[科普中国]-高压风机

高压风机1是指在设计条件下，风压为30kPa~200KPa或压缩比e=1.3~3的风机。当前行业内一般是把气环式真空泵划归为高压风机。高压风机，也叫高压鼓风机，区别于一般离心式鼓风机 风机。

工作原理当叶轮转动时，由于离心力的作用，风向标促使气体向前向外运动，从而形成一系列螺旋状的运动。叶轮刀片之间的空气呈螺旋状加速旋转并将泵体之外的气体挤入(由吸气口吸入)侧槽,当它进入侧通道以后，气体被压缩，然后又回复到叶轮刀片间再次加速旋转。当空气沿着一条螺旋形轨道穿过叶轮和侧槽时，每个叶轮片增加了压缩和加速的程度,随着旋转的进行，气体的动能增加，使得沿侧通道通过的气体压力进一步增加。当空气到达侧槽与排放法兰的连接点，气体即被挤出叶片并通过出口消声器排出泵体。

发展历史风机已有悠久的历史。中国在公元前许多年就已制造出简单的木制砻谷风车，它的作用原理与现代离心风机基本相同。1862年，英国的圭贝尔发明离心风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳用砖制，木制叶轮采用后向直叶片，效率仅为40%左右，主要用于矿山通风。1880年，人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳，和后向弯曲叶片的离心风机，结构已比较完善了。 1892年法国研制成横流风机；1898年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心风机，并为各国所广泛采用；19世纪，轴流风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风，但其压力仅为100～300帕，效率仅为15～25%，直到二十世纪40年代以后才得到较快的发展。

离心风机工作时，动力机(主要是电动机)驱动叶轮在蜗形机壳内旋转，空气经吸气口从叶轮中心处吸入。由于叶片对气体的动力作用，气体压力和速度得以提高，并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳，从排气口排出。因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内，故又称径流风机。随着时代的进步和发展，人们不满足于离心风泵的压力及风量要求，并且，离心风泵的噪音也愈发成为工厂内部比较头疼的事。所以，日本首先推出全封闭式测流式风机，也就是如今的高压风机（旋涡式真空泵）。此风机以其精小的外观和噪音，首次满足了当时社会对高压风机的需求。后来，相继对此风机进行升级，先后发展至单段，双段，三段叶轮的高压风机，并将高压风机的最大压力一度刷新至230kpa，但这只作为风机的极限压力。比较有影响力的国外知名品牌有：NASH-ELMO,FPZ, ENERGY, BUSCH, TEAKOR，FUJI等。1988年，风机技术引进德国西门子，创造出如今国际知名的高压风机，高压鼓风机很快在国内掀起了风机环保高潮，以其淳厚的资金和技术，合理的产品价格，完善的售后服务体系，赢得了国内国外众多企业的信赖，成为众多大型企业指定用品。高压风机的应用已经得到了普及，它广泛应用于工农业方面，涵盖基础建设、环保行业，汽车工业、电镀工业，水产养殖业，工业集尘

部件配管管子套入出入风口时,请保持中心一致,不可在勉强情形下连接。通道软管(ducthose)如使用防震接头等,可简易地连接且能防止震动之传道。管子重量请不要直接加在高压风机之凸缘面上,以防止变形。道引热风时,请以挠性接头,避免受热膨胀影响。避免突然缩小、扩大或弯曲等,使得流体效率不良。

配线1、电源请使用定格电压之定格周波数(标签上之记载值),且按配线图装配正确之线路。

2、电压之变动应于定格电压的正负 5%之内。(10%亦可使用,但是长时间电压变动大时,易造成故障,最好能避免。)

3、由于鼓风机无过热负载保护装置，无法经常监控鼓风机之热度，故请安装相同马力之过负载保护电磁开关。并调整与铭板值相同以下之安全电流。

4、依据马达之马力及电气工事方式，选择标准的配线。

欧盟可参考的安全资讯为：EN60034，EN60204-1,EN294,IEE配线法规。特定的工业及国家有进一步的安全要求，请咨询他们的贸易及安规单位。

5、确认回转方向：

配线完成后，将开关开一下（瞬间）以确认其回转方向及有无杂音。回转方向如鼓风机上箭头表示。如回转方向不正确，吸风与送风顺序会颠倒，为三相者，将三条外接电线中任意二条调换。

