Осецентробежный секционный вентилятор (варианты) Российский патент 2024 года по МПК F04D25/10 

Техническое решение относится к области вентиляторостроения и может быть использовано в системах шахтной тоннельной вентиляции.

Известны шахтные и тоннельные одно- и двухступенчатые вентиляторы (Б.А. Носырев, С.В. Белов. Вентиляторные установки шахт и метрополитенов: Учебное пособие: - Екатеринбург: Изд-во УГГА, 2000. - с. 60-71). Вентиляторы имеют как одноступенчатое, так и двухступенчатое исполнение.

Общим признаком с заявляемым техническим решением является наличие кожуха со спрямляющим аппаратом и размещенных в кожухе на валу рабочих колес.

Недостатком данного технического решения является то, что эти вентиляторы не могут изменять количество работающих ступеней, т.е. не могут адаптироваться к изменяющимся аэродинамическим характеристикам вентиляционной сети, например, к значительному увеличению требуемого давления воздуха. Таким образом, область экономичного использования таких вентиляторов весьма ограничена.

Известен также осецентробежный компрессор (патент РФ № 2485327, МПК F04D, опубликован 20.06.2013, Бюл. № 17). Осецентробежный компрессор развивает высокое давление воздушного потока. Он выполнен многоступенчатым и имеет несколько осевых ступеней и одну центробежную.

Общим признаком с заявляемым техническим решением является наличие ротора (вал, рабочее колесо с лопатками) и статора (кожух со спрямляющими лопатками). При этом ротор содержит несколько ступеней с осевыми лопатками и одну ступень с центробежными лопатками.

Недостатком данного технического решения является то, что этот осецентробежный компрессор не может изменять количество работающих ступеней, т.е. не может адаптироваться к изменяющимся аэродинамическим характеристикам вентиляционной сети, например, к значительному снижению требуемого давления воздуха. Таким образом, область экономичного использования таких осецентробежных компрессоров также ограничена.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является осевой секционный вертикальный вентилятор (а.с. СССР № 475455, М. Кл. E21f 1/08, опубл. 30.06.1975, Бюл. № 24), каждая секция которого включает кожух, вал, рабочее колесо с лопатками, спрямляющий аппарат и механизм поворота лопаток, размещенный в базовой секции и связанный с лопатками верхних секций посредством зубчатой втулки-шестерни. Он может эксплуатироваться как с одной, так и с двумя ступенями, при этом обе ступени являются осевыми.

Общими признаками с предлагаемым устройством являются следующие: секционный вентилятор, содержащий базовую и наращиваемую секции, каждая из которых имеет кожух и размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками, а базовая секция выполнена в виде осевого вентилятора со спрямляющим аппаратом, причем указанные секции соединены между собой с возможностью разъединения.

Недостатком этого устройства является то, что при значительном увеличении аэродинамического сопротивления вентиляционной сети, например, при удлинении воздушного тракта, вентилятор не может создать достаточно высокое давление для перемещения воздуха по вентиляционной сети. Поэтому для перемещения воздуха по вентиляционной сети с возросшим аэродинамическим сопротивлением необходимо использовать другой, более высоконапорный вентилятор. Это ограничивает область его применения.

Проблема состоит в повышении эффективности работы вентилятора за счет расширения области его применения путем повышения адаптивных возможностей вентилятора к изменяющимся аэродинамическим параметрам вентиляционной сети.

Проблема решается тем, что осецентробежный секционный вентилятор, содержащийм базовую и наращиваемую секции, каждая из которых имеет кожух и размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками, а базовая секция выполнена в виде осевого вентилятора со спрямляющим аппаратом, причем указанные секции соединены между собой с возможностью разъединения, согласно техническому решению снабжен по меньшей мере одной дополнительной секцией, выполненной в виде осевого вентилятора и содержащей кожух, размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками и спрямляющий аппарат, при этом выход дополнительной секции соединен со входом базовой секции с возможностью разъединения, а наращиваемая секция выполнена в виде центробежного вентилятора.

