RU2204738C1

RU2204738C1 - Reverse-flow diametrical fan

Info

Publication number: RU2204738C1
Application number: RU2001130301/06A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Саитов
Original assignee: Вятская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-05-20

Abstract

FIELD: industry, agriculture, ventilation equipment. SUBSTANCE: reverse-flow diametrical fan includes additional conduit communicating with branch pipe. Additional conduit is formed by installation of wall bordering on fan frame. Wall carries adjustment gate put on outlet edge. EFFECT: reduced usage of material, diminished total resistance of air system. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области вентиляторостроения и может применяться в промышленном и сельскохозяйственном производстве. The invention relates to the field of fan engineering and can be used in industrial and agricultural production.

Известен диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющей их плоской разделительной стенкой, снабженной со стороны рабочего колеса решеткой, жалюзи которой направлены к рабочему колесу [1]. Known diametrical fan, comprising a housing with an inlet and outlet pipe and separating them flat dividing wall, equipped on the side of the impeller grille, the blinds of which are directed to the impeller [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. In this fan, the center of rotation of the vortex, located in the area of the radial clearance formed by the impeller and the flat wall, is stabilized by a louvre grille. At the same time, stabilization of the center of rotation of the vortex helps to reduce the noise level and expand the range of stable operation of the diametrical fan.

Однако при увеличении сопротивления выходного патрубка центр вихря циркулирующего потока смещается в направлении, противоположном вращению ротора вентилятора, что обусловливает уменьшение зоны нагнетания основного воздушного потока, а соответственно, и ухудшение аэродинамических показателей. However, with an increase in the resistance of the outlet pipe, the center of the vortex of the circulating stream shifts in the opposite direction to the rotation of the fan rotor, which leads to a decrease in the discharge zone of the main air flow and, accordingly, to a decrease in aerodynamic performance.

Кроме того, 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. In addition, such a fan does not have an inlet channel that allows you to take the air stream at the required angle relative to the pumped air stream and, accordingly, allows for directed air supply to its impeller. This makes compact fit of the fan both in grain cleaning machines and when using it for ventilation of livestock buildings.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению 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. The closest in technical solution and the achieved result to the present invention relates to a counter-current diametrical fan, comprising a housing with an inlet and an outlet pipe and a flat wall separating them, provided with a louvered grill, an impeller installed in the housing, mating, for example, along a logarithmic spiral with an input edge fan housing, above the inlet, a rectilinear wall mounted parallel to the dividing flat wall and forming the inlet channel / 2 / - about otip.

Наличие в данном устройстве входного канала обуславливает всасывание воздушного потока под углом 360^o 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 пневмосистемы зерно- и семяочистительных машин, потому что делает возможным разместить вентилятор в колене, соединяющем воздухоподводящий канал с пневмосепарирующим каналом, расположенным параллельно и имеющим общую стенку, что уменьшает общее сопротивление воздушной системы в результате сокращения длины воздушного тракта, а также снижает металлоемкость машины.The presence in this device of the inlet channel causes the suction of the air flow at an angle of 360 ^o relative to the discharge flow. At the same time, the suction stream moves towards the impeller of the fan in an opposite and parallel discharge, that is, C-shaped. As a result of this, this design of the fan makes the grain and seed cleaning machines compactly fit into the pneumatic systems, because it makes it possible to place the fan in the elbow connecting the air supply channel to the air separation channel located in parallel and having a common wall, which reduces the overall resistance of the air system as a result of shortening the length air path, and also reduces the metal consumption of the machine.

