Осьовий вентилятор для сушильних камер

Корисна модель відноситься до галузі теплотехніки, зокрема до конструкції системи охолодження вентиляторів, що працюють в умовах підвищеної температури і вологості, з використанням зовнішнього повітря для охолодження електродвигуна вентилятора, робоче колесо якого знаходиться безпосередньо в сушильній камері, а електродвигун відокремлений від сушильного середовища теплоізольованим корпусом. Корисна модель може знайти застосування у сушильних камерах, де необхідно забезпечити циркуляцію нагрітого сушильного агента при одночасному підтриманні температури і вологості всередині камери на певному рівні, що є актуальним для деревообробної, харчової, переробної промисловості, виготовленні будівельних матеріалів тощо. Відомий вентилятор для гарячих газів [див. Авт. Свидетельство СССР №1209938 від 1986p., МПК F04D 29/58] - механізм, який містить консольно встановлений в підшипниковій опорі вал, розміщене на ньому робоче колесо і пристрій для охолодження валу у вигляді диску, розташованого між колесом та опорою. Така конструкція вентилятора дозволяє винести електродвигун за межі середовища з високою температурою за рахунок подовженого валу. Сам вал охолоджується за рахунок обертання диску з хвилястою поверхнею, який виготовлений з високотеплопровідного матеріалу. Але консольно встановлений подовжений вал зменшує надійність роботи вентилятора і вимагає більш точного виконання самого валу, вузлів механізму, підшипникових опор, прецезійного балансування робочого колеса, особливо при роботі на великих обертах. Розташований на валу охолоджуючий диск також потребує балансування, яке ускладнюється його хвилястою поверхнею. Все це призводить до суттєвого збільшення витрат на виготовлення такої конструкції вентилятора та зменшення ресурсу його роботи. Відома інша конструкція [див. патент США №4893995 від 1990р., МПК F04D 29/28] - повітряний насос центробіжного типу, що приводиться в дію електродвигуном. Електродвигун розташований в теплоізольованій порожнині, а його вал проходить в робочу камеру, де розміщене робоче колесо, встановлене на валу для обертання разом з ним. Робоче колесо прокачує потік повітря через робочу камеру. Частина цього повітря через спеціальні отвори, сполучені с зоною високого тиску робочої камери поблизу зовнішнього вінця лопаток робочого колеса, потрапляє в теплоізольовану порожнину, омиває електродвигун і після його охолодження спрямовується в робочу камеру через отвори, сполучені с зоною низького тиску поблизу центральної частини робочого колеса. Така конструкція повітряного насосу (вентилятора) не має подовженого валу, тому в даному випадку нема необхідності виготовляти вузли та деталі підвищеного класу точності, спрощуються вимоги до балансування робочого колеса. Але, хоча двигун розташований в теплоізольованій порожнині, повітря для його охолодження потрапляє від основного потоку, що прокачується через робочу камеру. Цей факт не може гарантувати надійної роботи електродвигуна у разі прокачування через робочу камеру, наприклад, нагрітого, вологого повітря, або суміші повітря з хімічно активними речовинами. За прототип технічної пропозиції слід вважати конструкцію протипожежного газового вентилятора, представлену в патенті ФРН №PS3618905 від 1987р., МПК F04D 29/58. Конструкція прототипу містить у своєму складі електродвигун, встановлений в камері з теплоізольованим трубчастим корпусом. Камера закрита з одного боку теплоізольованою кришкою і приєднана до вхідного каналу охолоджуючого повітря, а з другого боку стінкою з кільцевим вихідним отвором для охолоджуючого повітря. Через цей отвір проходить кінець валу електродвигуна, на якому закріплене осьове робоче колесо. Втулка робочого колеса несе з боку, оберненого до стінки корпусу електродвигуна, цетробіжне охолоджуюче колесо. Лопатки цього колеса засмоктують охолоджуюче повітря через кільцевий вихідний отвір і направляють його радіально назовні до осьових лопаток робочого колеса, де охолоджуюче повітря змішується з основним потоком вентилятора в робочому просторі. Відсутність подовженого валу в цій конструкції вентилятора робить його менш вибагливим до точності виготовлення окремих деталей і збільшує ресурс роботи. Той факт, що вхідний канал охолоджуючого повітря ізольовано від основного потоку нагрітого середовища, що прокачується вентилятором в робочому просторі, дає можливість ефективно охолоджувати електродвигун повітрям нормальної вологості з більш низькою температурою. Недоліком прототипу є наявність змішування охолоджуючого повітря з основним потоком вентилятора. Цей факт значно ускладнює, а в деяких випадках унеможливлює регулювання температури і вологості середовища, що прокачується вентилятором в робочому просторі. Відомо, що в сушильних камерах, які використовуються, наприклад, в деревообробній або