КАНАЛЬНЫЙ ДИАГОНАЛЬНО-ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2024 года по МПК F04D17/06 

Область техники

Изобретение относится к области вентиляции с помощью средства перемещения воздуха, установленного в опорной конструкции и предназначенного для вставления в вентиляционную трубу с круглым поперечным сечением, представляющего собой диагонально-центробежный вентилятор, который обеспечивает низкий уровень шума и может быть легко разобран для техобслуживания или замены.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время широко известны канальные диагонально-центробежные вентиляторы, образующие узел, который может быть вставлен в вентиляционные трубы круглого поперечного сечения.

В существующем уровне развития техники известен вариант исполнения этих вентиляторов в виде центрального тела, состоящего из цилиндрического корпуса, в котором размещены соответствующий приводной двигатель и вращающееся рабочее колесо, контактирующее с воздухом, выполненное в виде крыльчатки с лопастями. Известно также, что внутри цилиндрического корпуса, выполненного в трубчатой оболочке корпуса двигателя и прикрепленного к указанной трубчатой оболочке, имеется ряд неподвижных лопастей, называемых направляющими, которые направляют воздух для повышения давления и производительности установки. В конструкции имеются также соответствующие сопла, обычно называемые «конусами» из-за их формы в виде усеченного конуса, причем эти конусы расположены так, что один из них расположен на входе на стороне всасывания, а другой – на выходе на стороне нагнетания, на одном и другом концах центрального цилиндрического тела.

Известно также, что эти конусы идентичны, и поэтому центральное тело может поворачиваться. Кроме того, частью существующего уровня развития техники является тот факт, что центральное цилиндрическое тело может быть разобрано для извлечения из корпуса без необходимости проведения каких-либо операций с каналами.

Аналогичным образом, существующий уровень развития техники включает в себя конструкцию из резиновых прокладок во входном и выходном конусах для улучшения герметизации за счет предотвращения утечек воздуха.

Среди известных на сегодняшний день вариантов реализации установок этого типа имеется конструкция, в которой на стороне всасывания конус расположен внутри цилиндрического корпуса, в котором размещен двигатель, и закрывает крыльчатку вентилятора, в то время как на стороне нагнетания конус расположен снаружи цилиндрического корпуса, в котором размещен двигатель, будучи встроенным в часть вентилятора, через которую он соединяется с соответствующей вентиляционной трубой. Таким образом, когда цилиндрический корпус извлекают с двигателем, один из конусов снимается вместе с цилиндрическим корпусом, в то время как другой остается соединенным с остальной частью неподвижной конструкции установки, к которой прикреплены концы соответствующей трубы, в которой установлен вентилятор. Иными словами, частью удаляемого подузла является только конус на стороне всасывания.

При такой конфигурации производится извлечение только одного из конусов с цилиндрическим корпусом центрального тела, включающего в себя двигатель и крыльчатку, а другой конус остается прикрепленным с помощью муфты к вентиляционной трубе. Таким образом, техобслуживание или замена неподвижного конуса существенно усложняются, что затрудняет техобслуживание в местах с ограниченным пространством. Кроме того, поскольку конусы не являются взаимно симметричными, направление потока воздуха невозможно изменить, просто сняв и повернув удаляемый подузел; вместо этого необходимо разбирать соединительные муфты вентиляционных труб.

Известен также другой альтернативный вариант реализации, при котором оба конуса расположены не внутри цилиндрического корпуса центрального тела, хотя в этом случае конусы действительно являются частью удаляемого подузла.

В таком случае при проведении операций техобслуживания или замены конусы извлекают вместе с цилиндрическим корпусом, который окружает двигатель, что облегчает техобслуживание или замену конусов.

При этом эти конусы соединены с цилиндрическим корпусом снаружи. Таким образом, техобслуживание компонентов внутри корпуса усложняется. Кроме того, увеличиваются габариты узла. Таким образом, использование этого варианта реализации невозможно в местах с ограниченным пространством.

