ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2005 года по МПК F04D17/04 

Предлагаемое изобретение относится к отрасли вентиляторостро-ения, и в частности может использоваться в системах вентиляции, отопления и как генератор воздушного потока, например, в пневмосистемах зерноочистительных машин.

Известен диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, причем смежная с окном стенка патрубка выполнена прямолинейной и направлена по касательной к окружности колеса, проведенной в сечении максимального раскрытия спирального корпуса /1/.

Недостатком известного вентилятора является то, что он не выделяет пылевидные примеси, циркулирующие в воздушном тракте зерноочистительной машины, а присутствующие в циркулирующем воздухе легкие примеси могут засорять очищенное зерно, выходящее из пневмосепарирующего канала. Кроме того, эти примеси через неплотности воздушного тракта машины, находящегося под избыточным статическим давлением, могут вместе с воздухом поступать наружу и создавать повышенную запыленность возле машины.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится установленный в пневмосепараторе сыпучих материалов диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с выходным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, лопаточное рабочее колесо, установленное в корпусе, смежную с окном стенку патрубка и канал отвода запыленного воздуха с поворотным клапаном, входное окно которого расположено у внутренней поверхности спирального корпуса в месте сопряжения со стенкой нагнетательного патрубка /2/ - прототип.

В известном устройстве взвешенные в воздушном потоке легкие примеси, проходя через лопаточное колесо диаметрального вентилятора, отбрасываются центробежными силами к периферии и, двигаясь возле внутренней поверхности спирального корпуса, попадают в канал отвода запыленного воздуха.

Однако из-за распределения легких примесей по глубине нагнетательного патрубка не все примеси попадают в канал отвода запыленного воздуха, часть пыли уносится с основным потоком воздуха. Эффект выделения пыли можно поднять, увеличив поперечное сечение входного окна канала отвода запыленного воздуха при помощи поворотного клапана, но при этом его конец будет находиться в вихревой зоне вентилятора, что приведет к ухудшению устойчивости его работы. Увеличение же поперечного сечения входного окна отвода запыленного воздуха приводит к выбросу наружу вместе с пылью значительного количества воздуха, обуславливающее снижение давления и КПД вентилятора.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного диаметрального вентилятора, содержащего спиральный корпус с выходным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, лопаточное рабочее колесо, установленное в корпусе, смежную с окном прямолинейную стенку патрубка и канал отвода запыленного воздуха, входное окно которого расположено у внутренней поверхности спирального корпуса в месте сопряжения со стенкой нагнетательного патрубка, входное окно канала отвода запыленного воздуха, имеющее зазор Δ между кромкой его стенки и корпусом вентилятора, равное 0,075D₂, расположено в зоне разворота спирального корпуса, ограниченное углом ϕ, равным 165°, и имеет жалюзийный участок длиной S, равной (0,36...0,42)D₂, с зазором δ между пластинами (0,03...0,035)D₂, где D₂ = наружный диаметр рабочего колеса.

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.

Использование входного окна с жалюзийным участком канала отвода запыленного воздуха обеспечивает эффективное вылавливание пылевидных примесей. Это происходит потому, что пылевидные примеси, пройдя лопаточное рабочее колесо вентилятора, отбрасываются центробежными силами к периферии и, двигаясь возле внутренней поверхности спирального корпуса, через входное окно поступают в канал отвода запыленного воздуха, а рассеянные по глубине нагнетательного патрубка - через его жалюзийный участок.

Выполнение входного окна с жалюзийным участком канала отвода запыленного воздуха, кроме того, уменьшает турбулизацию воздушного потока в данной зоне, что улучшает отвод пылевидных примесей с небольшим количеством воздуха (6...12% от общего количества генерируемого воздушного потока).

Далее, при выводе небольшого количества воздуха по каналу отвода запыленного воздуха сопротивление нагнетательной ветви вентилятора снижается. В результате этого центр вихря циркулирующего потока вентилятора перемещается в направлении, совпадающем с вращением его рабочего колеса, что обусловливает увеличение зоны нагнетания основного потока, а соответственно повышение давления и КПД.