харчовій промисловості, поетапне регулювання температури і вологості є основою технологічного процесу. Без підтримання температурно-вологісного режиму на певному рівні неможливо отримати якісний кінцевий продукт. В основу корисної моделі поставлено задачу створити таку конструкцію осьового вентилятора, яка б, шляхом організації протитоку циркуляції охолоджуючого повітря в теплоізольованому корпусі, дозволяла надійно працювати електродвигуну при прокачуванні нагрітого, вологого, або агресивного середовища, не застосовуючи ускладнення конструкції робочого колеса або подовження валу для виносу електродвигуна із робочої зони, а також, за рахунок герметичності теплоізольованого корпусу з боку робочого простору, забезпечити можливість регулювання параметрів робочого середовища. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в осьовому вентиляторі, який містить у своєму складі розміщений в теплоізольованому трубчастому корпусі електродвигун з робочим осьовим та охолоджуючим центробіжним колесами на валу, новим є те, що всередині корпусу розташовані коаксіальний циліндр, який охоплює електродвигун, та засмоктуючий патрубок охолоджуючого повітря. Робоче колесо вентилятора знаходиться в робочому просторі (наприклад, в сушильній камері), а теплоізольований корпус, герметичний з боку робочого простору, сполучається з зовнішнім простором. Коаксіальний циліндр розділяє потоки і запобігає змішуванню холодного повітря, що засмоктується ззовні центробіжним колесом через виступаючий за межі корпусу патрубок, і підігрітого після проходження через канали між охолоджуючими ребрами електродвигуна повітря, що рухається у протилежному напрямку через кільцеву щілину між корпусом вентилятора та коаксіальним циліндром. Таким чином, електродвигун вентилятора, будучи захищеним від середовища робочого простору теплоізольованим корпусом, охолоджується зовнішнім повітрям, яке при цьому не потрапляє в робочій простір, а викидається назовні. Суть корисної моделі та принцип дії пояснюється кресленням. На Фіг. схематично показаний осьовий вентилятор у повздовжньому розрізі. Осьовий вентилятор (Фіг.) містить у своєму складі теплоізольований трубчастий корпус 1 з розміщеним всередині електродвигуном 2. Корпус 1 виконано герметичним з боку робочого простору 3 і відкритим до зовнішнього простору 4. На валу 5 електродвигуна 2 обертаються робоче осьове 6 та охолоджуюче центробіжне 7 колеса. Осьове колесо 6 знаходиться в робочому просторі 3 (наприклад, в сушильній камері), а центробіжне колесо 7 через виступаючий за межі корпусу засмоктуючий патрубок 8 сполучається із зовнішнім простором 4, відділеним від робочого простору 3 стінкою 9. Коаксіальний циліндр 10 охоплює електродвигун 2, утворюючи з корпусом 1 вентилятора кільцеву щілину 11, а з охолоджуючими ребрами 12 електродвигуна 2 - відкриті з двох боків канали 13. Осьовий вентилятор працює наступним чином. При обертанні на валу 5 осьового робочого колеса 6 потік робочого середовища 14 (наприклад, нагрітого вологого повітря) рухається в робочому просторі 3 (наприклад, в сушильній камері), здійснюючи технологічний процес. Герметичність корпуса 1 вентилятора з боку робочого простору 3 не дає можливості робочому середовищу 14 проникнути всередину корпуса 1 і безпосередньо контактувати з електродвигуном 2, а той факт, що корпус 1 теплоізольовано, мінімізує теплоперетоки від робочого простору 3 до електродвигуна 2. Таким чином забезпечується захист електродвигуна 2 від негативного впливу робочого середовища 14. Центробіжне охолоджуюче колесо 7, обертаючись на валу 5, засмоктує холодне повітря 15 із зовнішнього простору 4 через патрубок 8. Проходячи по каналах 13, повітря 15 нагрівається, знімаючи тепло, яке виділяється при роботі електродвигуна. У зворотному напрямку підігріте повітря 15 рухається через кільцеву щілину 11, після чого викидається до зовнішнього простору 4. Щоб унеможливити засмоктування підігрітого повітря 15 на виході з щілини 11 охолоджуючим колесом 7, патрубок 8 виконано виступаючим за межі корпусу 1. Коаксіальний циліндр 10 запобігає змішуванню холодного потоку, що рухається по каналах 13 і підігрітого потоку, що проходить через кільцеву щілину 11, а це значно підвищує ефективність охолодження електродвигуна. В той же час, герметичність корпуса 1 з боку робочого простору 3 запобігає потраплянню повітря 15 із зовнішнього простору 4 всередину робочого простору 3, забезпечуючи можливість регулювання параметрів робочого середовища 14. Таким чином, запропонована конструкція забезпечує надійну роботу осьового вентилятора незалежно від температури і вологості всередині робочого простору при збереженні можливості регулювання параметрів робочого середовища. Будучи простою і технологічною у виготовленні, вона відкриває перспективу масового виробництва вентиляторів для сушильних камер.