Робоче колесо відцентрового вентилятора

Изобретение может быть использовано в конструкциях высокоэффективных центробежных вентиляторов двухстороннего всасывания, предназначенных для работы в сильно запыленных высокотемпературных потоках. Известно рабочее колесо центробежного компрессора с S-образными лопатками, каждая из частей которых очерчена дугами окружности противоположной выпуклости, причем первый участок выпуклой стороной обращен против направления вращения колеса [1]. Недостатком известного рабочего колеса является повышенный износ второго, загнутого навстречу вращения, участка S-образной лопатки, недостаточная ремонтопригодность и эффективность. Известны также центробежные вентиляторы с прямыми плоскими лопатками, защищенными накладками [2]. Недостатком этих вентиляторов является то, что они имеют пониженную жесткость к крутильным колебаниям, большую нагруженность лопаток на входе, особенно широких колес; при больших отношениях D 1/D2 ограничены, либо отсутствуют возможности проектирования новых колес, в частности при данных D1/D2 и b 2 однозначно задан b 1. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является рабочее колесо нагнетателя с двухсторонним входом, содержащее основной диск с межлопаточными вырезами, ограниченными выпуклыми и вогнутыми криволинейными образующими, плавно сопряженными по внутреннему диаметру вырезов дугами окружности, и покрывные диски с расположенными между ними лопатками; радиусы дуг сопряжения с вогнутой и выпуклой образующими составляют соответственно 0,12-0,13 и 0,04-0,11 от величины шага вырезов по внутреннему диаметру (3). Недостатком этого рабочего колеса нагнетателя является относительно низкий К.П.Д., недостаточная ремонтопригодность из-за неравномерного износа лопаток по длине, низкая надежность из-за сильно наклоненного назад профиля зуба в несущем диске - значительный рост нагрузок, увеличиваемых износом, и появление трещин в несущем диске, уменьшающих долговечность. Задача, на которую было направлено решение изобретения состояло в том, чтобы за счет изменений поршня лопаток увеличить напор развиваемый рабочим колесом, что позволит повысить К.П.Д., ремонтопригодность, долговечность и надежность конструкции. Задача была решена тем, что в известном рабочем колесе центробежного вентилятора с двухсторонним входом, преимущественно для работы на запыленных средах, содержащем несущий диск с межлопаточными вырезами и покрывные диски с расположенными между ними криволинейными листовыми лопатками с входными и выходными кромками, согласно изобретению, длина хорды каждой лопатки определяется из выражения l= 2 D2 1 + D1 - 2D1 cos(b' 2 -b '1 ) 2 где D1 = D1 / D2 ; D1 - входной диаметр колеса; D2 - наружный диаметр колеса; b'1 = 15... 20o - угол между хордой лопатки и касательной, проведенной к окружности, равной входному диаметру колеса в зоне входной кромки b' 2 = arccos(D1 cos b'1 ), при этом лопатка максимально изогнута на расстоянии от входной кромки, составляющем 0,25 ... 0,42 от хорды лопатки, на величину, составляющую 0,06-0,09 от хорды лопатки, а профиль входного участка лопатки 2 2 выполнен по радиусу, определяемому уравнением xf / f xf + f , где f – величина, определяющая максимальную изогнутость; хf - расстояние от входной кромки до максимально изогнутого участка лопатки, и сопряжен с выходной кромкой по прямой. Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 показан общий вид заявленного колеса с разрезом в вертикальной плоскости; на фиг. 2 показано колесо с вырезом покрывающего диска; на фиг. 3 показан профиль лопатки заявляемого колеса. Рабочее колесо центробежного вентилятора с двухсторонним входом содержит несущий диск с межлопаточными вырезами 1, покрывные диски 2, установленные по ходу потока между ними криволинейные листовые лопатки 3, ограниченные диаметрами D1 и D2. Профиль передней части лопатки 4 выполнен по радиусу 2 2 R = x f / f xf + f . Длина хорды 5 лопатки, соединяющей входную 6 и вы ходную 7 кромки, определяется из выражения l= 2 2 D2 1 + D1 - 2D1 cos(b' 2 - b'1 ) 2 где D1 = D1 / D2 ; b'1 = 15... 20o - угол между хордой лопатки и касательной 8, проведенной к окружности, равной входному диаметру колеса, в зоне входной кромки; β' 2 = arccos(D1 cos β' 1 ), при этом лопатка максимально изогнута на расстоянии от входной кромки, составляющем 0,25 ... 0,42 от хорды лопатки, на величину, составляющую 0,06 ... 0,09 от хорды лопатки, а профиль входного участка лопатки 2 2 выполнен по радиусу, определяемому уравнением xf / f xf + f , где f - величина, определяющая максимальную изогнутость; хf - расстояние от входной кромки до максимально изогнутого участка лопатки, и сопряжен с выходной кромкой по прямой 9. Рабочее тело поступает в центробежное колесо с двух сторон в осевом направлении. При обтекании лопаток 3 рабочему телу сообщается энергия, что сопровождается изменением направления движения рабочего тела на радиальное, и повышением полного давления. Благодаря предложенному профилю лопаток, выполненных согласно изобретению, обеспечивается безударный вход и благоприятное поле скоростей и давлений в межлопаточном канале, что повышает эффективность процесса преобразования энергии в рабочем колесе.