一、 形态分化的结构基础:关于箱体集成与独立蜗壳
柜式离心风机与蜗轮式离心风机同属离心式风机类别,两者的差异在于结构集成方式。柜式离心风机将风机本体、电机、减震装置及进出风口接口集成于一个矩形箱体内部,组成独立的气流驱动单元;蜗轮式离心风机则由蜗壳、叶轮及电机组成,安装时根据现场空间条件布置。
柜式风机的箱体采用框架与面板组合结构。框架通常为铝合金型材或钢板折弯型材,面板为双层钢板夹芯结构,芯材为聚氨酯发泡材料或岩棉。箱体在风机运行时用于隔声与隔热,同时设有进出风口的标准法兰接口。蜗轮式风机不设集成箱体,蜗壳本身即为气流通道的外壳,蜗壳材质为钢板焊接或镀锌钢板冲压成型,表面根据使用环境做防锈或耐温涂层处理。
两种结构形态分别用于不同的工程条件。柜式风机通常用于噪声控制、安装空间规整、进出风方向不变的场所;蜗轮式风机通常用于安装空间多样、进出风方向调整、或系统阻力及风压需求处于较高区间的通风系统。
二、 箱体内部组件的排列:关于柜式风机的功能组合
柜式离心风机的箱体内部,各组件按气流路径依次排列,对应气流驱动与降噪功能。
风机叶轮设于箱体内部中段,叶轮型式与设计风量及风压有关。进风口设于箱体侧面或顶面,空气经进风口进入箱体后,经叶轮沿径向流出,由蜗壳收集后流向出风口。出风口设于箱体另一侧面或顶面,进出风方向与箱体设计规格有关,常见组合为侧进侧出、侧进顶出或顶进侧出。
电机安装于箱体内部,与风机叶轮之间通过皮带传动或直联传动连接。皮带传动方式下,电机设于风机一侧的支架上,通过皮带轮调整转速;直联传动方式下,电机轴与风机轴连接,电机安装于风机蜗壳的电机法兰上。电机接线盒设于箱体侧面,通过箱体上的过线孔引出电源线。
减震装置设于风机及电机的安装底座下方,用于改变振动向箱体及建筑结构传递的程度。减震器类型及数量,与机组重量及振动特性有关。箱体内壁敷设吸音材料,吸音材料密度及厚度与中低频段声波衰减有关。箱体进出风口设有软连接接口或法兰,与风管系统连接时用于调整振动传递及安装偏差。
三、 蜗壳与叶轮的协同:关于蜗轮式风机的气流方式
蜗轮式离心风机的蜗壳与叶轮,用于气流加速与方向改变。叶轮旋转时,空气从叶轮中心轴向进入,经叶片旋转加速后沿径向流出,由蜗壳收集后流向出口。蜗壳的型线设计,与风机在额定工况下的气流分布及压力输出有关。
叶轮按叶片形式分为前向多翼式、后向平板式及翼型式等。前向多翼式叶轮叶片数量及叶片长度,与风量处于较高区间、风压处于较低区间的工况有关;后向式及翼型式叶轮叶片数量及叶片长度,与风压处于较高区间的工况有关。叶轮材质通常为钢板、镀锌钢板或不锈钢板,焊接或铆接成型。叶轮在出厂前经过动平衡校正,校正精度与风机运行时的振动水平有关。
蜗壳的截面形状沿气流方向逐渐扩大,与叶轮出口气流的减速及静压变化有关。蜗壳的出口方向在特定角度范围内按设定角度间隔调整,蜗轮式风机的安装方位对应不同角度。蜗壳出口设有法兰接口,与风管系统连接。
电机与蜗壳的连接方式分为直联式与支架式。直联式将电机安装于蜗壳侧面的电机支架上,电机轴与叶轮轴通过联轴器连接;支架式将电机安装于底座上,通过皮带轮与叶轮轴连接。电机的防护等级及绝缘等级,与安装环境的温度、湿度及粉尘条件有关。
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