RU20941U1 - Прямоточный диаметральный вентилятор - Google Patents

Abstract

Прямоточный диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, отличающийся тем, что входное окно вентилятора сообщается с всасывающим патрубком, образованным прямолинейной стенкой, закрепленной на входной кромке спирального корпуса вентилятора, и внешней паралелльной к ней стенкой, сопряженной с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, описываемой уравнениемR = R• e,где R- начальный радиус спирали;α - угол кривизны спирали;φ - угол разворота спирали,причем площадь входа всасывающего патрубка и площадь выхода нагнетательного патрубка равны.

Description

ПРЯМОТОЧНЫЙ ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР

Предлагаемая полезная модель относится к области вентиляторостроения и может применяться в промышленности и сельскохозяйственном производстве

Известен диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо 1.

У известного диаметрального вентилятора изменение направления воздушного потока на входе и выходе составляет 120 150°. Такой характер движения воздуха в проточной части диаметрального вентилятора затрудняет его компактную вписываемость, например, как в зерноочистительные машины, так и при использовании его для вентиляции различных промышленных помещений.

Известен прямоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным (всасывающим) и выходным патрубками, установленные в корпусе два лопаточных рабочих колеса и расположенный между ними перепускной канал, образованный внутренними обводами патрубков. Кроме того, эти обводы выполнены плоскими и расположены параллельно один к другому 2 - прототип.

Недостатком данного вентилятора является то, что забор воздуха по отношению к нагнетательному воздушному потоку осуществляется по Sобразной схеме, что увеличивает длину воздушного тракта, и следовательно, потери на трение воздушного потока о стенки каналов. Кроме того, поскольку вентилятор снабжен двумя рабочими каналами, то увеличивается металлоемкость и затраты мощности на генерирование воздушного потока. К тому же вентилятор имеет увеличенные габариты.

MKH7F04D17/04

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что у известного прямоточного диаметрального вентилятора, содержащего спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, входное окно сообщается с всасывающим патрубком, образованным прямолинейной стенкой, закрепленной на входной кромке спирального корпуса вентилятора, и внешней параллельной к ней стенкой, сопряженной с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, описываемой уравнением R R0-ects а, где R0 - начальный радиус спирали, а - угол кривизны спирали, q - угол разворота спирали, причем площадь входа всасывающего патрубка и площадь выхода нагнетательного патрубка равны.

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

За счет того, что входное окно вентилятора сообщается с всасывающим патрубком, образованным прямолинейной стенкой, закрепленной на входной кромке спирального корпуса вентилятора, и внешней параллельной к ней стенкой, сопряженной с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, достигается прямоточное направление движения воздушного потока. Это обусловливает компактную вписываемость данного вентилятора в пневмосистемы зерно- и семеочистительных машин, упрощает его применение для вентиляции производственных помещений.

Сопряжение внешней стенки всасывающего патрубка с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, описываемой уравнением R / 0ecfga, где R0 - начальный радиус спирали, а - угол кривизны спирали, (р - угол разворота спирали, обусловливает плавный, безударный и безотрывный подвод воздушного потока к входному окну вентилятора, что уменьшает турбулизацию потока воздуха в данной зоне, а это соответственно уменьшает уровень шума.

При выполнении всасывающего патрубка вентилятора с площадью входа, равной площади выхода нагнетательного патрубка, достигается наименьшее сопротивление движению воздушного потока. Это обстоятельство уменьшает затраты энергии на генерирование воздушного потока, а также такой вентилятор имеет относительно небольшие габариты и соответственно - металлоемкость.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, значительно превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фигуре 1 представлена аэродинамическая схема прямоточного диаметрального вентилятора, а на фигуре 2 - безразмерные аэродинамические характеристики данного вентилятора.

Диаметральный вентилятор содержит спиральный корпус 1, снабженный всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, и установленное в корпусе 1 с входным окном 4 лопаточное рабочее колесо 5. Всасывающий патрубок 2 образован прямолинейной стенкой 6, закрепленной на входной кромке спирального корпуса 1 вентилятора, и внешней к ней стенкой 7, которая сопряжена с входной кромкой прямолинейной стенки 8 нагнетательного патрубка 3 по кривой. Причем криволинейный участок стенки 7 выполнен по логарифмической спирали R R0-ectg№g, где R0 - начальный радиус спирали, а - угол кривизны спирали, (р - угол ее разворота. Площадь входа всасывающего патрубка вентилятора равна площади выхода нагнетательного патрубка.

Прямоточный диаметральный вентилятор работает следующим образом.

