RU2072764C1 - Fan of grain combine - Google Patents

Abstract

FIELD: agricultural machine building; particularly, fans for grain combines and seed cleaners. SUBSTANCE: fan comprises housings 1 and 2 with input and output windows 9, 10 and 11, 12. Each housing 1 or 2 has impeller with shaft 3, blades 3 and partitions 5 and 6 with holes. Inner edge of partition 5 or 6 disposed from side of input window 9 or 10 is smoothly unbent to this window 9 or 10. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к вентиляторам зерноуборочных комбайнов и семеочистительных машин. The invention relates to the field of agricultural engineering, in particular to fans of combine harvesters and seed cleaning machines.

Известен вентилятор к ветрорешетной очистке зерноуборочных комбайнов и семеочистительных машин, содержащий корпус с входными и выходным окном, рабочее колесо, состоящее из вала, лопастей и перегородок с отверстиями, причем перегородки расположены перпендикулярно валу, а отверстия в перегородках выполнены уменьшающимися от входных окон к середине рабочего колеса (авт. св. СССР N 801795, кл А 01 F 12/48; F 04 D 17/16). A fan for wind-sieve cleaning of combine harvesters and seed cleaning machines is known, comprising a housing with an input and output window, an impeller consisting of a shaft, blades and partitions with holes, the partitions being perpendicular to the shaft, and the holes in the partitions made decreasing from the input windows to the middle of the working wheels (ed. St. USSR N 801795, class A 01 F 12/48; F 04 D 17/16).

Недостатком данного вентилятора является то, что для создания относительно равномерного воздушного потока в выходном окне из-за неудовлетворительной его организации необходимо устанавливать большое количество перегородок на рабочем колесе, что приводит к значительным диссипативным и аэродинамическим потерям энергии воздушного потока, а также к повышенной металлоемкости и трудоемкости изготовления рабочего колеса. Это объясняется тем, что воздушный поток, перемещаясь вдоль рабочего колеса, слабо отклоняется в радиальном направлении и притекает к перегородкам, расположенным перпендикулярно оси колеса под большим углом атаки, что приводит к отражению части потока и значительному вихреобразованию. При таком неорганизованном повороте части воздушного потока из осевого направления к радиальному в межлопастные каналы, вихревая зона расширяется, что значительно снижает эффективность рабочего колеса. Скорость воздушного потока в выходном окне существенно отличается в зонах непосредственно перед перегородками и за ними. The disadvantage of this fan is that to create a relatively uniform air flow in the exit window due to its poor organization, it is necessary to install a large number of partitions on the impeller, which leads to significant dissipative and aerodynamic losses of energy of the air flow, as well as increased metal consumption and labor intensity manufacture of the impeller. This is because the air flow, moving along the impeller, slightly deviates in the radial direction and flows to partitions located perpendicular to the axis of the wheel at a large angle of attack, which leads to reflection of part of the flow and significant vortex formation. With such an unorganized rotation of a part of the air flow from the axial direction to the radial direction into the inter-blade channels, the vortex zone expands, which significantly reduces the efficiency of the impeller. The speed of the air flow in the exit window differs significantly in the areas immediately before and behind the partitions.

Существенное влияние на перераспределение воздушных потоков по ширине оказывают размеры окон перегородок: чем меньше диаметр окна, тем больше воздушный поток выносится зоной вентилятора до перегородки, но при этом он значительно ослабевает в средней части выходного окна, а общий расход вентилятора уменьшается. The size of the windows of the partitions has a significant effect on the redistribution of airflows in width: the smaller the diameter of the window, the more the airflow is carried out by the fan zone to the partition, but at the same time it significantly decreases in the middle part of the outlet window, and the total fan consumption decreases.

Центробежные вентиляторы сельхозмашин имеют, как правило, ограниченное количество лопастей (4.6 шт.). Общим недостатком таких вентиляторов является то, что у краев выходного окна каждой секции скорость воздушного потока минимальная, а в середине максимальная. Для поднятия скоростей воздушных потоков у краев выходного окна необходимо устанавливать перегородки с диаметрами окон не более 0,5 от наружного диаметра рабочего колеса (соотношение установлено опытным путем). Следующая перегородка для эффективного воздействия на воздушный поток должна иметь диаметр отверстия еще меньше, а так как ширина зоны воздействия перегородки на радиальный поворот воздушного потока не велика из-за неудовлетворительной его организации, то она должна быть установлена недалеко от первой перегородки. Таким образом, для выравнивания воздушного потока по ширине выходного окна потребуется большое число перегородок, что при ограниченных диаметрах их отверстий приведет к существенному снижению эффективности (напора и расхода) вентилятора. При этом остается и такой недостаток как значительная разница скоростей воздушных потоков в выходном окне в зонах перед перегородками и непосредственно за ними. Centrifugal fans of agricultural machines have, as a rule, a limited number of blades (4.6 pcs.). A common drawback of such fans is that at the edges of the output window of each section, the air flow rate is minimal, and in the middle it is maximum. To increase the air flow velocities at the edges of the outlet window, it is necessary to install partitions with window diameters of not more than 0.5 from the outer diameter of the impeller (the ratio was established empirically). The next partition for effective impact on the air flow should have a hole diameter even smaller, and since the width of the zone of influence of the partition on the radial rotation of the air flow is not large due to its unsatisfactory organization, it should be installed near the first partition. Thus, to equalize the air flow across the width of the outlet window, a large number of partitions will be required, which with limited diameters of their openings will lead to a significant decrease in the efficiency (pressure and flow) of the fan. At the same time, there remains such a drawback as a significant difference in the air flow velocities in the exit window in the areas in front of the partitions and immediately behind them.

