Вентиляційний агрегат

Винахід відноситься до вентиляторобудівництва і може бути використаний на об'єктах з вибухонебезпечним, хімічно забрудненим середовищем. Аналоги винаходу - вентилятори, у конструкції яких тим чи іншим способом враховані вимоги середовища, що перекачується: без обертових деталей з п'єзоелектричним приводом (пат. США №4498851); пульсуючого дії з установленим на одному валу з вентилятором генератором струму (пат. Японії №59-158399); кулісного типу з робочими лопатками різної довжини (пат. СФРЮ №3282/80); зі змінюваним напрямком потоку середовища, який перекачується, (пат. Австралії №529618); з робочим колесом, виконаним заодно з вхідним патрубком (а.с. №806903); зі спеціальною формою вигину лопаток, яка враховує щільність забрудненого середовища, що перекачується, (заявка НРБ №37785); з корпусом, частково виконаним з еластичного матеріалу, що приймає при роботі вентилятора необхідну форму (пат. США №4207025); шиберного типу з ексцентрично встановленим у корпусі порожнім ротором (а.с. №1 344947); із крильчаткою, яка включає поверхні різної твердості (пат, ГДР №160280); з доцентровим робочим колесом, який зміщається в осьовому напрямку (а.с. №273650). Недоліки аналогів - підвищення вибухобезпеки вентилятора і ступеня очищення хімічно забрудненого повітря, який перекачується, не супроводжується поліпшенням його акустичних і аеродинамічних якостей. Прототип винаходу - відцентровий вентилятор, корпус якого виконаний у виді багатошарової конструкції, причому товщина і матеріал того чи іншого шару підбирається в залежності від хімічного складу забрудненого повітря і характеру акустичних навантажень (пат. Японії №60-225000). Недоліки прототипу - вибухонебезпечність, низька ефективність очищення хімічно забрудненого повітря, різке погіршення аеродинамічних і акустичних якостей при зміні напору і продуктивності вентилятора, заданих спочатку. В основу винаходу поставлена задача підвищення надійності вентиляційного агрегату при зменшенні вибухонебезпечності шляхом того, що вентиляційний агрегат містить робоче колесо з лопатками, встановлене в спіральному корпусі, і сопла для підведення робочого тіла, при цьому на тильній стороні кожної лопатки виконаний відкритий центральний подовжній канал, який звужується до вхідної крайки, а на робочій стороні два периферійних канали, симетричні центральному і сполучені з ним, причому сопла розміщені діаметрально протилежно, і одне з них встановлено на язику корпусу в зоні центрального каналу, при цьому спіральний корпус виконаний з пористого пружного, еластичного матеріалу, розміщеного між бічними стінками, причому довжина останніх менше довжини корпусу. Загальна ознака прототипу і винаходу - спіральний корпус. Сутність винаходу пояснюється кресленням на фіг.1-3, де показаний вертикальний переріз пристрою, та вид А, а ци фрами позначені: 1, 2 - бічні плоскі стінки; 3 - пружна спіральна стінка; 4 - шпильки; 5 - робоче колесо; 6 - лопатки робочого колеса; 7 - середній канал на зворотній стороні лопатки; 8, 9 - бічні канали на передній стороні лопатки; 10, 11 - отвору між каналами; 12, 13 - Г-образні елементи на робітнику колесі; 14, 15 - Г-образні елементи у вхідних отворах; 16, 17 - вхідні отвори; 18, 19 - вхідні патрубки; 20, 21 - сопла для підведення робочого тіла на лопатки; 22 - канал, що відводить. Вентиляційний агрегат містить робоче колесо 5 з лопатками 6, встановлене в спіральному корпусі 3, і сопла 20 і 21 для підведення робочого тіла. На тильній стороні кожної лопатки 6 виконаний відкритий центральний подовжній канал 7, що звужується до вхідної крайки, а на робочій стороні - два периферійних канали 8 і 9, симетричні центральному і сполучені з ним. Сопла 20 і 21 розміщені діаметрально протилежно, і одне з них встановлено на язичку корпуса З у зоні центрального каналу 7. Спіральний корпус 3 виконаний з пористого пружного, еластичного матеріалу, розміщеного між бічними стінками 1 і 2, при цьому довжина останніх менше довжини корпуса. Вентиляційний агрегат працює в такий спосіб. При подачі робочого тіла через сопла 20 і 21 на лопатки 6 приводиться в обертання робоче колесо 5. Г-образні елементи 12 і 13, закріплені на робочому колесі 5, і встановлені зустрічне аналогічні елементи 14 і 15 на вхідних патрубках 18 і 19, виконані з матеріалу з низьким коефіцієнтом тертя і являються підшипниками ковзання робочого колеса 5, у яких змащенням служить рідке робоче тіло. Хвилеподібний аеродинамічний профіль лопаток 6 підвищує їх вібростійкість і сприяє ненаголошеному сприйняттю тиску від робочого тіла, що підводиться, середнім каналом 7 за рахунок його плавного звуження до вхідної крайки лопатки і меншої висоти в порівнянні з бічними каналами 8 і 9. При цьому робоче тіло, проходячи по середньому каналі 7 на зворотній стороні лопатки, через