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

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

Известен диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным окном и нагнетательным патрубком и разделяющей их прямолинейной стенкой, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо [1].

Данный вентилятор не имеет входной коробки, позволяющей забирать воздушный поток под требуемым углом по отношению к нагнетаемому воздушному потоку. Это затрудняет компактную вписываемость вентилятора как в зерноочистительные машины, так и при использовании его для вентиляции животноводческих ферм.

Кроме того, вентилятор указанного типа нереверсивный и для изменения направления воздушного потока (реверсирования) на обратное требует сложных вспомогательных устройств.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится прямоточный диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным и выходным патрубками, установленные в корпусе два лопаточных рабочих колеса и расположенный между ними перепускной канал, образованный внутренними обводами патрубков. Кроме того, эти обводы выполнены плоскими и расположены параллельно один к другому [2] - прототип.

Недостатком данного вентилятора является то, что он имеет длинный воздушный тракт, обусловливающий потери на трение воздушного потока о стенки каналов. Кроме того, поскольку вентилятор снабжен двумя рабочими колесами, то увеличивается металлоемкость и затраты мощности на генерирование воздушного потока. К тому же вентилятор имеет увеличенные габариты и так же, как и аналог, не является реверсивным.

Задача, которую необходимо решить, заключается в изменении направления воздушного потока (реверсирования) на обратное в вентиляторе за счет изменения месторасположения в нем центра вихря циркулирующего потока, определяющего направление течения основного воздушного потока.

Поставленная задача решена с помощью диаметрального вентилятора, содержащего спиральный корпус с входным и выходными патрубками, имеющими расположенные параллельно один другому внутренние плоские обводы, и установленное в корпус лопаточное рабочее колесо, при этом входной патрубок спиральным корпусом сопряжен с входной кромкой внутреннего плоского обвода выходного патрубка и в начале спирального корпуса, в месте сопряжения с внутренними плоскими обводами входного и выходного патрубков, выполнены окна с регулировочными заслонками, имеющими возможность перемещения вдоль корпуса.

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

Наличие только одного рабочего колеса и сопряжение входного патрубка спиральным корпусом с входной кромкой внутреннего плоского обвода выходного патрубка обусловливает снижение металлоемкости, уменьшение габаритных размеров вентилятора и снижение затрат мощности на генерирование воздушного потока.

При выполнении в начало спирального корпуса, в месте сопряжения с внутренними плоскими обводами входного и выходного патрубков, окон с регулировочными заслонками достигается реверсирование воздушного потока в вентиляторе. Это объясняется тем, что работа диаметрального вентилятора характеризуется течением в нем основного воздушного потока и циркулирующего потока, центр вращения которого располагается на внутреннем диаметре ротора рабочего колеса в зоне входной кромки внутренней плоской стенки выходного патрубка [3]. Поэтому при закрытом заслонкой окне спирального корпуса, в месте сопряжения его с внутренним плоским обводом входного патрубка, и открытом другом окне спирального корпуса, в месте сопряжения его с внутренним плоским обводом выходного патрубка, воздух захватывается лопатками колеса из входного патрубка и открытого окна в его спиральном корпусе, проходит межлопаточные каналы в центростремительном направлении внутрь колоса. Далее снова захватывается лопатками колеса и, проходя межлопаточные каналы в центробежном направлении, нагнетается вдоль спирального корпуса с закрытым окном в выходной патрубок. В результате открытия окна спирального корпуса, в месте сопряжения его с внутренним плоским обводом входного патрубка, и закрытия заслонкой окна спирального корпуса, в месте сопряжения его с внутренним плоским обводом выходного патрубка, сопротивление в проточной части вентилятора меняется и центр вихря циркулирующего потока смещается в зону расположения входной кромки внутреннего плоского обвода входного патрубка, что обусловливает прохождение воздушного потока через внутреннее пространство рабочего колеса в сторону входного патрубка. Потому направление нагнетания воздушного потока в вентиляторе изменяется на обратное.

Применение регулировочных заслонок с возможностью перемещения вдоль спирального корпуса с целью закрытия и открытия в нем окон обусловливает более компактную конструкцию устройства.

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 реверсивного диаметрального вентилятора.

