[科普中国]-高压鼓风机

高压鼓风机在设计条件下，风压为30kPa~200KPa或压缩比e=1.3~3的风机就属于高压鼓风机范畴，目前行业内一般是把气环真空泵划归为高压鼓风机。高压鼓风机，也叫高压风机，区别于一般离心式高压鼓风机。

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。

1935年，德国首先采用轴流等压风机为锅炉通风和引风；1948年，丹麦制成运行中动叶可调的轴流风机；旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机和横流风机也都获得了发展。1

分类从增压动力来源上电动型

电动型以电机作为动力，向下又细分为机械型和液压型。

机械型：电机带动曲轴使柱塞往复运动，直接对物料进行增压。通过多组柱塞提供连续的压力，均质压力较高，产量大，但物料最小量较大，同时电机带动曲轴需要有多级减速机构，使设备效能一般且体积较大。适合用于大型生产。

液压型：电机带动油泵，通过液压系统对物料进行增压。液压系统可提供更高的压力，设备效能较高，体积相对较小，并且物料最小量更小。可同时适用于试验和生产。

手动型

通过手动杠杆机构对物料进行增压。由于是手动增压所以产能较低，但其具有拆装快捷，可随身携带的优势，同时需要的物料最小量很小，非常适用于进行小量试验，可以充分满足实验室的研发需求。

气动型

将压缩气体的压力转化为液压。设备需要氮气瓶或压缩空气机的支持，气体的消耗量很大，并且最高均质压力普遍较低，但是由于没有单独的增压机构，所以体积较小，适合配备有空气压缩机的场所使用。1

从均质腔结构原理上第一代 碰撞型

A．穴蚀喷嘴型——直接引用了高压切割和航空航天推进技术中的气蚀喷嘴结构，但是由于在超高压的作用下，物料溶液经过孔径很微小的阀心时会产生几倍音速的速度，并与阀心内部结构发生激烈的磨擦与碰撞，因此其使用寿命较短，并伴随有金属微粒残落。

B．碰撞阀体型——通过碰撞阀（Impact valve）和碰撞环（Impactring）结构的引入，降低了局部磨损，延长了均质腔的使用寿命。但是由于其根本原理上还是通过溶液中的物料和高硬度金属（如钨合金）结构碰撞，所以金属微粒的磨损残落问题没有彻底解决，并且截止到2013年，绝大多数的国产高压均质机都使用了这种结构。

第二代 对射型

C．Y形交互型——根本的区别在于其应用了对射流的原理。利用特有的Y形结构，使高压溶液中高速运动的物料自相碰撞，大大提高了腔体的使用寿命，并解决了金属微粒残落的问题。

第一代碰撞型均质腔在生产医用注射液时，残落的惰性金属颗粒有可能发生聚集或形成更大颗粒。从病理学角度看，将导致毛细血管血流减少，进而引发人体内组织的机械性损伤，以及引起急性或慢性炎症反应。对射型均质腔的诞生从原理上解决了惰性金属残落的问题。但是由于内部结构原因，当物料的浓度和粘度较大时，第二代对射型较第一代更易发生阻塞。1

特点一般情况下，高压鼓风机具有以下特点：

1、具有吹吸双功能，一机两用，可以用吸风，也可以用吹风；有一款高瑞4HB系列的高压鼓风机，还可以同时使用吸风和吹风，相当于旋片真空泵一样的功能；

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，目前最到压力高达230KPA；

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、相对到其它类型的风机，比如高瑞风机，其运转的噪音较低，功率越大越明显，5.5KW以上就会显示出来；

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、高压鼓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。这也是目前国内高压风机得到普及的最大原因。1

注意事项选型由于高压鼓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鼓风机的什么功能，是吸还是吹，找准高压鼓风机对应的压力-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鼓风机型号；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。2