Ввиду описанных недостатков существующих в настоящее время решений необходимо решение, которое обеспечивало более компактную установку, в то же время облегчая проведение операций техобслуживания и/или ремонта компонентов вентилятора. Эти задачи решаются изобретением, которое создает вариант осуществления, обеспечивающий более тихую работу и большую защиту наиболее чувствительных частей или элементов, как будет показано далее.

Раскрытие изобретения

Для достижения указанной выше цели изобретения и решения вышеуказанных технических проблем, дополнительно к преимуществам, которые могут быть получены позже, согласно изобретению раскрывается вариант реализации вентилятора, при котором конусы расположены внутри цилиндрического корпуса центрального тела, который окружает двигатель, расположены внутри указанного цилиндрического корпуса и являются также частью удаляемого подузла. Таким образом, этот удаляемый подузел образован цилиндрическим корпусом и двумя конусами, в дополнение к остальным компонентам центрального тела, таким как электродвигатель, крыльчатка и обтекатель.

При такой конфигурации выполнение операций техобслуживания облегчается, поскольку нет необходимости ослаблять соединительные муфты, соединяющие вентиляционные трубы установки. Необходимо лишь извлечь удаляемый подузел, в котором размещены практически все компоненты, которые могут потребовать технического обслуживания или замены.

Фактически, благодаря такому решению проведение операций техобслуживания вентилятора или замены его компонентов упрощается, поскольку удаляемый подузел включает в себя практически все детали и элементы, которые могут потребовать ремонта и/или замены.

Дополнительным преимуществом, получаемым благодаря плотному размещению конусов внутри удаляемого цилиндрического корпуса, является то, что размеры диагонально-центробежного вентилятора меньше для бесшумных вентиляторов. В вентиляторах типа, раскрываемого согласно изобретению, имеются резинометаллическая втулка для двигателя и обтекатель для снижения уровня шума. Однако в существующих вариантах реализации вентиляторов такого типа резинометаллическая втулка и обтекатель снимаются вместе со удаляемым цилиндрическим телом, но остаются при этом снаружи него, что увеличивает продольный размер узла вентилятора.

Кроме того, выполнение этого двойного условия размещения конусов внутри цилиндрического корпуса центрального тела и того, что они образуют часть удаляемого подузла, достигается за счет сохранения концепции, согласно которой два конуса идентичны друг другу, а диагонально-центробежный вентилятор обеспечивает условие симметрии. Таким образом, центральное тело вентилятора, образованное удаляемым подузлом, является реверсивным и может собираться на соответствующей опоре и анкерной стойке как в одном, так и в другом направлении.

При такой конфигурации, в которой конусы образуют часть удаляемого подузла, упрощается техобслуживание конусов, на которых может скапливаться грязь или могут образовываться трещины, что приводит к неисправности вентилятора, что позволяет избежать полной замены соединений с вентиляционными трубами.

Кроме того, поскольку конусы расположены внутри цилиндрического корпуса центрального тела, они обеспечивают защиту внутренних компонентов вентилятора, и обеспечивается снижение уровня шума при работе.

Согласно еще одному аспекту изобретения, конусы содержат периферийные кольцевые ребра, образующие идеальный цилиндр, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру удаляемого цилиндрического корпуса. Таким образом, они идеально прилегают к внутренней поверхности удаляемого цилиндрического корпуса, чем достигается снижение уровня шума и повышение внутренней герметичности. Кроме того, указанные конусы содержат отлитую поверх прокладку на своем внешнем конце, что обеспечивает дополнительное внутреннее уплотнение в месте их соединения с соединительными муфтами, отлитой поверх прокладкой и телом каждого конуса, которые образуют единое целое.

При необходимости, удаляемый цилиндрический корпус может содержать трубчатую оболочку, окружающую электродвигатель, на внешней поверхности которой расположены неподвижные лопасти, ориентированные в направлении, противоположном направлению, в котором ориентированы лопасти крыльчатки, и отделенные от указанной крыльчатки, которые выполняют функцию направляющих.

Такая конфигурация, наряду с обтекателем, окружающим электродвигатель, помогает сделать вентиляторный узел более тихим.

