RU2205988C1

RU2205988C1 - Straight cross-flow fan

Info

Publication number: RU2205988C1
Application number: RU2001130306/06A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Саитов; Н.П. Сычугов; П.Н. Захаров
Original assignee: Вятская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: different branches of industry, agriculture. SUBSTANCE: proposed straight cross-flow fan has suction branch pipe with port made on suction branch pipe in zone its contact with delivery branch pipe. Port is arranged in direction corresponding to axis of rotation of suction branch pipe. EFFECT: reduced overall dimensions of fan and power losses for generation of air flow. 2 dwg

Description

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

Известен диаметральный вентилятор, содержащий спиральный 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, containing a spiral casing with an inlet and outlet pipe and separating them flat dividing wall, equipped on the side of the impeller with a grill, 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 циркулирующего воздушного потока 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 of the circulating air flow helps to reduce the noise level and expand the range of stable operation of the diametrical fan.

Однако у известного диаметрального вентилятора изменение направления воздушного потока на входе и выходе составляет 120...150^o. 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.However, the known diametrical fan changes the direction of air flow at the inlet and outlet is 120 ... 150 ^o . 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.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится прямоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным 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. The closest in technical solution and the achieved result to the present invention relates to a direct-flow diametrical fan, comprising a housing with suction and discharge 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 flat and parallel to one another [2] - the prototype.

Известный диаметральный вентилятор обеспечивает прямоточность нагнетания воздушного потока. Однако недостатком данного вентилятора является то, что он имеет длинный воздушный тракт, обусловливающий потери на трение воздушного потока о стенки каналов, а следовательно, снижение напора воздуха и КПД. Кроме того, поскольку вентилятор снабжен двумя рабочими колесами, то увеличивается металлоемкость и затраты мощности на генерирование воздушного потока. The well-known diametrical fan provides a direct flow of air flow. However, the disadvantage of this fan is that it has a long air path, causing friction losses of the air flow against the walls of the channels, and therefore, a decrease in air pressure and efficiency. In addition, since the fan is equipped with two impellers, the metal consumption and power consumption for generating the air flow are increased.

Задача, которую необходимо решить, заключается в повышении напора воздуха и КПД за счет дополнительного всасывания воздушного потока, обусловливающее уменьшение сопротивления всасывающей ветви. The problem that must be solved is to increase the air pressure and efficiency due to the additional suction of the air flow, causing a decrease in the resistance of the suction branch.

Поставленная задача решена с помощью прямоточного диаметрального вентилятора, содержащего спиральный корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, при этом на всасывающем патрубке вентилятора в направлении оси его вращения в зоне, примыкающей к нагнетательному патрубку, выполнено окно. The problem is solved by means of a direct-flow diametrical fan, comprising a spiral casing with suction and discharge nozzles and a flat wall separating them, equipped with a louvre grill, and a blade impeller installed in the housing, while on the fan inlet in the direction of the axis of rotation in the adjacent zone to the discharge pipe, a window is made.

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.

При выполнении на всасывающем патрубке вентилятора в направлении оси его вращения в зоне, примыкающей к нагнетательному патрубку, окна достигается за счет дополнительного всасывания через него воздушного потока повышение напора воздуха и КПД. Это объясняется тем, что при всасывании части воздуха вентилятором через данное окно сопротивление его всасывающей ветви снижается. В результате этого центр вихря циркулирующего потока перемещается в направлении, совпадающем с направлением вращения лопаточного рабочего колеса, что обусловливает увеличение зоны нагнетания основного потока, а соответственно, повышение давления и КПД. When performing on the suction pipe of the fan in the direction of the axis of its rotation in the area adjacent to the discharge pipe, the window is achieved due to the additional intake of air flow through it, increasing the air pressure and efficiency. This is because when a part of the air is sucked in by a fan through this window, the resistance of its suction branch decreases. As a result of this, the center of the vortex of the circulating flow moves in the direction coinciding with the direction of rotation of the blade impeller, which causes an increase in the pressure zone of the main flow, and, accordingly, an increase in pressure and efficiency.

Кроме того, наличие только одного лопаточного рабочего колеса обусловливает снижение металлоемкости, уменьшение габаритных размеров вентилятора, снижение затрат мощности на генерирование воздушного потока, а также компактную вписываемость его в пневмосистемы зерноочистительных машин. In addition, the presence of only one blade impeller causes a decrease in metal consumption, a decrease in the overall dimensions of the fan, a reduction in power consumption for generating the air flow, as well as its compact fit into the pneumatic systems of grain cleaning machines.

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 прямоточного диаметрального вентилятора, на фиг. 2 - аэродинамические характеристики данного вентилятора. In FIG. 1 shows an aerodynamic diagram of a ramjet fan, FIG. 2 - aerodynamic characteristics of this fan.

Прямоточный диаметральный вентилятор содержит спиральный корпус 1 с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками и разделяющую их плоскую стенку 4 с жалюзийной решеткой 5, а также установленное в корпусе 1 лопаточное рабочее колесо 6. Кроме того, на всасывающем патрубке 2 в направлении оси его вращения в зоне, примыкающей к нагнетательному патрубку 3, выполнено окно 7. The direct-flow diametrical fan contains a spiral casing 1 with suction 2 and discharge 3 nozzles and a flat wall 4 separating them with a louvre grill 5, and also a blade impeller 6 installed in the housing 1. In addition, on the suction nozzle 2 in the direction of its axis of rotation in the zone adjacent to the discharge pipe 3, the window 7 is made.

