RU2029136C1

RU2029136C1 - Centrifugal pump

Info

Publication number: RU2029136C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Макаров
Original assignee: Научно-исследовательское, испытательное и проектное предприятие вентиляторостроения "Турмаш"
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: fan engineering. SUBSTANCE: working wheel is mounted in the space of the centrifugal fan housing. The working wheel consists of carrying disk, covering disk and profiled blades which is bent to the back and interposed between the disks. Each of the blades are provided with longitudinal projection having curved working and face surfaces at the outlet part of the blade and ring space which is open from the side of blade wall. There are openings in the carrying and covering disks in the zone of the face of the projection. The openings connect the space of the housing with the projection space. The axis of each opening is parallel to the guide cylindrical surface of the projection face. Small passage assembly is arranged from the outside of the disks. The assembly has converging passages arranged tangentially to the disk openings and connected with the openings. The disk openings can be conical. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к центробежным вентиляторам. The invention relates to the field of fan engineering, in particular to centrifugal fans.

Известен центробежный вентилятор, содержащий корпус, установленное в нем рабочее колесо с закрепленными между несущим и покрывным дисками профильными лопатками, полый предкрылок которых сообщен с полостью корпуса сквозными отверстиями в несущем и покрывном дисках. A centrifugal fan is known, comprising a housing, an impeller mounted therein with profile vanes fixed between the carrier and the cover discs, the hollow slat of which is connected to the body cavity through holes in the support and cover discs.

Указанный центробежный вентилятор характеризуется малыми подачей и давлением вследствие того, что увеличение его аэродинамической нагруженности происходит только за счет увеличения КПД на нерасчетных режимах и циркуляции течения вокруг лопаток под воздействием управляющего потока в области предкрылка, что мало изменяет угол выхода потока из рабочего колеса. The specified centrifugal fan is characterized by low flow and pressure due to the fact that an increase in its aerodynamic loading occurs only due to an increase in efficiency in off-design modes and circulation of the flow around the blades under the influence of the control flow in the slat area, which slightly changes the exit angle of the flow from the impeller.

Наиболее близким к заявленному устройству является центробежный вентилятор, содержащий корпус, установленное в нем рабочее колесо с закрепленными между несущим и покрывным дисками профильными загнутыми назад лопатками, каждая из которых имеет размещенный в области выходной части продольный выступ с криволинейной рабочей поверхностью. Closest to the claimed device is a centrifugal fan, comprising a housing, an impeller mounted therein with profile blades fixed between the support and cover discs, backward curved blades, each of which has a longitudinal protrusion located in the output part region with a curved working surface.

Такое выполнение центробежного вентилятора позволяет увеличить его подачу и давление за счет увеличения угла выхода потока из рабочего колеса при сохранении КПД вентилятора. Однако, поскольку такое выполнение выходной части лопаток увеличивает толщину ее задней кромки, это приводит к росту интенсивности и размеров кромочного следа за лопаткой, что вызывает рост потерь энергии. При толщине торца продольного выступа лопатки более 0,025 диаметра рабочего колеса потери энергии превышают ее теоретический прирост, что приводит к снижению КПД вентилятора и не позволяет более увеличить угол выхода потока из рабочего колеса. This embodiment of the centrifugal fan allows you to increase its supply and pressure by increasing the angle of exit of the flow from the impeller while maintaining the efficiency of the fan. However, since this embodiment of the outlet part of the blades increases the thickness of its trailing edge, this leads to an increase in the intensity and size of the edge wake behind the blade, which causes an increase in energy loss. When the thickness of the end face of the longitudinal protrusion of the blade is more than 0.025 of the diameter of the impeller, the energy loss exceeds its theoretical increase, which leads to a decrease in fan efficiency and does not allow more to increase the angle of exit of the flow from the impeller.

По данной причине не представляется возможным достичь требуемых подачи и давления центробежного вентилятора. For this reason, it is not possible to achieve the required flow and pressure of a centrifugal fan.

