RU20941U1

RU20941U1 - DIRECT FLOW DIAMETER FAN

Info

Publication number: RU20941U1
Application number: RU2001109905/20U
Authority: RU
Inventors: Н.П. Сычугов; В.Е. Саитов; С.М. Куклин
Original assignee: Вятская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2001-12-10

Abstract

Прямоточный диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, отличающийся тем, что входное окно вентилятора сообщается с всасывающим патрубком, образованным прямолинейной стенкой, закрепленной на входной кромке спирального корпуса вентилятора, и внешней паралелльной к ней стенкой, сопряженной с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, описываемой уравнениемR = R• e,где R- начальный радиус спирали;α - угол кривизны спирали;φ - угол разворота спирали,причем площадь входа всасывающего патрубка и площадь выхода нагнетательного патрубка равны.A direct-flow diametrical fan, comprising a spiral case with an inlet window and a discharge nozzle adjacent to the latter and a blade impeller installed in the case, characterized in that the inlet window of the fan communicates with a suction nozzle formed by a rectilinear wall fixed to the inlet edge of the spiral fan case, and an external a wall parallel to it, conjugated with the input edge of the rectilinear wall of the discharge pipe according to the curve described by the equation R = R • e, where R- started the radius of the spiral; α is the angle of curvature of the spiral; φ is the angle of rotation of the spiral, and the inlet area of the suction pipe and the discharge area of the discharge pipe are equal.

Description

ПРЯМОТОЧНЫЙ ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОРDIRECT FLOW DIAMETER FAN

Предлагаемая полезная модель относится к области вентиляторостроения и может применяться в промышленности и сельскохозяйственном производствеThe proposed utility model relates to the field of fan engineering and can be used in industry and agricultural production

Известен диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо 1.Known diametrical fan, comprising a spiral casing with an inlet window and adjacent to the last discharge pipe, and a blade impeller 1 installed in the housing.

У известного диаметрального вентилятора изменение направления воздушного потока на входе и выходе составляет 120 150°. Такой характер движения воздуха в проточной части диаметрального вентилятора затрудняет его компактную вписываемость, например, как в зерноочистительные машины, так и при использовании его для вентиляции различных промышленных помещений.The known diametrical fan changes the direction of air flow at the inlet and outlet is 120 150 °. This nature of the movement of air in the flow part of the diametrical fan makes it difficult to fit compactly, for example, both in grain cleaning machines and when using it for ventilation of various industrial premises.

Известен прямоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным (всасывающим) и выходным патрубками, установленные в корпусе два лопаточных рабочих колеса и расположенный между ними перепускной канал, образованный внутренними обводами патрубков. Кроме того, эти обводы выполнены плоскими и расположены параллельно один к другому 2 - прототип.A direct-flow diametrical fan is known, comprising a housing with inlet (suction) and output nozzles, two blade impellers installed in the housing and a bypass channel located between them, formed by the inner contours of the nozzles. In addition, these contours are made flat and parallel to one another 2 - prototype.

Недостатком данного вентилятора является то, что забор воздуха по отношению к нагнетательному воздушному потоку осуществляется по Sобразной схеме, что увеличивает длину воздушного тракта, и следовательно, потери на трение воздушного потока о стенки каналов. Кроме того, поскольку вентилятор снабжен двумя рабочими каналами, то увеличивается металлоемкость и затраты мощности на генерирование воздушного потока. К тому же вентилятор имеет увеличенные габариты.The disadvantage of this fan is that the air intake in relation to the discharge air flow is carried out according to an S-shaped scheme, which increases the length of the air path and, consequently, the friction loss of the air flow against the channel walls. In addition, since the fan is equipped with two working channels, the metal consumption and power consumption for generating the air flow are increased. In addition, the fan has increased dimensions.

MKH7F04D17/04 MKH7F04D17 / 04

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что у известного прямоточного диаметрального вентилятора, содержащего спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, входное окно сообщается с всасывающим патрубком, образованным прямолинейной стенкой, закрепленной на входной кромке спирального корпуса вентилятора, и внешней параллельной к ней стенкой, сопряженной с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, описываемой уравнением R R0-ects а, где R0 - начальный радиус спирали, а - угол кривизны спирали, q - угол разворота спирали, причем площадь входа всасывающего патрубка и площадь выхода нагнетательного патрубка равны.The essence of the proposed utility model lies in the fact that the well-known direct-flow diametrical fan containing a spiral casing with an inlet and adjacent to the last discharge pipe, and a blade impeller mounted in the housing, the inlet window communicates with a suction pipe formed by a rectilinear wall fixed to the inlet the edge of the spiral fan casing, and the external wall parallel to it, paired with the input edge of the rectilinear wall of the discharge pipe along howl described by the equation R R0-ects and where R0 - initial radius of the helix, and - the angle of curvature of the helix, q - reversal of helix angle, wherein the suction nozzle entrance area and exit area of the discharge nozzle are equal.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемой разработки. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.As a result of the analysis of literary sources, no identical fulfillment of the proposed development was found. Moreover, distinctive features from the prototype signs give the claimed combination of new properties, manifested in a positive effect.