В частности, на внешней цилиндрической поверхности соединительных муфт, обеспечивающих соединение с вентиляционными трубами, имеется уплотнительная прокладка. Эта уплотнительная прокладка, окружающая соединительную муфту, помогает обеспечить герметичность по наружному диаметру, когда на соединительную муфту установлена труба.

Таким образом, согласно изобретению раскрывается трубчатый вентиляторный узел с высокой внешней и внутренней герметичностью, за счет конструктивного выполнения которого значительно облегчается выполнение задач техобслуживания и замены при сохранении идентичности выполнения обоих конусов и реверсивности центрального тела, и, кроме того, все это достигается с помощью варианта реализации, обеспечивающего снижение уровня шума, создаваемого вентилятором во время работы.

И, наконец, электродвигатель имеет прикрепленную к нему резинометаллическую втулку, расположенную внутри трубчатой оболочки цилиндрического корпуса и прикрепленную к обтекателю. Таким образом, обеспечивается снижение уровня шума, обеспечивая более компактный и герметичный блок, при использовании которого мы получаем тихий и реверсивный диагонально-центробежный вентилятор.Краткое описание чертежей

На фиг. 1 приведена схема одного из известных на сегодняшний день вариантов реализации диагонально-центробежных вентиляторов, согласно которому конус (11) на входе для воздуха расположен внутри цилиндрического корпуса (2) центрального тела вентилятора, в то время как другой конус (11) находится снаружи цилиндрического корпуса (2). Таким образом, когда цилиндрический корпус (2) извлекают с двигателем, конус (11) на выходе для воздуха остается соединенным с остальной частью неподвижной конструкции установки, к которой прикреплен конец соответствующей трубы, в которой установлен вентилятор. Удаляемый цилиндрический корпус (2) показан пунктиром, а конусы (11) показаны толстыми линиями; один из конусов прикреплен к соединительной муфте (10).

На фиг. 2 представлена схема другого известного на сегодняшний день варианта реализации, при котором оба конуса (11) расположены не внутри цилиндрического корпуса (2) центрального тела вентилятора, хотя в этом случае конусы (11) действительно являются частью удаляемого подузла. Пунктиром показан цилиндрический корпус (2), который удаляется вместе с конусами (11), показанными толстыми линиями, которые остаются прикрепленными к цилиндрическому корпусу (2) снаружи.

На фиг. 3 показана схема решения согласно изобретению. Удаляемый подузел (1) показан пунктиром, а содержащиеся в нем конусы (11) показаны толстыми линиями.

На фиг. 4 в разобранном состоянии схематично показан узел диагонально-центробежного вентилятора согласно изобретению, вид в перспективе.

На фиг. 5 схематично представлен узел диагонально-центробежного вентилятора в собранном виде с разомкнутыми стяжными хомутами (8) до фиксации, вид в перспективе.

На фиг. 6 схематично представлен удаляемый подузел (1) диагонально-центробежного вентилятора, извлеченный из его опорной конструкции, вид в перспективе.

На фиг. 7 приведен узел диагонально-центробежного вентилятора, вид в продольном разрезе.

На фиг. 8 схематично представлено соединение узла диагонально-центробежного вентилятора и опорной стойки (9), вид в разрезе.

Варианты осуществления изобретения

Объектом изобретения является узел диагонально-центробежного вентилятора, предназначенный для установки в вентиляционных трубах, содержащий: центральное тело, образованное цилиндрическим корпусом (2), который в данном рассматриваемом в качестве примера варианте осуществления содержит электродвигатель (3) с резинометаллической втулкой (4); крыльчатку (5) с обращенными наружу лопастями; обтекатель (6), окружающий электродвигатель (3); и опорную стойку (9) для установки и поддерживания узла (1) диагонально-центробежного вентилятора. Эта опорная стойка (9), как известно в вентиляторах этого типа, состоит из двух одинаковых частей, расположенных напротив друг друга, каждая из которых образует стойку (7), позволяющую устанавливать установку как вертикально, так и горизонтально, а также соединительные муфты (10), соединяющие вентиляционные трубы, которые не показаны. Соединение цилиндрического корпуса (2) с соединительными муфтами (10) осуществляется с помощью стяжных хомутов (8), шарнирно прикрепленных на одном конце.

