ПРОТИВОТОЧНЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2025 года по МПК F04D25/10 

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, состоящий из спирального корпуса с установленным в нем рабочим лопаточным колесом, входного отверстия и выходного патрубка, разделенных плоской стенкой, снабженной со стороны рабочего колеса решеткой, жалюзи которой направлены к рабочему колесу [А.с.№1314144, МКИ F04D 17/04. Диаметральный вентилятор / Н.Н. Сычугов, A.M. Бурков, Н.И. Грабельковский, Н.В. Жолобов, А.A. Гехтман, В.В. Антюхин (СССР). - №4002135/25-06; заявл. 27.11.85; опубл. 30.05.87, Бюл. №20].

В данном вентиляторе центр вращения вихря, расположенный в области радиального зазора, образованного 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 такой вентилятор не имеет входной коробки, позволяющей забирать воздушный поток под требуемым углом 360 градусов, то есть когда всасывание и нагнетание происходит в одной плоскости, но в противоположном направлении. Это затрудняет применение вентилятора, например, в конкретных воздушных системах вентиляции, очистки и кондиционирования воздуха, или в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин.

Известен противоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, и установленное в корпус рабочее колесо, причем па входной кромке корпуса, выше входного отверстия закреплена прямолинейная стенка, параллельная разделяющей плоской стенке, образующая входной канал, при этом сопряжение прямолинейной стенки с входной кромкой корпуса выполнено, например, по логарифмической спирали [Пат. 2166671 Российская Федерация, МПК F04D 17/04. Противоточный диаметральный вентилятор / Сычугов Н.П., Сайтов В.E., Жолобов Н.В., Гатауллин Р.Г.; заявитель и патентообладатель Вятская государственная сельскохозяйственная академия. - №99127392/06; заявл. 21.12.1999; опубл. 10.05.2001, Бюл. №13].

Прямолинейная стенка, сопряженная с входной кромкой корпуса вентилятора, например, по логарифмической спирали и размещенная выше входного отверстия вентилятора, совместно с разделяющей плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, образуют входной канал, который позволяет осуществлять всасывание воздушного потока под углом 360 градусов относительно нагнетаемого потока, то есть, всасываемый воздушный поток движется к рабочему колесу встречно и параллельно нагнетаемому, совершая С-образную траекторию движения.

.Данная конструкция вентилятора позволяет использовать его, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин, так как делает возможным установить вентилятор в колене, соединяющем воздухоподводящий канал с пневмосепарирующим каналом, расположенным параллельно и имеющим смежную стенку.

Однако такой вентилятор не имеет регулируемого устройства, позволяющего направлять или всасывать воздушный поток, соответственно, из корпуса либо в корпус вентилятора, для совершения, например, технологических операций таких как подача воздуха в определенную рабочую зону зерно- и семяочистительных машин; отсос пыли и легких примесей из выгрузных и загрузочных приспособлений и т.п. Это обстоятельство значительно ограничивает функциональные возможности использования данного противоточного диаметрального вентилятора.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится противоточный универсальный диаметральный вентилятор содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющую их плоскую стенку, снабженную жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал, при этом на спиральной части корпуса вентилятора выполнено окно длиной 0,4…0,5 наружного диаметра D₂ рабочего колеса, в котором продольно расположены на равном расстоянии друг от друга и шарнирно закреплены прямолинейные поворотные плоскости длиной 0,4…0,8 D₂, а их свободные концы направлены в сторону, противоположную рабочему колесу вентилятора [Пат. 214075 Российская Федерация, МПК F04D 25/10. Противоточный универсальный диаметральный вентилятор / Сайтов В.В., Гатауллин Р.Г., Курбанов Р.Ф., Фарафонов В.Г., Созонтов А.В., Сайтов А.В.; заявитель и правообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный агротехнологический университет». - №2022107746; заявл. 22.03.2022; опубл. 11.10.2022, Бюл. №29] - прототип.

Выполнение на спиральной части корпуса вентилятора окна, длиной 0,4…0,5 наружного диаметра D2 рабочего колеса позволяет задействовать оптимальную рабочую зону для движения, через окно, воздушного потока и наружного закрепления в нем прямолинейных плоскостей. Расположение окна длиной 0,4…0,5 D₂ в оптимальной рабочей зоне спиральной части корпуса вентилятора обуславливается перемещением места положения центра вихря внутри рабочего колеса навстречу его вращению в зависимости от степени нагрузки сети, в которую установлен вентилятор.

