Лопаточная машина Советский патент 1993 года по МПК F04D19/00 

Изобретение относится к вёнтиляторо- строению и может быть использовано в конструкциях лопатбЧнйх мёшин oeeiorfr типа.

Известен осевой электрЬвентилятор, содержащий корпус с коллектором, рабочее колесо с лопатками, установленное на валу электродвигателя, расположенного в корпусе под обтекателемг закрепленном На стойках в корпусе. ;.,л v ; Недостатком известного электррвенти- лятора является низкое развиваемое давление и относительно низкая номинальная долговечность из-за выхода из строя подшипников электродвигателя.

Наиболее близким к предлагаемой лопаточной машине, принятой авторами за прототип, является техническое решение, которое представляет собой центробежный насос, содержащий корпус с входным патрубком, рабочее колесо с диском, рбтека тель. закрепленный вО входном патрубке, щиток, соединенный с обтекателем, расположенный внутри рабочего колеса и образующий с ведущим диском камеру, сообщенную с зоной высокого давления насоса и по периферии торцовую щель;

Конструкция указанной лопаточной машИнту позволяет частично уменьшить осевую нагрузку на подшипники электродвигателя. Кроме того, образование камеры с помощью щитка усложняет конструкцию самой машины;:; ; 1

Цель настоящего изобретения Состоит в упрощении конструкции и повышении долговечности путем уменьшения осевой нагрузки на подшипники электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в известной лопаточной машине, содержащей корпус с входным патрубком, рабочее колесо с диском, на котором закреплены рабочие лопатки, полый обтекатель, установленный перед рабочим колесом, закрепленный при помощи стоек на корпусе и образующий с диском камеру и магистраль; сообщающую камеру с зоной высокого давления посредством каналов, выполненных в стойках/магистраль выполнена б виде каналов, расположённых в корпусе, входные отверстия которых направлены навстречу потоку, а на диске выполнен кольцевой фланец, охватывающий снаружи с зазором об- текатель;- .; ----,-:- ; -;;:;,. .-л- ;/ V :-;-,

На фиг,1 представлена предлагаемая лопаточная машина; на фиг,2 - укрупненно место расположения обтекателя колеса относительно торца рабочего колеса.

Лопаточная машина содержит корпус 1 с входным патрубком 2, рабочее колесо с диском 3 с лопатками 4, установленное на валу 5 электродвигателя 6. расположенного

-

в корпусе 1 под обтекателем 7, закреплённым на стойках 8. Перед рабочим колесом 3 во входном патрубке 2 установлен обтекатель 9 на стойках 10. Между лопатками А

5 колеса 3 и стойками 8 установлены спрямляющие лопатки 11. На корпусе 1 размещены воздуховоды 12. Рабочее колесо 3 снабжено со стороны обтекателя 9 кольцевым выступом 13. Обтекатель 9 выполнен в виде сфеЮ рической полой оболочки 14 и установлен с зазором 15 между внутренней поверхностью кольцевого выступа 13, торцовой поверхностью 16 колеса 3, наружной поверхностью 17 и торцовой поверхностью

15 18 обтекателя 9. Вход 19 в воздуховод 12 расположен в корпусе 1 за спрямляющими лопатками 11 и стойками 8, а выход 20 сообщен с полостью 21, образованной внутренней поверхностью обтекателя 9 и торцом 17 20 колеса 3.,

Предложенная лопаточная машина ра-, ботает следующим образом.

При включении электродвигателя 6 лопатки 4 колеса 3 засасывают через входной

25 патрубок 2 воздух в корпус 1 и, прогоняя его через спрямляющие лопатки 11, создают внутри корпуса 1 воздушный напор. Под действием этого напора, действующего на лопатки 4, рабочее колесо 3 стремится пере30 меститься в сторону коллектора 2, создавая осевую нагрузку на подшипники электродвигателя б, которая и Определяет долговечность всего вентилятора.

В то же самое время воздух, находящий35 ся ИОД напором в корпусе 1, попадает через входы 19 в воздуховоды 12 и через их выходы 20 в полость 21, создавая там избыточное давление по отношению к воздуху в корпусе t. Под действием этого Давления колесо 3

40 стремится переместиться в сторону от обтекателя 9, уменьшая при этом осевую нагрузку на подшипники электродвигателя 6 практически до нуля.

По известной теории расчета долговеч45 ности подшипников долговечность подшипников определяется как отношение динамической грузоподъемности подшипника С.к эквивалентной нагрузке Р в степе50

ни 3 (три), т.е. L

Г;

-Г- Долговечность

подшипника (ч) определяется по формуле

Ln-, где п- частота вращения подшип

ника в об/мин.

Эквивалентная нагрузка определяется по формуле

P V -X -Рч + Кт где Рч и Ра - соответственно радиальная и осевая нагрузки, действующие на подшипник; V, X, Y. Кб, Кт - соответствующие коэффициенты.

-. Подставляя выражение для эквивалент- нЖй динамической нагрузки Р в формулу для

} - v -;;. -- : с ч

определения долговечности L -р-Г и вырг жёние L в формулу для определения долговечности, ч, имеем

LI

60n(V X Рч + Y -Fa) Кб KT)f

Из приведенного выражение следует, чю при уменьшении осевой нагрузки на 50% долговечность радиальных одноряД- нпх подшипников увеличивается в 2,6 раза при следующих значениях коэффициентов

Fa

V Кт

10е -С3

1.2;X 0,56;Y 2,30; 1.05.

0.36; Кб 1;

0

5

0

Таким образом использование предлагаемой конструкции лопаточной машины, в которой в подшипниковых узлах электродвигателя применены радиальные однорядные подшипники, позволяет увеличить долговечность подшипников, и следовательно, самой лопаточной машины. Расчеты показывают, что, варьируя геометрическими размерами колеса. лопаток и числа лопаток, можно уменьшить радиальную нагрузку на подшипник примерно на 80%. следовательно, долговечность при этом увеличивается в-б.б раз.

На предприятии-заявителе разработана техническая документация и изготовлены опытные образцы лопаточных машин, Испытания опытных образцов показали увеличение долговечности лопаточной машины в 3 - 3,5 раза.

Формула изобретения Лопаточная машина, содержащая кор- п с с входным патрубком, рабочее колесо с диском, на котором закреплены рабочиелонг тки, полый обтекатель, установленный перед рабочим колесом, закрепленный при пс мощи стоек на корпусе и образующий с д|/ском камеру/магистраль, сообщающую камеру с зоной высокого давления посред

ством каналов, выполненных в стойках, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения долговечности гцэи выполненйи машины осевого типа, магистраль выполнена в виде каналов, расположенных в корпусе, входные отверстия которых направлены навстречу потоку, а на диске выполнен кольцевой фланец, охватывающий снаружи с зазором обтекатель.