ПРОТИВОТОЧНЫЙ ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2003 года по МПК F04D17/04 

Изобретение относится к области вентиляторостроения и может применяться в промышленном и сельскохозяйственном производстве.

Известен диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубками, разделяющей их плоской разделительной стенкой, снабженной со стороны рабочего колеса решеткой, жалюзи которой направлены к рабочему колесу [1].

В данном вентиляторе центр вращения вихря, расположенный в области радиального зазора, образованного рабочим колесом и плоской стенкой, стабилизируется жалюзийной решеткой. При этом стабилизация центра вращения вихря способствует снижению уровня шума и расширению диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора.

Однако такой вентилятор не имеет входного канала, позволяющего забирать воздушный поток под требуемым углом по отношению к нагнетаемому воздушному потоку и соответственно позволяющего осуществлять направленный подвод воздуха к его рабочему колесу. Это затрудняет компактную вписываемость вентилятора как в зерноочистительные машины, так и при использовании его для вентиляции животноводческих помещений.

Кроме того, при работе вентилятора в замкнутой пневмосети и дросселировании регулировочной заслонкой его входного отверстия аэродинамические характеристики смещаются в область малых производительностей. В результате этого возрастает затрачиваемая мощность на привод вентилятора.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится противоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал [2] - прототип.

Наличие в данном устройстве входного канала обуславливает всасывание воздушного потока под углом 360^o относительно нагнетаемого потока. При этом всасываемый поток движется к рабочему колесу вентилятора встречно и параллельно нагнетаемому, то есть С-образно. В результате того, такая конструкция вентилятора обусловливает компактную вписываемость в пневмосистемы зерно- и семяочистительных машин, потому что делает возможным разместить вентилятор в колене, соединяющем воздухоподводящий канал с пневмосепарирующим каналом, расположенным параллельно и имеющим общую стенку, что уменьшает общее сопротивление воздушной системы в результате сокращения длины воздушного тракта, а также снижает металлоемкость машины.

Однако данный вентилятор не обладает расширенными возможностями использования воздушного потока, может всасывать воздух через входной канал только из одной зоны зерноочистительной машины.

Кроме того, при работе противоточного диаметрального вентилятора в замкнутой пневмосистеме и дросселировании его входного (всасывающего) канала аэродинамические характеристики смещаются в область малых производительностей также, как и у предыдущей конструкции диаметрального вентилятора, что увеличивает затраты энергии на привод вентилятора.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного противоточного диаметрального вентилятора, содержащего корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал, входной канал разделен параллельной разделяющей плоской стенке смежной стенкой, образующей основной всасывающий патрубок и дополнительный канал, причем на конце смежной стенки, напротив рабочего колеса, шарнирно закреплена регулировочная заслонка.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

В результате того, что входной канал разделен параллельной разделяющей плоской стенке смежной стенкой, образующей основной всасывающий патрубок и дополнительный канал, появилась возможность расширения диапазона использования вентилятора. Данный вентилятор дополнительно может всасывать воздух через дополнительный канал либо из атмосферы, либо из другого рабочего органа машины. Это обстоятельство в то же время расширяет диапазон устойчивой работы противоточного диаметрального вентилятора. Так, например, при увеличении сопротивления в основном всасывающей патрубке смещение аэродинамических характеристик в область малых производительностей вентилятора компенсируется всасыванием воздушного потока по дополнительному каналу. Благодаря этому количество воздуха, проходящего по воздушному тракту вентилятора, остается неизменным.

В то же время, установка на конце смежной стенки, напротив рабочего колеса, ворсинкой закрепленной регулировочной заслонки позволяет, увеличивая зону всасывания воздуха через дополнительный канал, уменьшать зону всасывания воздуха через основной всасывающий патрубок и наоборот, уменьшая зону всасывания воздуха через дополнительный канал, увеличивать зону всасывания воздуха через основной всасывающий патрубок, что способствует рациональному регулированию расхода воздуха через данный патрубок и канал при постоянном значении его расхода через выходной патрубок. При этом такой вентилятор имеет небольшие затраты энергии на генерирование воздушного потока по сравнению с прототипом, а также относительно небольшие габариты и соответственно металлоемкость.

Далее, основной всасывающий патрубок и дополнительный канал, образующие входной канал вентилятора, способствуют выравниванию струи всасываемого воздушного потока, обусловливающее в выходном патрубке улучшение эпюры нагнетаемого воздушного потока, необходимой для качественной обработки зернового материала.