Расположение в окне, в продольном направлении, на равном расстоянии друг от друга шарнирно закрепленных прямолинейных плоскостей позволяет равномерно распределять между ними проходящий объем воздушного потока, как при входе в окно, так и на выходе из него. Это обуславливает равномерному истечению из окна или прохождению в окно воздушного потока, необходимого для качественного выполнения технологического процесса вентилятором.

Шарнирные места соединений прямолинейных плоскостей позволяют поворачивать их в нужном направлении, обуславливая прохождение воздушного потока из корпуса вентилятора или в его корпус, через окно, в зависимости от желаемого технологического эффекта, что значительно расширяет функциональные возможности использования данного вентилятора.

Длина прямолинейных плоскостей, составляющая 0,4…0,8 D₂, способствует выравниванию скоростей воздушных потоков, проходящих между прямолинейными плоскостями, что обуславливает снижению пульсации основного воздушного потока в корпусе вентилятора, при входе или выходе из него воздушного потока через окно и прямолинейные плоскости.

Направление свободных концов прямолинейных плоскостей в сторону, противоположную рабочему колесу вентилятора создает возможность для их беспрепятственного пространственного поворота от минимального до максимальных рабочих положений.

Однако такой вентилятор не имеет регулирующего устройства, позволяющего одним движением руки плавно, относительно быстро и синхронно поворачивать на осях в нужном направлении прямолинейные плоскости, а также одновременно жестко фиксировать их в требуемом технологическом положении. Это обстоятельство значительно ограничивает функциональные возможности использования данного противоточного диаметрального вентилятора и не обеспечивает эффективность настройки режимов работы вентилятора оператором.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного противоточного диаметрального вентилятора содержащего корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющую их плоскую стенку, снабженную жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал, выполненное на спиральной части корпуса вентилятора окно длиной 0,4…0,5 наружного диаметра D₂ рабочего колеса, в котором продольно расположены на равном расстоянии друг от друга и шарнирно закреплены прямолинейные поворотные плоскости длиной 0,4…0,8 D₂, свободные концы которых направлены в сторону, противоположную рабочему колесу вентилятора, каждая из прямолинейных поворотных плоскостей жестко закреплены на подвижных осях своих кривошипов, причем пальцы кривошипов шарнирно соединены в расположенных в центральной части на равном расстоянии друг от друга индивидуальных отверстиях плоской кулисы, которая перпендикулярно и подвижно соединена сквозными продольными пазами на своих обоих концах, с вставленными в эти пазы двумя направляющими штифтами, приваренными тыльной стороной к кронштейнам, которые, в свою очередь, жестко закреплены своими основаниями на внешней стороне спирального корпуса вентилятора, при этом на одном из концов лицевой стороны плоской кулисы перпендикулярно закреплена регулировочная ручка для поворота кулисы.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемой разработки. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявленной совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Жесткое закрепление на подвижных осях своих кривошипов прямолинейных плоскостей позволяет поворачивать их в нужном направлении, обуславливая прохождение воздушного потока из корпуса вентилятора или в его корпус, через окно, выполненное на спиральной части корпуса вентилятора, в зависимости от желаемого технологического эффекта.

В связи с тем, что пальцы кривошипов шарнирно закреплены в расположенных в центральной части на равном расстоянии друг от друга индивидуальных отверстиях плоской кулисы, то это позволяет осуществлять синхронный равномерный поворот в требуемое положение прямолинейных плоскостей с помощью кулисы.

Перпендикулярное и подвижное соединение сквозными продольными пазами кулисы на своих обоих концах, с вставленными в эти пазы двумя направляющими штифтами, приваренными тыльной стороной к кронштейнам, позволяет осуществлять надежные продольные поворотные движения кулисы при установке в требуемое положение прямолинейных плоскостей.

Жесткое закрепление кронштейнов своими основаниями на внешней стороне спирального корпуса вентилятора обеспечивает практичность и надежность всего поворотного узла.

Наличие на одном из концов лицевой стороны плоской кулисы перпендикулярно закрепленной регулировочной ручки для поворота кулисы обеспечивает эргономичность управления поворотом кулисы.

