比較頭疼的事。所以，日本首先推出全封閉式測流式風機，也就是如今的高壓鼓風機（旋渦式真空泵）。此風機以其精小的外觀和噪音，首次滿足了當時社會對高壓鼓風機的需求。后來，相繼對此風機進行升級，先后發(fā)展至單段，雙段，三段葉輪的高壓鼓風機，并將高壓鼓風機的最大壓力一度刷新至230kpa，但這只作為風機的極限壓力。此時的風機已經(jīng)呈現(xiàn)出百家爭鳴的現(xiàn)象，表現(xiàn)比較搶眼的有：德國西門子。1988年，風機技術(shù)引進德國西門子，創(chuàng)造出如今國際知名的高壓鼓風機，高壓鼓風機很快在國內(nèi)掀起了風機環(huán)保高潮，以其雄厚的資金和技術(shù)，合理的產(chǎn)品價格，完善的售后服務體系，贏得了國內(nèi)國外眾多企業(yè)的信賴，成為眾多大型企業(yè)指定用品。到現(xiàn)在，高壓鼓風機的應用已經(jīng)得到了普及，它廣泛應用于工農(nóng)業(yè)方面，涵蓋基礎(chǔ)建設、環(huán)保行業(yè)，汽車工業(yè)、電鍍工業(yè)，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，工業(yè)集塵，包裝機械行業(yè)，印刷機械行業(yè)，塑料工業(yè)、化工、食品、制藥、醫(yī)療、電工電子、輕工紡織、船舶與鐵路、航空航天工程，讓我們的世界更加環(huán)保。

三、高壓鼓風機的工作原理

當葉輪轉(zhuǎn)動時，由于離心力的作用，風向標促使氣體向前向外運動，從而形成一系列螺旋狀的運動。葉輪刀片之間的空氣呈螺旋狀加速旋轉(zhuǎn)并將泵體之外的氣體擠入(由吸氣口吸入)側(cè)槽,當它進入側(cè)通道以后，氣體被壓縮，然后又回復到葉輪刀片間再次加速旋轉(zhuǎn)。當空氣沿著一條螺旋形軌道穿過葉輪和側(cè)槽時，每個葉輪片增加了壓縮和加速的程度,隨著旋轉(zhuǎn)的進行，氣體的動能增加，使得沿側(cè)通道通過的氣體壓力進一步增加。當空氣到達側(cè)槽與排放法蘭的連接點(側(cè)通道在出口處變窄)，氣體即被擠出葉片并通過出口消聲器排出泵體。

四、高壓鼓風機的特點

一般情況下，高壓鼓風機具有以下特點：

1、具有吹吸雙功能，一機兩用，可以用吸風，也可以用吹風；

2、少油或無油運轉(zhuǎn)，輸出的空氣是干凈的；

3、相對于離心風機和中壓風機來說，其壓力高很多，往往是離心風機的十幾倍以上；

4、如果泵體是整體壓鑄，并且使用了防震安裝腳座，那么它對安裝基礎(chǔ)的要求也是很低的，甚至可以不用固定腳座即可正常運轉(zhuǎn)，非常的方便，也非常的節(jié)省安裝費用和安裝周期；

5、相對同類風機，其運轉(zhuǎn)的噪音較低，就如升鴻高壓鼓風機推出超靜音型高壓鼓風機：

6、免維護使用；它的損耗件僅僅是兩個軸承，在質(zhì)保期之內(nèi)，基本上不需要維護；

7、高壓鼓風機的機械磨損非常微小，因為除了軸承之外，沒其它的機械接觸部分，所以，使用壽命當然也是非常的長，只要是處于正常的使用條件下，3～5年是完全沒有問題的；

8、安裝簡易，使用方便！

五、高壓鼓風機的選型注意事項

由于高壓鼓風機的使用非常的廣泛，因為它的選型也相對復雜。一般來說，需要按以下兩個步驟進行：

1、需要確定現(xiàn)場是使用高壓鼓風機的什么功能，是吸還是吹，找準高壓鼓風機對應的壓力-流量曲線；如果看錯曲線，有時候會造成選出來的產(chǎn)品不能使用；

2、根據(jù)計算出來的壓力和流量，在曲線圖上找到同時滿足壓力和流量對應的工作點以上的工作曲線；然后根據(jù)工作曲線選擇高壓鼓風機型號；

只要是不同的工作現(xiàn)場，其對壓力和流量的需求就不一樣，所以，要想得到相對準確的數(shù)據(jù)，就需要進行相關(guān)的計算。這個需要由專業(yè)的設計人員進行或找專業(yè)的公司咨詢。

六、高壓鼓風機的安裝注意事項

1、必需使用平墊圈和彈簧墊圈來加緊螺絲；

2、最好能使用橡膠緩沖膠來承受高壓鼓風機的重量，特別是大功率的高壓鼓風機，必不可少；

3、對于某些對噪音有要求的場合，可以加裝消音器來降低噪音（一般情況下，大約在5dB左右），消音器安裝在進風管道或出風管道的末端；

4、對于某些對噪音要求很高的場合，可以根據(jù)機器本身的條件，加上一層消音綿，即可滿足現(xiàn)場的噪音要求，具體可咨詢高壓鼓風機的廠家或?qū)I(yè)的噪音治理公司；

