РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 1994 года по МПК F04D29/28 

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к рабочим колесам центробежных вентиялторов.

Известно рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее установленные между несущим и покрывным дисками лопатки, каждая из которых имеет профильную часть и полый предкрылок, образующий с ней полость и щели, причем в дисках выполнены сквозные отверстия, сообщенные с полостью, а профильные части лопаток снабжены расположенными в зоне щелей завихрителями в виде изогнутых пластин, обращенных вогнутой стороной к выходу щели.

Недостатком этого рабочего колеса является недостаточная глубина экономичного регулирования вентилятора, поскольку при взаимодействии закрученного управляющего потока с основным в зоне их смещения возникают существенные потери энергии, что значительно снижает энергию циркуляционного движения смешанного потока, а следовательно, и диапазон изменения нагруженности вентилятора, т. е. глубину регулирования.

Целью изобретения является увеличение глубины экономичного регулирования центробежного вентилятора путем снижения потерь энергии при смешении основного и управляющего потоков и повышения эффективности закрутки смешанного потока за счет создания стока части смешанного потока по оси зоны смешения.

Поставленная цель достигается тем, что рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее установленные между несущим и покрывным дисками лопатки, каждая из которых имеет профильную часть и полый предкрылок, образующий с ней полость и щели, причем в дисках выполнены сквозные отверстия, сообщенные с полостью, а профильные части лопаток снабжены завихрителями в виде изогнутых пластин, обращенных вогнутой стороной к выходу щели, согласно изобретению снабжено расположенными на средней линии выходного сечения щелей дополнительными сквозными отверстиями в дисках, сообщающимися с сужающимимся каналами, образованными неподвижной стенкой и упругими пластинами, закрепленными одним концом соответственно на несущем и покрывном дисках и имеющими механизмы перемещения в виде кулачкового привода, при этом в полости размещена дополнительная упругая пластина, закрепленная средним участком на профильной части лопатки с возможностью перемещения и имеющая механизм кулачкового привода.

Заявляемое рабочее колесо центробежного вентилятора отличается от прототипа тем, что снабжено расположенными на средней линии выходного сечения щелей дополнительными сквозными отверстиями в дисках, сообщающимися с сужающимися каналами, образованными неподвижной стенкой и упругими пластинами, закрепленными одним концом соответственно на несущем и покрывном дисках и имеющими механизмы перемещения в виде кулачкового привода, при этом в полости размещена дополнительная упругая пластина, закрепленная средним участком на профильной части лопатки с возможностью перемещения и имеющая механизм кулачкового привода.

Таким образом, заявляемое рабочее колесо центробежного вентилятора соответствует критерию "новизна".

При сравнении заявляемого рабочего колеса не только с прототипом, но и другими известными решениями не обнаружены решения, обладающие сходными признаками, что позволяет делать вывод о соответствии технического решению критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен центробежный вентилятор; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2
Согласно изобретению центробежный вентилятор содержит корпус 1 и установленное в нем рабочее колесо 2 с закрепленными между несущим 3 и покрывным 4 дисками объемными лопатками 5, каждая из которых имеет профильную часть 6 и полый предкрылок 7, образующий с ней полость 8 и щели 9, а в дисках 3 и 4 выполнены сквозные отверстия 10, сообщенные с полостью 8. Профильные части 6 лопаток 5 снабжены расположенными в зоне щелей 9 завихрителями 11, при этом по средней линии 12 выходного сечения щелей 9 в несущем 3 и покрывном 4 дисках выполнены дополнительные сквозные отверстия 13 и 14 соответственно на рабочей и тыльной поверхностях лопатки, снабжены дополнительными эжекторными камерами 15 в виде сужающихся в направлении, противоположном вращению рабочего колеса 2, каналов 16, образованных неподвижной стенкой 17 и упругими пластинами 18, 19, закрепленными одним концом 20 на дисках 3, 4 и выполняющими одновременно роль дроссельной заслонки для отверстий 13, 14 при регулировании стока смешанного потока. Для регулирования подачи управляющего потока на поверхности лопатки 5 в полост и 8 установлена упругая пластина 21. Механизмы перемещения упругих пластин 18, 19, 21 выполнены в виде кулачкового привода 22, 23, 24, 25.