Указанные недостатки устраняются тем, что в центробежном вентиляторе, содержащем корпус и установленное в нем рабочее колесо, состоящее из несущего и покрывного дисков с закрепленными между ними профильными загнутыми назад лопатками, каждая из которых имеет размещенный в области выходной части продольный выступ, имеющий незамкнутую кольцевую полость, открытую со стороны спинки лопатки, несущий и покрывной диски имеют в зоне торца выступа отверстия, сообщающие полость корпуса с полостью выступа, причем ось каждого отверстия параллельна направляющим цилиндрической поверхности торца выступа, при этом с внешней стороны дисков установлен малоканальный аппарат с конфузорными каналами, расположенными тангенциально по отношению к отверстиям дисков и сообщенными с отверстиями. Для усиления положительного эффекта отверстия в дисках выполняют коническими. These drawbacks are eliminated by the fact that in a centrifugal fan containing a casing and an impeller installed in it, consisting of a carrier and cover discs with profile blades fixed backward between them, each of which has a longitudinal protrusion located in the area of the output part, having an open annular cavity open on the back of the blade, the carrier and the cover discs have holes in the area of the end face of the protrusion, communicating the cavity of the body with the cavity of the protrusion, the axis of each hole parallel to guide cylindrical protrusion end surface, wherein the outer side disk installed malokanalnyh device with convergent channels located tangentially with respect to the disks and the openings communicating with the openings. To enhance the positive effect, the holes in the disks are made conical.

Такое выполнение центробежного вентилятора позволяет существенно увеличить его подачу и давление благодаря увеличению угла выхода потока из рабочего колеса за счет смещения задней критической точки в направлении к рабочей поверхности лопаток под воздействием закрученного управляющего потока. Управляющий поток по конфузорным каналам малоканального аппарата, ускоряясь, поступает тангенциально в отверстия в несущем и покрывном дисках, закручивается, преобразуя энергию давления во вращение, и, взаимодействуя с основным потоком в области цилиндрического торца продольного выступа лопаток, увеличивает угол его выхода в направлении вращения рабочего колеса. Кроме того, дополнительный подвод воздуха в торец лопатки позволяет увеличить толщину ее выходной кромки без снижения КПД вентилятора, что также способствует росту его подачи и давления. Выполнение отверстий в несущем и покрывном дисках коническими увеличивает скорость закрутки управляющего потока. This embodiment of the centrifugal fan can significantly increase its supply and pressure due to an increase in the angle of exit of the flow from the impeller due to the displacement of the rear critical point towards the working surface of the blades under the influence of a swirling control flow. The control flow through the confuser channels of the small-channel apparatus, accelerating, enters tangentially into the holes in the carrier and cover discs, twists, converting pressure energy into rotation, and interacting with the main stream in the region of the cylindrical end face of the longitudinal projection of the blades, increases its exit angle in the direction of rotation of the working wheels. In addition, an additional supply of air to the end of the blade allows you to increase the thickness of its output edge without reducing the efficiency of the fan, which also contributes to the growth of its supply and pressure. Making holes in the carrier and cover discs conical increases the swirl speed of the control flow.

На фиг. 1 показано продольное сечение центробежного вентилятора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение лопатки рабочего колеса. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a centrifugal fan; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 4 - section of the impeller blades.

Центробежный вентилятор содержит корпус 1, установленное в его полости 2 рабочее колесо, состоящее из несущего и покрывного дисков 3, 4 с закрепленными между ними профильными загнутыми назад лопатками 5, каждая из которых имеет размещенный в области выходной части продольный выступ 6 с криволинейной рабочей и торцевой поверхностями 7, 8. В несущем и покрывном дисках 3, 4 выполнены сквозные отверстия 9, оси которых параллельны цилиндрической поверхности 8 торца, образующей незамкнутую полость 10 в продольном выступе 6. С внешней стороны несущего и покрывного дисков 3, 4 установлен малоканальный аппарат 11 с тангенциальным входом его каналов 12 в отверстия 9. The centrifugal fan contains a housing 1, an impeller installed in its cavity 2, consisting of a carrier and cover disks 3, 4 with profile blades 5 fixed between them and fixed backward curved, each of which has a longitudinal protrusion 6 located in the area of the output part with a curved working and end surfaces 7, 8. In the carrier and cover discs 3, 4, through holes 9 are made, the axes of which are parallel to the cylindrical surface 8 of the end, forming an open cavity 10 in the longitudinal protrusion 6. From the outside of the carrier and cover disks 3, 4 a small-channel apparatus 11 is installed with a tangential entrance of its channels 12 to the openings 9.