Диагонально-центробежные вентиляторы этого типа содержат два сопла (11), обычно называемые «конусами» из-за их формы в виде усеченного конуса. Эти два конуса (11) обычно идентичны друг другу и расположены симметрично относительно цилиндрического корпуса (2), один на входе, который полностью окружает крыльчатку (5), а другой на выходе, окружающий обтекатель (6). Эти конусы (11) предназначены для уменьшения площади поперечного сечения цилиндрического корпуса (2) для его соединения с вентиляционными трубами с помощью соответствующих соединительных муфт (10).

В соответствии с вариантом реализации, уже имеющимся в существующем уровне развития техники и схематично представленным на фиг. 1, расположенный на входе для воздуха конус (11) установлен внутри цилиндрического корпуса (2) центрального тела вентилятора, в то время как другой конус (11) расположен снаружи цилиндрического корпуса (2). Таким образом, когда цилиндрический корпус (2) удаляют с двигателем, конус (11) на выходе для воздуха остается соединенным с остальной частью неподвижной конструкции установки, к которой прикреплен конец соответствующей трубы, в которой установлен вентилятор.

Известен также еще один альтернативный вариант реализации вентиляторов этого типа, схематично показанный на фиг. 2, согласно которому конусы (11) не находятся внутри цилиндрического корпуса (2) центрального тела вентилятора, хотя в этом случае конусы (11) действительно являются частью удаляемого подузла.

На фиг. 3 схематично показан объект изобретения, в котором центральное тело вентилятора также образовано цилиндрическим корпусом (2), но конусы (11) находятся внутри цилиндрического корпуса (2), расположены внутри этого цилиндрического корпуса (2), образуя часть удаляемого подузла (1), показанного на фиг. 6. Таким образом, этот удаляемый подузел (1) образован цилиндрическим корпусом (2), двигателем (3) и двумя конусами (11), а также, логически, остальными элементами этого центрального тела, такими как крыльчатка (5), резинометаллическая втулка двигателя и обтекатель (6).

При такой конфигурации выполнение операций техобслуживания облегчается, поскольку нет необходимости ослаблять соединительные муфты (10), соединяющие вентиляционные трубы установки. Необходимо лишь извлечь удаляемый подузел (1), в котором размещены практически все компоненты, которые могут потребовать технического обслуживания или замены.

Фактически, благодаря такому решению проведение операций техобслуживания вентилятора или замены его компонентов упрощается, поскольку удаляемый подузел (1) включает в себя практически все детали и элементы, которые могут потребовать ремонта и/или замены.

Дополнительным преимуществом, получаемым благодаря плотному размещению конусов (11) внутри цилиндрического корпуса (2), является то, что размеры вентиляторного узла меньше, в отличие от других решений, в которых конусы (11) удаляются вместе с цилиндрическим корпусом (2), но остаются снаружи данного корпуса, как в случае с вариантом реализации, показанным на фиг. 2.

Кроме того, выполнение этого двойного условия размещения конусов (11) внутри цилиндрического корпуса (2) центрального тела и того, что они образуют часть удаляемого подузла (1), достигается за счет сохранения концепции, согласно которой два конуса (11) идентичны друг другу, а диагонально-центробежный вентилятор обеспечивает условие симметрии. Таким образом, центральное тело вентилятора является реверсивным и может собираться на соответствующей опорной стойке (9) как в одном, так и в другом направлении, в отличие от решений, аналогичных представленному на фиг. 1.