При работе центробежного вентилятора поток воздуха, обтекая лдопатки 5 вращающегося рабочего колеса 2, приобретает циркуляционное движение вокруг них, результатом которого является давление, развиваемое вентилятором. Для увеличение давления поворотом кулачкового привода 23, 25 перемещают упругие пластины 19, 21, открывая доступ подачи управляющего потока и отсос смешанного потока на тыльной поверхности лопатки 5. Предварительно закрученный на завихрителе 11 управляющий поток под действием разности давлений в полости корпуса 1 и полости 8 предкрылка 7 через отверстия 10 и щель 9 поступает на тыльную поверхность профильной части 6 лопатки 5, где начинает смешиваться с основным потоком, поступающим через вход в рабочее колесо 2. Одновременно за счет эжекции, возникающей в каналх 16 от вращения рабочего колеса 2, происходит отсос через отверстия 14 части смешивающегося потока. Возникновение стока по линии 12 зоны смешения приводит к возникновению устойчивого мощного вихревого движения с центром по линии 12, интенсивность которого зависит от интенсивности отсоса потока. Такой характер движения потоков в зоне смешения снижает потери энергии при взаимодействии закрученного управляющего потока с основным и одновременно существено увеличивает энергию циркуляционного движения смешанного потока, при этом возникает дополнительная циркуляция вокруг лопаток 5, величина которой в значительной мере зависит от интенсивности отсоса потока через отверстия 14. Возрастание результирующей циркуляции вокруг лопаток 5 увеличивает давление, развиваемое вентилятором. Для снижения давления, развиваемого вентилятором, поворотом кулачкового привода 22, 24 перемещают упругие пластины 18, 21, открывая доступ подачи управляющего потока и отсос смешанного потока на рабочей поверхности лопатки 5. Далее происходят процессы, аналогичные описанным, только возникает дополнительная циркуляция противоположного направления относительно основной циркуляции. Таким образом происходит снижение суммарной циркуляции, а значит и давления, развиваемого вентилятором, причем величина снижения зависит от интенсивности отсоса потока через отверстия 13.

Таким образом, отсос части управляющего и основного потоков из зоны их смешения через отверстия в несущем 3 и покрывном 4 дисках рабочего колеса 2 способствует путем эффективного инициирования устойчивого вихревого движения смешанного потока и, как результат, создания дополнительной циркуляции вокруг лопаток 5 увеличению глубины экономичного регулирования центробежного вентилятора.

Использование: в вентиляторостроении. Сущность изобретения: между несущим и покрывным дисками установлены лопатки, каждая из которых имеет профильную часть и полый предкрылок, образующий с ней полость и щели. Завихрители размещены в зоне щелей на профильной части лопатки и выполнены в виде изогнутых пластин, обращенных вогнутой стороной к выходу щели. При этом в дисках выполнены сквозные отверстия, сообщенные с полостью, и дополнительные сквозные отверстия, расположенные на средней линии выходного сечения щелей со стороны рабочей и тыльной поверхностей и сообщенные с сужающимися в направлении, противоположном вращению рабочего колеса, каналами, каждый из которых образован неподвижной стенкой и упругими пластинами, закрепленными одним концом соответственно на несущем и покрывном дисках и имеющими механизмы перемещения в виде кулачкового привода. При этом в полости размещена дополнительная упругая пластина, закрепленная средним участком на профильной части лопатки с возможностью перемещения и имеющая механизм кулачкового привода. 4 ил.

РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА, содержащее установленные между несущим и покрывным дисками лопатки, каждая из которых имеет профильную часть и полый предкрылок, образующий с ней полость и щели, и завихрители, размещенные в зоне щелей на профильной части и выполненные в виде изогнутых пластин, обращенных вогнутой стороной к выходу щели, при этом в дисках выполнены сквозные отверстия, сообщенные с полостью, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, в несущем и покрывном дисках выполнены дополнительные сквозные отверстия, расположенные на средней линии выходного сечения щелей со стороны рабочей и тыльной поверхностей и сообщенные с сужающимися в направлении, противоположном вращению рабочего колеса, каналами, каждый из которых образован неподвижной стенкой и упругими пластинами, закрепленными одним концом соответственно на несущем и покрывном дисках и имеющими механизмы перемещения в виде кулачкового привода, при этом в полости размещена дополнительная упругая пластина, закрепленная средним участком на профильной части лопатки с возможностью перемещения и имеющая механизм кулачкового привода.