ПРОТИВОТОЧНЫЙ ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР

Предлагаемая полезная модель относится к области вентиляторостроения и может применяться в промышленном и сельскохозяйственном производстве.
Известен диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком, разделяющей их плоской разделительной стенкой, снабженной со стороны рабочего колеса решеткой, жалюзи которой направлены к рабочему колесу [1].
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 входного канала, позволяющего забирать воздушный поток под требуемым углом по отношению к нагнетаемому воздушному потоку и, соответственно, позволяющего осуществлять направленный подвод воздуха к его рабочему колесу. Это затрудняет компактную вписываемость вентилятора как в зерноочистительные машины, так и при использовании его для вентиляции животноводческих помещений.
Кроме того, при работе вентилятора в замкнутой пневмосети и дросселировании регулировочной заслонкой его выходного патрубка, аэродинамические характеристики смещаются в область малых производительностей. В результате этого возрастает затрачиваемая мощность на привод вентилятора.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели относится противоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной 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 [2] - прототип.
Наличие в данном устройстве входного канала обусловливает всасывание воздушного потока под углом 360° относительно нагнетаемого потока. При этом всасываемый поток движется к рабочему колесу вентилятора встречно и параллельно нагнетаемому, то есть С-образно. В результате этого, такая конструкция вентилятора обусловливает компактную вписываемость в пневмосистему зерно- и семяочистительных машин, потому что делает возможным разместить вентилятор в колене, соединяющем воздухоподводящий канал с пневмосепарирующеим каналом, расположенным параллельно и имеющим общую стенку, что уменьшает общее сопротивление воздушной системы в результате сокращения длины воздушного тракта, а также снижает металлоемкость машины.
Однако данный вентилятор не обладает расширенными возможностями использования воздушного потока, может нагнетать воздух через выходной патрубок только в одну технологическую зону зерноочистительной машины.
Кроме того, при работе противоточного диаметрального вентилятора в замкнутой пневмосистеме и дросселировании его выходного патрубка аэродинамические характеристики смещаются в область малых производительностей также, как и у предыдущей конструкции диаметрального вентилятора, что увеличивает затраты энергии на привод вентилятора.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что у известного противоточного диаметрального вентилятора, содержащего корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской стенкой, снабженной 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, в выходном патрубке расположена делительная стенка, разделяющая его на верхний и нижний каналы и имеющая напротив
рабочего колеса начальный участок, выполненный конгруэнтно спиральному корпусу вентилятора, а в окне плоской стенки, снабженной жалюзийной решеткой, установлены три регулировочные заслонки, причем две из них расположены на одной оси и их свободные концы направлены в сторону рабочего колеса и находятся противоположно свободному концу третьей заслонки.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
В результате того, что выходной патрубок разделен параллельной разделяющей плоской стенке делительной стенкой, образующей верхний и нижний каналы, проявилась возможность расширения диапазона использования вентилятора. Данный вентилятор может нагнетать воздух через верхний и нижний каналы выходного патрубка в разные технологические зоны зерноочистительной машины.
Выполнение напротив рабочего колеса начального участка делительной стенки, установленной в выходном патрубке, конгруэнтно спиральному корпусу вентилятора позволяет плавно разделять нагнетаемый им воздушный поток в нижний и верхний выходные каналы и уменьшить их относительное влияние друг на друга при изменении сопротивления сети в каждом или в одном из них.
Применение окна в плоской стенке, снабженной жалюзийной решеткой, позволяет сообщать верхний выходной канал с входным каналом, что обусловливает переток части воздуха по малому циклу, обеспечивающему экономичный режим работы вентилятора.
Установка в окне плоской стенки, снабженной жалюзийной решеткой, трех регулировочных заслонок позволяет осуществлять различные варианты регулирования режима работы вентилятора. Две заслонки, расположенные на одной оси позволяют перекрывать верхний выходной канал и направлять воздушный поток во входной канал, что уменьшает потери давления в сети
вентилятора. При этом получается более плавное дросселирование воздушного потока в верхнем выходном канале. Третья заслонка, свободный конец которой находится в противоположном направлении от свободных концов двух других заслонок, расположенных на одной оси, при перекрытии поперечного сечения верхнего выходного канала одной из данных заслонок позволяет обеспечивать условия всасывания и плавного дросселирования воздушного потока из нагнетательной сети верхнего выходного канала во входной канал вентилятора, осуществляя движение воздуха противоточное нагнетаемому воздуху в нижний выходной канал, что также расширяет область применения вентилятора.