Однако данный вентилятор не обладает расширенными возможностями использования воздушного потока, нагнетает воздух через выходной патрубок только в одну зону зерноочистительной машины. Кроме того, при работе противоточного диаметрального вентилятора в замкнутой пневмосистеме и дросселировании его выходного (нагнетательного) патрубка аэродинамические характеристики смещаются в область малых производительностей так же, как и у предыдущей конструкции диаметрального вентилятора. However, this fan does not have advanced capabilities for using the air flow; it pumps air through the outlet pipe into only one zone of the grain cleaning machine. In addition, when the counterflow diametrical fan is operated in a closed pneumatic system and its outlet (discharge) pipe is throttled, the aerodynamic characteristics are shifted to the region of low capacities in the same way as in the previous diametric fan design.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что известный 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, снабжен сообщающимся с выходным патрубком дополнительным каналом, образованным установкой смежной относительно корпуса вентилятора стенки, имеющей на выходной кромке регулировочную заслонку. The essence of the invention lies in the fact that the known diametrical fan, comprising a housing with an inlet and an outlet and a flat wall separating them, equipped with a louvred grill, an impeller installed in the housing, mating, for example, in a logarithmic spiral with the input edge of the fan housing, above the inlet, a rectilinear wall mounted parallel to the dividing flat wall and forming the inlet channel, is provided with an additional connecting to the outlet pipe the anal formed by installing a wall adjacent to the fan casing, having an adjustment flap on the output edge.

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. As a result of the analysis of literary sources, no identical execution of the proposed device was found. Moreover, distinctive features from the prototype signs give the claimed combination of new properties, manifested in a positive effect.

В результате сообщения выходного патрубка с дополнительным каналом, образованным установкой смежной относительно корпуса вентилятора стенки, обеспечивается при использовании данного вентилятора в зерноочистительной машине подача части воздуха противоточно всасываемому потоку в другую рабочую зону, например дополнительно в зону сепарации для интенсификации процесса очистки, либо в пневмопитающее устройство для ожижения зерна перед вводом в канал сепарации, либо в осадочную камеру для фракционного разделения отходов на зерновую и сорные примеси, либо в зону нижней стенки воздухоотводящего канала для исключения осаждения на ней легких примесей и т.д. Это обстоятельство расширяет диапазон возможностей использования воздушного потока, генерируемого данным вентилятором. As a result of communication of the outlet pipe with an additional channel formed by the installation of a wall adjacent to the fan casing, when using this fan in a grain cleaning machine, part of the air is supplied to the countercurrently suction stream to another working zone, for example, additionally to the separation zone to intensify the cleaning process, or to a pneumatic feeding device for liquefying grain before entering the separation channel, or into a sedimentation chamber for fractional separation of waste into grain and impurities, or in the area of the lower wall of the air outlet channel to prevent deposition of light impurities on it, etc. This circumstance expands the range of possibilities for using the air flow generated by this fan.

Кроме того, при отводе части воздуха по дополнительному каналу сопротивление нагнетательной ветви вентилятора снижается. В результате этого центр вихря циркулирующего потока вентилятора перемещается в направлении, совпадающем с вращением его ротора, что обусловливает увеличение зоны нагнетания основного потока, а соответственно, повышение давления и КПД. In addition, with the removal of part of the air through an additional channel, the resistance of the discharge branch of the fan decreases. As a result of this, the center of the vortex of the circulating fan flow moves in the direction coinciding with the rotation of its rotor, which causes an increase in the discharge zone of the main flow, and, accordingly, an increase in pressure and efficiency.

Образование дополнительного канала установкой лишь смежной относительно корпуса вентилятора стенки обусловливает малую металлоемкую и компактную конструкцию устройства. The formation of an additional channel by installing only a wall adjacent to the fan casing causes a small metal-consuming and compact design of the device.

Наличие регулировочной заслонки на выходной кромке стенки дополнительного канала обеспечивает регулирование скоростного режима истекающего по нему воздушного потока. The presence of an adjustment flap on the outlet edge of the wall of the additional channel provides speed control of the air flow flowing through it.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий 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 exceeds the effect of the prototype. A new set of features of the claimed device, providing a positive effect, has significant differences.

На фиг. 1 представлена аэродинамическая схема противоточного диаметрального вентилятора. In FIG. 1 shows the aerodynamic design of a counterflow diametral fan.

