RU2062908C1 - Axial-flow fan - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of fans. SUBSTANCE: axial-flow fan has impeller with blades fitted on bushes and ring located before blades. Ring is mounted on bush at distance from leading edges of blade equal to 0.012-0.04 of diameter of bush and its thickness of cross section is equal to 0.008-0.02 diameter of bush. EFFECT: enhanced reliability. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности, к осевым вентиляторам. The invention relates to the field of fan building, in particular, to axial fans.

Известен осевой вентилятор, содержащий рабочее колесо и закрепленные на нем профильные лопатки ("Шахтные вентиляторные установки главного проветривания", Г.А.Бабак и др. М. "Недра", 1982 г.). Known axial fan containing the impeller and mounted on it profile blades ("Mine fan installation of the main ventilation", G. Babak and others M. "Nedra", 1982).

Однако, при работе такого вентилятора в запыленной или в загазованной среде происходит налипание твердых и смолообразных включений на поверхности лопаток и их эрозионный износ, что вызывает искажение обтекаемых профилей, перераспределение моментных масс и способствует возникновению дебаланса ротора. However, during operation of such a fan in a dusty or gassed medium, solid and gummy inclusions stick to the surface of the blades and erosion wear, which causes distortion of streamlined profiles, redistribution of moment masses and contributes to the appearance of rotor unbalance.

Известен осевой вентилятор, содержащий рабочее колесо, закрепленные на нем профильные лопатки и расположенный нормально к оси вентилятора патрубок прямоугольного сечения, в котором установлены направляющие лопатки. Known axial fan containing the impeller mounted on it profile blades and located normally to the axis of the fan pipe of rectangular cross section, in which the guide vanes are installed.

Во время работы вентилятора направляющие лопатки отклоняют к нижней стойке патрубка поток запыленного рабочего тела, который перед рабочим колесом приобретает тангенциальную закрутку, вследствие чего, пыль под действием центробежных сил отходит к периферийной части лопаток, не подвергая эрозионному износу их корневую часть (a.c. СCCP N 1208937, БИ N 5, 1987 г.). During the operation of the fan, the guide vanes deflect the flow of a dusty working fluid to the lower strut of the nozzle, which acquires a tangential twist in front of the impeller, as a result of which the dust moves to the peripheral part of the blades under the action of centrifugal forces without erosion of their root part (ac CCCP N 1208937 , BI N 5, 1987).

Однако, данный вентилятор неэффективен в условиях запыленной среды со смолистыми веществами, т. к. неподвижные направляющие лопатки недостаточно отклоняют смолистые частицы пыли, обладающие хорошими адгезионными свойствами. However, this fan is ineffective in a dusty environment with resinous substances, since fixed guide vanes do not sufficiently deflect resinous dust particles with good adhesive properties.

Известен осевой вентилятор, содержащий рабочее колесо с лопатками, в котором перед входной кромкой лопаток установлены защитные элементы в виде цилиндрического валика (a.c.СCCP N 642518, БИ N 2, 1979). Known axial fan containing an impeller with blades, in which in front of the input edge of the blades are installed protective elements in the form of a cylindrical roller (a.c.CCPCP N 642518, BI N 2, 1979).

Однако, такое исполнение вентилятора не обеспечивает достаточной защиты входной кромки лопаток, от налипания твердых и смолообразных фракций и, как следствие, не устраняет возможность возникновения дебаланса ротора вентилятора. However, this design of the fan does not provide sufficient protection for the input edge of the blades from sticking of solid and resinous fractions and, as a result, does not eliminate the possibility of unbalance of the fan rotor.

Наиболее близким по конструкции является оcевой вентилятор, содержащий корпус, размещенное в нем рабочее колесо с лопатками и установленное перед лопатками коаксиально корпусу кольцо (а.с. N 1326778; F 04 Д 19/00, БИ N 28, 1987). The closest in design is an axial fan containing a casing, an impeller with blades placed in it and a ring installed in front of the blades coaxially to the casing of the ring (A.S. N 1326778; F 04 D 19/00, BI N 28, 1987).

Однако и такое исполнение вентилятора не обеспечивает достаточной защиты входной кромки лопаток от налипания твердых и смолообразных фракций и не устраняет возможность возникновения дебаланса ротора вентилятора. However, this design of the fan does not provide sufficient protection of the input edge of the blades from sticking of solid and resinous fractions and does not eliminate the possibility of unbalance of the fan rotor.

