Прямоточный вентилятор
Использование: в вентиляторостроении, конкретнее к прямоточным центробежным вентиляторам малой быстроходности. Сущность изобретения: входной патрубок, внешний и внутренний элементы корпуса имеют глушитель в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей, жестких внешних панелей и заполненных волокнистым материалом полостей между перфорированными и жесткими панелями. Указанные соотношения геометрических размеров элементов вентилятора позволяет повысить создаваемое вентилятором давление, увеличить КПД и снизить уровень шума. 2 ил.
Изобретение относится к вентиляторостроению, конкретно прямоточным радиальным вентиляторам малой быстроходности, создающим высокое давление при небольшом расходе и низком шуме, более конкретно к установке, встраиваемой в кровать для ожоговых больных, обеспечивающей создание псевдосжиженного слоя.
Известны прямоточные вентиляторы, содержащие рабочее колесо центробежного типа с загнутыми назад лопатками, осесимметричный корпус, имеющий форму тела вращения и включающий входной цилиндрический патрубок, двигатель, расположенный внутри корпуса. Для этих вентиляторов характерны большие входные отверстия и большая ширина рабочего колеса, что обеспечивает высокую производительность вентиляторов при небольших окружных скоростях. Недостатком этих вентиляторов является низкое создаваемое давление, сложная форма лопаток спрямляющего аппарата, установленного в корпусе за рабочим колесом, высокий уровень создаваемого шума. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является прямоточный вентилятор, который содержит рабочее колесо центробежного типа с загнутыми против направления вращения колеса лопатками, непосредственно соединенное с двигателем, корпус, состоящий из внешнего и внутреннего элементов, выполненных в виде тел вращения и образующих начальный кольцевой радиальноосевой участок и примыкающий к нему кольцевой участок с наклонными к оси прямолинейными образующими, входной и выходной соосные цилиндрической формы патрубки. Недостатком этого вентилятора является то, что в его конструкции не указана совокупность оптимальных значений геометрических параметров рабочего колеса, корпуса и патрубков, обеспечивающих высокое создаваемое вентилятором давление, высокий КПД и низкий уровень шума. Задачей изобретения является повышение создаваемого вентилятором давления, увеличение КПД и уменьшение шума. На фиг. 1 изображен продольный разрез вентилятора; на фиг. 2 вид А на фиг. 1. Прямоточный вентилятор содержит корпус 1, состоящий из внешнего и полого внутренних элементов 2 и 3, образующих между собой канал, поверхности стенок которого выполнены в виде тел вращения, имеющий начальный кольцевой радиально-осевой участок 4 и примыкающий к нему участок 5 с наклонными к оси прямолинейными образующими, расположенное в корпусе 1 перед радиально-осевым участком 4 центробежное рабочее колесо 6, между дисками 7 и 8 которого расположены загнутые назад лопатки 9, двигатель 10, соединенный с рабочим колесом 6 и размещенный в полости внутреннего элемента 3, входной и выходной соосные цилиндрические патрубки 11 и 12, причем входной патрубок 11, внешний и внутренний элементы 2 и 3 имеют глушитель 13 в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей 14, жестких внешних панелей 15 и заполненных волокнистым материалом 16 полостей между перфорированными и жесткими панелями 14 и 15, а во внутреннем элементе 3 выполнены вентиляционные отверстия 17 для охлаждения двигателя 10. Глушитель входного патрубка выполнен из двух участков 18 и 19, относительный диаметр входного патрубка 11 =0,23-0,27, относительный диаметр выходного патрубка 12 =0,35-0,45, относительная ширина колеса 6 на выходе =0,03-0,045, угол выхода лопаток 9 235-45о, отношение площадей F3 и F2 выходного и входного сечений радиально-осевого участка 4 корпуса 1 к=1,45-1,55, относительная осевая длина первого участка глушителя 18 входного патрубка 11 =1,3--1,5 при его относительном наружнем диаметре =0,9-1,1, относительная осевая длина второго участка глушителя 19 входного патрубка 11 =0,5-0,3 при его относительном наружнем диаметре = 1,8-2,0, относительная осевая длина глушителя 13 внешнего элемента 2 на участке 5 канала с прямолинейными образующими = 1,6-1,7 при его постоянном относительном наружнем диаметре = 1,8-2,0. При этом вентиляционные отверстия 17 выполнены в виде перфорации на внутренней поверхности 20 радиально-осевого участка 4 канала, а внутренний элемент 3 корпуса 1 содержит соосный с выходным патрубком 12 сквозной цилиндрический канал 21 с относительным диаметром =0,09-0,11, с перфорированными внутренними стенками 14, сообщающий внутреннюю полость элемента 3 с выходным патрубком 12. Все линейные размеры вентилятора отнесены к диаметру D2 рабочего колеса. На фиг. 1 и 2 показаны следующие геометрические параметры вентилятора: D2 диаметр рабочего колеса; D0 диаметр входного патрубка; D3 диаметр выходного патрубка; b2 ширина рабочего колеса на выходе; 2 угол выхода лопаток колеса; F2 площадь сечения на выходе из колеса, равная площади входного сечения радиальноосевого участка корпуса; F3 площадь выходного сечения радиальноосевого участка корпуса; L11 осевая длина первого участка глушителя входного патрубка; D11 наружный диаметр первого участка глушителя входного патрубка;L12 осевая длина второго участка глушителя входного патрубка;
D12 наружный диаметр второго участка глушителя входного патрубка;
L2 осевая длина глушителя внешнего элемента на участке с прямолинейными образующими;
Dн наружный диаметр глушителя внешнего элемента на участке канала с прямолинейными образующими;
D4 диаметр цилиндрического канала во внутреннем элементе корпуса. Работа вентилятора осуществляется следующим образом. Воздух поступает через входной патрубок 11 в рабочее колесо 6, где происходит передача энергии от вращающегося с помощью двигателя 10 колеса 6 потоку воздуха. Далее воздух, проходящий между дисками 7 и 8 и лопатками 9 колеса, поступает в кольцевые участки 4 и 5 корпуса 1 и далее в выходной патрубок 12. Наличие перфорации в виде отверстий 17 на внутренней стенке 20 радиальноосевого участка 4 обеспечивает протекание части воздуха из участка 4 в область расположения двигателя 10 с выходом через канал 21 в патрубок 12, тем самым способствуя охлаждению двигателя, что повышает его надежность при непрерывной работе вентилятора в течение длительного времени. Наличие глушителя 13 в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей 14, жестких внешних панелей 15 и заполненных полостей между ними волокнистым материалом 16 с оптимальными размерами в радиальном и осевом направлениях, а также обеспечение осевой симметрии потока на выходе из рабочего колеса позволяют значительно снизить создаваемый вентилятором шум.
Формула изобретения
где
K=F3/F2.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2