5、在使用消音綿消音時，注意高壓鼓風機與箱體的距離，注意高壓鼓風機的通風與散熱，注意使用橡膠緩沖膠來承受高壓鼓風機的重量，具體需要咨詢高壓鼓風機的廠家。

6、高壓鼓風機的進出風口管道連接，應使用軟管連接，以隔離震動。

七、高壓鼓風機的使用注意事項

不管是哪個品牌的高壓鼓風機，都需要進行兩個方面的保護：一是壓力，二是粉塵。

對于壓力，經(jīng)常使用的是釋壓閥，它是一個卸荷閥，當高壓鼓風機的使用壓力超過釋壓閥設定的壓力之后，釋壓閥就會自動打開，把多余的壓力釋放掉，從而保護高壓鼓風機。

對于粉塵，經(jīng)常使用的是過濾器。它根據(jù)不同的使用現(xiàn)場，往往使用不同的過濾精度的過濾濾芯，不同的濾芯有不同的維護方法和使用壽命，在訂貨時就需要問清楚。

在一些特殊的場合，還需要進行特殊的保護：比如說在密封環(huán)境中使用時，要注意通風散熱；當環(huán)境溫度（進氣溫度比較高時），更要注意通風散熱，或者選擇允許進風溫度較高的高壓鼓風機（比如有一款環(huán)形鼓風機，允許進風溫度可達130°）；

對于某些品牌高壓鼓風機，可能還會有自己的使用建議，在購買之前，最好進行比較詳細的了解。

八、高壓鼓風機常見故障及排除方法

（一）風機不轉(zhuǎn)動

1、未接通電源——接通電源

2、電機不工作——檢查電機接線或更換電機

3、風機頭損壞——修復風機或更換

4、風機中有異物卡死——清除異物

（二）噪音增大

1、軸承干潤滑——加軸承油脂

2、軸承損壞——更換軸承

3、葉輪磨損——更換葉輪或泵頭

4、堅固件松動或脫落——擰緊緊固件

5、風機內(nèi)有異物——清除異物或更換泵頭

（三）震動增大

1、軸承損壞——更換軸承

2、葉輪不平衡——清除葉輪中異物或校動靜平衡

3、主軸變形——更換主軸或泵頭

4、工作狀態(tài)進入湍震區(qū)——調(diào)整工作狀態(tài)，避開湍震區(qū)

5、進出氣口進濾網(wǎng)堵塞——清洗過濾網(wǎng)

（四）溫度升高

1、進氣口溫度過高——降低進氣口溫度

2、軸承干潤滑——加軸承油脂

3、風機效率降低——清除葉道塵?；蚋鼡Q泵頭

4、工作狀態(tài)改變——調(diào)整工作狀態(tài)

5、環(huán)境溫度增高——增加環(huán)境通風散熱

（五）壓力減小

1、泵頭轉(zhuǎn)速降低——電源電壓偏低或電機故障

2、管網(wǎng)阻力增加——降低管網(wǎng)阻力

3、工作狀態(tài)改變——調(diào)整工作狀態(tài)

4、電機轉(zhuǎn)向反向——電機重新接線

（六）流量減小

1、進出口氣過濾網(wǎng)堵塞——清洗過濾網(wǎng)

2、泵頭轉(zhuǎn)速降低——電源電壓偏低或電機故障

3、管網(wǎng)阻力增加——降低管網(wǎng)阻力

4、工作狀態(tài)增加——調(diào)整工作狀態(tài)

5、電機轉(zhuǎn)向反向——電機重新接線

1.0 高壓鼓風機的應用基本參數(shù)

(1) 風量Q—單位時間流過風機的空氣量(m3/s，m3/min，m3/h)；

(2) 風壓H—當空氣流過風機時，風機給予每立方米空氣的總能量(kg·m)稱為風機的全壓Ht(kg·m/m3)，其由靜壓Hs和動壓Hd組成。即Ht=Hs+Hd；

(3) 軸功率P—風機工作有效的總功率，又稱空氣功率；

(4) 效率η—風機軸上的功率P除去損失掉的部分功率后剩下的風機內(nèi)功率與風機軸上的功率P之比，稱為風機的效率。

2.1 風機的相似理論

風機的流量，運行壓力，軸功率這三個基本參數(shù)與轉(zhuǎn)速間的運算公式極其復雜，同時風機類負荷隨環(huán)境變化參數(shù)也隨之變化，在工程中一般根據(jù)風機的運行曲線，進行大致的參數(shù)運算，稱之為風機相似理論：

Q/Qo=n/no

H/Ho=(n/n0o)2(ρ/ρo)

P/P0=(n/no)3(ρ/ρo)