Все вышеперечисленные недостатки устраняются предлагаемым изобретением. All of the above disadvantages are eliminated by the invention.

Цель изобретения повышение надежности работы вентилятора, устранение дебаланса, обусловленного налипанием на лопатки твердых и смолообразных фракций. The purpose of the invention is to increase the reliability of the fan, eliminate unbalance due to the adhering to the blades of solid and resinous fractions.

Указанная цель достигается тем, что на втулку рабочего колеса осевого вентилятора, на расстоянии равном 0,012 0,04 диаметра втулки перед лопатками, установлено кольцо, толщиной поперечного сечения, равной 0,008 0,02 диаметра втулки, причем поверхность кольца может быть выполнена волнообразной. This goal is achieved by the fact that on the hub of the impeller of the axial fan, at a distance equal to 0.012 0.04 of the diameter of the sleeve in front of the blades, a ring is installed with a thickness of a cross section equal to 0.008 0.02 of the diameter of the sleeve, and the surface of the ring can be made wavy.

Предложенная конструкция осевого вентилятора обеспечивает закрутку и турбулизацию потока в промежутке между кольцом и входной кромкой лопаток, что исключает создание твердых и смолистых фракций, засштыбовку межлопаточных каналов и, как результат, устраняет возникновение дебаланса рабочего колеса по этой причине. The proposed design of the axial fan provides swirling and turbulization of the flow between the ring and the inlet edge of the blades, which eliminates the creation of solid and resinous fractions, the filling of the interscapular channels and, as a result, eliminates the occurrence of impeller unbalance for this reason.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан продольный разрез осевого вентилятора, на фиг.2 вид 1 на фиг.1, на фиг.3 - вариант исполнения кольца, на фиг.4 установка кольца коаксиально с зазором; на фиг.5 схема движения потока. The essence of the technical solution is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of an axial fan, in Fig. 2, view 1 in Fig. 1, Fig. 3 is an embodiment of a ring, in Fig. 4, the ring is mounted coaxially with a gap; figure 5 flow chart.

Осевой вентилятор содержит рабочее колесо 1, состоящее из втулки 2 и закрепленных на ней рабочих лопаток 3. Перед входными кромками 4 лопаток 3 на расстоянии, равном 0,012-0,04 диаметра втулки 2 рабочего колеса 1 установлено кольцо 3, толщина сечения которого d, равна 0,008-0,02 диаметра втулки 2 рабочего колеса 1. The axial fan contains an impeller 1, consisting of a sleeve 2 and rotor blades 3 mounted on it. In front of the input edges 4 of the blades 3, a ring 3 is installed at a distance equal to 0.012-0.04 of the diameter of the sleeve 2 of the impeller 1, the cross section thickness of which d is 0.008-0.02 of the diameter of the sleeve 2 of the impeller 1.

Осевой вентилятор работает следующим образом:
При работе вентилятора, содержащиеся в запыленном газе смолистые частицы, двигаясь по направлению от входа в вентилятор к рабочему колесу 1, в области, прилегающей к втулке 2, встречают на своем пути припятствие в виде кольца 5, установленного перед лопатками 3. Вследствие большой тангенциальной скорости смолистых частиц относительно кольца 5 вероятность их прилипания за счет адгезии к кольцу 5 резко снижена, но при этом происходит интенсивная турбулизация потока. Далее турбулизированный поток со смолистыми частицами поступает на входные кромки 4 рабочих лопаток 3. Пульсационная составляющая скорости смолистых частиц припятствует налипанию их на рабочую поверхность лопаток 3 в привтулочной (корневой) области и, тем самым, уменьшает вероятность возникновения дебаланса из-за неравномерного налипания смолистых частиц.The axial fan operates as follows:
During operation of the fan, resinous particles contained in the dusty gas, moving in the direction from the fan inlet to the impeller 1, in the area adjacent to the sleeve 2, encounter an obstacle in the form of a ring 5 installed in front of the vanes 3. Due to the high tangential speed resinous particles relative to the ring 5, the probability of their adhesion due to adhesion to the ring 5 is sharply reduced, but there is an intensive flow turbulence. Next, a turbulized stream with resinous particles enters the input edges 4 of the working blades 3. The pulsating component of the velocity of the resinous particles prevents them from sticking to the working surface of the vanes 3 in the sleeve (root) region and, thereby, reduces the likelihood of unbalance due to uneven adhesion of resinous particles .