Противоточный диаметральный вентилятор содержит корпус 1 с входным отверстием 2 и выходным патрубком 3 и разделяющей их плоской стенкой 4 с жалюзийной решеткой 5, а также установленное в корпус 1 рабочее колесо 6. Выше входного отверстия 2, параллельно разделяющей плоской стенке 4, установлена прямолинейная стенка 7, сопрягающаяся посредством криволинейной соединительной плоскости 8, выполненной, например, по логарифмической спирали, с входной кромкой 9 корпуса 1 вентилятора. Стенки 4 и 7 образуют входной канал 10. Вентилятор снабжен сообщающимся с выходным патрубком 3 дополнительным каналом 11, образованным установкой смежной относительно корпуса вентилятора стенки 12, имеющей на выходной кромке регулировочную заслонку 18. A counter-current diametrical fan contains a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 and a flat wall 4 separating them with a louvre grill 5, and also an impeller 6 installed in the housing 1. A rectilinear wall 7 is installed above the inlet 2 parallel to the flat wall 4. mating by means of a curved connecting plane 8, made, for example, along a logarithmic spiral, with the input edge 9 of the fan housing 1. Walls 4 and 7 form the inlet channel 10. The fan is equipped with an additional channel 11 connected to the outlet pipe 3, which is formed by the installation of a wall 12 adjacent to the fan casing, having an adjustment flap 18 at the output edge.

Противоточный диаметральный вентилятор работает следующим образом. Counterflow diametrically fan operates as follows.

При вращении рабочего колеса 6 воздух всасывается во входной канал 10 и через входное отверстие 2 нагнетается внутрь данного колеса 6, проходит его внутреннее пространство, вторично проходит через рабочее колесо 6 и нагнетается в выходной патрубок 3. When the impeller 6 rotates, air is sucked into the inlet channel 10 and through the inlet 2 is pumped into the inside of the impeller 6, its internal space passes, it passes through the impeller 6 again and is pumped into the outlet pipe 3.

В результате сопротивления нагнетательной ветви выходного патрубка 3 часть воздуха из него истекает по дополнительному каналу 11 встречно основному потоку, проходящему через колесо 6 вентилятора. Количество проходящего воздуха по дополнительному каналу 11 регулируется заслонкой 13. As a result of the resistance of the discharge branch of the outlet pipe 3, part of the air flows out of it through an additional channel 11 counter to the main stream passing through the fan wheel 6. The amount of air passing through the additional channel 11 is regulated by a valve 13.

Исследование схемы предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом проводилось на модели диаметрального вентилятора согласно ГОСТа 10921-90 [3] . Колесо вентилятора, имеющее наружный диаметр I₂= 0,3 м и полезную ширину В=0,1 м, консольно крепилось на валу электродвигателя и имело частоту вращения n=980 мин^-1, рабочее колесо содержало число лопаток Z=16, которые имели толщину t=0,001 м, длину хорды l_x=0,059 м и угол установки на наружном диаметре β= 164^o. Замеры параметров воздушного потока осуществлялись с помощью трубки Пито-Прандтля и микроманометра ММН-240. Изменение режима работы вентилятора проводилось сменными перфорированными заслонками, устанавливаемыми в выходном сечении нагнетательной трубы, и регулировочной заслонкой 13, перекрывающей проходное сечение дополнительного канала 11.The study of the scheme of the invention in comparison with the prototype was carried out on a diametrical fan model according to GOST 10921-90 [3]. A fan wheel having an outer diameter of I ₂ = 0.3 m and a useful width of B = 0.1 m was cantilevered on the motor shaft and had a rotational speed n = 980 min ^-1 , the impeller contained the number of blades Z = 16, which had the thickness t = 0.001 m, the chord length l _x = 0.059 m and the installation angle on the outer diameter β = 164 ^o . Measurements of air flow parameters were carried out using a Pitot-Prandtl tube and an MMN-240 micromanometer. Changing the fan operation mode was carried out by replaceable perforated dampers installed in the outlet section of the discharge pipe, and by an adjusting damper 13 that overlaps the passage section of the additional channel 11.

