RU2051295C1

RU2051295C1 - Direct flow fan

Info

Publication number: RU2051295C1
Application number: RU93009687A
Authority: RU
Inventors: Т.С. Соломахова; В.В. Кулабухов; Э.Г. Маслова; Т.А. Третьюхина; В.Г. Сенин; Ю.Д. Новиков
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Ритм"
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: fan engineering. SUBSTANCE: inlet branch pipe and inner and outer housing members have a silencer constructed as sound absorbing linings consisting of perforated panel exposed to the flow, rigid outer panels and spaces between the perforated panels and rigid panels filled with a fibre material. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторостроению, конкретно прямоточным радиальным вентиляторам малой быстроходности, создающим высокое давление при небольшом расходе и низком шуме, более конкретно к установке, встраиваемой в кровать для ожоговых больных, обеспечивающей создание псевдосжиженного слоя. The invention relates to a fan industry, in particular direct-flow radial fans of low speed, creating high pressure at a low flow rate and low noise, and more particularly to a unit built into a bed for burn patients, providing a fluidized bed.

Известны прямоточные вентиляторы, содержащие рабочее колесо центробежного типа с загнутыми назад лопатками, осесимметричный корпус, имеющий форму тела вращения и включающий входной цилиндрический патрубок, двигатель, расположенный внутри корпуса. Для этих вентиляторов характерны большие входные отверстия и большая ширина рабочего колеса, что обеспечивает высокую производительность вентиляторов при небольших окружных скоростях. Direct-flow fans are known, comprising a centrifugal impeller with backward curved blades, an axisymmetric body having the shape of a body of revolution and including an inlet cylindrical nozzle, an engine located inside the body. These fans are characterized by large inlets and a large impeller width, which ensures high fan performance at low peripheral speeds.

Недостатком этих вентиляторов является низкое создаваемое давление, сложная форма лопаток спрямляющего аппарата, установленного в корпусе за рабочим колесом, высокий уровень создаваемого шума. The disadvantage of these fans is the low pressure generated, the complex shape of the blades of the rectifier installed in the housing behind the impeller, and the high level of noise generated.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является прямоточный вентилятор, который содержит рабочее колесо центробежного типа с загнутыми против направления вращения колеса лопатками, непосредственно соединенное с двигателем, корпус, состоящий из внешнего и внутреннего элементов, выполненных в виде тел вращения и образующих начальный кольцевой радиальноосевой участок и примыкающий к нему кольцевой участок с наклонными к оси прямолинейными образующими, входной и выходной соосные цилиндрической формы патрубки. Closest to the proposed technical solution is a direct-flow fan, which contains a centrifugal impeller with blades bent against the direction of rotation of the wheel, directly connected to the engine, a housing consisting of external and internal elements made in the form of bodies of revolution and forming the initial annular radial axial section and adjacent to it is an annular section with straight-line generators inclined to the axis, inlet and outlet coaxial cylindrical nozzles.

Недостатком этого вентилятора является то, что в его конструкции не указана совокупность оптимальных значений геометрических параметров рабочего колеса, корпуса и патрубков, обеспечивающих высокое создаваемое вентилятором давление, высокий КПД и низкий уровень шума. The disadvantage of this fan is that its design does not indicate the totality of the optimal geometric parameters of the impeller, housing and nozzles that provide high pressure generated by the fan, high efficiency and low noise level.

Задачей изобретения является повышение создаваемого вентилятором давления, увеличение КПД и уменьшение шума. The objective of the invention is to increase the pressure created by the fan, increase efficiency and reduce noise.

На фиг. 1 изображен продольный разрез вентилятора; на фиг. 2 вид А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a fan; in FIG. 2, view A in FIG. 1.

Прямоточный вентилятор содержит корпус 1, состоящий из внешнего и полого внутренних элементов 2 и 3, образующих между собой канал, поверхности стенок которого выполнены в виде тел вращения, имеющий начальный кольцевой радиально-осевой участок 4 и примыкающий к нему участок 5 с наклонными к оси прямолинейными образующими, расположенное в корпусе 1 перед радиально-осевым участком 4 центробежное рабочее колесо 6, между дисками 7 и 8 которого расположены загнутые назад лопатки 9, двигатель 10, соединенный с рабочим колесом 6 и размещенный в полости внутреннего элемента 3, входной и выходной соосные цилиндрические патрубки 11 и 12, причем входной патрубок 11, внешний и внутренний элементы 2 и 3 имеют глушитель 13 в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей 14, жестких внешних панелей 15 и заполненных волокнистым материалом 16 полостей между перфорированными и жесткими панелями 14 и 15, а во внутреннем элементе 3 выполнены вентиляционные отверстия 17 для охлаждения двигателя 10. Глушитель входного патрубка выполнен из двух участков 18 и 19, относительный диаметр входного патрубка 11