отвори 10 і 11 по лінії звуження проникає в бічні канали 8 і 9 на передній стороні лопатки, перешкоджаючи налипанню часток хімічно забрудненого повітря, що перекачується, на стінках цих каналів. Рухаючи зі збільшеною швидкістю на виході із середнього каналу 7, який звужується, робоче тіло сприяє безвихровому входу потоку забрудненого повітря в бічні канали, які звужуються до вихідної крайки лопатки, завдяки чому потік повітря, що прискорюється, насиченим робочим тілом, відкидається на стінки прохідного перетину равлика з пористого пружно еластичного матеріалу 3, де краплі уловлюються порами і поступово стікають до каналу 22, що відводить. Очи щення повітря від тих чи інших хімічних забруднень, у тому числі радіоактивних, варіюється відповідним вибором складу робочого тіла. Розташування сопла 20 мовою спіральної стінки корпуса вентиляційного агрегату знижує вихроутворення біля мови, що сприяє меншому рівню шуму. При цьому робоче тіло, виходячи із сопла 20 вертикально вниз, захоплюється робочим колесом 5 у напрямку до сопла 21, де змішується з робочим тілом, що ви ходить з цього сопла вертикально нагору і також утягується робочим колесом 5 у рух у напрямку до сопла 20. Таким чином, по всій частині окружності входу робочого колеса 5 здійснюється безупинний контакт і інтенсивне перемішування хімічно забрудненого повітря, який надходить, з робочим тілом, що в підсумку забезпечує високий ступінь очищення повітря від шкідливих домішок. Регулюванням напору робочого тіла, що виходить із сопів 20 і 21, легко варіюється частота обертання робочого колеса 5, а отже, і продуктивність вентиляційного агрегату, причому за рахунок неузгодженості напору між соплами здійснюється ефективне керування усмоктуваним у вентиляційний агрегат потоком забрудненого повітря й упорядкування потоку очищеного повітря, що виходить з робочого колеса 5 і надходить у равлика. Таким чином, забезпечується вирівнювання повітряного потоку в між лопатковому каналі й усувається його розшарування, що запобігає утворенню кінцевих повітряних вихрів і зменшує відрив потоку за рахунок більш плавного входу його в прохідний перетин равлика корпуса вентиляційного агрегату. Це дозволяє, крім того, знизити дію відцентрових сил при встановлених розмірах робочого колеса 5 і послабити тверду залежність аеродинамічних якостей вентиляційного агрегату від числа лопат 6. Тому що ширина кожуха вентиляційного агрегату, а о тже, і область активного плину, відповідає довжині лопаток між дисками 10 і 11 робочого колеса 5, то досягається оптимальне упорядкування потоку також на вході у вентиляційний агрегат, що для вентилятора двостороннього усмоктуванні має особливе значення, істотно збільшуючи його к.к.д. Знос бічних каналів 8 і 9 лопатки при роботі вентиляційного агрегату значною мірою знижується за рахунок частини потоку забрудненого повітря, якій перетікає через отвори між каналами 7, 8 і 9 з передньої сторони лопатки на її зворотну сторону. Знос середнього каналу 7 лопатки також невеликий, тому що його окружна швидкість менше в порівнянні з бічними каналами 8 і 9 унаслідок малої висоти. Складений корпус вентиляційного агрегату дозволяє в разі потреби зміщати вісь робочого колеса 5 і ось равлика кожуха відносно один одного шляхом зрушення еластичного елемента 3 на шпильках 4 в інший ряд отворів на плоских бічних стінках 1 і 2 корпуси, досягаючи тієї чи іншої нерівномірності харчування робочого колеса 5 потоком, що надходить, забрудненого повітря з метою зміни коефіцієнта тиску і ступені очищення повітря від шкідливих домішок. Пружно еластичний елемент 3, що виступає за периметр бічних плоских стінок 1 і 2 корпуси, використовується як поглинач вібрацій і шумів при установці вентиляційного агрегату на фундамент. При цьому утворене елементом 3 плавний прохідний перетин у равлику корпусу знижує турбулізацію потоку, розширюючи діапазон стабільної роботи вентиляційного агрегату і підвищуючи його к.к.д. Сполучення елемента 3 із твердими елементами 1 і 2, виконаними, наприклад, із пластмасового бетону, запобігає корозії, ерозію й утворення відкладень при роботі вентиляційного агрегату. Відсутність, що захаращують усмоктувальні отвори, електродвигуна з валом і маточини для кріплення робочого колеса 5 істотно знижує аеродинамічний опір вентиляційного агрегату. Винахід реалізують тим, що як матеріал бічних стінок 1 і 2 використовують, наприклад, вугле- чи склопластики з волокнами, що армують, а корпуса 3 - композитний графіт утримуючий матеріал типу Simsite (США) з високою опірністю впливу агресивних середовищ. Показники техніко-економічної ефективності винаходу: - підвищення вибухонебезпечності вентиляційного агрегату; - поліпшені акустичні й аеродинамічні характеристики; -одночасне очищення хімічно забрудненого повітря, що перекачується.