Из анализа представленных на фиг. 2 зависимостей полного (Р_v), динамического (Р_d) давлений и КПД (η) от общего расхода (Q) воздуха вентилятором следует, что аэродинамические показатели предлагаемого изобретения с увеличением глубины (Н) дополнительного канала до 0,03-0,04 м улучшаются. Показатели полного давления (Р) в рабочем режиме имеют полого падающие характеристики, а значения КПД (η) - максимальные показатели, что обусловливает стабильный режим работы вентилятора. Это объясняется тем, что при отводе части нагнетаемого воздуха по дополнительному каналу снижается сопротивление нагнетательной ветви вентилятора, и центр вихря циркулирующего воздушного потока перемещается в направлении, совпадающем с вращением его ротора. Это увеличивает зону нагнетания основного потока, а соответственно, общее давление и КПД.From the analysis of FIG. 2 dependencies of the total (P _v ), dynamic (P _d ) pressures and efficiency (η) from the total air flow (Q) of the fan, it follows that the aerodynamic performance of the invention with an increase in the depth (H) of the additional channel to 0.03-0.04 m are improving. The full pressure indicators (P) in the operating mode have hollow falling characteristics, and the efficiency values (η) are the maximum indicators, which determines the stable operation of the fan. This is because when the part of the injected air is removed through an additional channel, the resistance of the blower branch of the fan decreases, and the center of the vortex of the circulating air flow moves in the direction coinciding with the rotation of its rotor. This increases the discharge zone of the main stream, and, accordingly, the total pressure and efficiency.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является увеличение напора и повышение устойчивой работы вентилятора, а также расширенный диапазон использования. The advantage of the invention in comparison with the prototype is to increase the pressure and increase the stable operation of the fan, as well as an extended range of use.

Литература
1. А.с. 1314144 СССР, МКИ 4 F 04 D 17/04. Диаметральный вентилятор/ Н.П. Сычугов, А. И. Бурков, Н. И. Грабельковский и др. 4002135/25-06; Заявлено 27.11.85//Открытия. Изобретения. - 1987. - 20.Literature
1. A.S. 1314144 USSR, MKI 4 F 04 D 17/04. Diametrical fan / N.P. Sychugov, A.I. Burkov, N.I. Grabelkovsky, etc. 4002135 / 25-06; Claimed 11/27/85 // Discovery. Inventions - 1987 .-- 20.

2. Патент 2166671 РФ, МКИ 7 F 04 D 17/04. Противоточный диаметральный вентилятор/Н.П.Сычугов, В.Е.Саитов, Н.В.Жолобов, Р.Р.Гатауллин. 99127392/06; Заявлено 21.12.99//Изобретения. Полезные модели. - 2001. - 13 - прототип. 2. Patent 2166671 of the Russian Federation, MKI 7 F 04 D 17/04. Counterflow diametrical fan / N.P. Sychugov, V.E. Saitov, N.V. Zholobov, R.R. Gataullin. 99127392/06; Declared December 21, 1999 // Inventions. Useful models. - 2001. - 13 - prototype.

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. Aerodynamic test methods. - M .: Publishing house of standards, 1991. - 32 p.

Claims

A counter-current diametrical fan, comprising a housing with an inlet and an outlet and a flat wall separating them, equipped with a louvre grill, an impeller installed in the housing, mating, for example, along a logarithmic spiral with the inlet edge of the fan housing, above the inlet, a rectilinear wall mounted in parallel separating a flat wall and forming an input channel, characterized in that it is provided with an additional channel connected to the output pipe formed by the installation a wall adjacent to the fan casing having an adjustment flap on the outlet edge.