Осьовий вентилятор

Реферат: Осьовий вентилятор містить захисний корпус, робоче колесо, спрямляючий апарат, вхідний колектор, обтікач. У захисному корпусі виконана кільцева щілина, яка розташована над осьовим проміжком між втулками робочого колеса та спрямляючого апарата та має ширину l1=(0,02…0,05) від діаметра та закінчується на одній вертикалі з вхідним торцем втулки спрямляючого апарата. UA 107146 U (54) ОСЬОВИЙ ВЕНТИЛЯТОР UA 107146 U UA 107146 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вентиляторів загального призначення, які використовуються для переміщення повітря або іншого газу в системах примусової припливно-витяжної і місцевої вентиляції будівель та приміщень, обдування нагрівальних і охолоджуючих елементів в кондиціонерах, і є невід'ємною частиною багатьох стаціонарних і транспортних машин, технологічних ліній і установок в усіх галузях техніки. Відомий осьовий вентилятор, що має циліндричний корпус з випрямним апаратом, оснащеним циліндричною втулкою, розміщений у корпусі електродвигун і закріплене на його валу робоче колесо з циліндричною втулкою [1]. При обертанні робочого колеса виникає потік, який у зривній зоні буде відкинено до кінцівок (периферії) лопатей спрямляючого апарата та обмежують рух повітря в одному з міжлопаточних каналів. Це призводить до виникнення або розриву аеродинамічної характеристики осьового вентилятора або виникнення впадини. При цьому робоча зона обмежується. Найбільш близьким аналогом є осьовий вентилятор, який містить захисний корпус, вхідний колектор, обтікач, робоче колесо та спрямляючий апарат (РК+СА) який має циліндричну втулку, що відповідає аеродинамічній схемі [2]. Суттєвим недоліком відомого вентилятора є наступне. При роботі вентилятора зрив потоку виникає у двогранному куті між втулкою та спинкою лопатки спрямляючого апарата у її вихідній кромці. При зменшенні витрат повітря або іншого газу цей відрив переміщується вгору по потоку з торця втулки та по височині лопатки спрямляючого апарата. Зона відривної течії розповсюджується швидше, ніж по височині лопатки. Це і призводить до виникнення відривної течії у прикореневій частині спрямляючого апарата. У подальшому під дією відцентрових сил, що виникають за рахунок обертання робочого колеса, зривна зона рухається догори і займає зону між кінцями лопастей апарата і корпусом, перешкоджаючи руху повітря у осьовому напрямку. В наслідок чого зменшується кількість повітря або іншого газу що подається на виході з вентилятора. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення роботи осьового вентилятора шляхом локалізації потоку, що зривається, та розблокування замкнених міжлопаточних каналів, що підвищать аеродинамічні якості роботи осьового вентилятора. Поставлена задача вирішується, тим що в осьовому вентиляторі, який містить захисний корпус, вхідний колектор, обтікач, робоче колесо та спрямляючий апарат, згідно з корисною моделлю, у захисному корпусі вентилятора виконана кільцева щілина, яка розташована над осьовим проміжком між втулками робочого колеса та спрямляючого апарата, має ширину l1=(0,02……0,05) від діаметра та закінчується на одній вертикалі з вхідним торцем втулки спрямляючого апарата. Крім того, кільцева щілина при незривних режимах перекривається Тподібним розрізним кільцем, яке переміщується у двох напрямках. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображено загальний вигляд запропонованого осьового вентилятора, який містить захисний корпус 1, вхідний колектор - 2, обтікач - 3, робоче колесо - 4, спрямляючий апарат - 5, кільцеву щілину - 6, Т-подібне кільце - 7 та напрямні - 8. На фіг. 2 зображено у аксонометрії корпус вентилятора разом з вхідним колектором, та з кільцевою щілиною, Т-подібне розрізне кільце з отворами під напрямні. Осьовий вентилятор працює наступним чином. При приведенні в дію електродвигуна (на схемі не наведено), при вході потоку повітря у вентилятор забезпечує колектор 2 і обтікач 3, що встановлені на вході в осьовий вентилятор перед робочим колесом 4 для забезпечення рівномірного в радіальному і окружному напрямах поля швидкостей і тиску на вході у вентилятор. При обертанні робочого колеса 4 енергія електродвигуна перетворюється у потенційну і кінетичну енергії та передається повітрю чи іншому газу. Робоче колесо 4 втягує повітря, закручує його відносно осі і переміщує вентилятором в напрямку спрямляючого апарата 5, нерухомі лопатки якого частково випрямляють потік в осьовому напрямку, перетворюючи динамічний тиск в рухомому потоці повітря у статичний тиск. При цьому у двогранному куті між втулкою та спинкою лопатей спрямляючого апарата 5 виникає зрив потоку, який через деякий час займає прикореневу частину лопаток апарата. В подальшому цей відрив переміщується вгору проти основного потоку з торця втулки та по висоті лопатки спрямляючого апарата, причому під дією відцентрових сил, що виникають при обертанні робочого колеса 4, а потік що зірвався рухається у радіальному напряму до захисного корпусу, утворивши на кінцях лопатки спрямляючого апарата зону, яка не рухається разом з основним потоком у осьовому напряму, але ще і заважає йому. 1 UA 107146 U 5 10 15 20 Для локалізації частини потоку, що зірвався. у захисному корпусі 1 утворюється невелика кільцева щілина 6, що розташована над осьовим проміжком між втулками робочого колеса 4 і спрямляючого апарата 5 і закінчується над вхідним торцем втулки спрямляючого апарата. Ширина цієї щілини 6 складає l1=(0,02……0,05) від діаметра робочого колеса 4. Для запобігання втратам повітря або іншого газу, на незривних режимах щілина 6 перекривається Т-подібним розрізним кільцем 7, яке у напрямних 8. При цьому за рахунок такої конструкції осьового вентилятора частина потоку, що зірвалась, призвела до втрат газу у зривній зоні, а позитивний результат досягається за рахунок розширеної беззривної економічної робочої зони. Наукові і експериментальні дослідження довели, що виконана в захисному корпусі кільцева щілина повинна бути розташована над осьовим проміжком між втулками робочого колеса та спрямляючого апарата та мати ширину l1=(0,02……0,05) від діаметра робочого колеса. Збільшення цієї ширини веде до збільшення втрат повітря або газу, а осьове переміщення самої щілини є не раціональне, тому що не забезпечує локалізації всього потоку, що зірвався. Відсутність Т-подібного кільця значно збільшить втрати у незривних режимах. Джерело інформації: 1. Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов. ЦАГИ: Справочное пособие. - М.: Недра, 1978. - с. 88-196. 2. Брусиловский И.В. Аэродинамика осевых вентиляторов. - М: Машиностроение. 1984. – с. 4-6. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 1. Осьовий вентилятор, що містить захисний корпус, робоче колесо, спрямляючий апарат, вхідний колектор, обтікач, який відрізняється тим, що у захисному корпусі виконана кільцева щілина, яка розташована над осьовим проміжком між втулками робочого колеса та спрямляючого апарата та має ширину l1=(0,02…0,05) від діаметра та закінчується на одній вертикалі з вхідним торцем втулки спрямляючого апарата. 2. Осьовий вентилятор за п. 1, який відрізняється тим, що кільцева щілина при незривних режимах перекривається Т-подібним розрізним кільцем, яке переміщується у двох напрямках. 2 UA 107146 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3