При полностью закрытом положении всех заслонок, т.е. когда их свободные концы находятся в одной плоскости с разделяющей плоской стенкой, работа вентилятора осуществляется в обычном режиме нагнетания воздуха через выходной патрубок.
В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.
На чертеже представлена аэродинамическая схема противоточного диаметрального вентилятора, где стрелками показано направление движения воздуха.
Противоточный 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. Входной канал 7 образован установкой на входной кромке 8 корпуса 1 вентилятора посредством криволинейной соединительной плоскости 9, выполненной, например, по логарифмической спирали, прямолинейной стенки 10, параллельной разделяющей плоской стенке 4. В окне 11 плоской стенки 4 за его жалюзийной решеткой 5 на двух осях 12 и 13, установлены три регулировочные заслонки 14, 15 и 16. Заслонки 14 и 15 находятся
на одной оси 12. В выходном патрубке 3 расположена делительная стенка 17, образующая верхний 18 и нижний 19 выходные каналы. Начальный участок 20 делительной стенки 17 расположен напротив рабочего колеса 7 и выполнен, например, в виде логарифмической спирали, конгруэнтной корпусу 1 вентилятора. Полностью закрытому положению заслонок 14, 15 и 16 (α=0°, β=0°, φ=0°) соответствует положение их свободных концов, находящихся в одной плоскости с плоской стенкой 4.
Противоточный диаметральный вентилятор работает следующим образом.
При вращении рабочего колеса 6 воздух всасывается во входной канал 7 и через входное отверстие 2 подводится к рабочему колесу 6, проходит его внутреннее пространство, выходит из колеса 6 и нагнетается в выходной патрубок 3, где начальным участком 20 делительной стенки 17 разделяется на два потока: один проходит по верхнему 18, а другой - по нижнему 19 каналам. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 6, а стенка 4 разделяет входящий и выходящий воздушные потоки. При этом образуется вихрь, центр которого стабилизируется жалюзийной решеткой 5, обуславливающей снижение уровня шума.
Регулирование режима расхода воздуха через верхний 18 и нижний 19 выходные каналы осуществляется регулировочными заслонками 14, 15, 16 следующим образом. В случае, когда заслонки 15 и 16 закрыты (α=0°, φ=0°) расход воздуха в верхнем канале 18 осуществляется путем перекрытия его проходного сечения заслонкой 14. При закрытом положении заслонки 16 (φ=0°) расход воздуха через верхний выходной канал 18 возможно осуществлять частичным поворотом заслонок 14 и 15 на угол β и α соответственно, что обусловливает переток части воздуха из верхнего канала 18 обратно во входной канал 7 и соответственно уменьшение удельных затрат энергии на генерирование воздушного потока вентилятором снижением аэродинамического сопротивления в его нагнетательной ветви. При полном перекрытии проходного сечения верхнего выходного канала 18 заслонкой 14 и
открытом заслонки 16 на определенный угол φ происходит всасывание воздуха из канала 18 во входной канал 7. В этом случае направление движения воздуха в верхнем канале 18 противоположно направлению движения воздуха в нижнем канале 19. Скоростной режим воздушного потока в канале 18 регулируется заслонкой 16, а открытие заслонки 15 на определенный угол α обусловливает более экономичный режим работы вентилятора.
Преимуществом предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом является расширенный диапазон использования и устойчивость работы вентилятора по аэродинамическим показателям, а также компактность конструкции и малая ее металлоемкость.
Литература
4
1. А.с. №1514144 СССР, МКИ F04D 17/04. Диаметральный вентилятор / Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Грабельковский, Н.В.Жолобов, А.А.Гехтман, В.В.Антюхин. - №4002185/25-06; Заявлено 27.11.85 // Открытия. Изобретения. - 1987. - №20.
7
2. Патент №2166671 РФ, МКИ F04D 17/04. Противоточный диаметральный вентилятор / Н.П.Сычугов, В.Е.Саитов, Н.В.Жолобов, Р.Г.Гатауллин. - №99127392/06; Заявлено 21.12.99 // Изобретения. Полезные модели. - 2001. - №13 - прототип.