具有自排污特性的酸烟抽风机轴封设计.docx
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具有自排污特性的酸烟抽风机轴封设计
具有自排污特性的酸烟抽风机轴封设计
学生：
学号：
专业：
班级：
指导教师：
二O一三年六月
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：
具有自排污特性的酸烟抽风机轴封设计
院：
专业：
过程装备与控制工程班级：
学号：
学生：
指导教师：
接受任务时间
系主任（签名） 院长（签名）
1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求
了解目前国内外硝酸制造和硝化反应等生产工艺，并对生产过程中使用的抽风机情况进行调研分析；针对F9-19系列防腐风机，就轴封存在的问题及酸烟的特性，应用负压密封原理改进风机轴封结构，并确定抽风机抽液支管、抽气和负压总管位置确定，进行抽风机轴封最大间隙与负压管径的匹配分析计算；绘制出抽风机轴封改进装置图。
2．指定查阅的主要参考文献及说明
〔1〕李庆宜．通风机[M].北京:
机械工业出版社，1982.
〔2〕陈匡民．流体动密封[M].成都：
成都科技大学出版社，1990
〔3〕顾永泉．，机械端面密封[M].东营：
石油大学出版社，1994
〔4〕黄振华等．压缩机与风机密封[M].北京：
机械工业出版社，1988，11.
〔5〕《机械设计手册》，机械工业出版社
〔6〕期刊主要有：
《风机技术》、《润滑与密封》、《安徽化工》、《山东化工》
3．进度安排
设计（论文）各阶段名称
起止日期
1
资料收集，阅读文献，完成开题报告
3月2日至3月20日
2
完成所有结构设计和设计计算工作
3月21日至4月21日
3
完成所有图纸绘制
4月22日至5月22日
4
完成设计说明书
5月23日至6月1日
5
完成图纸和说明书的修改，准备毕业答辩
6月2日至6月10日
摘要
本次设计通过对硝酸制造和硝化反应等生产工艺中F9-19系列防腐风机轴封泄漏的问题及酸烟的特性的研究，对硝酸制造和硝化反应等生产工艺中使用的F9-19系列防腐风机进行轴封的改进设计。
通过选择新的轴封材料、改进轴封设计，应用负压密封原理改善风机的轴承设计缺陷，改善风机的密封性能将抽风机轴封泄漏率降低到最小值，提高风机的效用以适应现代化工行业的需求。
在设计过程中，计算并确定抽风机抽液支管、抽气和负压总管位置等。
对进行该型号抽风机轴封最大间隙与负压管径的匹配分析计算，绘制出抽风机轴封改进装置图。
本次抽风机轴封结构设计改进兼顾了新型、高效、制造难度低、造价低廉等特性，使用新型的负压密封技术，在实际的应用过程中将起到非常重要的作用。
关键词：
轴封；酸烟；泄漏；负压密封
ABSTRACT
Thedesignandmanufactureofnitricacidbynitrationofotherproductionprocesses.F9-19seriesofantifanshaftsealleakageproblemsandcharacteristicsofthesmokeacid,nitric.acidnitrationofmanufacturingandotherproductionprocessesusedintheseriesofantiF9-19improveddesignofthewindturbineshaftseal.Byselectinganewsealmaterials,improvedsealdesign,applicationvacuumsealingprincipletoimprovethefanbearingdesigndefectsandimprovethetightnessofthefanblowershaftsealleakageratecanbereducedtotheminimum,toimprovetheeffectivenessofthefantosuitmodernchemicalindustryneeds.
Inthedesignprocess,iscalculatedanddeterminedblowersuctionpipes,suctionandvacuumductlocation.Theconductofthetypeblowerandvacuumsealmaximumgapdiametermatchinganalysisandcalculation,plottedimprovedblowershaftsealdevicemap.Theblowershaftsealstructuredesignimprovementtakingintoaccountthenew,efficient,difficulttomanufacturelow,lowcostandothercharacteristics,theuseofnewvacuumsealingtechnology,theactualapplicationprocesswillplayaveryimportantrole.
