РАДИАЛЬНЫЙ (ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ) ВЕНТИЛЯТОР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК F04D17/08 

Настоящее изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к радиальным (центробежным) вентиляторам общего назначения с односторонним всасыванием низкого давления (до 1000 Па), которые могут быть использованы для перемещения воздуха при потерях давления в воздуховодах.

Широко известны центробежные вентиляторы (см. "Справочник проектировщика", часть 2, 1978, И.Г. Староверов, с. 381-412; "Проектирование вентиляционных установок предприятий по хранению и переработке зерна", 1974, С.А. Веселов, с. 113-130; Справочник "Вентиляционные установки машиностроительных заводов", 1964, с. 421-485; "Справочник "Вентиляционные установки машиностроительных заводов", 1964, с. 421-485; "Справочник молодого рабочего по изготовлению и монтажу вентиляционных систем", 1989, Ю.С. Краснов, с. 30-43; "Вентиляторы. Атлас конструкций", 1969, Ф.Г. Галимзянов, стр. 17-21; "Центробежные вентиляторы. Справочник.", 1980, Т.С. Соломахова, К.В. Чебышева, с. 109-115), предназначенные для перемещения воздуха при потерях давления в воздуховодах, не превышающих 1200 кГс/м³ и приводимые в движение электродвигателями. Однако известные вентиляторы металлоемки и сложны в изготовлении.

Известен также центробежный вентилятор (см. "Промышленная вентиляция и кондиционирование воздуха", 1978, В.Я. Меклер, П.А. Овчинников, глава VIII, Вентиляционное оборудование, с. 120, рис. VIII.3), содержащий рабочее колесо с лопатками, спиральный кожух, станину с валом, шкивом и подшипниками. Рабочее колесо состоит из заднего диска, переднего кольца, между которыми с одинаковым шагом установлены лопатки и ступица, с помощью которой рабочее колесо установлено на вал электродвигателя. Однако известное техническое решение отличается тем, что переднее кольцо рабочего колеса выполнено в виде конуса, что предполагает операцию штамповки. Сложность изготовления данного рабочего колеса заключается в том, что технологический процесс включает в себя операцию штамповки переднего кольца.

Наиболее близким техническим решением к настоящему изобретению, выбранным в качестве прототипа, является радиальный (центробежный) вентилятор низкого давления (см. RU 2180409 C1, F 04 D 17/08, oп. 2002), содержащий спиральный кожух с входным и выпускным отверстиями, установленный с электродвигателем на станине, на валу которого с помощью ступицы закреплено рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего дисков и размещенных между ними с одинаковым шагом лопаток, установленных перпендикулярно плоскости заднего диска, передний диск выполнен в виде плоского кольца, входные кромки лопаток установлены на его внутреннем, а выходные - на наружном диаметре и перпендикулярны его плоскости, причем ширина переднего диска выполнена по размеру сечения лопатки. Однако известный вентилятор не обладает достаточно высокими аэродинамическими характеристиками. Техническим результатом изобретения является снижение металлоемкости, упрощение технологии изготовления при улучшении аэродинамических характеристик.

Это достигается тем, что в известном радиальном (центробежном) вентиляторе низкого давления, содержащем спиральный кожух с входным и выпускным отверстиями, установленный с электродвигателем на станине, на валу которого с помощью ступицы закреплено рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего дисков и размещенных между ними с одинаковым шагом лопаток, установленных перпендикулярно плоскости заднего диска, передний диск выполнен в виде плоского кольца, входные кромки лопаток установлены на его внутреннем, а выходные - на наружном диаметре и перпендикулярны его плоскости, причем ширина переднего диска выполнена по размеру сечения лопатки, согласно изобретению лопатка установлена под углом 45° к оси, проходящей через центр рабочего колеса, высота лопатки L составляет 0,275 диаметра Д₂ рабочего колеса, ширина Н_л2 заднего основания лопатки составляет 0,25 Д₂, где 0,25 - постоянная, действительная для всех типоразмеров рабочих колес, ширина Н_л1 переднего основания лопатки составляет 0,7 N/0,04, где N - номер вентилятора, 0,7 и 0,04 - постоянные, действительные для всех типоразмеров рабочих колес, а внутренний диаметр Д₁ переднего диска и радиус гиба лопатки определяют по формулам

где Д₂ - наружный диаметр переднего диска, равный диаметру рабочего колеса,

0,75 и 4 - постоянные, действительные для всех типоразмеров рабочих колес.

Лопатка выполнена в виде прямоугольной трапеции с двумя противоположными радиусами гиба (S-образной формы).

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где фиг.1, 2, 3 - общий вид, фиг.4, 5, 6 - сечение лопаток.