高压鼓风机安装关键点控制1）建立安装基础

高压鼓风机可以按照任意的角度进行安装，因此基础有很高要求，其尺寸、承受能力等都必须符合规定要求，通常情况下，安装基础的承受能力必须在高压鼓风机重量的 3~5 倍，确保基础底座的平整度，确保基础地面和地脚螺栓预留孔洞中的油污、碎石、泥土等都清理干净。并且把防止垫铁部位的基础表面磨平。

2）设定基准线

当高压鼓风机到位以后，根据安装图纸和基础轴线以及标高线对设备基础进行放线，并找到设备的基础中心线和相应的安装标准，如果安装设备之间存在相互连接或者排列的设备，要划分到同一安装基准线上，确保安装的稳定性，避免在后期使用过程中，受到振动的影响而发生偏移等现象。

3）卸车位移

为便于高压鼓风机的运输和安装，促使鼓风机主机和发电机能临时固定在相同底座上，要采用 20t 左右的吊车，把高压鼓风机等设备从运输车辆上卸下，然后放置了相互平行的两根导轨上，并垫实导轨下部，避免受力不均匀导致风机底座发生变形，影响风机安装和使用，并在鼓风机房设置一个固定卸风机的位置，然后用 10t 葫芦倒链，把风机从导轨上拉入鼓风机房。

4）高压鼓风机组装

在鼓风机房设置 10~15t 的天车，方便设备高压鼓风机的安装、调试、后期维护保养。但通常情况下，高压鼓风机的整体重量往往大于天车的起吊重量，所以必须进行分开吊装风。风机的底座是由生产厂家提供的，在安装风机过程中，只要对底座找平就可以有效确保电机主轴和设备主轴在同一的水平线上。风机基础要实现进行系统测验，确保各项指标都符合高压鼓风机安装要求才能进行安装。

5）风机装配

高压鼓风机在装配过程中，必须在生产厂家技术人员指导下才能完成，主机和底座、电机和风机底座的结合部门要通过0.04mm 的塞尺进行检查，确保衔接部门无缝隙，联轴器外径控制在 300mm（±1mm），端面间隙控制在 3~5mm，连轴线的倾斜度在0.2/1000 以下。为确保高压鼓风机装配的质量，连接螺栓由厂家提供，相同型号风机，应当配置相同的规格的螺栓。2

高压鼓风机预检关键点控制1）高压电机的检查

如果电机轴承中润滑脂干涸或者被污染，就要先用煤油进行清洗，然后再用汽油进行清洗，并加入新的润滑油，确保电机能持续稳定运转。比如：选择电机为 2极电机，润滑油添加量应到达到轴承空腔的 50~60%，在添加过程中，边添加边转动轴承，确保润滑油能均匀分布在轴承上，通常情况下，当电机运转实时间超过 500h 以后，就必须用用油抢大打入新的润滑油，具体填入润滑油的公式为：W=D×B/K，此公式中，W表示重新添加润滑油量（g），D为轴承的外径（mm），B为轴承的宽度（mm），K为系数，不同运行情况下其 K值有一定的差异，比如：电子工作环境比较恶劣，K值相对比较小，通常K值的取值范围为 100~200 之间。

2）电缆交接运行预检

高压鼓风机在具体应用过程中，交接电缆的使用寿命和运行的安全系数，受电缆自身质量、鼓风机安装工艺、运行环境等方面的影响。而交接试验在检测检电缆自身质量和安装工艺的是否达到规定标准的主要途径，运行环境对电缆影响情况则需要通过定期或者不定期预防性试验才能确定。所以在具体预检中，要联合交接试验和预防性试验，是防止电缆设备发生故障的主要方法。交接试验和预防试验项目相同，都是提高电缆的使用寿命和确保电缆运行的安全性。

3）电动机检验

电动机从生产厂家运输到安装现象，其内部的定子绕组可能发生一定程度的损坏，所以在具体使用前，必须对绝缘电阻进行规范的测量，可以采用2500V的欧姆表测量电动机各项绕组电动机壳体的绝缘电阻，并且在测试前，为确保测试的准确性，要拆除电动机出线端子上外部接线，通常情况下，电动机的绝缘电阻应当保持在 11MΩ 之上。2