Keywords:
Seal；Acidsmoke；leakage；vacuumseal
目录
摘要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
第一章绪论1
1.1风机的分类1
1.1.1按工作原理分类1
1.2通风机的型号与规格3
1.2.1离心式通风机系列产品的型号3
1.2.2轴流通风机型号编制规则5
1.3常用风机7
1.3.1常用通风机型号7
1.4通风机的构造和工作原理7
1.4.1轴流式通风机8
1.4.2离心式通风机9
1.6风机的安装调试11
1.6.1风机的安装调试11
1.6.2风机的运行操作12
1.7风机的主要故障与日常维护12
1.7.1风机的主要故障及原因12
1.7.2风机的日常维护13
1.8风机的应用及风机技术发展趋势14
1.8.1风机的应用14
1.8.2风机技术发展趋势14
第二章通风机主要零部件材料选用16
2.1材料的选择原则16
2.1.1通风机材料选择的一般原则16
2.1.2特殊用途通风机的材料的选择16
2.2通风机主要零件材料的选用19
2.2.1通风机主要零件常用材料19
2.2.2F9—19系列防腐风机主要零件材料的选用21
第三章通风机结构23
3.1离心式通风机结构23
3.2通风机的主要零部件24
3.2.1叶轮24
3.1.2机壳26
3.1.3进气箱27
3.1.4进气箱27
3.1.5扩散器27
3.2轴流式通风机的结构形式27
3.3其他形式通风机结构30
3.3.1罗茨式通风机30
3.3.2横流式通风机32
3.3.3斜流式通风机33
3.3.4筒形离心风机33
第四章泄漏与密封36
4.1泄漏36
4.1.1泄漏的概念36
4.1.2泄漏的危害36
4.1.3泄漏的分类37
4.1.4泄漏的常用检测方法与应急处理38
4.2密封39
4.3机械密封41
4.3.1机械密封的发展41
4.3.2机械密封原理41
4.3.3机械密封主要零部件42
4.3.4机械密封的分类44
4.3.5机械密封的优缺点45
第五章F9—19系列抽风机轴封设计改进48
5.1抽风机轴封性能以及轴承箱的泄漏分析48
5.1.1抽风机轴封性能分析48
5.1.2抽风机轴承箱泄漏分析49
5.2应用负压密封原理对F9—19系列抽风机进行轴封改进50
5.2.1抽风机轴承箱负压密封原理50
5.2.2抽风机轴封泄漏改进方案51
5.3压力调节阀的选取54
5.3.1压力调节阀简介54
5.3.2自力式压力调节阀56
参考文献63
致谢65
第一章绪论
风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称。
通常所说的风机包括通风机、鼓风机、压缩机以及罗演鼓风机，但是不包括活塞压缩机等容积式鼓风机和压缩机。
而气体压缩和气体输送机械是把旋转的机械能转换为气体压力能和动能，并将气体输送出去的机械。
1.1风机的分类
1.1.1按工作原理分类
离心式风机
叶片式风机
轴流式风机
风机
往复式风机
容积式风机叶氏风机
回转式风机罗茨风机
螺旋杆风机等
1.1.2按气体出口压力（或升压）分类
1.1.2.1按风机产生压力（全压）大小分类
（1）风扇
标准状态下，风机额定压力范围为
98Pa（10mmH2O）。
此风机无机壳，又称自由风扇，常用于建筑物的通风换气。
（2）通风机
设计条件下，风机额定压力范围为98Pa
14710Pa（1500mmH2O）。
一般风机均指通风机而言，也是本章所论述的风机。
通风机是应用最为广泛的风机。
空气污染治理、通风、空调等工程大多采用此类风机。
（3）鼓风机
工作压力范围为14710Pa
196120Pa。
压力较高，是污水处理曝气工艺中常用的设备。
（4）压缩机
工作压力范围为
196120Pa，或气体压缩比大于3.5的风机，如常用的空气压缩机。
图1—1风机的适用范围
（5）风机的适用范围如图1-1所示，
1.1.2.2通风机分类
通风机通常也按工作压力进行分类，
低压风机
980Pa（100mmH2O）
离心式风机中压风机980Pa
2942Pa（300mmH2O）
高压风机2942Pa
14710Pa（1500mmH2O）
通风机
低压风机
490Pa（50mmH2O）
轴流式风机
高压风机490Pa
4900Pa（500mmH2O）
1.2通风机的型号与规格
1.2.1离心式通风机系列产品的型号
1.2.1.1离心式通风机的型号
离心式通风机的型号可用形式表示，如单台产品型号用形式和品种表示。
型号组成的顺序关系见表1-1。
表1-1型号组成的顺序关系表
（1）用途代号按表1-1规定。
（2）压力系数的5倍化整后采用一位数。
个别前向叶轮的压力系数的5倍化整后大于10时，亦可用二位整数表示。
（3）比转速采用两位整数。
若用二叶轮并联结构，或单叶轮双吸入结构，则用2乘比转速表示。
（4）若产品的型式中产生有重复代号或派生型时，则在比转速后加注序号，采用罗马数字体Ⅰ、Ⅱ等表示。
（5）设计序号用阿拉伯数字“1”，“2”等表示，供对该型产品有重大修改时用。
若性能参数、外形尺寸、地基尺寸，易损件没有变动时，不应使用设计序号。
（6）机号用叶轮直径的分米（dm）数表示.
