ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2007 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 [1].

Известен также электровентилятор, содержащий сварной алюминиевый корпус с тонкой внутренней спиральной пластиной, расположенной в спиральных пазах боковых щитов электровентилятора [2] со звукопоглотителем, обеспечивающим повышенные звуко- и вибропоглощающие свойства корпуса, однако сборка и установка спиральной пластины в таком корпусе весьма затруднительна, особенно в больших электровентиляторах.

Наиболее близким (прототипом) по технической сущности к предлагаемому изобретению является более технологичный центробежный вентилятор по заявке 2003112564/06 [3].

Предлагаемый центробежный вентилятор отличается от прототипа тем, что с целью снижения виброшумовых показателей за счет улучшения поглощающих свойств электровентилятора, корпус выполнен из толстостенных плит, ориентированных по касательной к дополнительной технологической спирали, и листа, изогнутого по образующей основной рабочей спирали. Плиты обеспечивают необходимые прочностные свойства корпуса, лист - необходимую форму корпуса в аэродинамическом отношении, а пространство между технологической и рабочей спиралью, заполненное вибропоглощающим материалом, - необходимую виброакустическую характеристику электровентилятора.

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

Определяющими параметрами предлагаемого центробежного вентилятора являются раскрытия A₁ и А₂ соответственно основной и дополнительной спиралей (величина A₁ и диаметр колеса Д₁ определяются аэродинамическим расчетом вентилятора, величины A₂ и Д₂ определяются требованиями к виброшумовым характеристикам вентилятора). Основная и дополнительная спирали строятся соосно дугами в 1/4 окружностей, центры которых последовательно перемещаются по вершинам конструкторских квадратов со сторонами a₁=A₁/4 и а₂=А₂/4. Границы этих дуг находятся в точках К₁, К₃, K₅, К₇ и К′₁, К′₃, К′₅, К′₇, а середины дуг в точках К₂, К₄, К₆ и К′₂, К′₄, К′₆ соответственно. Касательные, проведенные через точки K′₁, К′₂, К′₃, К′₄, К′₅, К′₆, К′₇, пересекаются под одинаковым углом α=45° и определяют положение корпусных плит относительно дополнительной спирали.

Спиральный корпус (фиг.2) выполняется составным из скрепленных между собой плоских прямоугольных плит 1...7, ориентированных через точки K′₁, K′₂, К′₃, К′₄, K′₅, K′₆, К′₇ по касательным к контуру дополнительной технологической спирали большего размера, отстоящей от основной спирали на величину

Δ=А₂-А₁+(Д₂-Д₁)/2,

определяемую требуемой толщиной звукопоглощающего материала, причем обе спирали подобны, ориентированы соосно и определяемую требуемой толщиной звукопоглощающего материала, причем обе спирали подобны, ориентированы соосно и отличаются размерами Д и А, которые для основной спирали определены аэродинамическими характеристиками электровентилятора, а для дополнительной спирали определены требованиями к виброшумопоглощающим свойствам корпуса электровентилятора.

Плиты 1...7, скрепленные между собой сварными швами 8, образуют несущий корпус, к которому изнутри через дистанцирующие продольные ребра 1′...7′ прилегает изогнутый лист 9, образующий основную рабочую спираль. Длина плит вдоль спирали разная, увеличивающаяся по мере увеличения радиуса изгиба того участка технологической спирали, к которому прилегает плита и определяется из выражения

L_n=0,41[D₂+(n+1)a₂],

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

а₂ - сторона конструкторского квадрата дополнительной спирали.

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

L_л=2,77(D₁+5a₁),

где a₁ - сторона конструкторского квадрата основной спирали.

Выгнутая часть листа поджата за счет собственных сил упругости к дистанцирующим ребрам корпусных плит. 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=0,5D₁+0,5a₁.

Размеры радиусов спиралей R₁, R₂, R₃, R₄ и R′₁, R′₂, R′₃, R′₄ определяются из выражений

R_n=0,5(D₁-a₁)+na₁,

R′_n=0,5(D₂-a₂)+na₂,

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

Пространство между плитами и листом заполняется виброшумопоглощающим материалом 16, например поролоном, пенополиуретаном, материалами на композитной основе.

При работе вентилятора обеспечиваются необходимые прочностные, аэродинамические и шумопоглощающие 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 технологической спирали. Для получения спиральной формы листа достаточно выгнуть его до соприкосновения с дистанцирующими ребрами корпусных плит и закрепить концевые участки рейками.

Сборная конструкция корпуса расширяет возможности выбора материалов. Так, например, лист может изготавливаться из пылеизносоустойчивого материала, а вибропоглощающий материал может быть сыпучим, пенообразным, пористым или композитным.

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

Литература

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

2. Братковский О.А., Цехместрюк Г.С., Ануфриев В.В., Судов В.Б. Новая серия радиальных электровентиляторов переменного тока // Электронные и электромеханические системы и устройства. Сб. научных трудов НПЦ «Полюс». Томск, 2001. С.217-220.

3. Решение о выдаче патента на изобретение от 14.09.04 по заявке 2003112564/06, кл. МПК⁷ F04D 17/08. Центробежный вентилятор / Подлевский Н.И., Хитрук Б.С., Гарганеев Б.П., Абдрахманова Т.Б.

Изобретение предназначено для электровентиляторов центробежного типа со спиральным корпусом и закрепленным на валу двигателя рабочим колесом. Спиральный корпус выполнен составным из толстостенных плит, ориентированных по касательной к дополнительной технологической спирали и к нему изнутри через дистанцирующие продольные ребра прилегает изогнутый лист, образующий основную рабочую спираль. Приведены выражения для определения длин плит и листа, базирующиеся на данных аэродинамического расчета. Спиральная форма листа обеспечивается за счет соприкосновения с дистанцирующими ребрами корпусных плит, закрепления концевых участков рейками и собственных сил упругости. Конструкция технологична в изготовлении и при освоении в серийном производстве не требует применения специального дорогостоящего оборудования. 2 ил.

Центробежный вентилятор, содержащий составной спиральный корпус из наружных толстостенных плит и опирающегося на плиты внутреннего тонкостенного листа, выгнутого по спирали, отличающийся тем, что, с целью улучшения виброшумовых показателей за счет повышения поглощающих свойств корпуса электровентилятора, указанные плиты снабжены дистанцирующими продольными ребрами и ориентированы по касательной к дополнительной спирали, геометрические параметры которой - раскрытие A₂ и диаметр Д₂, превышают по величине параметры основной спирали - раскрытие A₁ и диаметр колеса вентилятора Д₁ на величину

Δ=А₂-A₁+(Д₂-Д₁)/2,

определяемую требуемой толщиной звукопоглощающего материала, причем длина корпусных плит определяется из выражения

L_n-0,41[D₂+(n+1)a₂],

где n=1, 2, 3 ... - порядковые номер плиты;

а₂ - сторона конструкторского квадрата дополнительной спирали.