ПРОТИВОТОЧНЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР

Предлагаемая полезная модель относится к области вентиляторостроения и, в частности, может использоваться в системах вентиляции, отопления и как генератор воздушного потока, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин.
Известен диаметральный вентилятор, состоящий из спирального корпуса с установленным в нем рабочим лопаточным колесом, входного отверстия и выходного патрубка, разделенных плоской стенкой, снабженной со стороны рабочего колеса решеткой, жалюзи которой направлены к рабочему колесу [А.с. №1314144, МКИ F04D 17/04. Диаметральный вентилятор / Н.П. Сычугов, А.Н. Бурков, Н.И. Грабельковский, Н.В. Жолобов, А.А. Гехтман, В.В. Антюхин (СССР). - №4002135/25-06; заявл. 27.11.85; опубл. 30.05.87, Бюл. №20].
В данном вентиляторе центр вращения вихря, расположенный в области радиального зазора, образованного рабочим колесом и плоской стенкой, стабилизируется жалюзийной решеткой. При этом стабилизация центра вращения вихря способствует снижению уровня шума и расширению диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора.
Однако такой вентилятор не имеет входной коробки, позволяющей забирать воздушный поток под требующим углом 360 градусов, то есть когда всасывание и нагнетание происходит в одной плоскости, но в противоположном направлении. Это затрудняет применение вентилятора, например, в конкретных воздушных системах вентиляции, очистки и кондиционирования воздуха.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели относится противоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, и установленное в корпус рабочее колесо, причем на входной кромке корпуса, выше входного отверстия, закреплена прямолинейная стенка, параллельная разделяющей плоской стенке, образующая входной канал, при этом сопряжение прямолинейной стенки с входной кромкой корпуса выполнено, например, по логарифмической спирали [Пат. 2166671 Российская Федерация, МПК F04D 17/04. Противоточный диаметральный вентилятор / Сычугов Н.П., Сайтов В.Е., Жолобов Н.В., Гатауллин Р.Г.; заявитель и патентообладатель Вятская государственная сельскохозяйственная академия. - №99127392/06; заявл. 21.12.1999; опубл. 10.05.2001, Бюл. №13] - прототип.
Прямолинейная стенка, сопряженная с входной кромкой корпуса вентилятора, например, по логарифмической спирали и размещенная выше входного отверстия вентилятора, совместно с разделяющей плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, образуют входной канал, который позволяет осуществлять всасывание воздушного потока под углом 360 градусов относительно нагнетаемого потока. При этом всасываемый воздушный движется к рабочему колесу встречно и параллельно нагнетаемому, то есть С-образно.
Данная конструкция вентилятора позволяет использовать его, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин, так как делает возможным установить вентилятор в колене, соединяющем воздухоподводящий канал с пневмосепарирующим каналом, расположенным параллельно и имеющим смежную стенку.
Однако такой вентилятор не имеет устройства, позволяющего направлять или всасывать воздушный поток, соответственно, из корпуса либо в корпус вентилятора, для совершения, например, технологических операций, таких как подача воздуха в определенную рабочую зону зерно- и семяочистительных машин; отсос пыли и легких примесей из выгрузных и загрузочных приспособлений и т.п. Это обстоятельство значительно ограничивает функциональные возможности использования данного противоточного диаметрального вентилятора.
2
2
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что у известного противоточного универсального диаметрального вентилятора, содержащего корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющую их плоскую стенку, снабженную жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал, на спиральной части корпуса вентилятора выполнено окно длиной 0,4…0,5 наружного диаметра D рабочего колеса, в котором, продольно расположены на равном расстоянии друг от друга и шарнирно закреплены прямолинейные поворотные плоскости длиной 0,4…0,8 D, причем их свободные концы направлены в сторону, противоположную рабочему колесу вентилятора.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемой разработки. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявленной совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
2
2
Выполнение на спиральной части корпуса вентилятора окна, длиной 0,4…0,5 наружного диаметра D рабочего колеса позволяет задействовать оптимальную рабочую зону для движения, через окно, воздушного потока и наружного закрепления в нем прямолинейных плоскостей. Расположение окна длиной 0,4…0,5 D в оптимальной рабочей зоне спиральной части корпуса вентилятора обуславливается перемещением места положения центра вихря внутри рабочего колеса навстречу его вращению в зависимости от степени нагрузки сети, в которую установлен вентилятор.
Расположение в окне, в продольном направлении, на равном расстоянии друг от друга шарнирно закрепленных прямолинейных плоскостей позволяет равномерно распределять между ними проходящий объем воздушного потока, как при входе в окно, так и на выходе из него. Это обуславливает равномерному истечению из окна или прохождению в окно воздушного потока, необходимого для качественного выполнения технологического процесса вентилятором.
