ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2010 года по МПК F04D17/04 

Предлагаемое изобретение относится к области вентиляторостроения, и, в частности, может использоваться в системах вентиляции, отопления и как генератор воздушного потока, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин.

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. При этом стабилизация центра вращения вихря способствует снижению уровня шума и расширению диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора.

Однако данный вентилятор не обладает расширенными возможностями использования воздушного потока, может нагнетать воздух через выходной патрубок только в одну технологическую зону зерноочистительной машины. Это обстоятельство ограничивает его использование в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится диаметральный вентилятор, состоящий из корпуса с установленным в нем рабочим лопаточным колесом, впускного отверстия и выходного патрубка, разделенных смежной стенкой, оканчивающейся у рабочего лопаточного колеса жалюзийной решеткой, имеющий расположенную внутри выходного патрубка делительную стенку на расстоянии 1,25…1,5D₂ от оси рабочего колеса и на расстоянии 0,23…0,33D₂ от смежной стенки, разделяющую его на верхний и нижний выходные каналы, с установленной на ее кромке и обращенной к рабочему колесу регулировочной заслонкой длиной 0,3…0,4D₂ [2] - прототип.

Вследствие того, что данный вентилятор может нагнетать воздух через нижний и верхний каналы выходного патрубка в разные технологические зоны зерноочистительной машины, появилась возможность расширения диапозона использования вентилятора. Однако расположение только одной регулировочной заслонки на кромке делительной стенки не обеспечивает независимое регулирование воздушных потоков в верхнем и нижнем выходных каналах, необходимое для качественной очистки зернового материала от воздухоотделимых примесей.

Кроме того, направление подвижного конца регулировочной заслонки в сторону рабочего лопаточного колеса из-за турбулентного воздействия воздушного потока, выходящего из межлопаточного его пространства, вызывает знакопеременное колебание ее свободного конца. Это приводит к резонансным явлениям, обусловливающим повышение уровня аэродинамического шума при работе вентилятора, неравномерности воздушного потока в нижнем и верхнем выходных каналах и снижение прочности и долговечности осевого крепления заслонки.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного диаметрального вентилятора, состоящего из корпуса с установленным в нем рабочим лопаточным колесом, впускного отверстия и выходного патрубка, разделенных смежной стенкой, оканчивающейся у рабочего колеса жалюзийной решеткой, имеющего расположенную внутри выходного патрубка делительную стенку, разделяющую его на верхний и нижний выходные каналы, делительная стенка, установленная на расстоянии 0,9…1,2D₂ от оси рабочего колеса, имеет поперечное окно, в котором на одной оси, находящейся на расстоянии 0,3…0,4D₂ от кромки делительной стенки, расположены две регулировочные заслонки, свободные концы которых направлены в противоположную сторону от 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.

Применение двух регулировочных заслонок позволяет осуществлять независимое регулирование скорости воздушного потока в нижнем и верхнем выходных каналах, необходимое для качественной очистки зернового материала от воздухоотделимых примесей.

Установка двух регулировочных заслонок на одной оси обеспечивает удобство и быстроту настройки заслонок оператором, обусловливает эргономичность предлагаемой разработки, а также меньшую металлоемкость и соответственно себестоимость изготовления по сравнению с двухосевой установкой заслонок.

Установка делительной стенки в выходном патрубке на расстоянии 0,9…1,2D₂ от оси рабочего колеса исключает соприкосновение большого вихря с кромкой делительной стенки при стабилизации центра его вращения жалюзийной решеткой, расположенной на смежной стенке вентилятора, что, в итоге, способствует снижению уровня аэродинамического шума и расширению диапозона устойчивой работы диаметрального вентилятора.

Расположение оси крепления регулировочных заслонок на расстоянии 0,3…0,4D₂ от кромки делительной стенки обеспечивает выравнивание структуры подводимого воздушного потока, необходимое для более качественной очистки зернового материала.

Ориентация свободных концов регулировочных заслонок в противоположную от рабочего колеса сторону обеспечивает плавное регулирование скорости воздушного потока в верхнем и нижнем выходных каналах, исключает возникновение резонансных явлений в заслонках, что увеличивает долговечность службы оси их крепления и снижает уровень аэродинамического шума вентилятора.

Наличие в делительной стенке поперечного окна, в котором установлены регулировочные заслонки, обусловливает выравнивание статического давления перед и за заслонками, в результате которого колебательные явления заслонок уменьшаются до минимума и обеспечивается выравненность скоростей воздушного потока в нижнем и верхнем выходных каналах после регулировочных заслонок, что необходимо для качественной очистки зернового материала при использовании вентилятора в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин.