Как видно из фиг. 4, конусы (11) симметричны и отделены от цилиндрического корпуса (2), и на них имеются периферийные кольцевые ребра (12), образующие идеальный цилиндр, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру цилиндрического корпуса (2), чем обеспечивается лучшее прилегание внешней поверхности конусов (11) к внутренней поверхности цилиндрического корпуса (2), способствуя обеспечению герметичности между ними в этой области и снижению уровня шума. Согласно практическому варианту осуществления, на некоторых или на всех этих периферийных кольцевых ребрах (12) может иметься отлитая поверх прокладка (13), выполненная из эластичного синтетического материала, позволяющая получить плотное прилегание внешней поверхности конусов (11) к внутренней поверхности цилиндрического корпуса (12).

Для сборки вентилятора необходимо сначала установить опорную стойку (9), соединив с ней вентиляционные трубы с помощью соединительных муфт (10). Для обеспечения герметичности соединения внешней поверхности соединительных муфт с диагонально-центробежным вентилятором в каждой соединительной муфте (10) имеется уплотнительная прокладка (17), как показано на фиг. 7.

Далее соединение обеспечивается с помощью шарнирных стяжных хомутов (8). Как показано на фиг. 5, каждый стяжной хомут (8) на своем шарнирном конце имеет рельефный элемент в форме небольшого поперечного пальца (8.1), образованного самим стяжным хомутом (8). Этот палец (8.1) содержит соответствующие стопорные расширения на своих концах. Этот палец посредством эластичного зажима входит внутрь ответной опоры (9.1), выполненной на опорной стойке (9), что позволяет стяжным хомутам (8) поворачиваться.

На конце, противоположном шарнирному концу, каждый стяжной хомут (8) содержит выступающий язычок (8.3), вставляемый в гнездо каждой опоры (9.1). Это вставление осуществляется на стороне опорной стойки (9), противоположной стороне, на которой расположен шарнир стяжного хомута (8). На каждом язычке (8.3) выполнен выступ (8.2), входящий с упругим защелкиванием внутрь соответствующего гнезда опоры (9.1), что позволяет предварительно фиксировать стяжные хомуты (8). Окончательная фиксация осуществляется посредством завинчивания винта, устанавливаемого на рельефном элементе (8.4) самого стяжного хомута (8), как показано на фиг. 5. Этот винт (не показан) содержит шайбу, выполненную из эластичного материала, чтобы предотвратить его случайное выпадение из гнезда в рельефном элементе (8.4); аналогичное решение применяется для винтов крепления соединительной коробки (16) к цилиндрическому корпусу (2).

После того, как опорная стойка (9) закреплена, производится сборка удаляемого подузла (1) со всеми его компонентами, такими как цилиндрический корпус (2), двигатель (3) с резинометаллической втулкой (4) и крыльчаткой (5), и обтекатель (6), расположенный на выходе.

Для повышения эффективности и снижения уровня шума цилиндрический корпус (2) содержит трубчатую оболочку (14), которая окружает двигатель (3) и содержит неподвижные лопасти (15) на своей внешней поверхности. Эти неподвижные лопасти (15) имеют продолговатую форму, их продольный размер немного меньше длины трубчатой оболочки (14), они отделены небольшим расстоянием от крыльчатки (5) и выполняют функцию направляющей для воздушного потока. Таким образом, совместно с обтекателем (6), неподвижные лопасти (15) обеспечивают направление воздушного потока для повышения давления и производительности установки при низком уровне шума.

После того, как сборка удаляемого подузла (1) завершена, выполняется соответствующее электрическое соединение с помощью соединительной коробки (16), которая может поворачиваться на 360° для обеспечения вывода проводов в наиболее удобном направлении. Эта соединительная коробка (16) имеет низкий профиль и фиксируется одним винтом, снабженным шайбой из эластичного материала, которая предотвращает возможность случайного выпадения винта, т.е. возможность его случайной потери.

Узел в полностью собранном состоянии показан на виде в разрезе на фиг. 7. Как видно из фиг. 7, конусы (11) расположены внутри цилиндрического корпуса (2), и их симметрия обеспечивает реверсивность вентилятора.