Кроме этого, шарнирные места соединений прямолинейных плоскостей позволяют поворачивать их в нужном направлении, обуславливая прохождение воздушного потока из корпуса вентилятора или в его корпус, через окно, в зависимости от желаемого технологического эффекта. Это обстоятельство значительно расширяет функциональные возможности использования данного вентилятора.
2
Длина прямолинейных плоскостей, составляющая 0,4…0,8 D, способствует выравниванию скоростей воздушных потоков, проходящих между прямолинейными плоскостями, что обуславливает снижению пульсации основного воздушного потока в корпусе вентилятора, при входе или выходе из него воздушного потока через окно и прямолинейные плоскости.
Направление свободных концов прямолинейных плоскостей в сторону, противоположную рабочему колесу вентилятора создает возможность для их беспрепятственного пространственного поворота от минимального до максимальных рабочих положений, что позволяет плавно и эффективно настраивать режимы работы вентилятора без применения дополнительных регулировочных заслонок. Это обуславливает относительно низкую металлоемкость, эргономичность и трудоемкость обслуживания устройства в целом.
В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта обладает существенными отличиями.
На фигуре представлена аэродинамическая схема противоточного универсального диаметрального вентилятора.
2
Противоточный универсальный диаметральный вентилятор содержит корпус 1 с входным отверстием 2 и выходным патрубком 3 и разделяющую их плоскую стенку 4 с жалюзийной решеткой 5, а также установленное в корпус 1 рабочее колесо 6. Ниже входного отверстия 2 параллельно разделяющей плоской стенке 4 установлена прямолинейная стенка 7, которая сопрягается, например, по логарифмической спирали с входной кромкой 8 корпуса 1 вентилятора. Прямолинейная стенка 7 и разделяющая плоская стенка 4 с жалюзийной решеткой 5 совместно образуют входной канал 9. На спиральной части корпуса 1 вентилятора выполнено окно 10 длиной 0,4…0,5 наружного диаметра D рабочего колеса 6. В окне 10 продольно расположены на равном расстоянии друг от друга и шарнирно закреплены прямолинейные поворотные плоскости 11. Свободные концы прямолинейных поворотных плоскостей 11 направлены в сторону противоположную рабочему колесу 6 вентилятора.
Противоточный универсальный диаметральный вентилятор работает следующим образом.
При вращении рабочего колеса 6 воздух всасывается во входной канал 9 и через входное отверстие 2 подводится к рабочему колесу 6, проходит его внутреннее пространство, выходит из колеса 6 и нагнетается в выходной патрубок 3. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 6, а стенка 4 разделяет всасываемый и нагнетаемый воздушные потоки. При этом образуется вихрь, центр которого стабилизируется жалюзийной решеткой 5. Стабилизация центра вихря способствует снижению уровня шума и расширению диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора. Также всасываемый воздух, движущийся по входному каналу 9, по отношению к нагнетательному воздуху, выходящему из вентилятора через выходной патрубок 3, движется противоточно и параллельно, то есть под углом 360 градусов.
Кроме этого, аэродинамическая схема действия диаметрального вентилятора предусматривает три вида его работы, которые делают его универсальным. В случае, если прямолинейные плоскости 11 повернуты свободными концами в сторону противоположную входной кромке 8 корпуса 1 вентилятора часть воздуха, создаваемого вращающимся рабочим колесом 6, через окно 10 проходит между прямолинейными плоскостями 11 и нагнетается за пределы корпуса 1 вентилятора, и используется дальше по технологическому назначению в определенную рабочую зону зерно- и семяочистительных машин. При установке прямолинейных плоскостей 11 свободными концами в направлении, противоположном воздушному потоку, выходящему из выходного патрубка 4 вентилятора, то есть в плоскости разделяющей плоской стенки 4, воздушный поток из корпуса 1 вентилятора через окно 10 не выходит, так как вихревые движения воздуха между параллельными плоскостями 11 создают сопротивление выходу воздушного потока из корпуса 1 и вентилятор работает в обычном режиме, нагнетая воздушный поток только в выходной патрубок 3. В случае, если прямолинейные плоскости 11 повернуты свободными концами в сторону входной кромки 8 воздушный поток всасывается из-за пределов корпуса 1 вентилятора в результате разряжения, создаваемого вращающимся рабочим колесом 6, и далее сливается с основным воздушным потоком. В результате этого расход воздуха в области номинальных и максимальных подач увеличивается на величину, забираемую вентилятором из-за пределов корпуса 1 вентилятора через прямолинейные плоскости 11 и окно 10.
Преимуществом предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом является то, что оно позволяет использовать его в трех режимах функционирования, применение которых обуславливается различными по назначению видами технологического процесса, например, зерно- и семяочистительных машин, что значительно расширяет функциональные возможности использования вентилятора.