Радиальный (центробежный) вентилятор низкого давления представляет собой спиральный кожух 1 (см. фиг.1 и 2) с входным и выпускным соответственно отверстиями 2 и 3, установленный с электродвигателем 4 на станине 5, на валу которого с помощью ступицы 6 закреплено рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего соответственно дисков 7 и 8 (см. фиг.3), а между ними с одинаковым шагом размещены S-образные лопатки 9. Входные кромки 10 (см. фиг.4 и 5) лопаток 9 установлены на внутреннем диаметре переднего диска 7, а выходные кромки 11 на его наружном диаметре перпендикулярны его плоскости и расположены под углом 45° к оси, проходящей через центр рабочего колеса. Задний диск 8 выполнен плоским. Ширина переднего диска 7 выполнена по размеру сечения лопатки 9, установленной под углом 45° к оси, проходящей через центр рабочего колеса, которые вместе с радиусом ее гиба и габаритными размерами (см. фиг.5 и 6) определяются по формулам соответственно 1-5;

1. Д₁=0,75×Д₂-4

Д₁ - внутренний диаметр переднего диска, мм, Д₂ - наружный диаметр переднего диска, равный диаметру рабочего колеса, мм,

0,75 и 4 - постоянные, действительные для всех типоразмеров рабочих колес.

2. L=0,275×Д₂

L - высота лопатки, мм, Д₂ - диаметр рабочего колеса, мм,

0,275 - постоянная, действительная для всех типоразмеров рабочих колес.

3. Н_л2=0,25×Д₂

Н_л2 - заднее основание лопатки, мм, Д₂ - диаметр рабочего колеса, мм,

0,25 - постоянная, действительная для всех типоразмеров рабочих колес.

4. H_л1=0,7 N/0,04

Н_л1 - переднее основание лопатки, мм, N - номер вентилятора,

0,7 и 0,04 - постоянные, действительные для всех типоразмеров раб. колес.

5. R_л=0,12×Д₂

R_л - радиус гиба лопатки, мм, Д₂ - диаметр рабочего колеса, мм,

0,12 - постоянная, действительная для всех типоразмеров рабочих колес.

Пример

При Д₂=400 мм по формуле 1 внутренний диаметр переднего диска Д₁=0,75×400-4=296 мм.

По формуле 2 высота лопатки L=0,275×400=110 мм.

По формуле 3 заднее основание лопатки Н_л2=0,25×400= 100 мм.

По формуле 4 переднее основание лопатки Н_л1=0,7×4/0,04=70 мм.

По формуле 5 радиус гиба лопатки R_л=0,12×400=48 мм.

Количество лопаток рабочего колеса является для всех типоразмеров постоянным и составляет 12.

Радиальный (центробежный) вентилятор работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса воздух, поступающих через входное отверстие 2, попадает в каналы между лопатками 9 рабочего колеса и под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается спиральным кожухом 1 и направляется в его выпускное отверстие 3, изменяя первоначальное направление движения на 90°.

Выполнение переднего диска 7 в виде плоского кольца упрощает технологию изготовления и исключает операцию штамповки. Размещение входной 10 и выходной 11 кромок лопатки 9 на внутреннем и наружном диаметре переднего диска упрощает разметку при сборочной операции. Выполнение переднего диска 7 плоским снижает металлоемкость изготовления рабочего колеса на 5-10%, а лопатка S-образной формы улучшает аэродинамические характеристики радиального (центробежного) вентилятора низкого давления.

В настоящее время изготовлена опытная партия вентиляторов согласно заявляемому изобретению, получены положительные результаты и имеется протокол испытаний №15/02.

Радиальный (центробежный) вентилятор относится к вентиляторостроению, а именно к центробежным вентиляторам общего назначения с односторонним всасыванием низкого давления (до 1000 Па) и может быть использован для перемещения воздуха при потерях давления в воздуховодах. Технический результат, заключающийся в улучшении аэродинамических характеристик и упрощении технологии изготовления, обеспечивается за счет того, что в радиальном (центробежном) вентиляторе, содержащем спиральный кожух с входным и выпускным отверстиями, установленный с электродвигателем на станине, на валу которого с помощью ступицы закреплено рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего дисков и размещенных между ними с одинаковым шагом лопаток, установленных перпендикулярно плоскости заднего диска, передний диск выполнен в виде плоского кольца, а входные кромки лопаток установлены на его внутреннем, а выходные - на наружном диаметре и перпендикулярны его плоскости, причем ширина переднего диска выполнена по размеру сечения лопатки, согласно изобретению лопатка установлена под углом 45° к оси, проходящей через центр рабочего колеса, высота лопатки L составляет 0,275 диаметра рабочего колеса, ширина переднего диска, радиусы гиба лопатки и ее геометрические размеры определяются по установленным формулам. 6 ил.

Радиальный (центробежный) вентилятор низкого давления, содержащий спиральный кожух с входным и выпускным отверстиями, установленный с электродвигателем на станине, на валу которого с помощью ступицы закреплено рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего дисков и размещенных между ними с одинаковым шагом лопаток, установленных перпендикулярно плоскости заднего диска, передний диск выполнен в виде плоского кольца, входные кромки лопаток установлены на его внутреннем, а выходные - на наружном диаметре и перпендикулярны его плоскости, причем ширина переднего диска выполнена по размеру сечения лопатки, отличающийся тем, что лопатка установлена под углом 45° к оси, проходящей через центр рабочего колеса, высота лопатки L составляет 0,275 диаметра Д₂ рабочего колеса, ширина Н_л2 заднего основания лопатки составляет 0,25 Д₂, ширина Н_л1 переднего основания лопатки составляет 0,7 N/0,04, где N - номер вентилятора, а внутренний диаметр Д₁ переднего диска и радиус гиба лопатки определяют, соответственно, по формулам

где Д₂ - наружный диаметр переднего диска, равный диаметру рабочего колеса, мм.