Рабочее колесо диаметрального вентилятора

 

Использование: в вентиляторостроении, в частности в рабочих колесах диаметральных вентиляторов. Сущность изобретения: рабочее колесо диаметрального вентилятора включает несущие диски, основные и укороченные лопатки, причем основные и укороченные лопатки устанавливаются в порядке чередования, а диаметр расположения внутренней кромки укороченных лопаток вычисляется из определенного положения. 2 ил.

Изобретение относится в вентиляторостроению, в частности к рабочим колесам диаметральных вентиляторов.

Известен диаметральный вентилятор семяочистительной машины СМ-4, который содержит корпус с входным окном и нагнетательным патрубком и рабочее колесо, состоящее из 12-ти цилиндрических лопаток, закрепленных на несущих дисках [1] Данный вентилятор создает равномерный воздушный поток по всей ширине пневмосистемы, однако вследствие малого числа лопаток и несовершенства конструкции корпуса развивает низкое давление, имеет малые значения КПД и неустойчивую характеристику в зоне малых расходов.

Известен диаметральный вентилятор, включающий корпус с входным окном и примыкающим к нему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, состоящее из несущих дисков и лопаток [2] В данной конструкции обеспечивается широкий диапазон устойчивой работы вентилятора за счет выполнения смежной с окном стенки патрубка прямолинейной и направленной по касательной к окружности колеса, проведенной в сечении максимального раскрытия спирального корпуса, и лопаток, имеющих длину хорды, составляющую 0,18-0,2 от диаметра колеса, и установленных с густотой 0,75-1,1.

Недостатком данной конструкции является низкий КПД вследствие циркуляционных течений воздуха между соседними лопатками.

Задача изобретения обеспечить высокие значения давления и КПД диаметрального вентилятора путем стабилизации потока воздуха в межлопаточных каналах.

На фиг. 1 изображено рабочее колесо диаметрального вентилятора, поперечный разрез; на фиг. 2 график зависимости максимального КПД вентилятора от внутреннего диаметра укороченных лопаток.

Рабочее колесо диаметрального вентилятора содержит основные и укороченные лопатки 1 и 2, установленные между несущими дисками в чередующемся порядке с образованием каналов 3 и 4 между соседними основными лопатками 1 и между соседними основными и укороченными лопатками 1 и 2. При этом наружная кромка укороченных лопаток 2 расположена на средней линии канала 3, образованного соседними основными лопатками 1, и на наружном диаметре колеса, а внутренняя кромка укороченных лопаток 2 установлена так, что сумма площадей выходных окон каналов 4 больше или равна сумме площадей выходных окон каналов 3 и определяется условием: D_1y≥D_1o+δZ/π При работе диаметрального вентилятора его основные лопатки 1 придают воздуху направленное движение по каналам 4, образованным вследствие разделения канала 3 укороченной лопаткой 2, имеющей толщину δ. Сужаясь, канал 4 ускоряет движение воздуха в канал 3. Вследствие равенства удвоенной ширины выходного окна канала 4 ширине входного окна канала 3 происходит стабилизация воздушного потока, после чего воздух нагнетается внутрь колеса, а затем снова поступает в канал 3 и, разделенный на два потока укороченной лопаткой 2, стабилизируется в канале 4 и выталкивается из колеса. Кроме того, установка укороченных лопаток уменьшает циркуляцию воздуха между основными лопатками, что снижает потери давления и повышает КПД вентилятора.

Исследованиями диаметрального вентилятора с колесом диаметром D₂ 0,3 м, имеющим 12 основных и 12 укороченных лопаток, при частоте вращения n 706 мин^-1 установлено (фиг. 2), что значения максимального КПД вентилятора с предлагаемым колесом превышают значения максимального КПД вентилятора без укороченных лопаток при установке последних на внутреннем диаметре D_1y 0,230-0,257 м (заштрихованная область). При этом номинальные значения полного давления P_vн, развиваемые вентилятором, также увеличиваются.

Куполообразный характер кривых КПД и полных давлений объясняется следующими явлениями. С увеличением длины хорды лопаток (уменьшением D_1y) возрастает передача энергии потоку воздуха и в то же время увеличиваются потери давления на трение воздуха о поверхность, а при нарушении условия D_1y≥D_1o+δZ/π возникают дополнительные потери давления на преодоление местных сопротивлений сужения каналов 4 и внезапного расширения при переходе воздуха в каналы 3. Кроме того, за укороченными лопатками толщиной δ образуется след в виде вихревой дорожки, который сужает проходное сечение каналов и также увеличивает потери давления.

Проведенные исследования позволили определить значение поправочного коэффициента, учитывающего густоту решетки колеса и аэродинамический след укороченных лопаток, К 1-1,3.

Таким образом, установка укороченных лопаток с рациональными параметрами между основными лопатками рабочего колеса диаметрального вентилятора позволяет путем стабилизации потока воздуха в межлопаточных каналах обеспечить высокие значения давления и КПД.

Формула изобретения

РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ДИАМЕТРАЛЬНОГО ВЕНТИЛЯТОРА, содержащее диски и установленные между ними основные лопатки, отличающееся тем, что между основными лопатками установлены укороченные лопатки, наружная кромка которых расположена на наружном диаметре колеса на средней линии канала, образованного соседними основными лопатками, а внутренняя кромка на диаметре, определяемом из следующей зависимости: D_1у= nD₁₀+δz/π, где n 1 1,3 коэффициент, учитывающий густоту решетки колеса и аэродинамический след укороченных лопаток; D₁₀, D_1у диаметр входной кромки основных лопаток, диаметр входной кромки укороченных лопаток; δ толщина лопатки; Z количество основных (укороченных) лопаток.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2