Такое техническое решение позволяет повысить давление вентилятора за счет того, что наращиваемая секция выполнена в виде центробежного вентилятора, который развивает давление более высокое, чем осевой вентилятор тех же габаритов и скорости вращения. Для достижения высокого КПД центробежного вентилятора, воздушный поток, входящий в него должен быть направлен вдоль его оси вращения рабочего колеса. Поэтому дополнительная секция выполнена в виде осевого вентилятора со спрямляющим аппаратом.

Поставленная проблема решается также тем, что осецентробежный секционный вентилятор, содержащий базовую и наращиваемую секции, каждая из которых имеет кожух и размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками, а базовая секция выполнена в виде осевого вентилятора со спрямляющим аппаратом, причем указанные секции соединены между собой с возможностью разъединения, согласно техническому решению снабжен по меньшей мере одной дополнительной секцией, выполненной в виде осевого вентилятора и содержащей кожух, размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками и спрямляющий аппарат, при этом вход дополнительной секции соединен с выходом базовой секции, а выход дополнительной секции соединен со входом наращиваемой секции с возможностью разъединения, при этом наращиваемая секция выполнена в виде центробежного вентилятора. Это обусловлено тем, что в условиях эксплуатации бывают ситуации (при работе вентилятора на нагнетание), когда дополнительную секцию, технологически, удобнее поставить перед базовой секцией.

Это также позволяет повысить давление, т.е. расширить область использования осецентробежного секционного вентилятора путем повышения его адаптивных свойств к изменяющимся параметрам вентиляционной сети (например, при увеличении длины воздуховода). Таким образом, предлагаемая совокупность признаков осецентробежного секционного вентилятора повышает эффективность его работы за счет расширения области использования.

Сущность технических решений поясняется чертежами (фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3). На фиг. 1 показана схема осецентробежного секционного вентилятора, состоящего из базовой и наращиваемой секций, на фиг. 2 - 1 вариант осецентробежного секционного вентилятора, состоящего из базовой, наращиваемой и дополнительной секции Д, у которой выход соединен со входом базовой секции, на фиг. 3 - 2 вариант осецентробежного секционного вентилятора, состоящего из базовой, наращиваемой и дополнительной секции Д, у которой вход соединен с выходом базовой секции, а выход - со входом наращиваемой секции.

Осецентробежный секционный вентилятор (далее вентилятор) состоит из базовой и наращиваемой секций. Базовая секция, выполненная в виде осевого вентилятора, включает кожух 1 (фиг. 1, фиг. 2), рабочее колесо 2 с лопатками, закрепленное на валу 3 с полумуфтами 4, спрямляющий аппарат 5 и стыковочные фланцы 6 и 7. Базовая секция соединена, с возможностью разъединения, посредством стыковочного фланца 7 и муфты 8 с наращиваемой секцией, состоящей из кожуха 9, рабочего колеса 10 с лопатками, закрепленного на валу 11. К базовой секции через стыковочный фланец (на чертеже на показан) присоединен кок 12. Наращиваемая секция, выполненная в виде центробежного вентилятора, через муфту 14 соединена с электродвигателем 15. Вентилятор может снабжаться диффузором 16. К базовой секции присоединена, с возможностью разъединения, по крайней мере, одна дополнительная секция Д (фиг. 2), выполненная в виде осевого вентилятора, содержащего кожух, рабочее колесо с лопатками и спрямляющий аппарат. При этом, кок 12 присоединен ко входу дополнительной секции, а ее выход - ко входу базовой секции. Вал 3 дополнительной секции Д присоединен к базовой секции полумуфтой 4. На фиг. 3 показан вентилятор, у которого вход дополнительной секции Д присоединен к выходу базовой секции, а выход дополнительной секции Д присоединен ко входу наращиваемой секции.

Вентилятор работает следующим образом. Электродвигатель 15 (фиг. 2) через муфту 14 вращает вал 11 с рабочим колесом 10 наращиваемой секции. Вал 11 через муфту 8 вращает вал 3 с рабочим колесом 2 базовой секции. При этом воздушный поток (показано стрелками) двигается через входной элемент, состоящий из кока 12, по направлению к диффузору 16. Спрямляющий аппарат 5 раскручивает воздушный поток, закрученный рабочим колесом 2. Таким образом воздушный поток входит в наращиваемую секцию в осевом направлении.