Максимальная толщина сечения кольца 5 определена из условия несущественного влияния его на аэродинамические характеристики вентилятора, а минимальная из условия достаточной турбулизации потока для исключения налипания смолистых частиц. The maximum thickness of the cross section of the ring 5 is determined from the condition of its insignificant effect on the aerodynamic characteristics of the fan, and the minimum from the condition of sufficient turbulization of the flow to prevent sticking of resinous particles.

Наибольшее расстояние от входной кромки 4 до кольца 5 определено из условия расширения зоны турбулентного течения при допустимом затухании пульсации потока смолистых частиц. Наименьшее расстояние из условия постоянства скорости пульсации смолистых частиц в зоне между кольцом 5 и входными кромками 4 рабочих лопаток 3. The greatest distance from the inlet edge 4 to the ring 5 is determined from the condition of expansion of the turbulent flow zone with an acceptable attenuation of the pulsation of the flow of resinous particles. The smallest distance from the condition of a constant rate of pulsation of resinous particles in the zone between the ring 5 and the input edges 4 of the working blades 3.

Волнообразная поверхность кольца 5 при его вращении вместе с втулкой 2 отбрасывает часть смолистых частиц под действием центробежных сил на периферию, что дополнительно снижает вероятность налипания смолистых частиц на рабочие лопатки 3 из-за большой окружной скорости концевых сечений лопаток 3. Кратное лопаткам 3 число волн кольца 5 принято для достижения благоприятной акустической характеристики вентилятора. The wave-like surface of the ring 5 during its rotation together with the sleeve 2 discards part of the resinous particles under the action of centrifugal forces on the periphery, which further reduces the likelihood of the resinous particles sticking to the working blades 3 due to the high peripheral speed of the end sections of the blades 3. Multiple blades 3 the number of ring waves 5 adopted to achieve favorable acoustic performance of the fan.

В зависимости от удельного веса и адгезии смолистых частиц зона наибольшего налипания располагается между корневым и средним сечениями рабочих лопаток 3. Для достижения наибольшего эффекта снижения дебаланса при работе в условиях запыленного газа с постоянным составом смолистых частиц кольцо 5 устанавливают коаксиально с зазором по отношению к втулке 2 в зоне по радиусу максимального налипания на лопатку 3 смолистых веществ. Depending on the specific gravity and adhesion of resinous particles, the zone of greatest adhesion is located between the root and middle sections of the working blades 3. To achieve the greatest effect of reducing unbalance when working in a dusty gas with a constant composition of resinous particles, ring 5 is set coaxially with a gap with respect to sleeve 2 in the zone along the radius of maximum sticking to the blade 3 resinous substances.

Таким образам, установка на втулке рабочего колеса перед входными кромками лопаток кольца препятствует налипанию твердых и смолообразных фракций на входные кромки лопаток рабочего колеса, тем самым уменьшает возможность возникновения дебаланса. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 Thus, the installation on the impeller sleeve in front of the input edges of the blades of the ring prevents the buildup of solid and resinous fractions on the input edges of the impeller blades, thereby reducing the possibility of unbalance. YYY2 YYY4

Claims (2)

1. Осевой вентилятор, содержащий рабочее колесо с лопатками, установленными на втулке, и размещенное перед лопатками кольцо, отличающийся тем, что кольцо установлено на втулке на расстоянии от выходных кромок лопатки 0,012 0,04 диаметра втулки и имеет толщину поперечного сечения 0,008 0,02 диаметра втулки. 1. An axial fan, comprising an impeller with blades mounted on the sleeve and a ring placed in front of the blades, characterized in that the ring is mounted on the sleeve at a distance from the output edges of the blade of 0.012 0.04 diameter of the sleeve and has a cross section thickness of 0.008 0.02 bushing diameter. 2. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что наружная поверхность кольца выполнена волнообразной с числом волн, кратным числу лопаток. 2. The fan according to claim 1, characterized in that the outer surface of the ring is made wavy with the number of waves multiple of the number of blades.

Images