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

При вращении лопаточного рабочего колеса 6 воздушный поток через всасывающий патрубок 2 и окно 7 подводится к колесу 6, захватывается его лопатками и проходит межлопаточные каналы в центростремительном направлении внутрь колеса 6, а затем в центробежном направлении вновь проходит межлопаточные каналы колеса 6 и далее подается в нагнетательный патрубок 3. Корпус 1 при всасывании воздуха через патрубок 2 обеспечивает плавный, безударный и безотрывный подвод его к лопаточному рабочему колесу 6, а при выходе из него формирует и направляет в нагнетательный патрубок 3. Стенка 4 разделяет входящий и выходящие воздушные потоки. При этом образуется вихрь, центр которого стабилизируется жалюзийной решеткой 5, обусловливающей снижение уровня шума и расширение диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора. During the rotation of the blade impeller 6, the air flow through the suction pipe 2 and the window 7 is led to the wheel 6, is captured by its blades and passes the interscapular channels in the centripetal direction into the inside of the wheel 6, and then the interscapular channels of the wheel 6 pass again in the centrifugal direction, and then it is supplied to the discharge nozzle 3. The housing 1, when air is sucked in through the nozzle 2, provides a smooth, shockless and continuous supply to the blade impeller 6, and when exiting it forms and directs it to the The outlet pipe 3. Wall 4 separates the incoming and outgoing air flows. In this case, a vortex is formed, the center of which is stabilized by the louvre grill 5, which leads to a decrease in the noise level and the expansion of the range of stable operation of the diametrical fan.

Исследование схемы предлагаемого изобретения проводилось на модели диаметрального вентилятора согласно ГОСТу 10921-90 [3]. Лопаточное рабочее колесо 6 вентилятора имело наружный диаметр D₂=0,3 м и полезную ширину В=0,1 м, а частота вращения его составляла n=1070 мин^-1. Колесо 6 имело z=16 лопаток, установленных под углом на наружном диаметре β₂ = 163^°. Толщина лопаток составляла t=0,001 м, а длина их хорды - L_x=0,059 м. Замеры параметров воздушного потока осуществлялись с помощью трубки Пито-Прандтля и микроманометра ММН-240. Потребляемую вентилятором мощность определяли электрическим способом. Изменение режима работы вентилятора проводилось сменными перфорированными заслонками, устанавливаемыми в выходном сечении нагнетательной трубы.The study of the scheme of the invention was carried out on the model of a diametrical fan according to GOST 10921-90 [3]. The blade impeller 6 of the fan had an outer diameter of D ₂ = 0.3 m and a useful width of B = 0.1 m, and its rotation speed was n = 1070 min ^-1 . Wheel 6 had z = 16 blades mounted at an angle on the outer diameter β ₂ = 163 ^° . The thickness of the blades was t = 0.001 m, and the length of their chords was L _x = 0.059 m. Air flow parameters were measured using a Pitot-Prandtl tube and an MMN-240 micromanometer. The power consumed by the fan was determined electrically. Changing the fan operation mode was carried out by replaceable perforated dampers installed in the outlet section of the discharge pipe.

Анализируя приведенные на фиг. 2 зависимости полного P_ν, динамического Р_d давлений и КПД η от расхода Q воздуха вентилятором, следует, что на всех режимах работы с увеличением величины Н открытия окна 7 значения P_ν и η возрастают и имеют максимальные показатели при Н=0,15 м. Это объясняется снижением сопротивления движению воздуха в лопаточное рабочее колесо 6, обусловливающего перемещение вихря циркулирующего потока в направлении, совпадающем с направлением вращения колеса, и увеличение зоны нагнетания основного потока, а соответственно, повышение полного давления и КПД. Следует отметить, что зависимости P_ν = f(Q) выражаются монотонно "ниспадающей" ветвью, что свидетельствует об устойчивой работе вентилятора на всем диапазоне изменения производительности.By analyzing the FIGS. 2 dependences of the total P _ν , dynamic Р _d pressures and efficiency η on the air flow rate Q by the fan, it follows that in all operating modes with an increase in the value of Н for opening the window 7, the values of P _ν and η increase and have maximum values at Н = 0.15 m This is due to a decrease in resistance to air movement in the impeller 6, causing the vortex of the circulating stream to move in the direction coinciding with the direction of rotation of the wheel, and an increase in the discharge zone of the main stream, and accordingly, an increase in total pressure and efficiency . It should be noted that the dependences P _ν = f (Q) are expressed by a monotonously “falling” branch, which indicates the stable operation of the fan over the entire range of performance changes.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является компактность устройства, снижение металлоемкости конструкции, увеличение напора воздуха и КПД
Источники информации
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 27.11.86// Открытия. Изобретения. -1987. - 20.The advantage of the invention in comparison with the prototype is the compactness of the device, reducing the metal structure, increasing air pressure and efficiency
Sources of information
1. A.S. 1314144 USSR, MKI 4 F 04 D 17/04. Diametrical fan / N.P. Sychugov, A.I. Burkov, N.I. Grabelkovsky et al. - 4002135 / 25-06; Claimed 11/27/86 // Discovery. Inventions -1987. - 20.

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 -прототип. 2. A.S. 1112151 USSR, MKI 3 F 04 D 17/04. Direct-flow diametral fan / N.P. Sychugov, A.I. Burkov, N.I. Odintsov et al. - 3425769 / 25-06; Claimed 04/16/82 // Discoveries. Inventions -1984. - 33 is a 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 direct-flow diametrical fan containing a spiral casing with suction and discharge nozzles and a flat wall separating them, equipped with a louvre grille, and a blade impeller installed in the housing, characterized in that the fan inlet in the direction of its axis of rotation in the area adjacent to the discharge nozzle , a window is executed.