За счет того, что входное окно вентилятора сообщается с всасывающим патрубком, образованным прямолинейной стенкой, закрепленной на входной кромке спирального корпуса вентилятора, и внешней параллельной к ней стенкой, сопряженной с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, достигается прямоточное направление движения воздушного потока. Это обусловливает компактную вписываемость данного вентилятора в пневмосистемы зерно- и семеочистительных машин, упрощает его применение для вентиляции производственных помещений.Due to the fact that the fan inlet window communicates with the suction pipe formed by a rectilinear wall fixed to the input edge of the spiral fan casing and an external parallel wall connected to the input edge of the rectilinear wall of the discharge pipe in a curve, the direct flow direction of the air flow is achieved. This makes the compact fit of this fan into the pneumatic systems of grain and seed cleaning machines, simplifies its use for ventilation of industrial premises.

Сопряжение внешней стенки всасывающего патрубка с входной кромкой прямолинейной стенки нагнетательного патрубка по кривой, описываемой уравнением R / 0ecfga, где R0 - начальный радиус спирали, а - угол кривизны спирали, (р - угол разворота спирали, обусловливает плавный, безударный и безотрывный подвод воздушного потока к входному окну вентилятора, что уменьшает турбулизацию потока воздуха в данной зоне, а это соответственно уменьшает уровень шума.The conjugation of the outer wall of the suction pipe with the input edge of the rectilinear wall of the discharge pipe in accordance with the curve described by the equation R / 0ecfga, where R0 is the initial radius of the spiral, and is the angle of curvature of the spiral, (p is the angle of rotation of the spiral, which provides a smooth, unstressed and continuous air supply to the fan inlet window, which reduces the turbulization of the air flow in this area, and this accordingly reduces the noise level.

При выполнении всасывающего патрубка вентилятора с площадью входа, равной площади выхода нагнетательного патрубка, достигается наименьшее сопротивление движению воздушного потока. Это обстоятельство уменьшает затраты энергии на генерирование воздушного потока, а также такой вентилятор имеет относительно небольшие габариты и соответственно - металлоемкость.When performing the suction pipe of the fan with an inlet area equal to the outlet area of the discharge pipe, the least resistance to the movement of the air flow is achieved. This circumstance reduces the energy consumption for generating the air flow, and also such a fan has a relatively small size and, accordingly, the metal consumption.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, значительно превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.As a result, when the proposed device is operating, a positive effect is achieved that significantly exceeds the effect of the prototype. A new set of features of the claimed device, providing a positive effect, has significant differences.

На фигуре 1 представлена аэродинамическая схема прямоточного диаметрального вентилятора, а на фигуре 2 - безразмерные аэродинамические характеристики данного вентилятора.The figure 1 shows the aerodynamic diagram of a direct-flow diametrical fan, and the figure 2 shows the dimensionless aerodynamic characteristics of this fan.

Диаметральный вентилятор содержит спиральный корпус 1, снабженный всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, и установленное в корпусе 1 с входным окном 4 лопаточное рабочее колесо 5. Всасывающий патрубок 2 образован прямолинейной стенкой 6, закрепленной на входной кромке спирального корпуса 1 вентилятора, и внешней к ней стенкой 7, которая сопряжена с входной кромкой прямолинейной стенки 8 нагнетательного патрубка 3 по кривой. Причем криволинейный участок стенки 7 выполнен по логарифмической спирали R R0-ectg№g, где R0 - начальный радиус спирали, а - угол кривизны спирали, (р - угол ее разворота. Площадь входа всасывающего патрубка вентилятора равна площади выхода нагнетательного патрубка.The diametric fan comprises a spiral casing 1, equipped with a suction 2 and discharge 3 nozzles, and a blade impeller 5 installed in the housing 1 with the inlet 4. The suction nozzle 2 is formed by a rectilinear wall 6 fixed to the inlet edge of the spiral housing 1 of the fan and external to it wall 7, which is associated with the input edge of the rectilinear wall 8 of the discharge pipe 3 along a curve. Moreover, the curved section of the wall 7 is made by a logarithmic spiral R R0-ectg№g, where R0 is the initial radius of the spiral, and is the angle of curvature of the spiral, (p is the angle of its rotation. The inlet area of the fan inlet pipe is equal to the outlet area of the discharge pipe.

