新型关风器研制探讨.doc

新型关风器研制探讨 作者 何翔 付聚霞 王军摘要：关风器是气力输送系统中的重要不可或缺的设备，它有多种命名如旋转阀、星型给排料机、封闭旋转叶片给排料机等。关风器使用环境恶劣，布满粉尘，有些是高硬度颗粒，有些是高温环境，均无法对叶轮结构外圆和外壳内圆孔表面进行润滑。减小关风器漏气量、延长使用寿命是本行业的难点，减小叶轮工作状态各封闭腔体压力差、减少漏气量、采用补偿间隙结构、选用复合耐磨、自润滑材料是达到关风器漏气量小、使用寿命长、节约原材料、节能目的的有效途径。关键词：关风器、压力差、漏气量、补偿间隙、耐磨、自润滑、节能。在固态颗粒物料、粉体物料输送过程中，大量采用气力输送，关风器在气力输送系统中是不可或缺的关键设备。它的重要技术性能指标漏气量决定了风机型号的选用。由于传统关风器漏气量较大，磨损较大，往往选用较大风量的风机，这样就增加了资金投入，浪费了大量宝贵的电能。同时，大量携带微粒物料的空气泄漏，排入环境大气中，既造成了物料损失，又造成了环境污染。有些气力输送过程中必须要用较高气体压力，或者较高真空状态下进、排物料，关风器进、出口两端压力差较大，致使漏气量非常大，常规结构的关风器无法使用。研制、生产高气密、低泄漏、耐磨、使用寿命长、制造成本较低、价格适中的关风器符合节约经济型国策。在气力输送系统中，目前国内外普遍使用的关风器为了满足用户要求，生产厂家设计生产了类型、结构种类繁多的关风器。按叶轮主要结构，可分为有墙板、无墙板两大类；按运转间隙可否补偿可以分为三类；镶片、锥体配合、弹性外压包式。前述各类结构各有优缺点，本文在这里不作评述。在此仅对叶轮有无墙板和采用叶轮上嵌有自动补偿间隙结构、选用耐磨自润滑材料及方便准确的测量漏气量进行探讨。一、 叶轮有无墙板分类1 叶轮无墙板型：叶轮叶片外圆和两侧外壳内圆必需留有足够转动间隙，由于压力差主要集中在两端轴径叶片处，即使镶有调整补偿间隙叶片，但轴径处由于铸造，或焊接结构，外形粗糙，使轴径间处密封带特别窄而短，难以密封，此种结构漏气量特别大，叶轮和壳体内圆磨损后，间隙增大，无法使用，致使整机报废。 2 叶轮侧面带墙板型：由轴、叶片、墙板形成了若干独立封闭的料槽，避免了轴径肩处短距离、大间隙、压力差集中缺陷，密封效果较好。有些厂家为了加强密封效果，加宽了叶片、墙板外圆宽度，由于必须依靠提高加工精度才能达到要求，因此增大了加工成本，另外，漏气量仍然较大。山东某厂生产的某型号高精度关风器，压力差为0。1Mpa时，漏气量为1500升/分钟。二、按叶轮和壳体内圆间隙可否调整分类。1 有一定锥度叶轮和圆锥度壳体内圆配合型：在磨损后，调整叶轮和壳体的轴向尺寸，减小配合间隙，其缺点是结构复杂，制造成本高，使用到一定程度后无法调整间隙，整机报废。2叶轮镶置耐磨片材，间隙可调整型：密封效果较好，结构复杂，运转消耗动能较大，制造成本较高。3叶轮和壳体内置耐磨片材，橡胶垫气体压缩弹性密封型：密封效果好，但结构复杂，制造成本太高。三、新型关风器1、叶轮采用带墙板的结构形式，并在叶轮叶片和圆形墙板外沿开有矩形槽，矩形槽内装有耐高、低温、耐油、耐腐蚀的弹性材料自动补偿带条，自动补偿带条上端开有矩形槽，耐磨自润滑材料带条镶嵌在矩形槽内，从而实现了叶轮和壳体内圆孔“零间隙”配合运转。其结构示意图见下图。 2、 在转子外壳相对应转子叶片槽部位开设有13对互通减压孔，以便在0.1Mpa正压，或者8000Pa较高真空使用时，减小相邻的两物料槽的压力差，进一步降低漏气量，并便于卸料。四、 风器漏气量的测量根据原中华人民共和国国内贸易部19950529批准，19951010实施的叶轮关风器SB/T10259-95的标准第4.2条，关风器密封性能见表2; 型号TGFY2.8TGFY4TGFY5TGFY7TGFY9压降时间 （S）甲位23 17 12 乙位18 11 7 表 2 5试验方法方法5.1第4.2条的测试。5.1.1试验装置5.1.1.1试验装置由1.5m3空气包，100kpa气压表，空压机20mm阀门和胶管，出气管口径为18mm,秒表及紧固连接件等组成。5.1.2试验方法5.1.2.1关风器在试验过程中不运转，叶轮叶片分别放于甲、乙两个位置进行测定。5.1.2.2气包内的压力由40kpa,下降为30kpa所需时间应不少于表2所规定的数值。上述试验方法较为复杂，我们依据上述标准做了如下试验方法（见下图）： 关风器压力气瓶压力表压力调节阀盲板 气体流量计 关器漏气量测试装置示意图 应用固定压力贮气瓶，装入氮气或二氧化碳。调节阀调节气体压力从0调整为10kpa读数一次，直至100kpa。按照上述方法测得某厂容积9升关风器漏气量为1800升/分，研制新型关风器压力差为0.1Mpa, 漏气量50升/分，新型关风器的漏气量仅为老产品的1/36。五、 结论1、 新型关风器共研制三批数十台，密封结构有较小的差异，最终定型的容积7升、9升关风器做了数十次完整试验，并成功用于某厂低温真空干燥设备，进、排料系统压力差为85000Pa。2、 新型关风器经多批、多台、多次反复测量压力差漏气量，经测试压力差数值稳定。3、 为了测试耐磨材料耐磨性能，因目前此项技术参数国内尚无标准，我们参照其他行业、试验方法做了初步试验，当机壳内圆孔表面磨损后有明显拉伤、沟槽状态下，漏气量仍然增加不大，耐磨材料磨损轻微。4、 新型关风器漏气量极小（不能和闭锁阀门比较），仅有传统产品漏气量的数十分之一，叶轮上的旋转间隙补偿零部件耐磨自润滑，且磨损后自动补偿，可以说将使关风器成为“超长寿命产品”。用于现代气力输送系统中将极大降低风网、风机用电量，极大节约设备投资及运行成本。5、 和国外同用途、相近技术参数关风器相比，制造成本只有进口产品的十分之一；和国内同容积普通关风器相比，制造成本略高；和某些厂制造精度较高产品相比，制造成本仅有同型产品的1/2。综前所述