Реверсивный диаметральный вентилятор содержит спиральный корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, имеющими расположенные параллельно один другому внутренние плоские обводы 4 и 5, а также установленное в корпус 1 лопаточное рабочее колесо 6. Кроме того, входной патрубок 2 спиральным корпусом 1 сопряжен с входной кромкой внутреннего плоского обвода 5 выходного патрубка 3 и в начале спирального корпуса 1, в месте сопряжения с внутренними плоскими обводами 4 и 5 входного 2 и выходного 3 патрубков, выполнены окна 7 и 8 с регулировочными заслонками 9 и 10, имеющими возможность перемещения вдоль корпуса 1.

Реверсивный диаметральный вентилятор работает следующим образом.

Для нагнетания воздуха в выходной патрубок 3 перемещением заслонок 9 и 10 вдоль спирального корпуса 1 открывают окно 8, а окно 7 закрывают. В этом случае при вращении лопаточного рабочего колеса 6 центр вихря циркулирующего в нем воздушного потока располагается на внутреннем диаметре ротора колеса в зоне входной кромки внутреннего плоского обвода 5 выходного патрубка 3. Основной воздушный поток, всасываясь через входной патрубок 2 и окно 8, захватывается лопатками колеса 6 и проходит межлопаточные каналы в центростремительном направлении внутрь колеса 6. Далее он снова захватывается лопатками колеса 6 и проходит межлопаточные каналы в центробежном направлении в сторону нагнетания. При этом спиральный корпус 1 с закрытым заслонкой 9 окном 7 формирует и направляет воздушный поток, сходящий с лопаток колеса 6, в выходной патрубок 3. Для изменения направления воздушного потока на обратное синхронным перемещением заслонок 9 и 10 вдоль спирального корпуса 1 окно 8 закрывают, а окно 7 открывают. В результате этого меняется сопротивление в проточной части вентилятора и центр вихря циркулирующего потока смещается в зону расположения входной кромки внутреннего плоского обвода 4 входного патрубка 2, что обусловливает изменение направления нагнетания воздушного потока. Воздух лопатками колеса 6 захватывается из окна 7 и патрубка 3, проходит его внутреннее пространство в диаметральном направлении и подается в патрубок 2. В данном случае формирует и направляет воздушный поток, сходящий с лопаток колеса 6, спиральный корпус 1 с закрытым заслонкой 10 окном 8.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является то, что оно имеет более компактную конструкцию и позволяет изменять (реверсировать) направление воздушного потока.

Литература
1. А. c. 901641 СССР, МКИ3 F 04 D 17/04. Диаметральный вентилятор/Н.П. Сычугов, А. И. Бурков. - 2906313/25-06. Заявлено 07.04.80//Открытия. Изобретения. -1982. - 4.

2. А.с. 1112151 СССР, МКИ3 F 04 D 17/04. Прямоточный диаметральный вентилятор/Н. П. Сычугов, А.И. Бурков, Н.И. Одинцов и др. - 3425769/25-06. Заявлено 16.04.82//Открытия.Изобретения.-1984. - 33 - прототип.

3. Коровкин А.Г., Феофилактов А.Н. Исследование структуры потока в диаметральном вентиляторе без внутреннего направляющего аппарата//Промышленная аэродинамика. - М.:Машиностроение, 1983. - Вып.3(35). - С.183-195.

Реверсивный диаметральный вентилятор предназначен для использования в промышленности и сельскохозяйственном производстве. Вентилятор содержит входной патрубок. Последний спиральным корпусом сопряжен с входной кромкой внутреннего плоского обвода выходного патрубка. В начале спирального корпуса выполнены окна с регулировочными заслонками. Последние имеют возможность перемещения вдоль корпуса. Окна выполнены в месте сопряжения внутренних плоских обводов с входным и выходным патрубками. Обеспечивается снижение металлоемкости, уменьшение габаритных размеров вентилятора. 1 ил.

Реверсивный диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным и выходным патрубками, имеющими расположенные параллельно один другому внутренние плоские обводы, и установленное в корпус лопаточное рабочее колесо, отличающийся тем, что входной патрубок спиральным корпусом сопряжен с входной кромкой внутреннего плоского обвода выходного патрубка и в начале спирального корпуса, в месте сопряжения с внутренними плоскими обводами входного и выходного патрубков, выполнены окна с регулировочными заслонками, имеющими возможность перемещения вдоль корпуса.