РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 1995 года по МПК F04D29/28 

Изобретение относится к области вентиляторостроения, а именно к шахтным центробежным вентиляторам на скиповых подъемах, работающим в условиях повышенной запыленности, и дымососам.

Известно рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее несущий и покрывной диски с установленными наклонно к ним в одну сторону лопатками, имеющими скошенные входные кромки.

Такое исполнение рабочего колеса значительно снижает неравномерность распределения абразивных частиц и пыли по ширине его межлопаточных каналов, способствуя тем самым повышению эрозионной стойкости и предотвращению налипания пыли на поверхность несущего диска. Однако наклон лопаток в одну сторону вызывает существенные потери энергии, а следовательно, уменьшение КПД центробежного вентилятора из-за перестроения потока в межлопаточных каналах.

Наиболее близким к заявленному устройству является рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее несущий и покрывной диски и установленные наклонно к ним и друг другу основные и дополнительные лопатки, имеющие скошенные входные кромки.

Данное рабочее колесо устраняет недостатки ранее описанной конструкции, т. е. исключает перестроение потока в межлопаточных каналах в направлении к покрывному диску, поскольку равное удаление линии пересечения основных и дополнительных лопаток обуславливает симметричное течение потока. Однако вследствие расположения дополнительных лопаток с наклоном к несущему диску в направлении вращения рабочего колеса абразивные частицы и пыль вызывают эрозионный износ и заштыбовку примыкающего к дополнительным лопаткам участка несущего диска, что не позволяет достичь требуемой стойкости к эрозионному износу и предотвратить налипание пыли на поверхность несущего диска.

Целью изобретения является повышение стойкости рабочего колеса к эрозионному износу и предотвращение налипания пыли на поверхность несущего диска в области рабочих лопаток центробежного вентилятора.

Указанная цель достигается тем, что в рабочем колесе центробежного вентилятора, содержащем несущий и покрывной диски и лопатки, расположенные между дисками, лопатки изогнуты в поперечном сечении по средней линии, наклонены в сторону, противоположную вращению рабочего колеса, и имеют скошенные кромки. Лопатки, имеющие ломаную образующую, отклоняют абразивные частицы и пыль от несущего диска, исключая его эрозионный износ, поскольку в направлении к средней линии они наклонены в сторону, противоположную вращению рабочего колеса. При этом данная форма лопаток рабочего колеса обеспечивает симметричное течение потока в межлопаточных каналах, устраняя потери энергии на перестроение потока, тем самым обеспечивая сохранение высокого КПД вентилятора.

При сопоставительном анализе заявленного и аналогичных устройств признаки, отличающие предложенное устройство от прототипа, в известных решениях не обнаружены. Следовательно, заявленное рабочее колесо центробежного вентилятора соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен поперечный разрез рабочего колеса; на фиг.2 - продольный разрез рабочего колеса; на фиг.3 - рабочее колесо в изометрии.

Рабочее колесо 1 центробежного вентилятора содержит несущий 2 и покрывной 3 диски, между которыми установлены лопатки 4, имеющие скошенные входные кромки 5. Лопатки 4 изогнуты в поперечном сечении по средней линии 6 в меридиональной плоскости, то есть по линии, равно удаленной от несущего 2 и покрывного 3 дисков рабочего колеса 1, и наклонены в сторону, противоположную вращению рабочего колеса.

При вращении рабочего колеса 1 поток воздуха, поворачиваясь из осевого направления в радиальное, поступает на входные участки лопаток 4. Абразивные частицы и пыль под действием инерционных сил стремятся прижаться к поверхности лопаток 4, непосредственно примыкающей к несущему диску 2, однако, поскольку на этом участке лопатки 4 наклонены к несущему диску 2 в сторону, противоположную вращению рабочего колеса, сила реакции поверхности лопаток 4 отталкивает взвешенные частицы в направлении к покрывному диску 3, что обеспечивает равномерное их распределение по ширине межлопаточного канала в меридиональной плоскости. Равномерное распределение абразивных частиц и пыли в межлопаточном канале устраняет интенсивный эрозионный износ и налипание пыли на поверхность несущего диска 2 и примыкающих к нему участков лопаток 4. При этом, поскольку лопатки 4 имеют скошенную входную кромку и изогнуты в поперечном сечении, т.е. их поверхность наклонена к несущему 2 и покрывному 3 дискам, нормальная составляющая вектора скорости набегающего потока, характеризующая уровень потерь энергии на "удар", существенно уменьшается. Вследствие того, что линия пересечения поверхностей лопаток совпадает со средней линией между несущим 2 и покрывным 3 дисками, достигается симметричное в меридиональной плоскости течение потока, что исключает существенное его построение в аксиальном направлении. Указанные признаки позволяют сохранить при данной форме лопаток 4 высокий КПД рабочего колеса 1 в широком диапазоне режимов его работы.

Таким образом, предложенное исполнение рабочего колеса центробежного вентилятора, обеспечивающее равномерное распределение абразивных частиц и пыли по ширине межлопаточного канала при низком уровне потерь энергии на "удар" и без существенного перестроения потока в аксиальном направлении, способствует повышению его стойкости к эрозионному износу и предотвращению налипания пыли на поверхность несущего диска при сохранении высокого КПД в широком диапазоне режимов работы.

Использование: область вентиляторостроения, а именно, шахтные, центробежные вентиляторы на скиповых подъемах, работающие в условиях повышенной запыленности. Сущность изобретения: рабочее колесо центробежного вентилятора содержит несущий и покрывной диски и лопатки, расположенные между дисками наклонно к ним, причем лопатки изогнуты в поперечном сечении по средней линии, наклонены в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса, и имеют скошенные входные кромки. 3 ил.

РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА, содержащее несущий и покрывной диски и лопатки, расположенные между дисками и наклонно к ним, отличающееся тем, что лопатки изогнуты в поперечном сечении по средней линии, наклонены в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса, и имеют скошенные входные кромки.