Конструкция вентилятора обеспечивает обслуживающему персоналу оперативную эффективность настройки работы вентилятора в нескольких режимах его функционирования, применение которых обуславливается различными по назначению видами технологического процесса, например, зерно- и семяочистительных машин, и, соответственно, значительно расширяет функциональные возможности использования вентилятора. Устройство имеет относительно низкую металлоемкость и трудоемкость обслуживания в целом.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положи тельный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта обладает существенными отличиями.

На фигуре представлена аэродинамическая схема противоточного универсального диаметрального вентилятора.

Противоточный универсальный диаметральный вентилятор содержит корпус 1 с входным отверстием 2 и выходным патрубком 3 и разделяющую их плоскую стенку 4 с жалюзийной решеткой 5, а также установленное в корпус 1 рабочее колесо 6. Ниже входного отверстия 2 параллельно разделяющей плоской стенке 4 установлена прямолинейная стенка 7, которая сопрягается, например, по логарифмической спирали с входной кромкой 8 корпуса 1 вентилятора. Прямолинейная стенка 7 и разделяющая плоская стенка 4 с жалюзийной решеткой 5 совместно образуют входной капал 9. На спиральной части корпуса 1 вентилятора выполнено окно 10 длиной 0,4…0,5 наружного диаметра Di рабочего колеса 6. В окне 10, относительно оси рабочего колеса 6, продольно расположены на равном расстоянии друг от друга, каждая жестко закрепленные на подвижных осях 11 своих кривошипов 12 прямолинейные поворотные плоскости 13 (подшипники подвижных осей 11, расположенные на обеих боковинах спирального корпуса 1, условно не показаны). Свободные концы прямолинейных поворотных плоскостей 13 направлены в сторону противоположную рабочему колесу 6 вентилятора. Пальцы 14 кривошипов шарнирно закреплены в расположенных в центральной часик на равном расстоянии друг от друга, индивидуальных отверстиях плоской кулисы 15. Кулиса 15 перпендикулярно и подвижно соединена сквозными продольными пазами 16 с вставленными в эти пазы, направляющими штифтами 17. Штифты 17 жестко приварены тыльной стороной к кронштейнам 18, которые, в свою очередь, жестко закреплены своими основаниями к внешней стороне спиральной части корпуса 1. Для ручного поворота кулисы 15, па одном из концов ее лицевой стороны, перпендикулярно закреплена регулировочная ручка 19. Поворотом регулировочной ручкой 19 кулисы 15, в свою очередь перемещающей кинематически связанных с ней пальцев 14 кривошипов 12, обеспечивается синхронный поворот прямолинейных поворотных плоскостей 13 в подшипниках подвижных осей 11 кривошипов 12.

Противоточный универсальный диаметральный вентилятор работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 6 воздух всасывается во входной канал 9 и, через входное отверстие 2, подводится к рабочему колесу 6, проходит его внутреннее пространство, выходит из колеса 6 и нагнетается в выходной патрубок 3. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 6, а стенка 4 разделяет всасываемый и нагнетаемый воздушные потоки. При этом образуется вихрь, центр которого стабилизируется жалюзийной решеткой 5. Стабилизация центра вихря способствует снижению уровня шума и расширению диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора. Также всасываемый воздух, движущийся по входному каналу 9, по отношению к нагнетательному воздуху, выходящему из вентилятора через выходной патрубок 3, движется противоточно и параллельно, совершая С-образную траекторию движения, то есть под углом 360 градусов.