=0,23-0,27, относительный диаметр выходного патрубка 12

=0,35-0,45, относительная ширина колеса 6 на выходе

=0,03-0,045, угол выхода лопаток 9 β₂35-45^о, отношение площадей F₃ и F₂ выходного и входного сечений радиально-осевого участка 4 корпуса 1 к=1,45-1,55, относительная осевая длина первого участка глушителя 18 входного патрубка 11

=1,3--1,5 при его относительном наружнем диаметре

=0,9-1,1, относительная осевая длина второго участка глушителя 19 входного патрубка 11

=0,5-0,3 при его относительном наружнем диаметре

= 1,8-2,0, относительная осевая длина глушителя 13 внешнего элемента 2 на участке 5 канала с прямолинейными образующими

= 1,6-1,7 при его постоянном относительном наружнем диаметре

= 1,8-2,0. При этом вентиляционные отверстия 17 выполнены в виде перфорации на внутренней поверхности 20 радиально-осевого участка 4 канала, а внутренний элемент 3 корпуса 1 содержит соосный с выходным патрубком 12 сквозной цилиндрический канал 21 с относительным диаметром

=0,09-0,11, с перфорированными внутренними стенками 14, сообщающий внутреннюю полость элемента 3 с выходным патрубком 12.The direct-flow fan contains a housing 1, consisting of an external and hollow

internal elements

2 and 3, forming a channel between themselves, the wall surfaces of which are made in the form of bodies of revolution, having an initial annular radial-axial section 4 and an adjacent section 5 with straight angled inclined axes forming a centrifugal impeller 6 located in the housing 1 in front of the radially axial portion 4, between the

disks

7 and 8 of which the vanes 9 are bent backward, the engine 10 connected to the impeller 6 and placed in the cavity of the inner element 3, the inlet and outlet coaxial

cylindrical pipes

11 and 12, the inlet pipe 11, the outer and

inner elements

2 and 3 have a silencer 13 in the form of sound-absorbing lining, consisting of perforated panels 14 facing the flow, rigid external panels 15 and filled with fibrous the material 16 of the cavities between the perforated and

rigid panels

14 and 15, and in the inner element 3 there are ventilation holes 17 for cooling the engine 10. The silencer of the inlet pipe is made of two

sections

18 and 19, relative inlet diameter 11

= 0.23-0.27, the relative diameter of the outlet pipe 12

= 0.35-0.45, the relative width of the wheel 6 at the exit

= 0.03-0.045, the angle of exit of the blades 9 β ₂ 35-45 ^about , the ratio of the areas F ₃ and F _{2 of the} output and input sections of the radial-axial section 4 of the housing 1 to = 1.45-1.55, the relative axial length of the first section of the muffler 18 of the inlet pipe 11

= 1.3--1.5 with its relative outer diameter

= 0.9-1.1, the relative axial length of the second section of the muffler 19 of the inlet pipe 11

= 0.5-0.3 with its relative outer diameter

= 1.8-2.0, the relative axial length of the muffler 13 of the outer element 2 in the channel section 5 with straight generators

= 1.6-1.7 with its constant relative outer diameter

= 1.8-2.0. While the ventilation holes 17 are made in the form of perforations on the inner surface 20 of the radial-axial section 4 of the channel, and the inner element 3 of the housing 1 contains coaxial with the outlet 12 through the cylindrical channel 21 with a relative diameter

= 0.09-0.11, with perforated inner walls 14, communicating the internal cavity of the element 3 with the outlet pipe 12.

Все линейные размеры вентилятора отнесены к диаметру D₂ рабочего колеса.All linear dimensions of the fan are assigned to the impeller diameter D ₂ .

На фиг. 1 и 2 показаны следующие геометрические параметры вентилятора:
D₂ диаметр рабочего колеса;
D₀ диаметр входного патрубка;
D₃ диаметр выходного патрубка;
b₂ ширина рабочего колеса на выходе;
β₂ угол выхода лопаток колеса;
F₂ площадь сечения на выходе из колеса, равная площади входного сечения радиальноосевого участка корпуса;
F₃ площадь выходного сечения радиальноосевого участка корпуса;
L₁₁ осевая длина первого участка глушителя входного патрубка;
D₁₁ наружный диаметр первого участка глушителя входного патрубка;
L₁₂ осевая длина второго участка глушителя входного патрубка;
D₁₂ наружный диаметр второго участка глушителя входного патрубка;
L₂ осевая длина глушителя внешнего элемента на участке с прямолинейными образующими;
D_н наружный диаметр глушителя внешнего элемента на участке канала с прямолинейными образующими;
D₄ диаметр цилиндрического канала во внутреннем элементе корпуса.In FIG. 1 and 2 show the following geometric parameters of the fan:
D ₂ impeller diameter;
D ₀ diameter of the inlet pipe;
D ₃ diameter of the outlet pipe;
b _{2 the} width of the impeller at the exit;
β ₂ angle of exit of the wheel blades;
F ₂ the cross-sectional area at the exit of the wheel, equal to the area of the input section of the radial axis section of the housing;
F _{3 the} area of the output section of the radial axis section of the housing;
L ₁₁ axial length of the first section of the silencer inlet pipe;
D _{11 the} outer diameter of the first section of the silencer inlet pipe;
L ₁₂ axial length of the second section of the silencer inlet pipe;
D _{12 the} outer diameter of the second section of the silencer inlet pipe;
L ₂ axial length of the silencer of the outer element in the area with straight generators;
D _{n the} outer diameter of the silencer of the outer element in the channel section with straight-line generators;
D _{4 the} diameter of the cylindrical channel in the inner element of the housing.