В то же самое время, при сборке узла диагонально-центробежного вентилятора получается более компактный узел, который можно устанавливать в местах с ограниченным доступным пространством. Кроме того, согласно изобретению обеспечивается вентилятор с низким уровнем шума благодаря различным компонентам внутри удаляемого подузла (1), снижающим уровень шума, таким как резинометаллическая втулка (4), присоединяемая к электродвигателю (3), обтекатель (6) и неподвижные лопасти (15), которые все окружены конусами (11), а их герметизация обеспечивается отлитой поверх прокладкой (13). Таким образом, обеспечивается минимизация уровня шума без снижения эффективности устройства.

И, наконец, как показано на фиг. 8, для обеспечения внутренней герметизации и снижения уровня шума, возникающего в местах соединения удаляемого подузла (1) с неподвижной конструкцией вентилятора, каждый конус (11) содержит установленную на своем внешнем конце отлитую поверх прокладку (13), выполненную из синтетического материала определенной эластичности, упирающуюся в поворотный выступ, проходящий по всей периферии заднего входного участка каждой соединительной муфты (10). Таким образом, при смыкании стяжных хомутов (8) обеспечивается внутренняя герметичность удаляемого подузла (1) и предотвращение шума, чем обеспечивается получение более компактного вентилятора с низким уровнем шума.

Выполнение прокладки (13) из отлитого поверх материала на каждом конусе (11) означает, что указанная прокладка (13) и конус (11) представляют собой единую деталь, что облегчает их транспортировку и сборку.

Если впоследствии необходимо провести операции по техобслуживанию внутренних компонентов или изменению направления работы вентилятора, поворотные стяжные хомуты (8) просто размыкают для извлечения удаляемого подузла (1), показанного на фиг. 6. После извлечения этого удаляемого подузла (1) конусы (11) могут быть разобраны, и могут быть выполнены необходимые операции по техобслуживанию и/или ремонту.

Изобретение относится к канальному диагонально-центробежному вентилятору, содержащему центральное тело с цилиндрическим корпусом (2), внутри которого установлены соответствующий электродвигатель (3) с крыльчаткой (5) и диффузором (6), и сопла, называемые конусами (11), причем внутри цилиндрического корпуса (2) установлены два конуса (11), образуя удаляемый подузел (1) вместе с цилиндрическим корпусом (2) и расположенными внутри него элементами. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Канальный диагонально-центробежный вентилятор, содержащий центральное тело с цилиндрическим корпусом (2), внутри которого установлены соответствующий электродвигатель (3) с крыльчаткой (5) и обтекателем (6), и сопло, называемое конусом (11), отличающийся тем, что содержит второй конус (11), установленный внутри цилиндрического корпуса (2), причем указанные два конуса (11) вместе с цилиндрическим корпусом (2) и расположенными внутри него элементами образуют удаляемый подузел (1).

2. Канальный диагонально-центробежный вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что каждый конус (11) на своем обращенном наружу конце меньшего диаметра содержит цельную отлитую поверх прокладку (13) с общим телом конуса (11), причем указанная отлитая поверх прокладка (13) установлена между конусом (11) и соответствующей соединительной муфтой (10) вентилятора, соединяющей его с вентиляционными трубами.

3. Канальный диагонально-центробежный вентилятор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что конусы (11) содержат периферийные кольцевые ребра (12), образующие цилиндр, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру цилиндрического корпуса (2).

4. Канальный диагонально-центробежный вентилятор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что цилиндрический корпус (2) содержит трубчатую оболочку (14), окружающую электродвигатель (3), которая содержит неподвижные лопасти (15), расположенные на её внешней поверхности и ориентированные в направлении, противоположном направлению лопастей крыльчатки (5), и отделенные от указанной крыльчатки (5), которые выполняют функцию направляющих.

5. Канальный диагонально-центробежный вентилятор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что соединительные муфты (10) содержат уплотнительные прокладки (17), расположенные на их внешних цилиндрических поверхностях.

6. Канальный диагонально-центробежный вентилятор по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что электродвигатель (3) содержит прикрепленную к нему резинометаллическую втулку (4), расположенную внутри трубчатой оболочки (14) цилиндрического корпуса (2) и прикрепленную к обтекателю (6).