Кроме этого, аэродинамическая схема действия диаметрального вентилятора предусматривает три вида его работы, которые делают его универсальным. В случае, если повернуть кулису 15 движением ручки 19 по направлению вращения рабочего колеса 6 вентилятора и установить прямолинейные плоскости 13 свободными концами в сторону противоположную входной кромке 8 корпуса 1 вентилятора, то часть воздуха, создаваемого вращающимся рабочим колесом 6, через окно 10 проходит между прямолинейными плоскостями 13 и нагнетается за пределы корпуса 1 вентилятора, и используется дальше по технологическому назначению в определенную рабочую зону зерно- и семяочистительных машин. В случае если повернуть кулису 15 движением ручки 19 против направления вращения рабочего колеса 6 вентилятора и установить прямолинейные плоскости 13 свободными концами в сторону входной кромки 8, то тогда воздушный поток в результате разряжения, создаваемого вращающимся рабочим колесом 6, будет всасываться из-за пределов корпуса 1 вентилятора и далее сливаться с основным воздушным потоком. В результате этого, расход воздуха в области поминальных и максимальных подач увеличивается на величину, забираемую вентилятором из-за пределов корпуса 1 вентилятора, через прямолинейные плоскости 13 и окно 10. Если же повернуть кулису 15 движением ручки 19 в среднее нейтральное положение, при котором прямолинейные плоскости 13 свободными концами будут установлены в направлении, противоположном воздушному потоку, выходящему из выходного патрубка 3 вентилятора, то есть в плоскости разделяющей плоской стенки 4, тогда воздушный поток из корпуса 1 вентилятора через окно 10 не выходит, так как вихревые движения воздуха между параллельными плоскостями 13 создают повышенное местное сопротивление выходу воздушного потока из корпуса 1 и вентилятор работает в обычном режиме, нагнетая воздушный поток только в выходной патрубок 3.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является то, что она обеспечивает обслуживающему персоналу оперативную эффективность настройки работы вентилятора в трех режимах его функционирования, применение которых обуславливается различными по назначению видами технологического процесса, например, зерно- и семяочистительных машин, и, соответственно, значительно расширяет функциональные возможности использования вентилятора.

Изобретение относится к области вентиляторостроения и, в частности, может использоваться в системах вентиляции, отопления и как генератор воздушного потока, например в пневмосистемах зерно- и семяочистительпых машин. Противоточный диаметральный вентилятор содержит корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющую их плоскую стенку, снабженную жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал, выполненное на спиральной части корпуса вентилятора окно длиной 0,4…0,5 наружного диаметра D₂ рабочего колеса, в котором продольно расположены на равном расстоянии друг от друга и шарнирно закреплены прямолинейные поворотные плоскости длиной 0,4…0,8 D₂, свободные концы которых направлены в сторону, противоположную рабочему колесу вентилятора. Каждая из прямолинейных поворотных плоскостей жестко закреплена на подвижных осях своих кривошипов. Причем пальцы кривошипов шарнирно соединены в расположенных в центральной части на равном расстоянии друг от друга индивидуальных отверстиях плоской кулисы, которая перпендикулярно и подвижно соединена сквозными продольными пазами на своих обоих концах, с вставленными в эти пазы двумя направляющими штифтами, приваренными тыльной стороной к кронштейнам, которые, в свою очередь, жестко закреплены своими основаниями на внешней стороне спирального корпуса вентилятора. При этом на одном из концов лицевой стороны плоской кулисы перпендикулярно закреплена регулировочная ручка для поворота кулисы. Технический результат - обеспечивается обслуживающему персоналу - оперативная эффективность настройки работы вентилятора в нескольких режимах его функционирования, применение которых обуславливается различными по назначению видами технологического процесса, например, зерно- и семяочистительных машин, и, соответственно, значительно расширяются функциональные возможности использования вентилятора. 1 ил.

Противоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющую их плоскую стенку, снабженную жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал, выполненное на спиральной части корпуса вентилятора окно длиной 0,4…0,5 наружного диаметра D₂ рабочего колеса, в котором продольно расположены на равном расстоянии друг от друга и шарнирно закреплены прямолинейные поворотные плоскости длиной 0,4…0,8 D₂, свободные концы которых направлены в сторону, противоположную рабочему колесу вентилятора, отличающийся тем, что каждая из прямолинейных поворотных плоскостей жестко закреплена на подвижных осях своих кривошипов, причем пальцы кривошипов шарнирно соединены в расположенных в центральной части на равном расстоянии друг от друга индивидуальных отверстиях плоской кулисы, которая перпендикулярно и подвижно соединена сквозными продольными пазами на своих обоих концах, с вставленными в эти пазы двумя направляющими штифтами, приваренными тыльной стороной к кронштейнам, которые, в свою очередь, жестко закреплены своими основаниями на внешней стороне спирального корпуса вентилятора, при этом на одном из концов лицевой стороны плоской кулисы перпендикулярно закреплена регулировочная ручка для поворота кулисы.