Двухступенчатый центробежный вентилятор

Полезная модель относится к компрессорному и вентиляторному машиностроению, а более конкретно - к центробежным компрессорам и радиальным вентиляторам, используемым в системах вентиляции и кондиционирования, системах аэрации, в технологических процессах химической и металлургической промышленности.
Известен двухступенчатый центробежный вентилятор, содержащий 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 проточной части установлена диафрагма, выполненная из двух большего и меньшего диаметров параллельных дисков с отверстиями в центре и перегородок, образующих радиальные каналы, входные участки которых снабжены направляющими элементами. Входные участки радиальных каналов и направляющие элементы изогнуты в направлении движения воздушного потока, а площади поперечных сечений каждого канала по его длине имеют одинаковую величину. Диск меньшего диаметра, цилиндрическая часть и крышка корпуса образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо первой ступени сжатия, а диск большего диаметра, спиральная и торцевая части корпуса вентилятора образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо второй ступени. Кроме того, отверстие в диске большего диаметра, являющееся выходным отверстием диафрагмы, имеет больший диаметр и сопряжено со всасывающим отверстием рабочего колеса второй ступени сжатия [Патент РФ № 158483, опубл. 10.01.2016, Бюл. № 1].
Недостатками конструкции известного двухступенчатого центробежного вентилятора являются большие габаритные размеры и потери мощности, связанные с необходимостью передачи крутящего момента с вала электродвигателя на приводной вал вентилятора; наличие значительных перетечек сжимаемого воздуха, связанные с отсутствием уплотнения по валу и по покрывным дискам рабочих колес; значительные потери напора, связанные с отсутствием направляющих устройств.
Целью предлагаемой полезной модели является уменьшение габаритных размеров, снижение перетечек и потерь напора и мощности.
Поставленная цель достигается тем, что двухступенчатый центробежный вентилятор, содержащий размещенные в общем корпусе рабочие колеса двух ступеней сжатия и проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому, в проточной части которого установлена диафрагма, выполненная из двух большего и меньшего диаметров параллельных дисков с отверстиями в центре и перегородок, образующих радиальные каналы, входные участки которых снабжены направляющими элементами, причем входные участки радиальных каналов и направляющие элементы изогнуты в направлении движения воздушного потока и площади поперечных сечений каждого канала по его длине имеют одинаковую величину, при этом диск меньшего диаметра, цилиндрическая часть и крышка корпуса образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо первой ступени сжатия, а диск большего диаметра, спиральная и торцевая части корпуса вентилятора образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо второй ступени сжатия, дополнительно содержит электродвигатель, непосредственно на валу которого консольно установлены размещенные в общем корпусе рабочие колеса первой и второй ступеней сжатия, уплотнительные втулки, размещенные на входе в рабочие колеса первой и второй ступеней сжатия, направляющий аппарат, закрепленный на цилиндрической части корпуса первой камеры, установленный на входе в диафрагму и имеющий чашевидную форму, входной направляющий аппарат, закрепленный на диске меньшего диаметра, установленный на выходе из диафрагмы и имеющий коническую форму с уклоном по направлению движения воздушного потока, снабженный лабиринтным уплотнением по валу электродвигателя, при этом электродвигатель расположен на раме, приваренной к торцевой части корпуса.
Заявляемая полезная модель изображена на чертежах, где
на фиг. 1 - показан общий вид двухступенчатого центробежного вентилятора;
на фиг. 2 - показан вид на диафрагму со стороны диска меньшего диаметра;
на фиг. 3 - показан вид на направляющий аппарат;
на фиг. 4 - показан вид на входной направляющий аппарат с лабиринтным уплотнением и уплотнительные втулки первой и второй ступени.
Двухступенчатый центробежный вентилятор содержит электродвигатель 1, непосредственно на валу 2 которого консольно установлены рабочие колеса 3 и 4 двух ступеней сжатия, размещенные в общем корпусе 5, и проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому. В проточной части установлена диафрагма, выполненная из двух большого и меньшего диаметров с отверстиями в центре параллельных дисков соответственно 6 и 7 и перегородок 8, образующих радиальные каналы 9, входные участки которых снабжены направляющими элементами 10. Входные участки радиальных каналов 9 и направляющие элементы 10 изогнуты в направлении движения воздушного потока и площади поперечных сечений каждого канала по его длине имеют одинаковую величину, при этом диск меньшего диаметра 7, цилиндрическая часть и крышка 11 корпуса 5 образуют камеру 12, в которой размещено рабочее колесо 3 первой ступени сжатия. Диск большего диаметра 6, спиральная и торцевая части корпуса вентилятора образуют камеру 13, в которой размещено рабочее колесо 4 второй ступени сжатия. Электродвигатель 1 расположен на раме 14, приваренной к торцевой части корпуса 5. Уплотнительные втулки 15 и 16 размещены на входе в рабочие колеса 3 и 4 первой и второй ступеней сжатия. Направляющий аппарат 17 закреплен на цилиндрической части корпуса 5, установлен на входе в диафрагму и имеет чашевидную форму. Входной направляющий аппарат 18 закреплен на диске меньшего диаметра 7, установлен на выходе из диафрагмы и имеет коническую форму с уклоном по направлению движения воздушного потока, снабжен лабиринтным уплотнением 19 по валу 2 электродвигателя 1.
Предлагаемый двухступенчатый центробежный вентилятор работает следующим образом.
При включении электродвигателя 1 вращающееся рабочее колесо 3 первой ступени сжатия засасывает воздух, который поступает через всасывающее отверстие крышки 11 корпуса 5 и уплотнительную втулку 15, проходит через лопаточное пространство колеса, при этом давление воздуха на периферии рабочего колеса 3 возрастает до давления нагнетания первой ступени сжатия. Для снижения перетечек рабочей среды обратно на всасывание колеса 3 первой ступени установлена уплотнительная втулка 15, образующая щелевой зазор с покрывным диском рабочего колеса 3. Далее рабочая среда благодаря направляющему аппарату 17 безударно попадает в диафрагму. Пройдя диафрагму, воздух безударно проходит через входной направляющий аппарат 18, а затем через уплотнительную втулку 16 и направляется в рабочее колесо второй ступени 4, при этом для снижения перетечек по валу 2 электродвигателя 1 входной направляющий аппарат 18 снабжен лабиринтным уплотнением 19. Для снижения перетечек рабочей среды обратно на всасывание колеса 4 второй ступени установлена уплотнительная втулка 16, образующая щелевой зазор с покрывным диском рабочего колеса 4. Пройдя через лопаточный аппарат рабочего колеса 4 второй ступени сжатия, воздух дополнительно сжимается, далее давление воздуха повышается в спиральной части камеры 13. Затем воздух через нагнетательный трубопровод подается к потребителю.
Преимущество предлагаемой полезной модели заключается в том, что в зависимости от типоразмера вентилятора достигается напор 35-50 кПа при меньших габаритах и меньшей мощности благодаря отсутствию устройства для передачи крутящего момента от электродвигателя к приводному валу вентилятора, снижению перетечек по валу и по покрывным дискам рабочих колес и снижению потерь напора благодаря применению уплотнительных и направляющих устройств.