1.2.1.2风机产品用途代号
风机产品用途代号按表1-2规定。
表1—2用途代号表
序号
用途类别
代号
汉字
简写
1
工业冷却通风
冷却
L
2
微型电动吹风
电动
DD
3
一般用途通风换气
通用
T（省略）
4
防爆气体通风换气
防爆
B
5
防腐气体通风换气
防腐
F
6
船舶用通风换气
船舶
CT
7
纺织工业通风换气
纺织
FZ
8
矿井主体通风
矿井
K
9
矿井局部通风
矿局
KJ
10
隧道通风换气
隧道
CD
11
锅炉通风
锅炉
G
12
锅炉引风
锅引
GY
13
船舶锅炉通风
船舶
CG
14
船舶锅炉引风
船引
CY
15
工业用炉通风
工业
GY
16
排尘通风
排尘
C
17
煤粉吹风
煤粉
M
18
谷物粉末输送
粉末
FM
19
热风吹吸
热风
R
序号
用途类别
代号
汉字
简写
20
高温气体输送
高温
W
21
烧结炉排烟
烧结
SJ
22
一般用途空气输送
通用
T（省略）
23
空气动力
动力
DL
24
高炉鼓风
高炉
GL
25
转炉鼓风
转炉
ZL
26
柴油机增压
增压
ZY
27
煤气输送
煤气
MQ
28
化工气体输送
化气
HQ
29
石油炼厂气体输送
油气
YQ
30
天然气输送
天气
TQ
31
降温凉风用
凉风
LF
32
冷冻用
冷冻
LD
33
空气调节用
空调
KT
34
电影机械冷却烘干
影机
YJ
1.2.2轴流通风机型号编制规则
1.2.2.1轴流通风机系列产品的型号用型式表示
单台产品的型号用型式和品种表示，型号组成的顺序关系如表2-4所示。
通风机型号编制规则
（1）叶轮数代号，单叶轮可不表示，双叶轮用“2”表示。
（2）用途代号按表1—2规定。
（3）叶轮毂比为叶轮底径与外径之比，取两位整数。
（4）转子位置代号卧式用“A”表示，立式用“B”表示。
产品无转子位置变化可不表示。
（5）若产品的型式中产生有重复代号或派生型时，则在设计序号前加注序号。
采用罗马数字体Ⅰ、Ⅱ等表示。
（6）设计序号表示方法同前离心通风机型号编制规则。
1.2.2.2轴流通风机的名称型号表示举例如表1-3所示
表1—3轴流通风机的名称型号
序号
名称
型号
说明
型式
品种
1
矿井轴流引风机
K70
No.18
矿井主扇引风用，叶轮毂比为0.7，机号为18即叶轮直径1800mm
2
矿井轴流引风机
2K70
No.18
两个叶轮结构，其他参数同第1条
3
矿井轴流引风机
2K701
No.18
该型式产品的派生型（如有反风机装置）用Ⅰ代号区分，其他参数同第2条
4
矿井轴流引风机
2K70-1
No.18
某厂对原2K70型产品有重大修改，为便于区别加用“-1”设计序号表示.其他参数同第2条
5
（通用）轴流通风机
T30
No.8
一般通风换气用，叶轮毂比为0.3，机号为8即叶轮直径800mm
6
（通用）轴流通风机
T30B
No.8
该型式产品转子为立式结构．其他参数与5条相同
7
化工气体排送轴流通风机
HQ30
No.8
该型式产品用在化工气体排送，其他参数与5条相同
8
冷却轴流通风机
L30B
No.80
工业用水冷却用，叶轮毂比为0.3，机号为80即叶轮直径8000mm。
转子为立式结构
1.3常用风机
1.3.1常用通风机型号
1.一般低中高压离心式通风机：
4-58离心式通风机，4-70离心式通风机，F4-72离心式通风机，S4-72离心式通风机，4-2x72离心式通风机，4-2x72No22离心式通风机等。
2.二业锅妒用离心式通风、引风机：
G-32—11锅炉离心式鼓风机，G4-68离心式通风、引风机，Y4-70离心式引风机，Y47Ⅱ锅炉引风机，Y4-72—11锅炉引风机等。