Прямоточный диаметральный вентилятор работает следующим образом.Direct-flow diametrical fan operates as follows.

При вращении лопаточного рабочего колеса 5 воздушный поток через всасывающий патрубок 2 подводится к входному окну 4 вентилятора, захватывается лопатками колеса 5 и проходит межлопаточные каналы в центростремительном направлении внутрь колеса 5, а затем в центробежном направлении вновь проходит межлопаточные каналы колеса 5 и далее подается вWhen the blade impeller 5 rotates, the air flow through the suction pipe 2 is supplied to the fan inlet 4, is captured by the blades of the wheel 5 and passes the interscapular channels in the centripetal direction into the inside of the wheel 5, and then again passes the interscapular channels of the wheel 5 in the centrifugal direction, and then flows to

нагнетательный патрубок 3. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 5, а криволинейный участок стенки 7 обеспечивает плавный, безударный и безотрывный подвод воздуха к входному окну 4 вентилятора.discharge pipe 3. The housing 1 generates and directs the air flow exiting from the impeller 5, and the curved section of the wall 7 provides a smooth, shockless and uninterrupted air supply to the fan inlet window 4.

Исследование вентилятора предлагаемой аэродинамической схемы проводилось согласно ГОСТу 10921 - 90 с использованием нагнетательной трубы 3, 4. Замеры осуществлялись с помощью трубки Пито-Прандтля и микроманометра ММН-240. Потребляемую вентилятором мощность определяли электрическим способом. Дросселирование нагнетательной трубы проводилось сменными перфорированными диафрагмами (заслонками).The study of the fan of the proposed aerodynamic scheme was carried out in accordance with GOST 10921 - 90 using the discharge pipe 3, 4. Measurements were carried out using the Pitot-Prandtl tube and the MMN-240 micromanometer. The power consumed by the fan was determined electrically. The throttle discharge pipe was carried out with replaceable perforated diaphragms (dampers).

Вначале был исследован диаметральный вентилятор, аэродинамическая схема которого была выполнена в соответствии с а.с. № 901641 1. Вентилятор имел наружный диаметр рабочего колеса D 0,3 м и полезную ширину В ОД м. Колесо имело 16 лопаток, установленных под углом к наружному диаметру fa 163°. Толщина лопаток составляла t 0,001 м, а длина их хорды - 1Х 0,059 м. Аэродинамические исследования вентилятора проводили при частоте вращения колеса п 1410 .Initially, a diametrical fan was investigated, the aerodynamic scheme of which was made in accordance with A.S. No. 901641 1. The fan had an outer diameter of the impeller D of 0.3 m and a useful width of OD m. The wheel had 16 blades mounted at an angle to the outer diameter of fa 163 °. The thickness of the blades was t 0.001 m, and the length of their chords was 1X 0.059 m. Aerodynamic studies of the fan were carried out at a wheel speed of 1410.

При исследовании диаметрального вентилятора с всасывающим патрубком изменяли форму криволинейного участка внешней стенки 7, которая была выполнена по логарифмической спирали с углами кривизны а 60, 65, 70°. Начальный радиус спирали равнялся 0,155 м. Максимальный угол (ртах разворота спирали обусловливал величину максимального радиуса Rmax спирали.In the study of a diametrical fan with a suction pipe, the shape of the curved section of the outer wall 7 was changed, which was made along a logarithmic spiral with angles of curvature a of 60, 65, 70 °. The initial radius of the spiral was 0.155 m. The maximum angle (mouth of rotation of the spiral determined the maximum radius Rmax of the spiral.

На фигуре 2 приведены безразмерные аэродинамические характеристики вентилятора при установке различных внешних стенок всасывающего патрубка.The figure 2 shows the dimensionless aerodynamic characteristics of the fan when installing various external walls of the suction pipe.

Анализируя приведенные характеристики, следует отметить, что на всех режимах работы наибольшее давление и к.п.д. имеет вентилятор с углом кривизны спирали а 65°, наименьшее - при а 70°. Кривая 1 - монотоннопадающая, что свидетельствует об устойчивой работе вентилятора на всем диапазоне изменения производительности.Analyzing the above characteristics, it should be noted that at all operating modes the greatest pressure and efficiency has a fan with a spiral curvature angle of 65 °, the smallest - at a 70 °. Curve 1 is monotonous, which indicates the stable operation of the fan over the entire range of performance changes.