式中：Q—風機流量；

H—風機全壓；

n—轉(zhuǎn)速；

ρ—介質(zhì)密度；

P— 軸功率。

風量Q與電機轉(zhuǎn)速n成正比，Q∝n；風壓H與電機轉(zhuǎn)速n的平方成正比，H∝n2；軸功率P與電機轉(zhuǎn)速n的立方成正比，P∝n3。

2.2 電動機容量的計算

式中：P—風機電動機所需的輸出軸功率(kW)；

Q—風機風量(m3/s)；

H—風機風壓(kg/m2)；

ηr—傳動裝置的效率，直接傳動為1.0，皮帶傳動為0.9~0.98，齒輪傳動為0.96~0.98；

ηF—風機的效率；

102—由kg·m/s變換為kW的單位變換系數(shù)。

3 風機調(diào)節(jié)輸出風量的方法

3.1 通過改變風機的管網(wǎng)特性曲線來實現(xiàn)對風機的風量的調(diào)節(jié)

風機檔板開度一定時，風機在管網(wǎng)特性曲線R1工作時，工況點為M1，其風量、風壓分別為Q1、H1，其輸出流量是Q1。

將風機的擋板關(guān)小，管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽2，工況點移至M2，風量、壓力變?yōu)镼2、H2，其輸出流量是Q2。 

將風機的擋板再關(guān)小，管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽3，工況點移至M3，風量、壓力變?yōu)镼3、H3，其輸出流量是Q3。

從上面的曲線分析，通過調(diào)速風機檔板的開度，管網(wǎng)的特性參數(shù)將發(fā)生變化，輸出流量發(fā)生變化，這樣就達到了在定速運行時調(diào)節(jié)風機輸出流量的目標。

在調(diào)節(jié)風機流量的過程中，而風機的性能曲線(H-Q曲線)不變，工況點沿著風機的性能曲線(H-Q曲線)由M1移到M2，特性曲線由R1變?yōu)镽2，風機輸出流量由Q1變?yōu)镼2，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，操作容易。目前多數(shù)風機都采用這種方法，但是由于風機的內(nèi)部壓力由H1變?yōu)镠2，這樣，在流量減少的同時，壓力同時上升，在檔板上消耗了大量的無效軸功率，極大地降低了風機的轉(zhuǎn)換效率，浪費了大量的能源。

3.2 通過改變風機葉片的角度來實現(xiàn)對風機的風量調(diào)節(jié)

當風機管網(wǎng)性能曲線不變時，通過改變風機葉片的角度，使風機的特性曲線(H-Q曲線)改變，工況點將沿著管網(wǎng)特性曲線移動，達到調(diào)節(jié)風量的目的。

在這種調(diào)節(jié)風量的方法中，管網(wǎng)特性曲線不變，通過風機葉片角度的變化，調(diào)節(jié)風機性能(H—Q曲線)，從而達到調(diào)節(jié)風機風量的目的。

這樣，在調(diào)低流量的同時，風機內(nèi)部壓力也隨之下降，具有很好的節(jié)電效果。但是這種方法使風機葉輪結(jié)構(gòu)復雜，調(diào)節(jié)機構(gòu)磨損較大。同時，調(diào)節(jié)葉片角度必須停機進行，無法在需要風機進行連續(xù)運行、連續(xù)調(diào)節(jié)的場合。

3.3 通過改變風機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)對風機的風量調(diào)節(jié)

在風機的管網(wǎng)特性不變，風機葉片角度不變的情況下，改變風機的轉(zhuǎn)速，使風機的特性曲線(H—Q曲線)平行移動，工況點將沿著管網(wǎng)特性曲線移動，達到調(diào)節(jié)風量的目的。

當風機轉(zhuǎn)速為n1時，風機的風壓-風量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M1點，其風量、風壓分別為Q1、H1；當風機轉(zhuǎn)速為n2時，風機的風壓-風量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M2點，其風量、風壓分別為Q2、H2。

當風機轉(zhuǎn)速降低，流量降低的同時，風機的壓力也同時隨之降低，這樣，在調(diào)低流量的同時，風機內(nèi)部壓力也隨之下降，具有極好的節(jié)電效果。這種方法不必對風機本身進行改造，轉(zhuǎn)速由外部調(diào)節(jié)，風機檔板可處于全開位置保持不變，并能實現(xiàn)無級線性調(diào)節(jié)風量，適合于需要風機進行連續(xù)運行，連續(xù)調(diào)節(jié)的場合。

九、高壓鼓風機主要應用行業(yè)

高壓鼓風機廣泛用于切紙機、燃燒降氧機、卷煙濾嘴成型機、電鍍槽液攪拌、霧化干燥機、水處理曝氣、水產(chǎn)養(yǎng)殖、絲網(wǎng)印刷機、照相制版機、注塑機、自動上料烘干機、液體灌裝機、粉末灌裝機、電焊設備、電影機械、紙張運送、干洗衣服、清潔用途、空氣除塵、干瓶、氣體傳送、送料、收集、環(huán)保水處理、中央集塵環(huán)境保護、水產(chǎn)養(yǎng)殖、絲網(wǎng)印刷、電鍍、除塵、食品、包裝、灌裝、玻璃制品、氣流輸送等行業(yè)。

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