ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2010 года по МПК F04D17/00 

Предлагаемое изобретение относится к области вентиляторостроения и может применяться в сельскохозяйственном и промышленном производстве.

Известен диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной со стороны рабочего колеса решеткой, жалюзи которой направлены к рабочему колесу [1].

В данном вентиляторе центр большого вихря, расположенный в области радиального зазора между рабочим колесом и плоской стенкой, стабилизируется жалюзийной решеткой. Стабилизация центра вращения вихря способствует снижению уровня шума и расширению диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора. Однако наличие малого вихря у входной кромки корпуса влияет на развиваемые вентилятором давления в области номинальных расходов, а также уменьшает производительность вентилятора.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, и установленное в корпус рабочее колесо, причем участок корпуса вентилятора за входной кромкой выполнен жалюзийным длиной 0,4 наружного диаметра D₂ колеса, а выше входной кромки корпуса на расстоянии 0,17 D₂ установлена сплошная плоскость, оканчивающаяся и шарнирно закрепленная на корпусе вентилятора за жалюзийным участком, образующая всасывающий канал клиновидной формы с начальным сечением на входной кромке корпуса вентилятора [2], - прототип.

У известного диаметрального вентилятора в результате разряжения, создаваемого вращающимся рабочим колесом, малый вихрь, центр вращения которого располагается в области радиального зазора между рабочим колесом и входной кромкой корпуса, смещается по ходу рабочего колеса в сторону всасывающего канала, образуя воздушный дополнительный поток, проходящий через криволинейный жалюзийный участок и сливающийся в корпусе с основным воздушным потоком. В результате этого увеличивается давление в области номинальных и максимальных подач, увеличивается расход воздуха вентилятором, а также уменьшается шум. Однако при работе в области малых расходов, возникающих, например, при колебаниях подачи зернового материала в технологическую зону, происходит снижение полного давления вследствие движения части воздушного потока из корпуса вентилятора через криволинейный жалюзийный участок по всасывающему каналу клиновидной формы в обратную сторону вращения рабочего колеса. Повышение же давления в этом случае до параметров исходной схемы возможно поворотом сплошной плоскости в сторону жалюзийного участка корпуса вентилятора вплоть до их соприкосновения. При этом сложно обеспечить герметичность между сплошной плоскостью и корпусом вентилятора. К тому же в данном положении сплошной плоскости между жалюзи жалюзийного участка корпуса вентилятора образуются вихревые движения воздуха, что вызывает дополнительное сопротивление основному воздушному потоку, проходящему вдоль спирального корпуса вентилятора, и снижает производительность вентилятора с одновременным увеличением потребления энергии на его привод.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного диаметрального вентилятора, содержащего корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, и установленное в корпус рабочее колесо, причем участок корпуса вентилятора за входной кромкой выполнен жалюзийным длиной 0,4 наружного диаметра D₂ колеса, а выше входной кромки корпуса установлена сплошная плоскость, оканчивающаяся на корпусе вентилятора за жалюзийным участком, образующая всасывающий канал клиновидной формы с начальным сечением на входной кромке корпуса вентилятора, сплошная плоскость всасывающего канала клиновидной формы соединена шарнирно с подвижной («переламывающейся») плоскостью, расположенной выше рабочего колеса вентилятора, вблизи входа во всасывающий канал клиновидной формы и соединенной шарнирно на другом конце со стенкой входного патрубка вентилятора, причем на средней из трех шарнирных соединений подвижной плоскости установлена рукоятка для перевода режима работы из одного в другой.

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.

Установка над рабочим колесом подвижной («переламывающейся») плоскости, шарнирно соединенной со сплошной плоскостью всасывающего канала клиновидной формы - на одном конце и шарнирно соединенной со стенкой входного патрубка вентилятора - на другом конце, и снабженной рукояткой на средней из трех ее шарнирных соединений, для перевода режима работы вентилятора из одного в другой, позволяет поддерживать постоянный расход воздуха в вентиляторе при повышении сопротивления сети в выходном патрубке вентилятора и обеспечить требуемый расход воздуха без увеличения скорости рабочего колеса вентилятора.

Наличие входного патрубка вентилятора позволяет забирать воздушный поток под требуемым углом по отношению к нагнетаемому воздушному потоку и, соответственно, позволяет осуществлять направленный подвод воздуха к его рабочему колесу. Это обстоятельство позволяет компактную вписываемость вентилятора как в зерноочистительные машины, так и при использовании его для вентиляции животноводческих помещений.

Кроме того, такой вентилятор, практически при одних и тех же габаритных размерах и без увеличения потребления энергии на генерирование воздушного потока, позволяет обеспечивать стабильную работу его в сети как с повышенным сопротивлением, так и в обычном для этого типа вентилятора режиме.

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 диаметрального вентилятора, где стрелками показано направление движения воздуха.

Диаметральный вентилятор содержит корпус 1 с входным отверстием 2, входным 3 и выходным 4 патрубками, и разделяющую их плоскую стенку 5 с жалюзийной решеткой 6, а также установленное в корпус 1 рабочее колесо 7. Кроме того, корпус 1 ниже входной кромки 8 имеет криволинейный жалюзийный участок 9, жалюзи которой направлены от рабочего колеса 7. Выше входной кромки 8 корпуса 1 установлена жестко закрепленная сплошная плоскость 10, оканчивающаяся на корпусе 1 вентилятора за криволинейным жалюзийным участком 9 (точка О) и образующая всасывающий канал 11 клиновидной формы. Другим концом сплошная плоскость 10 в точке А соединена шарнирно с подвижной («переламывающейся») в точке В плоскостью 12 (АВС), расположенной выше рабочего колеса 7 вентилятора, вблизи входа во всасывающий канал 11 клиновидной формы и соединенной шарнирно на другом конце (точка С) со стенкой 13 входного патрубка 3 вентилятора. При этом в точке В шарнирного соединения установлена рукоятка 14 для перевода режима работы вентилятора из одного в другой, т.е. для перемещения плоскости 12 в положение AB^/C или обратно в положение АВС.