6、接地为防止漏电时发生事故，请装设地线。

风机特点一般情况下，高压风机具有以下特点：

1、具有吹吸双功能，一机两用，可以用吸风，也可以用吹风；

2、少油或无油运转，输出的空气是干净的；

3、相对于离心风机和中压风机来说，其压力高很多，往往是离心风机的十几倍以上；

4、如果泵体是整体压铸，并且使用了防震安装脚座，那么它对安装基础的要求也是很低的，甚至可以不用固定脚座即可正常运转，非常的方便，也非常的节省安装费用和安装周期；

5、相对同类风机，其运转的噪音较低，推出超静音型高压风机：

6、免维护使用；它的损耗件仅仅是两个轴承，在质保期之内，基本上不需要维护；

7、高压风机的机械磨损非常微小，因为除了轴承之外，没其它的机械接触部分，所以，使用寿命当然也是非常的长，只要是处于正常的使用条件下，3～5年是完全没有问题的；

使用方法高压风机运转时，马达所消耗的电流会随压力及真空度的提高而增加，如电流过大会导致接触器跳脱，为防止跳脱或省电，请尽可能加大出风口之截面积，或在吸气或排气侧装置风压风量调节阀。

A、送风用－入口应加装适当之过滤器

1、 出气孔之总截面积应大于风机出口截面积之1/2。

2、 如用于水中送气,其水深压力应在型号目录上所标示最大静压值之70%以下。

3、于加压送气时,出口温度因空气摩擦的关系大于常温10摄氏度属正常,故应使用铁管1M以上。

B、吸风用-出口处可加装消音器

吸入孔之总截面积应大于鼓风机入口截面积之1/2。

C、过滤器简易清理方法：

将过滤器自转接头旋开用空气喷枪或刷子将滤网上之污垢或灰尘去除,清洁后将之旋回即可使用。

注意事项选购

由于高压风机的使用非常的广泛，并且它的选型也相对复杂；国内市场的风机品牌很多，所以客户在选购高压风机时，必须注意以下几点：

1、简单的了解供应商的实力规模：注册资金、经营范围、公司是否获得必要的证书。

2、供应商的企业背景，历史表现和成长性：该公司动作是否合法、规范。

3、产品的可靠性、质量保证、售后服务是否完善：产品有没有通过CE认证、RoSH认证、SGS认证等等。

4、物流是否及时、付款方式等

以上客户在选购高压风机必须注意的事项，以免买到价格低但产品质量和售后。

选型

由于高压风机的使用非常的广泛，因为它的选型也相对复杂。一般来说，需要按以下两个步骤进行：

1、需要确定现场是使用高压风机的什么功能，是吸还是吹，找准高压风机对应的压力-流量曲线；如果看错曲线，有时候会造成选出来的产品不能使用；

2、根据计算出来的压力和流量，在曲线图上找到同时满足压力和流量对应的工作点以上的工作曲线；然后根据工作曲线选择高压风机型号；

只要是不同的工作现场，其对压力和流量的需求就不一样，所以，要想得到相对准确的数据，就需要进行相关的计算。这个需要由专业的设计人员进行或找专业的公司咨询。

安装

1、必需使用平垫圈和弹簧垫圈来加紧螺丝；

2、最好能使用橡胶缓冲胶来承受高压风机的重量，特别是大功率的高压风机，必不可少；

3、对于某些对噪音有要求的场合，可以加装消音器来降低噪音（一般情况下，大约在5dB左右），消音器安装在进风管道或出风管道的末端；

4、对于某些对噪音要求很高的场合，可以根据机器本身的条件，加上一层消音绵，即可满足现场的噪音要求，具体可咨询高压风机的厂家或专业的噪音治理公司；

5、在使用消音绵消音时，注意高压风机与箱体的距离，注意高压风机的通风与散热，注意使用橡胶缓冲胶来承受高压风机的重量，具体需要咨询高压风机的厂家，如高瑞高压风机，西门子等；

6、高压风机的进出风口管道连接，应使用软管连接，以隔离震动。

不同的使用现场，往往使用不同的过滤精度的过滤滤芯，不同的滤芯有不同的维护方法和使用寿命，在订货时就需要问清楚。

在一些特殊的场合，还需要进行特殊的保护：比如说在密封环境中使用时，要注意通风散热；当环境温度（进气温度比较高时），更要注意通风散热，或者选择允许进风温度较高的高压风机