При вращении лопаточного рабочего колеса 5 воздушный поток через всасывающий патрубок 2 подводится к входному окну 4 вентилятора, захватывается лопатками колеса 5 и проходит межлопаточные каналы в центростремительном направлении внутрь колеса 5, а затем в центробежном направлении вновь проходит межлопаточные каналы колеса 5 и далее подается в

нагнетательный патрубок 3. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 5, а криволинейный участок стенки 7 обеспечивает плавный, безударный и безотрывный подвод воздуха к входному окну 4 вентилятора.

Исследование вентилятора предлагаемой аэродинамической схемы проводилось согласно ГОСТу 10921 - 90 с использованием нагнетательной трубы 3, 4. Замеры осуществлялись с помощью трубки Пито-Прандтля и микроманометра ММН-240. Потребляемую вентилятором мощность определяли электрическим способом. Дросселирование нагнетательной трубы проводилось сменными перфорированными диафрагмами (заслонками).

Вначале был исследован диаметральный вентилятор, аэродинамическая схема которого была выполнена в соответствии с а.с. № 901641 1. Вентилятор имел наружный диаметр рабочего колеса D 0,3 м и полезную ширину В ОД м. Колесо имело 16 лопаток, установленных под углом к наружному диаметру fa 163°. Толщина лопаток составляла t 0,001 м, а длина их хорды - 1Х 0,059 м. Аэродинамические исследования вентилятора проводили при частоте вращения колеса п 1410 .

При исследовании диаметрального вентилятора с всасывающим патрубком изменяли форму криволинейного участка внешней стенки 7, которая была выполнена по логарифмической спирали с углами кривизны а 60, 65, 70°. Начальный радиус спирали равнялся 0,155 м. Максимальный угол (ртах разворота спирали обусловливал величину максимального радиуса Rmax спирали.

На фигуре 2 приведены безразмерные аэродинамические характеристики вентилятора при установке различных внешних стенок всасывающего патрубка.

Анализируя приведенные характеристики, следует отметить, что на всех режимах работы наибольшее давление и к.п.д. имеет вентилятор с углом кривизны спирали а 65°, наименьшее - при а 70°. Кривая 1 - монотоннопадающая, что свидетельствует об устойчивой работе вентилятора на всем диапазоне изменения производительности.

Кривая 2 имеет меньшие значения давления во всей области расходов, в то же время при свободном выходе воздуха производительность вентилятора меньше. Очевидно, это объясняется тем, что увеличивается сопротивление всасывающего патрубка. Кривая 3 имеет меньшие величины давлений воздуха, однако при свободном выходе воздуха производительность вентилятора была больше, чем у вентилятора при а 70°. Последнее обусловливается тем, что воздух входит в колесо под углом к межлопаточным каналам, вследствие чего возникают потери давления при входе. Сопротивление же всасывающего патрубка уменьшается, что приводит к увеличению производительности.

Кривая 4, полученная без наружной внешней стенки всасывающего патрубка, но при наличии направляющих боковин корпуса вентилятора, показывает, что расходы воздуха возрастают. Последнее объясняется снижением сопротивления движения воздуха в колесо. При этом давление воздушного потока снижается, так как воздух не имеет направленного движения при входе в колесо.

Таким образом, геометрические параметры всасывающего патрубка оказывают существенное влияние на работу противоточного вентилятора.

Преимуществом предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом является компактность устройства, снижение металлоемкости конструкции и затрат энергии на генерирование воздушного потока.

1. А.с. 901641 СССР, МКИ 3 F 04 D 17/04 Диаметральный вентилятор / Н.П. Сычугов, А.И. Бурков.-№ 2906313/25-06: Заявлено 07.04.80// Открытия. Изобретения.-1982.-№ 4.

Литература

2.А.с. 1112151 СССР, МКИ 3 F 04 D 17/04 Прямоточный диаметральный вентилятор / Н.П. Сычугов, А.И. Бурков, Н.И. Одинцов и др.-№ 3425769/25-06: Заявлено 16.04.82// Открытия. Изобретения.-1984.-№ 33.

3.ГОСТ 10921-90 Вентиляторы радиальные и осевые. Методы аэродинамических испытаний.-М..Издательство стандартов, 1991 .-32 с.

4.Центробежные вентиляторы/ Под ред. Т.С. Соломаховой.-М.Машиностроение, 1975.-416 с.

Claims (1)

1. Прямоточный диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, отличающийся тем, что входное окно вентилятора сообщается с всасывающим патрубком, образованным прямолинейной стенкой, закрепленной на входной кромке спирального корпуса вентилятора, и внешней паралелльной к ней стенкой, сопряженной с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, описываемой уравнением
   R = R_o• e^{ctg a•φ},
   где R_o - начальный радиус спирали;
   α - угол кривизны спирали;
   φ - угол разворота спирали,
   причем площадь входа всасывающего патрубка и площадь выхода нагнетательного патрубка равны.