Противоточный диаметральный вентилятор работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 7 с угловой скоростью ω воздушный поток всасывается во входной патрубок 3 и через входное отверстие 2 проводится к рабочему колесу 7, проходит его внутреннее пространство, выходит из колеса 7 и нагнетается в выходной патрубок 4. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 7, а стенка 5 разделяет входящий и выходящий воздушные потоки. При этом образуется вихрь, центр которого стабилизируется жалюзийной решеткой 6. Стабилизация центра вихря способствует снижению уровня шума и расширению диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора. При увеличении нагрузки на вентилятор центр вихря, как и у обычного диаметрального вентилятора, поворачивается навстречу всасываемому воздушному потоку на определенный угол. Кроме этого в результате разряжения, создаваемого вращающимся рабочим колесом 7, малый вихрь, центр вращения которого располагается в области радиального зазора между рабочим колесом 7 и входной кромкой 8 корпуса 1, смещается по ходу вращения рабочего колеса 7 в сторону всасывающего канала 11, образуя воздушный дополнительный поток, поступающий из входного патрубка 3. Данный воздушный поток проходит через криволинейный жалюзийный участок 9 и сливается в корпусе 1 с основным воздушным потоком. Однако всасывание воздуха через всасывающий канал 11 может происходить лишь до такого предела, пока расход воздуха Q превышает определенный предел расхода

Q_пред., определяемый сопротивлением сети, в которую установлен вентилятор. Если же Q будет меньше Q_пред., то во всасывающем канале 11 будет наблюдаться положительное давление, т.е. нагнетание воздуха из корпуса 1 во всасывающий канал 11 через криволинейную жалюзийную решетку 9. Для устранения этого явления, при работе вентилятора в режиме Q<Q_пред., подвижную («переламывающуюся») шарнирно закрепленную плоскость 12 посредством нажатия на рукоятку 14 переводят в нижнее положение относительно первоначального, т.е. из положения АВС в положение AB^/C. В результате этого воздушный поток, выходящий из клиновидного канала 11, в зоне входной кромки 8 корпуса 1, направляется в основной воздушный поток, поступающий из входного патрубка 3 во входное отверстие 2 вентилятора, что в итоге приводит к увеличению расхода Q в выходном патрубке 4 вентилятора. В результате этого увеличивается давление в области номинальных и максимальных подач, увеличивается расход воздуха вентилятором без увеличения скорости вращения рабочего колеса 7 вентилятора, обусловливая повышение экономического эффекта по сравнению с прототипом.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом являются большие стабильные значения развиваемых давлений во всей области производительностей.

Литература

1. А.с. №1514144 СССР, МКИ⁴ F04D 17/04. Диаметральный вентилятор. / Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Грабельковский, Н.В.Жолобов, А.А.Гехтман, В.В.Антюхин. - №4002185/25-06; Заявлено 27.11.85 // Открытия. Изобретения. - 1987. - №20.

2. Патент №2156380 РФ, МКИ⁷ F04D 17/04. Диаметральный вентилятор. / А.К.Болотов, В.Е.Саитов, Р.Г.Гатауллин. - №99106717/06; Заявлено 29.03.99 // Изобретения. Полезные модели. - 2000. - №26 - прототип.

Изобретение относится к области вентиляторостроения, может применяться в сельскохозяйственном и промышленном производстве и обеспечивает при своем использовании стабильную работу в сети как с повышенным сопротивлением, так и в обычном для этого типа вентиляторов режиме. Указанный технический результат достигается в диаметральном вентиляторе, содержащем корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, и установленное в корпус рабочее колесо, причем участок корпуса вентилятора за входной кромкой выполнен жалюзийным длиной 0,4 наружного диаметра D₂ колеса, а выше входной кромки корпуса установлена сплошная плоскость, оканчивающаяся на корпусе вентилятора за жалюзийным участком, образующая всасывающий канал клиновидной формы с начальным сечением на входной кромке корпуса вентилятора, причем сплошная плоскость всасывающего канала клиновидной формы соединена шарнирно с подвижной («переламывающейся») плоскостью, расположенной выше рабочего колеса вентилятора вблизи входа во всасывающий канал клиновидной формы и соединенной шарнирно на другом конце со стенкой входного патрубка вентилятора, причем на средней из трех шарнирных соединений подвижной плоскости установлена рукоятка для перевода режима работы из одного в другой. 1 ил.

Диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, и установленное в корпус рабочее колесо, причем участок корпуса вентилятора за входной кромкой выполнен жалюзийным длиной 0,4 наружного диаметра D₂ колеса, а выше входной кромки корпуса установлена сплошная плоскость, оканчивающаяся на корпусе вентилятора за жалюзийным участком, образующая всасывающий канал клиновидной формы с начальным сечением на входной кромке корпуса вентилятора, отличающийся тем, что сплошная плоскость всасывающего канала клиновидной формы соединена шарнирно с подвижной («переламывающейся») плоскостью, расположенной выше рабочего колеса вентилятора, вблизи входа во всасывающий канал клиновидной формы и соединенной шарнирно на другом конце со стенкой входного патрубка вентилятора, причем на средней из трех шарнирных соединений подвижной плоскости установлена рукоятка для перевода режима работы из одного в другой.