对于某些品牌高压风机，可能还会有自己的使用建议，在购买之前，最好进行比较详细的了解。

安装方法A、安装场所

周围温度与湿度,应符合以下条件：

1、单相 -5 ~40℃ 三相 -10~40℃

2、选择通风良好,尘埃及湿气少之场所。

3、安装于露天者,请使用雨罩。

B、安装方法

高压风机可依任何角度安装,用螺丝确实固定于水平且具刚硬的基础或基座.。基础重量大约是高压风机的3倍以上为标准。应特别注意基座是否高低不平,如果是,当螺栓扭紧时,高压风机台可能发生变形!可加装避震器降低噪音。吸入口上不连接通风道时,为防止危险或异物吸入,请加装铁丝网或过滤器。

故障（一）风机不转动

排除方法：

1、未接通电源——接通电源

2、电机不工作——检查电机接线或更换电机

3、风机头损坏——修复风机或更换

4、风机中有异物卡死——清除异物

（二）噪音增大

排除方法：

1、轴承干润滑——加轴承油脂

2、轴承损坏——更换轴承

3、叶轮磨损——更换叶轮或泵头

4、坚固件松动或脱落——拧紧紧固件

5、风机内有异物——清除异物或更换泵头

（三）震动增大

排除方法：

1、轴承损坏——更换轴承

2、叶轮不平衡——清除叶轮中异物或校动静平衡

3、主轴变形——更换主轴或泵头

4、工作状态进入湍震区——调整工作状态，避开湍震区

5、进出气口进滤网堵塞——清洗过滤网

（四）温度升高

排除方法：

1、进气口温度过高——降低进气口温度

2、轴承干润滑——加轴承油脂

3、风机效率降低——清除叶道尘埃或更换泵头

4、工作状态改变——调整工作状态

5、环境温度增高——增加环境通风散热

（五）压力减小

排除方法：

1、泵头转速降低——电源电压偏低或电机故障

2、管网阻力增加——降低管网阻力

3、工作状态改变——调整工作状态

4、电机转向反向——电机重新接线

（六）流量减小

排除方法：

1、进出口气过滤网堵塞——清洗过滤网

2、泵头转速降低——电源电压偏低或电机故障

3、管网阻力增加——降低管网阻力

4、工作状态增加——调整工作状态

5、电机转向反向——电机重新接线

高压风机的应用基本参数(1) 风量Q—单位时间流过风机的空气量(m3/s，m3/min，m3/h)；

(2) 风压H—当空气流过风机时，风机给予每立方米空气的总能量(kg·m)称为风机的全压Ht(kg·m/m3)，其由静压Hs和动压Hd组成。即Ht=Hs+Hd；

(3) 轴功率P—风机工作有效的总功率，又称空气功率；

(4) 效率η—风机轴上的功率P除去损失掉的部分功率后剩下的风机内功率与风机轴上的功率P之比，称为风机的效率。

风机的相似理论风机的流量，运行压力，轴功率这三个基本参数与转速间的运算公式极其复杂，同时风机类负荷随环境变化参数也随之变化，在工程中一般根据风机的运行曲线，进行大致的参数运算，称之为风机相似理论：

Q/Qo=n/no H/Ho=(n/n0o)2(ρ/ρo) P/P0=(n/no)3(ρ/ρo)