高压鼓风机试运行关键点控制1、高压鼓风机试运行关基础条件

高压鼓风机试运行是检测安装效果的主要手段，在开始试运行前，高压鼓风机必须充分满足以下几点要求：①确保鼓风机中驱动机的运转方向和泵的方向相同；②检测管道高压风机和共轴泵的具体转向；③检查高压鼓风机各个规定连接处无松动，在各个润滑部位加上适量的润滑剂；④有预润滑要求的部位要根据相关规定进行润滑；⑤各指示仪表、安全保护装置都应当灵敏、准确、可靠；⑥确保盘车的灵活性，无异常现象；⑦高压鼓风机在试运行前，要先对泵体进行预热，确保泵体的温度能均匀上升，每小时上升的温度控制在 40~50℃之间。高压风机表与有工作介质进口的工艺管道的温差控制在 40℃之下。

2、电机试运行

1）电机空载运行

电机的第一次启动必须在空载的情况下进行，所谓空载运行指的是电机空载运行，指的是电机开始转动并进入规定荷载连续运行72h经历的全部过程，排除电机自身原因，不能达到额定负荷时，就可以按照最大可能负荷进行72h运行。

2）电机负载运行

电机负载运行中的控制要点可以从以下两个方面进行入手：①对传动装置控制，众所周知，电动机输出的机械能需要通过相应的传动装置才能传送给负载，在实际运行过程中，为确保机械能安全可靠的传输，就必须确保传动装置安装的灵活性和安全性；②联轴器传动的安装要点控制，当联轴器安装完成以后，用手转动电机，比较轻松且灵活，则可认为联轴器安装质量良好，当手转动联轴器比较吃力或者根本转不动时，则说明此联轴器安装存在问题，需要重新调整。

3、高压鼓风机机组试运行

1）前期准备

当高压鼓风机安装完成以后，必须检测冷却水的流量、压力、温度等，检查润滑油油面位置、高压鼓风机风管系统进出阀是否处于打开状态。在启动高压鼓风机前，必须积极确认上述工作是否良好，并解除连锁系统。

2）启动风机机组

当接收到鼓风机机组启动命令以后，现场操作人员，要检查启动电流是否在正常范围当中，并逐渐打开鼓风机进口阀门，并观察电流的指示，当额定电流达到 90%以上时停止开启阀门，鼓风机现在处于放风状态运行，并准备送风到曝气池。当电动送风阀门打开以后，就会降低鼓风机的送风阻力，当阻力降低到一定程度以后，会发生鼓风机窒息现象，所以放风阀要逐渐打开，严禁一下全部打开。2

维护工作制度1.风机必须专人使用，专人维修。

2.风机不许带病运行。

3.定期清除风机内部的灰尘，特别是叶轮上的灰尘、污垢等杂质，以防止锈蚀和失衡。

4.风机维修必须强调首先断电停车。

5.对温度计及油标的灵敏性定期检查。

6.除每次拆修后应更换润滑油外，正常情况下3-6月更换一次润滑油。2

与吸尘机的区别高压鼓风机小型易于携带；除了叶轮外，高压鼓风机没有其他动件，且叶轮直接连接马达，无齿轮或传动皮带带动，因此可靠性高，几乎免维修。

用途旋风式吸尘机的特性：本集尘机为本公司最新制造，采用旋风收尘机与袋式吸尘机之特长，吸力特强。

可靠近粉尘场所收尘，可移动吸尘，不需配管，节省经费，大幅提高方便与机动性。

适用于喷砂、砂轮、木工、研磨、切削.........等等，吸尘粉、棉屑、木屑之用。

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。此时的风机已经呈现出百家争鸣的现象，高压鼓风机很快在国内掀起了风机环保高潮，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，包装机械行业，印刷机械行业，塑料工业、化工、食品、制药、医疗、电工电子、轻工纺织、船舶与铁路、航空航天工程，让我们的世界更加环保。2

本词条内容贡献者为:

宋春霖 - 副教授 - 江南大学