3.高温通风机：
W4-57—11高温通风机，W4-62高温通风机，W4-68高温通风机，W4-70—11高温通风机，W4-70No6.2D高温气体循环通风机，
W4—72高温通风机，W4-72No6.3高温离心式通风机，W4-73高温通风机等。
4.防腐高心式通风机：
FC3-49No16F防腐，湿式除尘离心式通风机，F4-57耐腐蚀离心式通风机，
F4-62防腐离心式通风机，F4-65No9.6D防腐通风机等。
5.空调用风机：
DW系列空调风机，DW系列离心式通风机，KDF离心式通风机，DFZ系列纺织调风机等。
6.顶通风机：
FDW3-38屋顶离心式通风机，FBW3-90系列玻璃钢屋顶离心式通风机，WD4-72-11屋顶离心式通风机，DW4-75—12型玻璃钢屋顶离心式通风机，WT4-85-11普通屋顶离心式通风机，BDW4-87-11防爆低噪声屋顶离心式通等。
7.其他用途风机：
X45·25涡流式风机，XF5·25—12混流式风机，SWF系列泥流式通风机，高效、节能、低噪声SJG系列斜流式（混流式）管道理风机等。
1.4通风机的构造和工作原理
通风机主要部件：
机壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口、轴承、底座等部件。
1.4.1轴流式通风机
（1）轴流式通风机外形图如图1—1。
图1—1轴流式通风机外形图
（2）轴流通风机翼型升力原理
流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在电机的驱动下旋转时，旋转的叶片给绕流流体一个沿轴向的推力（叶片中的流体绕流叶片时，根据流体力学原理，流体对叶片作用有一个升力，同时由作用力和反作用力相等的原理，叶片也作用给流体一个与升力大小相等方向相反的力，即推力），此叶片的推力对流体做功，使流体的能量增加并沿轴向排出。
叶片连续旋转即形成轴流式风机的连续工作。
轴流式风机的工作原理示意图如图1—2。
图1—2轴流式通风机结构简图
1—进气箱；2—外壳；3—动叶片；4—导叶；5—动叶片调节机构；
6—扩压筒；7—导流筒；8—轴；9—轴承；10—联轴器
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参考文献
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中国建筑工程出版社,2001
致谢
本次设计是在我的导师王老师的悉心指导下完成的。
她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。
王老师不仅在此次设计过程中给予我精心的指导，同时还在设计思想和未来工作经历的积累上给了我很多启发，在此谨向王老师致以诚挚的谢意。
我还要感谢在在成毕业设计过程中，给予我帮助的毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本吃设计的顺利完成。
在毕业设计即将完成之际，我的心情开始稍微平静，从开始进入课题到设计的顺利完成，我自己付出了很多的时间和精力，同学和朋友们也给了我许多帮助。
即将离开母校，在以后的工作中，我将继续保持科学、严谨的作风，发扬母校的优良传统。
最后，我要向百忙之中抽时间对本次设计进行审阅、评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。
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