式中：Q—风机流量；

H—风机全压；

n—转速；

ρ—介质密度；

P— 轴功率。

风量Q与电机转速n成正比，Q∝n；风压H与电机转速n的平方成正比，H∝n2；轴功率P与电机转速n的立方成正比，P∝n3。

电动机容量的计算

式中：P—风机电动机所需的输出轴功率(kW)；

Q—风机风量(m3/s)；

H—风机风压(kg/m2)；

ηr—传动装置的效率，直接传动为1.0，皮带传动为0.9~0.98，齿轮传动为0.96~0.98；

ηF—风机的效率；

102—由kg·m/s变换为kW的单位变换系数。

通过改变风机的管网特性曲线来实现对风机的风量的调节

这种办法是通过调节挡风板的开关程度来实现的，如图1所示。

图1 不同管网的特性曲线风机风量的特性曲线

风机档板开度一定时，风机在管网特性曲线R1工作时，工况点为M1，其风量、风压分别为Q1、H1，其输出流量是Q1。

将风机的挡板关小，管网特性曲线变为R2，工况点移至M2，风量、压力变为Q2、H2，其输出流量是Q2。

将风机的挡板再关小，管网特性曲线变为R3，工况点移至M3，风量、压力变为Q3、H3，其输出流量是Q3。

从上面的曲线分析，通过调速风机档板的开度，管网的特性参数将发生变化，输出流量发生变化，这样就达到了在定速运行时调节风机输出流量的目标。

在调节风机流量的过程中，而风机的性能曲线(H-Q曲线)不变，工况点沿着风机的性能曲线(H-Q曲线)由M1移到M2，特性曲线由R1变为R2，风机输出流量由Q1变为Q2，这种方法结构简单，操作容易。多数风机都采用这种方法，但是由于风机的内部压力由H1变为H2，这样，在流量减少的同时，压力同时上升，在档板上消耗了大量的无效轴功率，极大地降低了风机的转换效率，浪费了大量的能源。

通过改变风机叶片的角度来实现对风机的风量调节。

当风机管网性能曲线不变时，通过改变风机叶片的角度，使风机的特性曲线(H-Q曲线)改变，工况点将沿着管网特性曲线移动，达到调节风量的目的。

如图2所示，风机叶片角度为α1时，M1点是原来工况点，其风量、风压分别为Q1、H1；风机叶片角度为α2时，风机性能曲线(H—Q曲线)由α1线变为α2线，与管网特性曲线相交于M2，风量、风压变为Q2、H2；风机叶片角度为α3时，风机性能曲线(H—Q曲线)由α2线变为α3线，与管网特性曲线相交于M3，风量、风压变为Q3、H3。

图2 不同风机叶片的角度时风机风量的特性曲线在这种调节风量的方法中，管网特性曲线不变，通过风机叶片角度的变化，调节风机性能(H—Q曲线)，从而达到调节风机风量的目的。

这样，在调低流量的同时，风机内部压力也随之下降，具有很好的节电效果。但是这种方法使风机叶轮结构复杂，调节机构磨损较大。同时，调节叶片角度必须停机进行，无法在需要风机进行连续运行、连续调节的场合。

通过改变风机的转速来实现对风机的风量调节。

在风机的管网特性不变，风机叶片角度不变的情况下，改变风机的转速，使风机的特性曲线(H—Q曲线)平行移动，工况点将沿着管网特性曲线移动，达到调节风量的目的。如图3所示。

图3 风机的转速不同时的特性曲线

当风机转速为n1时，风机的风压-风量曲线与管网特性曲线R相交于M1点，其风量、风压分别为Q1、H1；当风机转速为n2时，风机的风压-风量曲线与管网特性曲线R相交于M2点，其风量、风压分别为Q2、H2。

当风机转速降低，流量降低的同时，风机的压力也同时随之降低，这样，在调低流量的同时，风机内部压力也随之下降，具有很好的节电效果。这种方法不必对风机本身进行改造，转速由外部调节，风机档板可处于全开位置保持不变，并能实现无级线性调节风量，适合于需要风机进行连续运行，连续调节的场合。

应用行业高压风机已经普遍运用在环保水处理，如对污水曝气，用以满足活性污泥中的好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触混合的条件，从而降解水中的各类有机质达到污水净化的目的，还能起到搅拌的作用，还有电镀槽液搅拌、水产养殖，都是起到相同的作用。

还有印刷行业的折页机、压痕机、切纸机等机械。

（高压风机 环形风机**）**广泛用于灌装机械、医院传送系统、燃烧降氧机、卷烟滤嘴成型机、雾化干燥机、、丝网印刷机、照相制版机、注塑机、自动上料烘干机、液体灌装机、粉末灌装机、电焊设备、电影机械、纸张运送、干洗衣服、清洁用途、空气除尘、干瓶、气体传送、送料、收集、中央集尘环境保护、丝网印刷、电镀、除尘、食品、包装、灌装、玻璃制品、气流输送等相关行业和机械。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学