Узел безлопастного вентилятора для эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов
Владельцы патента RU 2630443:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)
Изобретение относится к вентилятору, не имеющему лопастей в зоне выхода потока и предназначенному для систем эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов. Узел безлопастного вентилятора для эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов содержит кольцевую газораспределительную камеру с подводящим патрубком, щелевое сопло и горловину, внутренняя часть которой имеет поверхность Коанда и расположена за соплом в направлении движения газового потока. При этом горловина образована полыми сегментами, закрепленными на несущем кольце с помощью кронштейнов с возможностью относительного фиксированного поворота в радиальной плоскости и сообщающимися посредством гибких рукавов с полостью газораспределительной камеры, имеющей форму тора и размещенной концентрично относительно несущего кольца. Это позволяет повысить эффективность функционирования вентиляторного узла за счет обеспечения возможности регулирования фокусировки выталкиваемого воздушного потока и его закручивания. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к вентилятору, не имеющему лопастей в зоне выхода потока и предназначенному для систем эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов.
Известен узел осевого вентилятора, включающий кожух и рабочее колесо с радиально расположенными лопатками, имеющими форму пропеллера и сообщающими при вращении за счет удара перемещение объема газа в осевом направлении (Механика жидкости и газа / С.И. Аверин и др. М.: Металлургия, 1987. - С. 276).
Недостатком такого узла вентилятора является то, что воздушный поток, возбуждаемый вращающимися лопастями, не является равномерным. Кроме того, его работа сопровождается мощной вибрацией.
Наиболее близким по технической сути к заявляемому решению является вентиляционный узел безлопастного вентилятора, содержащий кольцевую газораспределительную камеру с подводящим патрубком, щелевое сопло и горловину, внутренняя часть которой имеет поверхность Коанда и расположена за соплом в направлении движения газового потока (Патент RU №2484383, МПК F24F 1/02, опубл. 27.01.2013. Бюл. №3). При таком конструктивном решении основной воздушный поток, истекающий из кольцевого щелевого сопла и проходящий над поверхностью Коанда горловины, увлекает через нее из окружающего пространства дополнительное количество воздуха, обеспечивая эффект воздушного усилителя. Главным недостатком данного узла безлопастного вентилятора является невозможность плавного фокусирования в необходимых пределах общего воздушного потока, выталкиваемого через горловину, и малая степень разрежения на ее входе, вследствие чего дальнобойность воздушной среды на выходе недостаточна, а объем окружающего пространства, из которого осуществляется отбор воздушной массы, ограничен.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение эффективности функционирования вентиляторного узла в системах эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов, за счет обеспечения возможности регулирования фокусировки выталкиваемого воздушного потока и его закручивания.
Поставленная задача достигается тем, что в узле безлопастного вентилятора, содержащем кольцевую газораспределительную камеру с подводящим патрубком, щелевое сопло и горловину, внутренняя часть которой имеет поверхность Коанда и расположена за соплом в направлении движения газового потока, согласно изобретению горловина образована полыми сегментами, закрепленными на несущем кольце с помощью кронштейнов с возможностью относительного фиксированного поворота в радиальной плоскости и сообщающимися посредством гибких рукавов с полостью газораспределительной камеры, имеющей форму тора и размещенной концентрически относительно несущего кольца.
При этом на входе горловины установлен завихритель потока удаляемых выбросов, включающий полые сегменты с внутренней поверхностью Коанда, примыкающей к щелевому соплу, последовательно закрепленные по окружности на несущей шайбе в плоскости, перпендикулярной продольной оси горловины.
Полости сегментов посредством трубопроводов сообщаются с концентрически размещенной относительно них второй газораспределительной камерой, имеющей подводящий патрубок.
На фиг. 1 показан общий вид узла вентилятора; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - вид снизу с совмещенным разрезом по сегменту завихрителя потоков; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез сегментов горловины, на фиг. 6 - разрез сегментов завихрителя потоков.
Предлагаемый узел безлопастного вентилятора включает горловину, образованную полыми сегментами 1, закрепленными посредством кронштейнов 2 к круглым фланцам 3 несущего кольца 4 с возможностью относительного фиксированного поворота в радиальной плоскости и сообщающимися посредством гибких рукавов 5 с полостью торообразной газораспределительной камеры 6, которая размещена концентрически относительно несущего кольца и снабжена подводящим патрубком 7.
На входе горловины, образованной полыми сегментами 1 со щелевым соплом и поверхностью Коанда, размещен завихритель потоков, включающий полые сегменты 8, закрепленные последовательно по окружности на несущей шайбе 9 в плоскости, перпендикулярной продольной оси горловины. Полости сегментов 8 посредством трубопроводов 10 сообщаются с торообразной камерой 11, имеющей подводящий патрубок 12.
Принцип работы заявляемого безлопастного вентилятора следующий. При раздельной подаче сжатого воздуха через подводящие патрубки 7 и 12 соответственно в газораспределительные камеры 6 и 11 он по гибким рукавам 5 и трубопроводам 10 будет одновременно поступать в полости сегментов 1, образующих горловину, и сегментов 8, размещенных по окружности на несущей шайбе 9. Воздух, истекающий с большой скоростью из щелевых сопел сегментов 1, возбуждает первичные газовые потоки, направленные по поверхностям Коанда, которые создают зону пониженного давления, благодаря чему воздушные массы, находящиеся перед горловиной, всасываются в нее и выбрасываются вперед по ходу потока. Скорость этого потока можно регулировать с помощью изменения фокусировки горловины путем поворота и последующей фиксации под оптимальным углов кронштейнов 2 с сегментами 1 относительно круглых фланцев 3 несущего кольца 4. В свою очередь, воздух, истекающий из щелевых сопел сегментов 8, огибает их внутренние поверхности Коанда и закручивает движущийся в горловину поток, возбуждая эффект торнадо, усиливающий приток к горловине вентилятора воздушных масс из окружающего пространства. При этом максимальная производительность вентилятора достигается при оптимальном соотношении расходов воздуха, раздельно подаваемых к сегментам горловины и завихрителя.
Таким образом, благодаря заявляемому техническому решению предлагаемый узел безлопастного вентилятора в сравнении с известными аналогами обеспечивает не только возможность настройки технических параметров в зависимости от конкретных условий его применения, но и повышение обеспечиваемого насосного эффекта, что позволит при его использовании в системах эвакуации вредных выбросов промышленных агрегатов (электродуговых печей и кислородных конвертеров) улучшить санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала и экологическую ситуацию в индустриально развитых регионах страны.
1. Узел безлопастного вентилятора для эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов, содержащий кольцевую газораспределительную камеру с подводящим патрубком, щелевое сопло и горловину, внутренняя часть которой имеет поверхность Коанда и расположена за соплом в направлении движения газового потока, отличающийся тем, что горловина образована полыми сегментами, закрепленными на несущем кольце с помощью кронштейнов с возможностью относительного фиксированного поворота в радиальной плоскости и сообщающимися посредством гибких рукавов с полостью газораспределительной камеры, имеющей форму тора и размещенной концентрично относительно несущего кольца.
2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что на входе горловины установлен завихритель потока удаляемых выбросов, включающий полые сегменты с внутренней поверхностью Коанда, примыкающей к щелевому соплу, последовательно закрепленные по окружности на несущей шайбе в плоскости, перпендикулярной продольной оси горловины.
3. Узел по п. 2, отличающийся тем, что полости сегментов посредством трубопроводов сообщаются с концентрически размещенной относительно них второй газораспределительной камерой, имеющей подводящий патрубок.
