ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2005 года по МПК F04D17/08 

Изобретение относится к электровентиляторам центробежного типа со спиральным корпусом.

Известны центробежные вентиляторы, содержащие спиральный корпус с размещенным в нем рабочим колесом, установленным на валу электродвигателя (см., например, [1]).

Центробежные вентиляторы, в которых рабочие колеса насаживаются непосредственно на валы двигателей, надежны, компактны, экономичны и малошумны (см. [2], стр. 60), однако имеют существенный недостаток, связанный с технологическими трудностями в изготовлении спирального корпуса. Спиральная часть корпуса здесь не может выполняться в виде тонколистового кожуха, поскольку должна быть прочной и жесткой, как боковые несущие стенки (щиты, станины).

Известны также составные конструкции спиральных камер дымососов, выкладываемые изнутри износоустойчивыми плитами (см., например, рис.3-8 на стр.50 [3]). Данное техническое решение наиболее близко по сущности к предлагаемому изобретению.

В предлагаемом центробежном вентиляторе с целью упрощения технологии изготовления спиральный корпус выполняется составным из скрепленных между собой плоских прямоугольных плит и прилегающего к ним изнутри изогнутого по спирали листа. Плиты обеспечивают необходимые прочностные свойства корпуса, а лист - необходимую в аэродинамическом отношении форму корпуса.

На фиг. 1 приведена аэродинамическая схема предлагаемого центробежного вентилятора; на фиг. 2 показано возможное исполнение спирального корпуса.

Определяющим параметром спирального корпуса является разворот А - наибольшее расстояние от стенки корпуса до рабочего колеса (величина А и диаметр колеса D известны из аэродинамического расчета вентилятора). Спираль строится дугами в 1/4 окружностей, центр которых последовательно перемещается по вершинам конструкторского квадрата со стороной а=А/4. Границы этих дуг находятся в точках K₁, К₃, К₅, К₇, а середины дуг - в точках К₂, К₄, К₆. Касательные, проведенные через точки K₁, К₂, К₃, К₄, К₅, К₆, К₇, пересекаются под одинаковым углом α=45° и определяют положение корпусных плит относительно спирали.

Плиты 1...7 ориентированы по касательной к контуру спирали в точках K₁, К₂, К₃, К₄, К₅, К₆, К₇, скрепленные между собой сварными швами 8, они образуют несущий корпус, к которому изнутри прилегает изогнутый лист 9. Длина плит вдоль спирали разная, увеличивающаяся по мере увеличения радиуса изгиба того участка листа, к которому они прилегают. Длина плит L определяется из выражения

L_n=0,41[D+(n+1)a],

где n=1,2,3... - порядковый номер плиты.

Лист 9 заведен до упора в рейку 10, другая его концевая часть имеет отбортовку 11 и закреплена рейкой 12. Длина листа 9 от начала плиты 1 (точка Б) до конца плиты 7 (точка В) определяется из выражения

L_л=2,77(D+5a).

Выгнутая часть листа поджата за счет собственных сил упругости к плитам. При этом опорные места касания придают выгнутому листу спиральную форму. Для удобства присоединения к корпусу нагнетательного трубопровода наружные поверхности 13 и 14 реек 12 и 10 расположены на одной плоскости с поверхностью 15 плиты 1. Рейка 10 имеет форму "языка", упорядочивающего циркуляцию воздуха, ее поверхность, обращенная к колесу, оформлена радиусом R₁=0,5D+0,5a.

Размеры радиусов спирали R₁, R₂, Р₃, R₄ определяются из выражения

R_n=0,5(D-a)+nа,

где n=1, 2, 3... - порядковый номер радиуса.

При работе вентилятора обеспечиваются необходимые прочностные и аэродинамические свойства корпуса. За счет сборной конструкции корпуса упрощается технология его изготовления, т. к. основу силовой части составляют плиты простой конфигурации, а оформляющая часть состоит из одного листа. Силовая часть корпуса может изготавливаться, например, посредством сварки плит, предварительно выложенных снаружи технологической оправки, имеющей форму необходимой спирали. Для получения спиральной формы листа достаточно выгнуть его до соприкосновения с плитами и закрепить концевые участки рейками.

Сборная конструкция корпуса расширяет возможности выбора материалов. Так, например, лист может изготавливаться из пылеизносоустойчивого материала.

Для повышения ремонтопригодности вентилятора рейки могут выполняться съемными, чтобы можно было заменить изношенный лист.

Литература

1. Центробежный вентилятор. Свидетельство на полезную модель РФ № 15918, Бюл. № 32, 2000 г.

2. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. 1947, 176 с.

3. Шерстюк А.Н. Вентиляторы и дымососы. Госэнергоиздат. М. - Л. 1957, 184 с.

Изобретение предназначено для электровентиляторов центробежного типа со спиральным корпусом и закрепленным на валу двигателя рабочим колесом. Спиральный корпус выполнен составным из толстостенных плит и прилегающего к ним изнутри выгнутого тонкостенного листа с закрепленными концевыми сторонами. Приведены выражения для определения длин плит и листа, базирующиеся на данных аэродинамического расчета. В собранном корпусе места опор выгнутого листа на плиты расположены таким образом, что лист имеет спиральную форму, стабильную за счет собственных сил упругости. Профилирование поверхностей на участке выхода воздуха из спирального корпуса осуществляется с помощью реек, фиксирующих концевые стороны листа. Конструкция технологична в изготовлении и при освоении в серийном производстве не требует применения специального дорогостоящего оборудования. 2 ил.

Центробежный вентилятор, содержащий составной спиральный корпус с размещенным в нем рабочим колесом, установленным на валу электродвигателя, отличающийся тем, что корпус выполнен из ориентированных по касательной к спирали толстостенных плит, длина которых определяется из выражения

L_n=0,41[D+(n+1)а],

где D - диаметр рабочего колеса;

а - размер конструкторского квадрата спирали;

n=1,2,3... - порядковый номер плиты,

и прилегающего к плитам изнутри, выгнутого по спирали тонкостенного листа длиной

L_л=2,77(D+5а),

концевые стороны которого закреплены на первой и последней плитах с помощью реек.