Кривая 2 имеет меньшие значения давления во всей области расходов, в то же время при свободном выходе воздуха производительность вентилятора меньше. Очевидно, это объясняется тем, что увеличивается сопротивление всасывающего патрубка. Кривая 3 имеет меньшие величины давлений воздуха, однако при свободном выходе воздуха производительность вентилятора была больше, чем у вентилятора при а 70°. Последнее обусловливается тем, что воздух входит в колесо под углом к межлопаточным каналам, вследствие чего возникают потери давления при входе. Сопротивление же всасывающего патрубка уменьшается, что приводит к увеличению производительности.Curve 2 has lower pressure values in the entire flow range, while at the same time, with a free air outlet, the fan performance is lower. Obviously, this is due to the fact that the resistance of the suction pipe increases. Curve 3 has lower air pressures, however, with a free air outlet, the fan performance was greater than that of the fan at a 70 °. The latter is due to the fact that air enters the wheel at an angle to the interscapular channels, as a result of which pressure losses occur at the inlet. The resistance of the suction pipe decreases, which leads to an increase in productivity.

Кривая 4, полученная без наружной внешней стенки всасывающего патрубка, но при наличии направляющих боковин корпуса вентилятора, показывает, что расходы воздуха возрастают. Последнее объясняется снижением сопротивления движения воздуха в колесо. При этом давление воздушного потока снижается, так как воздух не имеет направленного движения при входе в колесо.Curve 4, obtained without the outer outer wall of the suction pipe, but with the guide sides of the fan casing, shows that the air flow is increasing. The latter is due to a decrease in the resistance to air movement in the wheel. At the same time, the air flow pressure decreases, since the air does not have directional movement at the entrance to the wheel.

Таким образом, геометрические параметры всасывающего патрубка оказывают существенное влияние на работу противоточного вентилятора.Thus, the geometric parameters of the suction pipe have a significant impact on the operation of the counterflow fan.

Преимуществом предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом является компактность устройства, снижение металлоемкости конструкции и затрат энергии на генерирование воздушного потока.The advantage of the proposed utility model in comparison with the prototype is the compactness of the device, reducing the metal consumption of the structure and energy costs for generating air flow.

1. А.с. 901641 СССР, МКИ 3 F 04 D 17/04 Диаметральный вентилятор / Н.П. Сычугов, А.И. Бурков.-№ 2906313/25-06: Заявлено 07.04.80// Открытия. Изобретения.-1982.-№ 4.1. A.S. 901641 USSR, MKI 3 F 04 D 17/04 Diametrical fan / N.P. Sychugov, A.I. Burkov.-No. 2906313 / 25-06: Claimed 07.04.80 // Discovery. Inventions.-1982.-No. 4.

ЛитератураLiterature

2.А.с. 1112151 СССР, МКИ 3 F 04 D 17/04 Прямоточный диаметральный вентилятор / Н.П. Сычугов, А.И. Бурков, Н.И. Одинцов и др.-№ 3425769/25-06: Заявлено 16.04.82// Открытия. Изобретения.-1984.-№ 33.2.A.s. 1112151 USSR, MKI 3 F 04 D 17/04 Direct-flow diametrical fan / N.P. Sychugov, A.I. Burkov, N.I. Odintsov et al. No. 3425769 / 25-06: Claimed 04.16.82 // Discovery. Inventions.-1984.-No. 33.

3.ГОСТ 10921-90 Вентиляторы радиальные и осевые. Методы аэродинамических испытаний.-М..Издательство стандартов, 1991 .-32 с.3. GOST 10921-90 Radial and axial fans. Methods of aerodynamic testing.-M .. Publishing house of standards, 1991. -32 p.

4.Центробежные вентиляторы/ Под ред. Т.С. Соломаховой.-М.Машиностроение, 1975.-416 с.4. Centrifugal fans / Ed. T.S. Solomakhova.-M.Machine-building, 1975.-416 p.

Claims

A direct-flow diametrical fan, comprising a spiral case with an inlet window and a discharge nozzle adjacent to the latter and a blade impeller installed in the case, characterized in that the fan inlet port communicates with a suction nozzle formed by a rectilinear wall fixed to the inlet edge of the spiral fan case and an external a wall parallel to it, conjugated with the input edge of the rectilinear wall of the discharge pipe according to the curve described by the equation
R = R _o • e ^ctg ^{a • φ} ,
where R _o is the initial radius of the spiral;
α is the angle of curvature of the spiral;
φ is the angle of rotation of the spiral,
moreover, the inlet area of the suction pipe and the discharge area of the discharge pipe are equal.