В процессе работы центробежного вентилятора управляющий поток из полости 2 корпуса 1 по конфузорным каналам 12 малоканального аппарата 11 в тангенциальном направлении с большой скоростью поступает в отверстия 9 в несущем и покрывном дисках 3, 4 рабочего колеса, закручивается в них и выдувается в полость 10 цилиндрической поверхности 8 торца продольного выступа 6, образуя устойчивый "вихревой жгут", вращающийся в направлении вращения рабочего колеса в области выходной кромки лопаток 5. "Вихревой жгут", смещаясь с основным потоком, поступающим в рабочее колесо, смещает заднюю критическую точку течения в направлении к рабочей поверхности 7 продольного выступа 6, увеличивая угол отклонения потока в направлении вращения рабочего колеса. Высокоэнергетический управляющий поток, поступающий в торец продольного выступа 6, снижает интенсивность кромочного следа, уменьшая потери энергии и угол отставания потока от тыльной поверхности лопатки. Результирующий эффект от увеличения угла выхода потока из рабочего колеса и уменьшения кромочного следа за торцом продольного выступа 6 лопаток 5 повышает подачу и давление центробежного вентилятора при сохранении его КПД. In the process of operation of a centrifugal fan, the control flow from the cavity 2 of the housing 1 through the confuser channels 12 of the small-channel apparatus 11 in the tangential direction enters at a high speed into the holes 9 in the carrier and cover disks 3, 4 of the impeller, is twisted into them and blown into the cavity 10 of the cylindrical surface 8 of the end face of the longitudinal protrusion 6, forming a stable "vortex tourniquet", rotating in the direction of rotation of the impeller in the region of the outlet edge of the blades 5. "Vortex tourniquet", displaced with the main flow entering p The impeller displaces the rear critical point of the flow towards the working surface 7 of the longitudinal protrusion 6, increasing the angle of deviation of the flow in the direction of rotation of the impeller. The high-energy control flow entering the end face of the longitudinal protrusion 6 reduces the intensity of the edge trace, reducing energy loss and the angle of the lag of the flow from the back surface of the blade. The resulting effect of increasing the angle of exit of the flow from the impeller and reducing the edge trace behind the end face of the longitudinal protrusion 6 of the blades 5 increases the flow and pressure of the centrifugal fan while maintaining its efficiency.

Для усиления положительного эффекта отверстия 9 в несущем и покрывном дисках 3, 4 могут быть выполнены коническими. В этом случае закрученный управляющий поток, двигаясь по конфузорному коническому каналу отверстий 9, увеличивает свою окружную скорость, поскольку течение имеет характер безвихревой циркуляции. Большая скорость "вихревого жгута" дополнительно увеличивает угол поворота потока на выходе из рабочего колеса. To enhance the positive effect, the holes 9 in the carrier and cover discs 3, 4 can be made conical. In this case, the swirling control flow, moving along the confuser conical channel of the holes 9, increases its peripheral speed, since the flow has the character of irrotational circulation. The high speed of the "vortex rope" further increases the angle of rotation of the stream at the exit of the impeller.

Claims

1. CENTRIFUGAL FAN, comprising a housing and an impeller installed therein, consisting of a bearing and cover discs and profile blades placed between them, each of which is provided with a longitudinal protrusion located on its output part and having an open annular cavity open from the side the back of the blade, characterized in that the carrier and the cover discs have holes in the area of the end face of the protrusion, communicating the cavity of the body with the cavity of the protrusion, and the axis of each hole is parallel to the guides tip surface of the projection, wherein the outside of the disc is set malokanalnyh device with convergent channels located tangentially with respect to the disks and the openings communicating with the openings.

2. The fan according to claim 1, characterized in that the holes in the disks are made conical.