[发明专利]一种高温离心风机

说明书

技术领域

本发明涉及风机技术领域，特别是一种高温离心风机。

背景技术

现有的离心风机，当将其用于高温环境下时，需要采用耐高温材料制成。现有高温风机的风轮通常采用碳纤维复合材料制成，而风机壳均是由不锈钢材料制成。而不锈钢材料的风机一方面强度较低，重量大；另一方面，不锈钢材料随着温度的升高，其强度会越来越低。再者，现有的离心风机都是呈蜗型结构，大多是将叶轮和出风口朝向炉体，风机壳设于外部，因此，风机壳无需选用强度大，耐高温的材质。但是针对大型炉体，如果将风机设于外侧，会导致炉体内的气体循环不均匀，从而降低工件质量。

另外，现有的高温离心风机，大多是将风轮和一部分电机轴置于炉膛内，且电机轴在靠近电机的位置处设有水冷夹套，而电机轴靠近风轮的那段未设置水冷夹套，这是因为现有风机所处的高温气氛在450℃以下，所以对电机轴的影响较小。并且现有风机的电机是设于炉体外的，这样，就会增加电机轴的长度，因为工作腔与炉体外侧具有一定的距离，会大大降低风轮转动的稳定性，尤其是风机叶轮体积和重量较大时，更不容易带动风机叶轮运转。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种轻而强，刚而硬的高温离心风机，既能大大提高风轮转动时的稳定性，又能防止电机和轴因过热而受损。

本发明的技术方案是：一种高温离心风机，包括电机、轴、风轮，风轮的外部设有风机壳，所述风机壳采用碳碳和/或碳陶材料制成。

上述方案具有以下优点：风机壳采用碳碳材料制成，相比不锈钢而言，具有以下特性：（1）重量轻:尤其是针对大型离心风机，可有效实现轻量化；（2）耐高温:可耐2000℃左右的高温，而且高温力学性能极佳，随着温度的升高，碳碳材料（CFC）的强度不降反升，因此特别适用于高温环境；（3）高温下强度大；（4）耐腐蚀；（5）耐磨性好。

若风机壳采用碳陶材料，具有高性能陶瓷的高强度、高模量、高硬度、耐冲击、抗氧化、耐高温、耐酸碱和所有化学物质腐蚀、热膨胀系数小、比重轻等优点。

本发明的风机壳还可以采用碳碳和碳陶两种材料制成，如一部分采用碳碳材料，另一部分采用碳陶材料。

本发明的高温离心风机适用于安装于炉体内部，使其在高温环境下不会产生变形，具有轻而强、刚而硬的特点。

进一步，所述风轮采用碳碳和/或碳陶材料制成。

进一步，所述风机壳的基体采用纤维针刺坯体或3D编织坯体。所述的坯体是指风机壳的骨架，通过填充碳碳材料形成碳碳材料的风机壳。其中，3D编织结构是采用编织的方法编织出碳碳复合材料坯体，不但能大幅度提高材料的强度和刚度，而且具有良好的抗损坏性与抗冲击性。纤维针刺坯体是将碳碳复合材料通过多层针刺形成轻而强、刚而硬的坯体。纤维针刺坯体或3D编织坯体能够形成很密的骨架，再填充碳碳材料和/或碳陶材料，进一步增加强度。

进一步，所述轴穿过水冷主体，被水冷主体包裹；或者所述电机的外部设有水冷主体，水冷主体的前端包住所述轴；又或者电机和轴分别采用独立的水冷主体进行冷却。

当电机置于炉体外侧，将一部分轴和风轮伸入高温区时，需要将伸入高温区的那部分轴的外侧设置水冷主体，一方面能够使伸入高温区的轴的整个部分都得到冷却，防止轴因过热而受损或断裂，并防止轴对电机产生影响；另一方面，由于水冷主体包住整个轴，就需要将水冷主体扩展至靠近风轮的中心处，从而缩短水冷主体与风轮之间的轴的长度，能够大大提高风轮转动时的稳定性。

当电机和轴全部置于高温区时，就需要将电机和轴的外侧都设置水冷主体，一方面能够有效保证电机和轴不会产生过热现象；另一方面，电机置于炉体内相对于设置在炉体外而言，能够大大缩短轴的长度，进而提高风轮转动时的稳定性，降低噪音。本发明可以是将电机和轴被同一个水冷主体包裹；也可以是被不同的水冷主体包裹。

进一步，所述风轮与轴的连接处设有第一保温层。由于轴的材质的耐温性低于风轮的，通过设置第一保温层，由于风轮在高温气氛下温度比较高，与风轮中心处连接的那部分轴会受到风轮的高温影响而产生过热，通过设置第一保温层，能够防止风轮处的热量传递给轴。第一保温层的材料优选为碳毡，碳毡可以是硬毡，也可以是软毡；又或者是碳毡与陶瓷棉结合。