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия и снижение металлоемкости вентилятора за счет создания равномерного воздушного потока в выходном окне. The aim of the invention is to increase the efficiency and reduce the metal consumption of the fan by creating a uniform air flow in the output window.

Поставленная цель достигается тем, что в известном вентиляторе очистки зерноуборочного комбайна, имеющем корпус с выходным и входными окнами, рабочее колесо, состоящее из вала, лопастей и перегородок, в которых имеются отверстия, внутренний край перегородки, расположенной со стороны входного окна, плавно отогнут к этому окну. По крайней мере одна из перегородок выполнена вогнутой со стороны входного окна. Как минимум, на одной из перегородок с одной или двух ее сторон установлены дополнительные лопатки в промежутках между лопастями. This goal is achieved by the fact that in the known cleaning fan of a combine harvester having a housing with output and input windows, the impeller, consisting of a shaft, blades and partitions, in which there are holes, the inner edge of the partition located on the side of the input window, is smoothly bent to to this window. At least one of the partitions is concave from the side of the entrance window. At least one of the partitions on one or two of its sides has additional blades installed in the spaces between the blades.

Плавно отогнутый внутренний край перегородки к входному окну обеспечивает организованный поворот воздушного потока из осевого направления к радиальному без срывов и вихреобразований, т.е. с минимальными аэродинамическими потерями. The smoothly bent inner edge of the partition to the input window provides an organized rotation of the air flow from the axial direction to the radial one without disruptions and vortices, i.e. with minimal aerodynamic losses.

Вогнутость перегородки со стороны входного окна обеспечивает в соответствующей зоне по ширине вентилятора между перегородкой и входным окном на выходе из кожуха преобразование части статического давления воздушного потока в динамическое, т.е. увеличение скорости. Если скорость воздуха в этой зоне недостаточно возросла, то на вогнутой стороне перегородки в промежутках между лопастями устанавливают дополнительные лопатки, которые активизируют поворот воздушного потока из осевого направления к радиальному при неизменном входном диаметре отверстия перегородки, увеличивая его скорость в зоне выходного окна. За выпуклой стороной перегородки происходит расширение воздушного потока, что обеспечивает в соответствующей зоне выходного окна снижение скорости воздушного потока. При необходимости поднять скорость воздуха на выходе в этой зоне, не изменяя диаметр отверстия перегородки, в промежутках между лопастями устанавливают дополнительные лопатки и на выпуклой стороне перегородки. Результатом суммарного воздействия указанных выше факторов является достижение равномерности воздушного потока в выходном окне, повышение эффективности вентилятора и снижение его материалоемкости. The concavity of the partition from the side of the inlet window provides in the corresponding zone along the width of the fan between the partition and the inlet window at the outlet of the casing, the conversion of part of the static pressure of the air flow into dynamic, i.e. speed increase. If the air speed in this zone has not increased sufficiently, then additional blades are installed on the concave side of the partition between the blades, which activate the rotation of the air flow from the axial direction to the radial one with a constant entrance diameter of the partition opening, increasing its speed in the area of the exit window. Behind the convex side of the partition, the air flow expands, which ensures a decrease in air velocity in the corresponding area of the exit window. If necessary, to increase the air velocity at the outlet in this zone, without changing the diameter of the baffle hole, additional blades are installed in the spaces between the blades on the convex side of the baffle. The result of the total impact of the above factors is to achieve uniformity of the air flow in the output window, increase the efficiency of the fan and reduce its material consumption.

На фиг.1 изображен вентилятор; на фиг.2 вентилятор в разрезе. Figure 1 shows a fan; figure 2 is a fan in section.

