Рабочее колесо центробежно-осевого вентилятора

Авторы патента:

7 F04D29/28 -

Полезная модель относится к области вентиляторостроения. Вентилятор содержит корпус 1, нагнетательный патрубок 2, осевые лопатки 3, продольные лопатки 4. Корпус 1 выполнен относительно нагнетательного патрубка 2 в виде конуса под углом 10-15°. Осевые лопатки 3 смещены относительно друг друга в осевом направлении, при этом каждая последующая лопатка смещена относительно предыдущей вниз по потоку. Технический результат полезной модели заключается в увеличении производительности, снижении энергозатрат, уменьшении габаритных размеров и улучшении аэродинамических характеристик.

Полезная модель относится к области вентиляторостроения и может найти применение в частности, в сельском хозяйстве при охлаждении зернового материала.

Известно рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее несущий и покрывной диски, лопатки с одинаковым диаметром расположения входных кромок (Галимзянов Ф.Г. Вентиляторы. Атлас конструкций. М.: Машиностроение, 1968, с.10, 11).

Недостатком известного аппарата является низкая производительность из-за одинакового диаметра расположения входных кромок лопаток. Предыдущая лопатка мешает доступу воздуха последующей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа рабочее колесо осевого вентилятора, содержащее установленные на ступице лопасти, совмещенные относительно друг друга в осевом направлении. При этом каждая последующая лопасть смещена относительно предыдущей вниз по потоку на величину, равную определенному математическому выражению. При включении электродвигателя рабочее колесо начинает вращаться, при этом лопасти затягивают воздух снаружи и направляют его по внутренней поверхности цилиндрического корпуса к выходу. Вследствие смещения каждой последующей лопатки относительно предыдущей вниз по потоку, каждая последующая лопасть колеса забирает воздуха больше чем предыдущая (SU 1815431 А1, кл. F 04 D 29/32, опубл. 15.05.93).

Недостатком известного аппарата является сложность изготовления, большие энергозатраты, большие габаритные размеры.

Технический результат полезной модели - повышение производительности, напора, снижение энергозатрат, уменьшение габаритных размеров устройства и улучшение аэродинамических характеристик (давление и скорость воздушного потока).

Указанный технический результат достигается тем, что, в рабочем колесе центробежно-осевого вентилятора, содержащем корпус, нагнетательный патрубок, установленные на валу осевые лопатки, смещенные относительно друг друга в осевом направлении, причем каждая последующая лопатка смещена относительно предыдущей вниз по потоку, согласно изобретению на валу установлены дополнительные осевые лопатки, параллельно первым, при этом между параллельными противолежащими осевыми лопатками под углом 45° к ним закреплены продольные лопатки, расстояние

между входными кромками которых, увеличивающееся от лопатке к лопатке, определяют из уравнения:

где N - четное количество осевых лопаток;

n - количество продольных лопаток на одной осевой лопатке;

R - максимальный диаметр расположения входных кромок продольных лопаток, м;

r - минимальный диаметр расположения входных кромок продольных лопаток, м.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что согласно изобретению корпус выполнен относительно нагнетательного патрубка под углом 10-15°.

Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются наличие новых конструктивных элементов, а именно установка дополнительных осевых лопаток, а также наличие продольных лопаток, совмещение которых в одном комбинированном колесе обеспечивает увеличение подачи потока воздуха, повышение производительности, снижение энергозатрат и уменьшение габаритных размеров.

Выполнение корпуса относительно нагнетательного патрубка в виде конуса под углом 10-15° обеспечивает более плавный и полный выход рабочего воздуха из колеса для последующей операции, что способствует увеличению производительности устройства.

Группы продольных лопаток имеют разный диаметр расположения входных кромок, что позволяет получить более равномерный воздушный поток по всему сечению воздуховода. Выполнение продольных лопаток под углом 45° способствует более равномерному и полному забору воздуха, что способствует снижению энергозатрат и минимизации потерь, учитывая, что при малом числе лопаток появляются зоны вихревого течения и отрыва потока, что является источником дополнительных потерь; при большом числе лопаток растут потери на трение в межлопаточных каналах вследствие увеличения поверхности трения.

Заявляемое устройство соответствует критерию «изобретательский уровень», так как заявитель не обнаружил источники информации, включающие признаки, сходные или эквивалентные отличительным признакам полезной модели.

Полезная модель является промышленно применимой, так как может использоваться в частности, в сельском хозяйстве при охлаждении и вентилировании зерна различных культур.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен схематично центробежно-осевой вентилятор, на фиг.2 - вид А фиг.1.

Рабочее колесо содержит корпус 1, выполненный относительно нагнетательного патрубка 2 под углом 10-15°. На валу рабочего колеса установлены два ряда параллельных между собой осевых лопаток 3. Лопатки одного ряда смещены относительно друг друга в осевом направлении, причем каждая последующая лопатка смещена относительно предыдущей вниз по потоку. Между двумя рядами параллельных противолежащих осевых лопаток 3 под углом 45° к ним закреплены продольные лопатки 4, расстояние между входными кромками которых, увеличивающееся от лопатки к лопатке, определяют из вышеописанного уравнения.

Использование предлагаемого рабочего колеса по сравнению с прототипом позволит значительно упростить конструкцию его, улучшить аэродинамические характеристики и повысить производительность центробежно-осевого вентилятора.

Рабочее колесо центробежно-осевого вентилятора работает следующим образом.

При вращении комбинированного рабочего колеса осевые лопатки 3 затягивают поток воздуха из нагнетательного патрубка 2 и направляют его по внутренней поверхности конического корпуса 1, где продольные лопатки 4 своими входными кромками захватывают поток воздуха и направляют его к центру колеса. Далее поток воздуха постепенно меняет направление от центробежного на осевое, попадая на второй ряд осевых лопаток 3 и по мере подвода к нему потока воздуха в нем повышается полное давление, что обеспечивает на выходе высокий напор воздушного потока.

Применение предлагаемого центробежно-осевого вентилятора позволит повысить производительность, уменьшить габаритные размеры по высоте и значительно упростить конструкцию. Кроме того, совмещение в одном устройстве продольных и осевых лопаток позволит повысить производительность в 3-5 раз, напор в 2 раза, что дает снижение энергозатрат и уменьшение себестоимости обработки. Снижение энергозатрат достигается за счет рациональной направленности движения потока по ходу траектории подачи наружного воздуха.

1. Рабочее колесо центробежно-осевого вентилятора, содержащее корпус, нагнетательный патрубок, установленные на валу осевые лопатки, смещенные относительно друг друга в осевом направлении, причем каждая последующая лопатка смещена относительно предыдущей вниз по потоку, отличающееся тем, что на валу установлены дополнительные осевые лопатки, параллельно первым, при этом между параллельными противолежащими осевыми лопатками под углом 45° к ним закреплены продольные лопатки, расстояние между входными кромками которых, увеличивающееся от лопатки к лопатке, определяют из уравнения: