ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР

Полезная модель относится к вентиляторостроению, преимущественно к двухступенчатым центробежным вентиляторам с полным напором воздуха свыше 30 кПа и может быть использована в различных технологических процессах, а также в системах промышленной вентиляции, в частности в кондиционерах.
Известен двухступенчатый центробежный вентилятор, содержащий корпус и установленные в нем концентрично с возможностью вращения в одну сторону рабочие колеса первой и второй ступеней, причем диск колеса второй ступени соединен с приводом. Колесо первой ступени приводится во вращение колесом второй ступени через гидромуфту (патент ГДР №141701, кл. F04D 13/02, опубл. 1980).
Поскольку колесо первой ступени приводится во вращение колесом второй ступени через гидромуфту, то это приводит к потерям мощности в ней. Кроме того, в связи с тем, что частота вращения рабочего колеса второй ступени больше частоты вращения рабочего колеса первой ступени, то лопатки колеса второй ступени обтекаются потоком с большой относительной скоростью, что снижает давление на выходе из вентилятора. Снижение давления также вызывается положительной закруткой потока воздуха при выходе его из первой ступени вентилятора.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является двухступенчатый центробежный вентилятор, содержащий приводной вал, консольно установленные на приводном валу рабочие колеса двух степеней сжатия с противоположно направленными входами, проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому, установленные в общем корпусе, причем колесо второй ступени размещено в отдельном, внутреннем корпусе. Приведены оптимальные размеры проточной части вентилятор (авторское свидетельство СССР №1677373, кл. F04D 17/12, опубл. 15.09.91. - прототип).
Такая конструкция вентилятора с противоположно направленными входами на рабочие колеса ступеней сжатия не может обеспечить высокой величины давления воздушного потока на выходе, в связи с очевидными потерями давления воздуха при следовании его потока по сложной траектории внутри проточной части вентилятора.
Решается задача создания новой конструкции двухступенчатого центробежного вентилятора, обеспечивающего получение на выходе высокого напора воздушного потока.
Технический результат достигается при создании двухступенчатого центробежного вентилятора, содержащего приводной вал, консольно установленные на приводном валу рабочие колеса двух ступеней сжатия и проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому, размещенные в общем корпусе, в котором, согласно полезной модели, проточная часть вентилятора включает диафрагму, выполненную из двух параллельных дисков, один из которых, большего диаметра, неподвижно закреплен на внутренней поверхности цилиндрической части корпуса и образует с крышкой корпуса камеру, в которой размещено рабочее колесо первой ступени, причем между дисками закреплены перегородки, образующие радиальные каналы, входные участки которых снабжены направляющими элементами, своими кромками установленными в контакте с внутренней поверхностью цилиндрической части корпуса и поверхностями дисков, при этом входные участки и направляющие элементы выполнены изогнутыми по направлению движения воздушного потока, причем площади поперечных сечений каждого канала по его длине имеют одинаковую величину, при этом в центральной части каждого диска диафрагмы выполнено отверстие для прохода приводного вала, а отверстие, являющееся выходным отверстием диафрагмы и выполненное в диске, образующем вертикальную стенку камеры, имеет больший диаметр и сопряжено со всасывающим отверстием рабочего колеса второй ступени, при этом камера рабочего колеса второй ступени образована спиральной частью корпуса вентилятора и подсоединена к торцу цилиндрической части его корпуса.
В такой конструкции двухступенчатого центробежного вентилятора достигается высокое значение величины полного давления за счет суммирования давлений, получаемых на выходе из рабочих колес первой и второй ступеней и дополненное при движении сжатого воздушного потока внутри спиральной части корпуса к выходному отверстию вентилятора.
В предлагаемой конструкции существенно снижены потери напора воздушного потока при движении его в пределах проточной части вентилятора вследствие включения в ее состав диафрагмы, которая обеспечивает безударное поступление воздушного потока в радиальные каналы и беспрепятственное движение по ним, с разворотом сжатого потока на вход в рабочее колесо второй ступени.