Вентилятор очистки зерноуборочного комбайна имеет корпуса 1 и 2, внутри которых расположено рабочее колесо, состоящее из вала 3, лопастей 4, перегородок 5 и 6. На перегородках 5 и (или) 6 в промежутках между лопастями 4 закреплены дополнительные лопатки 7 и 8, которые могут быть закреплены с одной из сторон перегородок. Внутренние края перегородок 5 и 6 плавно отогнуты к смежным входным окнам, соответственно 9, 10 и 11, 12. На фиг.2 перегородки 5 выполнены вогнутыми к входным окнам 9 и 10 корпусов 1 и 2, а перегородки 6 - плоскими и расположенными перпендикулярно к валу 3. Однако в зависимости от распределения поля скоростей воздушного потока в выходным окне 13 вентилятора для его выравнивания перегородки 6, как и перегородки 5, могут быть выполнены вогнутыми со стороны входных окон 11 и 12, а перегородки 5 плоскими. Между корпусами 1 и 2 установлена разделительная шайба 14 с минимальным центральным отверстием для прохода вала 3. Наружный диаметр шайбы 14 равен диаметру корпусов 1 и 2. The fan for cleaning the combine harvester has bodies 1 and 2, inside of which there is an impeller consisting of a shaft 3, blades 4, partitions 5 and 6. On the partitions 5 and (or) 6, additional blades 7 and 8 are fixed in the spaces between the blades 4, which can be fixed on one side of the partitions. The inner edges of the partitions 5 and 6 are smoothly bent to adjacent input windows, respectively 9, 10 and 11, 12. In Fig. 2, the partitions 5 are made concave to the input windows 9 and 10 of the buildings 1 and 2, and the partitions 6 are flat and perpendicular to the shaft 3. However, depending on the distribution of the airflow velocity field in the output window 13 of the fan for alignment of the partition 6, like the partition 5, can be made concave from the side of the input windows 11 and 12, and the partition 5 is flat. Between the housings 1 and 2, a separation washer 14 is installed with a minimum central hole for the passage of the shaft 3. The outer diameter of the washer 14 is equal to the diameter of the housings 1 and 2.

Вентилятор работает следующим образом. При вращении рабочего колеса воздух всасывается в корпуса 1 и 2 через входные окна 9, 10 и 11, 12 и перемещается внутри рабочего колеса, встречая на своем пути перегородки 5 и 6. Часть воздушных потоков по радиусам отбортовки внутреннего края перегородок 5 и 6 направляется в радиальном направлении с помощью лопастей 4 и дополнительных лопаток 7. Часть воздушных потоков проходит внутрь отверстий перегородок 5 и 6, огибает отбортовки по радиусу, где с помощью лопастей 4 и лопаток 8 направляется в выходное окно 13 вентилятора. Оставшаяся часть воздушных потоков перемещается в осерадиальном направлении и выносится лопастями 4 в выходное окно. The fan operates as follows. When the impeller rotates, air is sucked into the housings 1 and 2 through the inlet windows 9, 10 and 11, 12 and moves inside the impeller, meeting partitions 5 and 6 on its way. Part of the air flows along the flanging radii of the inner edge of the partitions 5 and 6 is directed to in the radial direction with the help of blades 4 and additional blades 7. A part of the air flow passes into the holes of the partitions 5 and 6, envelops the flanges along the radius, where with the help of the blades 4 and blades 8 it is directed to the exit window 13 of the fan. The remaining part of the air flow moves in the axial direction and is carried out by the blades 4 in the exit window.

Предлагаемая конструкция вентилятора позволяет обеспечить равномерность воздушного потока в выходном окне (исключены зоны всасывания); повысить КПД вентилятора на 10% снизить материалоемкость и трудоемкость рабочего колеса и вентилятора в целом. The proposed fan design allows for uniform air flow in the outlet window (suction zones are excluded); to increase the efficiency of the fan by 10% to reduce the material consumption and the complexity of the impeller and the fan as a whole.

Claims (3)

1. Вентилятор очистки зерноуборочного комбайна, содержащий корпус с входными и выходными окнами, рабочее колесо, состоящее из вала, лопастей и перегородок с отверстиями, отличающийся тем, что внутренний край перегородки, расположенной со стороны входного окна, плавно отогнут к этому окну. 1. The cleaning fan of the combine harvester, comprising a housing with input and output windows, an impeller consisting of a shaft, blades and partitions with holes, characterized in that the inner edge of the partition located on the side of the input window is smoothly bent to this window. 2. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что перегородка со стороны входного окна выполнена вогнутой. 2. The fan according to claim 1, characterized in that the partition from the side of the inlet window is made concave. 3. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере на одной из перегородок с одной или двух ее сторон установлены дополнительные лопатки в промежутках между лопастями. 3. The fan according to claim 1, characterized in that at least on one of the partitions from one or two sides thereof additional blades are installed in the spaces between the blades.

Images