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 состоит из корпуса 1 и установленного в нем рабочего лопаточного колеса 2 наружным диаметром D₂, впускного отверстия 3 и выходного патрубка 4 глубиной Н, разделенных смежной стенкой 5, оканчивающейся у рабочего колеса 2 жалюзийной решеткой 6. Внутри выходного патрубка 4 установлена делительная стенка 7 на расстоянии 0,9…1,2D₂ от оси рабочего колеса 2. Делительная стенка 7 разделяет выходной патрубок 4 на верхний 8 и нижний 9 выходные каналы глубиной h₁ и h₂ соответсвенно. Каналы 8 и 9 могут работать в независимых аспирационных системах зерноочистительных машин. На делительной стенке 7 расположено поперечное окно 10, в котором на одной оси 11 установлены две регулировочные заслонки 12 и 13, свободные концы которых направлены в противоположную сторону от рабочего колеса 2. Ось крепления заслонок 12 и 13 расположена на расстоянии 0,3…0,4D₂ от кромки делительной стенки.

Диаметральный вентилятор работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 2 воздух через впускное отверстие 3 захватывается лопатками и проходит его внутреннее пространство, откуда вторично проходит через рабочее колесо 2 и нагнетается в выходной патрубок 4, где делительной стенкой 7 разделяется на два потока: один проходит по верхнему 8, а другой - по нижнему 9 выходным каналам. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 2, а стенка 5 разделяет входящий и выходящий воздушные потоки. При этом образуется вихрь, центр которого стабилизируется жалюзийной решеткой 6, обуславливающей снижение уровня шума. Независимое плавное регулирование скорости воздушного потока в верхнем 8 и нижнем 9 выходных каналах осуществляется перекрытием их проходного сечения регулировочными заслонками 12 и 13.

Общий расход воздуха вентилятором определяется по выражению:

Q=Q₁+Q₂,

где Q₁ и Q₂ - расход воздуха в нижнем и верхнем выходных каналах соответственно, м³/ч.

Расходы воздуха в выходных каналах можно представить в виде выражений:

где µ₁ µ₂ - коэффициенты расхода заслонок; h₁ и h₂ - глубина верхнего и нижнего выходных каналов соответственно, м; l₁ и l₂ - длина регулировочных заслонок, м; ΔB - полезная ширина вентилятора, м; Δυ₁ и Δυ₂ - средние скорости воздуха в выходных каналах, м/с; α и β - углы раскрытия заслонок, град.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является снижение уровня аэродинамического шума вентилятора, независимое регулирование в выходных каналах воздушных потоков с более равномерным полем скоростей.

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 №2176034 РФ, МКИ⁷ F04D 17/04. Диаметральный вентилятор / Н.П.Сычугов, Н.В.Жолобов, С.В.Корнеев. - №2000106273/06; Заявлено 13.03.2000 // Изобретения. Полезные модели. - 2001. - №32 - прототип.

Изобретение относится к области вентиляторостроения, может использоваться в системах вентиляции, отопления и как генератор воздушного потока, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин, и обеспечивает снижение уровня аэродинамического шума вентилятора, независимое регулирование в выходных каналах воздушных потоков с более равномерным полем скоростей. Указанный технический результат достигается в диаметральном вентиляторе, состоящем из корпуса с установленным в нем рабочим лопаточным колесом, впускного отверстия и выходного патрубка, разделенных смежной стенкой, оканчивающейся у рабочего колеса жалюзийной решеткой. Внутри выходного патрубка расположена делительная стенка, разделяющая его на верхний и нижний выходные каналы, причем делительная стенка, установленная на расстоянии 0,9…1,2D₂ от оси рабочего колеса, имеет поперечное окно, в котором на одной оси, находящейся на расстоянии 0,3…0,4D₂ от кромки делительной стенки, расположены две регулировочные заслонки, свободные концы которых направлены в противоположную сторону от рабочего колеса. 1 ил.

Диаметральный вентилятор, состоящий из корпуса с установленным в нем рабочим лопаточным колесом, впускного отверстия и выходного патрубка, разделенных смежной стенкой, оканчивающейся у рабочего колеса жалюзийной решеткой, имеющий расположенную внутри выходного патрубка делительную стенку, разделяющую его на верхний и нижний выходные каналы, отличающийся тем, что делительная стенка, установленная на расстоянии 0,9…1,2D₂ от оси рабочего колеса, имеет поперечное окно, в котором на одной оси, находящейся на расстоянии 0,3…0,4D₂ от кромки делительной стенки, расположены две регулировочные заслонки, свободные концы которых направлены в противоположную сторону от рабочего колеса, где D₂ - наружный диаметр рабочего лопаточного колеса вентилятора.