Заявляемая полезная модель изображена на чертеже, где: на фиг. 1 - показан общий вид двухступенчатого центробежного вентилятора в разрезе; на фиг. 2 - показан вид на диафрагму вентилятора.
Двухступенчатый центробежный вентилятор содержит приводной вал 1, консольно установленные на приводном валу 1 рабочие колеса 2, 3 двух ступеней сжатия и проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому, размещенные в общем корпусе. Проточная часть вентилятора включает диафрагму, выполненную из двух параллельных дисков 4, 5, один из которых 4, большего диаметра, неподвижно закреплен на внутренней поверхности цилиндрической части 6 корпуса и образует с крышкой 7 корпуса камеру 8, в которой размещено рабочее колесо 2 первой ступени, причем между дисками 4, 5 закреплены перегородки 9, образующие радиальные каналы 10, входные участки 11 которых снабжены направляющими элементами 12, своими кромками установленными в контакте с внутренней поверхностью цилиндрической части 6 корпуса и поверхностями дисков 4, 5, при этом входные участки 11 и направляющие элементы 12 выполнены изогнутыми по направлению движения воздушного потока. Площади поперечных сечений каждого канала 10 по его длине имеют одинаковую величину, при этом в центральной части каждого диска 4, 5 диафрагмы, выполнено отверстие для прохода приводного вала 1, а отверстие 13, являющееся выходным отверстием диафрагмы и выполненное в диске 4, образующем вертикальную стенку камеры 8, имеет больший диаметр и сопряжено со всасывающим отверстием 16 рабочего колеса 3 второй ступени, при этом камера 14 для рабочего колеса 3 второй ступени образована спиральной частью 15 корпуса вентилятора и подсоединена к торцу цилиндрической части 6 его корпуса.
Предлагаемый двухступенчатый центробежный вентилятор работает следующим образом.
При включении двигателя под действием разрежения, создаваемого вращающимся рабочим колесом 2 первой ступени, атмосферный воздух поступает через всасывающее отверстие крышки 7 вентилятора в лопаточное пространство этого колеса, где изменяет осевое направление своего движения на радиальное, двигаясь от центра к периферии колеса. При этом скорость потока воздуха возрастает от центра к периферии, возрастает также под действием центробежных сил давление воздуха до промежуточного значения. Далее, сжатый воздух поступает в кольцевое пространство диафрагмы, ограниченное периферией рабочего колеса 2 и цилиндрической частью 6 корпуса, затем воздушный поток сегментарно разделяется направляющими элементами 12 и направляется ими по криволинейной траектории через входные участки 11 в радиальные каналы 10.
Далее воздушный поток изменяет направление с радиального на осевое и поступает через отверстие 13, выполненное в вертикальной стенке камеры 8 и сопряженное с ним всасывающее отверстие 16, в разреженное пространство, возникающее перед вращающимся рабочим колесом 3 второй ступени, и затем на его вход. Воздушный поток подвергается окончательному сжатию в лопаточном аппарате рабочего колеса 3 второй ступени, идентичного рабочему колесу 2 первой ступени, и направляется к его периферии. При этом происходит суммирование величин давления воздуха, получаемых на выходе с лопаток рабочих колес. Поток воздуха собирается с периферии рабочего колеса второй ступени и направляется по внутреннему пространству спиральной камеры 14 к выходному отверстию вентилятора, при этом давление воздуха дополнительно увеличивается, достигая в результате 30-40 кПа, в зависимости от типоразмера вентилятора. Поток воздуха необходимого давления через нагнетательный патрубок подается потребителю.
Из вышеизложенного очевидно преимущество заявляемой полезной модели по сравнению с прототипом, заключающееся в снижении потерь давления воздуха при движении его потока в пределах проточной части вентилятора и, вследствие этого, возможность получения высокого суммарного давления, достигнутого на рабочих колесах двух ступеней сжатия, величина которого дополнительно увеличивается за счет применения спиралевидной камеры рабочего колеса второй ступени.