В ходе теоретического анализа данного устройства установлено, что коэффициент Е улавливания (эффект выделения) пылевидных примесей существенно зависит от расположения входного окна в зоне разворота спирального корпуса, ограниченное углом ϕ, зазора Δ между кромкой его стенки и корпусом вентилятора, длины S жалюзийного участка и зазора δ между его пластинами. В процессе экспериментальных исследований выявлено, что канал отвода запыленного воздуха с входным окном, имеющим жалюзийный участок, обеспечивает максимальное значение Е=0,98 при рациональных параметрах Δ=0,075D₂, ϕ=165°, S=(0,36...0,42)D₂ и δ=(0,03...0,035)D₂. При этом рациональное соотношение расхода воздуха Q_П, отводимого через канал отвода запыленного воздуха, к расходу воздуха Q, проходящему через диаметральный вентилятор, равно 0,1, а характеристика Р_v=f(Q) диаметрального вентилятора имеет нисходящую ветвь, что свидетельствует о стабильной подаче им воздуха в сеть /3/.

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

На чертеже представлена схема диаметрального вентилятора, продольный разрез.

Диаметральный вентилятор содержит спиральный корпус 1 с выходным окном 2 и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком 3, лопаточное рабочее колесо 4, установленное в корпус 1, смежную с окном 2 прямолинейную стенку 5, отделяющую всасываемый поток от нагнетаемого и канал 6 отвода запыленного воздуха. Входное окно 7 канала 6 отвода запыленного воздуха, имеющее зазор Δ между кромкой его стенки и корпусом 1 вентилятора, равное 0,075D₂, расположено в зоне разворота спирального корпуса, ограниченное углом ϕ, равным 165°, и имеет жалюзийный участок 8 длиной S, равной (0,36...0,42)D₂, с зазором δ между пластинами (0,03...0,035)D₂.

Диаметральный вентилятор работает следующим образом.

Воздух с пылевидными примесями, подходящий к выходному окну 2 спирального корпуса 1 вентилятора, захватывается лопатками рабочего колеса 4 и проходит в его внутреннее пространство. При выходе из колеса 4 частицы пылевидных примесей под действием центробежных сил отбрасываются к периферии и, двигаясь возле внутренней поверхности спирального корпуса 1, через входное окно 7 и его жалюзийный участок 8 поступают в канал 6 отвода запыленного воздуха и далее удаляются в систему аспирации. Очищенный от пылевидных примесей воздух по нагнетательному патрубку 3 подается в рабочую зону для выполнения последующего технологического процесса.

Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является повышение эффекта выделения пылевидных примесей, а также увеличение давления воздуха и КПД вентилятора.

Литература

1. А.с. 901641 СССР, МКИ 3 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. 1348000 СССР, МКИ 4 В 07 В 4/02. Пневмосепаратор сыпучих материалов /В.В.Гортинский, Л.И.Мачихина, В.Ф.Веденьев и др. - №3971156/29-03; Заявлено 31.10.85//Открытия. Изобретения. - 1987. - №40 - прототип.

3. Саитов В.Е. Повышение эффективности функционирования машины предварительной очистки зернового вороха совершенствованием основных рабочих элементов: Автореф. дис... канд. техн. наук. - С. - Петербург - Пушкин, 1991. - 17 с.

Изобретение относится к отрасли вентиляторостроения и, в частности, может использоваться в системах вентиляции, отопления и как генератор воздушного потока, например, в пневмосистемах зерноочистительных машин. Новым в изобретении является то, что в диаметральном вентиляторе, содержащем спиральный корпус (СК) с выходным окном (ВО) и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком (НП), лопаточное рабочее колесо, установленное в СК, смежную с ВО прямолинейную стенку НП и канал отвода запыленного воздуха (КОЗВ), входное окно которого расположено у внутренней поверхности СК в месте сопряжения со стенкой НП, входное окно КОЗВ, имеющее зазор Δ между кромкой его стенки и СК вентилятора, равный 0,075D₂, расположено в зоне разворота СК, ограниченное углом α, равным 165°, и имеет жалюзийный участок длиной S, равной (0,36...0,42)D₂, с зазором δ между пластинами (0,03...0,035)D₂, где D₂ - наружный диаметр рабочего колеса. 1 ил.

Диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с выходным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, лопаточное рабочее колесо, установленное в корпусе, смежную с окном прямолинейную стенку патрубка и канал отвода запыленного воздуха, входное окно которого расположено у внутренней поверхности спирального корпуса в месте сопряжения со стенкой нагнетательного патрубка, отличающийся тем, что входное окно канала отвода запыленного воздуха, имеющее зазор Δ между кромкой его стенки и корпусом вентилятора, равный 0,075D₂, расположено в зоне разворота спирального корпуса, ограниченное углом α, равным 165°, и имеет жалюзийный участок длиной S, равной (0,36...0,42)D₂, с зазором δ между пластинами (0,03...0,035)D₂, где D₂ - наружный диаметр рабочего колеса.