В том случае, если вентиляционная сеть имеет малое аэродинамическое сопротивление, можно отсоединить наращиваемую секцию от стыковочного фланца 7, при этом электродвигатель 15 полумуфтой муфты 14 соединяют с полумуфтой муфты 8. В этом случае электродвигатель 15 вращает только рабочее колесо 2 базовой секции (фиг. 1).

В том случае, когда вентиляционная сеть стала иметь более высокое аэродинамическое сопротивление (например, увеличили длину воздуховода), отсоединяют кок 12 от базовой секции и между коком 12 и базовой секцией устанавливают дополнительную секцию Д (фиг. 2) в виде осевого вентилятора, присоединяя ее вал с полумуфтой к полумуфте 4. Таким образом, получают трехступенчатый вентилятор с более высоким давлением (1 вариант).

Также можно отсоединить наращиваемую секцию от базовой, к выходу базовой секции присоединить дополнительную секцию Д так, чтобы ее вход был соединен с выходом базовой секции, а выход - со входом наращиваемой секции (фиг. 3). При этом полумуфту4 базовой секции соединяют к полумуфтой 13 дополнительной секции Д (2 вариант). Эффекты вариантов 1 и 2 одинаковы.

Изобретение относится к области вентиляторостроения и может быть использовано в системах шахтной и тоннельной вентиляции. Осецентробежный секционный вентилятор содержит базовую и наращиваемую секции, каждая из которых имеет кожух, размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками, а базовая секция выполнена в виде осевого вентилятора со спрямляющим аппаратом, причем указанные секции соединены между собой с возможностью разъединения. Осецентробежный секционный вентилятор снабжен по меньшей мере одной дополнительной секцией, выполненной в виде осевого вентилятора и содержащей кожух, размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками и спрямляющий аппарат. При этом выход дополнительной секции соединен со входом базовой секции с возможностью разъединения, а наращиваемая секция выполнена в виде центробежного вентилятора. Возможен вариант исполнения, при котором осецентробежный секционный вентилятор, содержащий базовую и наращиваемую секции, каждая из которых имеет кожух и размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками, а базовая секция выполнена в виде осевого вентилятора со спрямляющим аппаратом, причем указанные секции соединены между собой с возможностью разъединения. Осецентробежный секционный вентилятор снабжен по меньшей мере одной дополнительной секцией, выполненной в виде осевого вентилятора и содержащей кожух, размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками и спрямляющий аппарат. При этом вход дополнительной секции соединен с выходом базовой секции, а выход дополнительной секции соединен со входом наращиваемой секции с возможностью разъединения, при этом наращиваемая секция выполнена в виде центробежного вентилятора. Эффект вариантов одинаков. Решается проблема повышения эффективности работы вентилятора за счет расширения области его применения путем повышения адаптивных возможностей вентилятора к изменяющимся аэродинамическим параметрам вентиляционной сети. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Осецентробежный секционный вентилятор, содержащий базовую и наращиваемую секции, каждая из которых имеет кожух и размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками, а базовая секция выполнена в виде осевого вентилятора со спрямляющим аппаратом, причем указанные секции соединены между собой с возможностью разъединения, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одной дополнительной секцией, выполненной в виде осевого вентилятора и содержащей кожух, размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками и спрямляющий аппарат, при этом выход дополнительной секции соединен со входом базовой секции с возможностью разъединения, а наращиваемая секция выполнена в виде центробежного вентилятора.

2. Осецентробежный секционный вентилятор, содержащий базовую и наращиваемую секции, каждая из которых имеет кожух и размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками, а базовая секция выполнена в виде осевого вентилятора со спрямляющим аппаратом, причем указанные секции соединены между собой с возможностью разъединения, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одной дополнительной секцией, выполненной в виде осевого вентилятора и содержащей кожух, размещенное в нем на валу рабочее колесо с лопатками и спрямляющий аппарат, при этом вход дополнительной секции соединен с выходом базовой секции, а выход дополнительной секции соединен со входом наращиваемой секции с возможностью разъединения, при этом наращиваемая секция выполнена в виде центробежного вентилятора.