Работа вентилятора осуществляется следующим образом. The operation of the fan is as follows.

Воздух поступает через входной патрубок 11 в рабочее колесо 6, где происходит передача энергии от вращающегося с помощью двигателя 10 колеса 6 потоку воздуха. Далее воздух, проходящий между дисками 7 и 8 и лопатками 9 колеса, поступает в кольцевые участки 4 и 5 корпуса 1 и далее в выходной патрубок 12. Air enters through the inlet pipe 11 into the impeller 6, where there is a transfer of energy from the air flow rotating with the help of the engine 10 of the wheel 6. Next, the air passing between the disks 7 and 8 and the blades 9 of the wheel, enters the annular sections 4 and 5 of the housing 1 and further into the outlet pipe 12.

Наличие перфорации в виде отверстий 17 на внутренней стенке 20 радиальноосевого участка 4 обеспечивает протекание части воздуха из участка 4 в область расположения двигателя 10 с выходом через канал 21 в патрубок 12, тем самым способствуя охлаждению двигателя, что повышает его надежность при непрерывной работе вентилятора в течение длительного времени. The presence of perforations in the form of holes 17 on the inner wall 20 of the radial-axial section 4 allows the flow of part of the air from section 4 to the area of the engine 10 with the exit through the channel 21 into the pipe 12, thereby contributing to the cooling of the engine, which increases its reliability during continuous operation of the fan for a long time.

Наличие глушителя 13 в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей 14, жестких внешних панелей 15 и заполненных полостей между ними волокнистым материалом 16 с оптимальными размерами в радиальном и осевом направлениях, а также обеспечение осевой симметрии потока на выходе из рабочего колеса позволяют значительно снизить создаваемый вентилятором шум. The presence of a muffler 13 in the form of sound-absorbing linings, consisting of perforated panels 14 facing the flow, rigid external panels 15 and filled with cavities between them with fibrous material 16 with optimal dimensions in the radial and axial directions, as well as providing axial flow symmetry at the exit of the impeller significantly reduce fan noise.

Claims

DIRECT-LINE FAN, comprising a housing consisting of external and hollow internal elements forming a channel between themselves, the wall surfaces of which are made in the form of bodies of revolution, having an initial annular radial-axial section and an adjacent section with linear generatrix inclined to the axis, located in the housing in front of the radial-axial section, a centrifugal impeller, between the disks of which are located backward curved blades, an engine connected to the impeller and placed in the cavity of the internal electric element, inlet and outlet coaxial cylindrical pipes, the inlet pipe, external and internal elements have a silencer in the form of sound-absorbing linings, consisting of perforated panels facing the flow, rigid external panels and cavities filled with fibrous material between the perforated and rigid panels, and in the internal element made ventilation holes for cooling the engine, characterized in that the silencer of the inlet pipe is made of two sections, the relative diameter of the inlet cartridge wretch

0.23 0.27, relative diameter of the outlet

0.35 0.45, the relative width of the wheel at the exit

0.03 0.045, the angle of exit of the wheel blades β ₂ 35 45 ^o , the ratio of the areas of the output and input sections of the radial axis section of the housing K 1.45 1.55, the relative axial length of the first section of the silencer of the inlet pipe

1.3 1.5, with its relative outer diameter

0.9 1.1, the relative length of the second section of the silencer inlet pipe

0.5 0.3 with its relative outer diameter

1.8 2.0, the relative axial length of the silencer of the external element in the channel section with straight-line generators

1.6 1.7 with a constant relative outer diameter

1.8 2.0, while the ventilation holes are made in the form of perforations on the inner surface of the radial-axial section of the channel, and the inner housing element contains a through cylindrical channel with a relative diameter coaxial with the outlet pipe

0.09 0.11 with perforated inner walls, communicating the internal cavity of the element with the outlet pipe,
Where

K = F ₃ / F ₂ .