В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На чертеже представлена аэродинамическая схема противоточного диаметрального вентилятора.

Противоточный диаметральный вентилятор содержит корпус 1 с входным отверстием 2 и выходным 3 патрубком и разделяющую их плоскую стенку 4 с жалюзийной решеткой 5, а также установленное в корпус 1 рабочее колесо 6. Входной канал образован установкой на входной кромке 7 корпуса 1 вентилятора посредством криволинейной соединительной плоскости 8, выполненной, например, по логарифмической спирали, прямолинейной стенки 9, параллельной разделяющей плоской стенке 4. Причем входной канал, образованный стенками 4 и 9, разделен параллельной плоской стенке 4 смежной стенкой 10, образующей основной всасывающий патрубок 11 и дополнительный канал 12. На конце смежной стенки 10, напротив рабочего колеса 6, установлена шарнирно закрепленная регулировочная заслонка 13.

Противоточный диаметральный вентилятор работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 6 воздух всасывается в основной всасывающий патрубок 11 и дополнительный канал 12 и через входное отверстие 2 подводится к рабочему колесу 6, проходит его внутреннее пространство, выходит из колеса 6 и нагнетается в выходной патрубок 3. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 6, стенка 10 разделяет входящие в рабочее колесо воздушные потоки, а стенка 4 - входящий и выходящий воздушные потоки. При этом образуется вихрь, центр которого стабилизируется жалюзийной решеткой 5, обуславливающей снижение уровня шума.

Регулирование режима расхода воздуха через основной всасывающий патрубок 11 и дополнительный канал 12 осуществляется регулировочной заслонкой 13. Расход воздуха через выходной патрубок 8 вентилятора выражается формулой:
Q=Q₁+Q₂,
где Q₁ - расход воздуха через основной всасывающий патрубок, м³;
Q₂ - расход воздуха через дополнительный канал, м³.

При повороте заслонки 13 уменьшается проходное сечение основного всасывающего патрубка 11 (или дополнительного канала 12), при этом соответственно увеличивается зона всасывания дополнительного канала 12 (или основного всасывающего патрубка 11). В результате того, что возникают потери давления за заслонкой 13 в перекрытом ею патрубке 11 (или канале 12), уменьшается количество поступающего воздуха Q₁ (или Q₂) через данный патрубок 11 (или канал 12), в то же время расширение зоны всасывания дополнительного канала 12 (или патрубка 11) обуславливает увеличение через него расхода Q₂ (или Q₁) воздуха. Это обстоятельство позволяет устанавливать рациональный рабочий режим в канале 12 и патрубке 11 при постоянном значении расхода Q воздуха через выходной патрубок 8, что обуславливает устойчивость работы вентилятора. Способность вентилятора всасывать воздух сразу из нескольких зон зерноочистительной машины (например, из двух осадочных камер или двух аспирационных каналов, либо из канала (осадочной камеры и атмосферы) расширяет возможности его использования.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является расширенный диапазон использования и устойчивость работы вентилятора по аэродинамическим показателям, а также компактность конструкции и малая его металлоемкость.

Литература
1. А.с. 1514144 СССР, МКИ 4 F 04 D 17/04. Диаметральный вентилатор/ Н.П. Сычугов, А. И. Бурков, Н. И.Грабельковский и др. - 4002185/25-06; Заявлено 27.11.85// Открытия. Изобретения. - 1987. - 20.

2. Патент 2166671 РФ, МКИ F 04 D 17/04. Противоточный диаметральный вентилятор / Н.П.Сычугов, В.Е.Саитов, Н.В.Жолобов, Р.Г.Гатауллин. - 99127892; Заявлено 21.12.99//Изобретения. Полезные модели. - 2001. - 13 - прототип.

Изобретение предназначено для использования в вентиляторостроении, в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Вентилятор содержит входной канал. Последний разделен параллельной разделяющей плоской стенке смежной стенкой. Последняя образует основной всасывающий патрубок и дополнительный канал. На конце смежной стенки шарнирно закреплена регулировочная заслонка. Обеспечивается снижение металлоемкости вентилятора, уменьшение общего сопротивления воздушной системы. 1 ил.

Противоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал, отличающийся тем, что входной канал разделен параллельной разделяющей плоской стенке смежной стенкой, образующей основной всасывающий патрубок и дополнительный канал, причем на конце смежной стенки, напротив рабочего колеса, шарнирно закреплена регулировочная заслонка.