RU2838466C1

RU2838466C1 - Counterflow transverse fan

Info

Publication number: RU2838466C1
Application number: RU2024120985A
Authority: RU
Inventors: Виктор Ефимович Саитов; Ринат Габдуллович Гатауллин
Filing date: 2024-07-22
Publication date: 2025-04-16

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of fan engineering and, in particular, can be used in ventilation, heating systems and as an air flow generator, for example, in pneumatic systems of grain and seed cleaning machines. Counterflow transverse fan comprises a housing with an inlet hole and an outlet branch pipe and a flat wall separating them, equipped with a louver, an impeller installed in the housing, which is coupled, for example, along a logarithmic spiral with an inlet edge of the fan casing above the inlet opening, a straight wall is installed parallel to the separating flat wall and forming an inlet channel. Between the conjugation of the inlet edge of the fan housing and the straight wall of the inlet channel there is a connecting insert made, for example, in the form of an astroid truncated along the ribs lying on one axis, the truncation plane of which is congruent and lies on one straight line with the rectilinear wall. Free edge of astroid is directed to impeller of fan and makes 0.01…0.04 of the outer diameter D₂ of the impeller, and the distance from the inlet edge of the fan housing and the free edge of the astroid corresponds to (0.47…0.5)D₂. Behind the astroid rib on the rectilinear wall of the inlet channel of the fan there is a suction window with length of 1.5…1.7 of outer diameter D₂ of impeller, in which relative to the impeller axis there are longitudinally located at equal distance from each other straight-line synchronously rotated by an angle α from 0 to 80 degrees of plane.

EFFECT: use of counter-flow transverse fan in two operating modes, the use of which is caused by different types of technological process, for example, grain and seed cleaning machines, which considerably expands functional capabilities of its application.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области вентиляторостроения и, в частности, может использоваться в системах вентиляции, отопления и как генератор воздушного потока, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин.The proposed invention relates to the field of fan construction and, in particular, can be used in ventilation and heating systems and as an air flow generator, for example, in pneumatic systems of grain and seed cleaning machines.

Известен диаметральный вентилятор, состоящий из спирального корпуса с установленным в нем рабочим лопаточным колесом, входного отверстия и выходного патрубка, разделенных плоской стенкой, снабженной со стороны рабочего колеса решеткой, жалюзи которой направлены к рабочему колесу [А.с. №1314144, МКИ F04D 17/04. Диаметральный вентилятор / Н.П. Сычугов, А.Н. Бурков, Н.И. Грабельковский, Н.В. Жолобов, А.А. Гехтман, В.В. Антюхин (СССР). - №4002135/25-06; заявл. 27.11.85; опубл. 30.05.87, Бюл. №20].A diametrical fan is known, consisting of a spiral casing with a working blade wheel installed in it, an inlet opening and an outlet branch pipe, separated by a flat wall equipped with a grate on the side of the working wheel, the louvers of which are directed towards the working wheel [A.s. No. 1314144, MKI F04D 17/04. Diametrical fan / N.P. Sychugov, A.N. Burkov, N.I. Grabelkovsky, N.V. Zholobov, A.A. Gekhtman, V.V. Antyukhin (USSR). - No. 4002135/25-06; declared. 27.11.85; published. 30.05.87, Bulletin No. 20].

В данном вентиляторе центр вращения вихря, расположенный в области радиального зазора, образованного рабочим колесом и плоской стенкой, стабилизируется жалюзийной решеткой. При этом стабилизация центра вращения вихря способствует снижению уровня шума и расширению диапазона устойчивой работы диаметрального вентилятора.In this fan, the vortex rotation center, located in the area of the radial gap formed by the impeller and the flat wall, is stabilized by a louvered grille. At the same time, stabilization of the vortex rotation center helps to reduce the noise level and expand the range of stable operation of the diametrical fan.

Однако такой вентилятор не имеет входной коробки, позволяющей забирать воздушный поток под требуемым углом 360 градусов, то есть когда всасывание и нагнетание происходит в одной плоскости, но в противоположном направлении. Это затрудняет применение вентилятора, например, в конкретных воздушных системах вентиляции, очистки и кондиционирования воздуха, или в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин.However, such a fan does not have an inlet box that allows the air flow to be taken in at the required angle of 360 degrees, i.e. when suction and injection occur in the same plane, but in the opposite direction. This complicates the use of the fan, for example, in specific air ventilation, cleaning and air conditioning systems, or in pneumatic systems of grain and seed cleaning machines.

Известен противоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и разделяющей их плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, и установленное в корпус рабочее колесо, причем на входной кромке корпуса, выше входного отверстия закреплена прямолинейная стенка, параллельная разделяющей плоской стенке, образующая входной канал, при этом сопряжение прямолинейной стенки с входной кромкой корпуса выполнено, например, по логарифмической спирали [Пат. 2166671 Российская Федерация, МПК F04D 17/04. Противоточный диаметральный вентилятор / Сычугов Н.П., Саитов В.Е., Жолобов Н.В., Гатауллин Р.Г.; заявитель и патентообладатель Вятская государственная сельскохозяйственная академия. - №99127392/06; заявл. 21.12.1999; опубл. 10.05.2001, Бюл. №13].A counter-current diametrical fan is known, comprising a housing with inlet and outlet pipes and a flat wall separating them, equipped with a louvered grille, and an impeller installed in the housing, wherein a rectilinear wall is fixed to the inlet edge of the housing, above the inlet opening, parallel to the dividing flat wall, forming an inlet channel, wherein the connection of the rectilinear wall with the inlet edge of the housing is made, for example, along a logarithmic spiral [Patent 2166671 Russian Federation, IPC F04D 17/04. Counter-current diametrical fan / Sychugov N.P., Saitov V.E., Zholobov N.V., Gataullin R.G.; applicant and patent holder Vyatka State Agricultural Academy. - No. 99127392/06; declared 21.12.1999; publ. [10.05.2001, Bulletin No. 13].

Прямолинейная стенка, сопряженная с входной кромкой корпуса вентилятора, например, по логарифмической спирали и размещенная выше входного отверстия вентилятора, совместно с разделяющей плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, образуют входной канал, который позволяет осуществлять всасывание воздушного потока под углом 360 градусов относительно нагнетаемого потока, то есть, всасываемый воздушный поток движется к рабочему колесу встречно и параллельно нагнетаемому, совершая С-образную траекторию движения.A rectilinear wall, connected to the inlet edge of the fan housing, for example, along a logarithmic spiral and located above the inlet opening of the fan, together with a dividing flat wall equipped with a louvered grille, form an inlet channel that allows the suction of an air flow at an angle of 360 degrees relative to the pumped flow, that is, the sucked air flow moves toward the impeller opposite and parallel to the pumped one, making a C-shaped trajectory of movement.

Данная конструкция вентилятора позволяет использовать его, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин, так как делает возможным установить вентилятор в колене, соединяющем воздухоподводящий канал с пневмосепарирующим каналом, расположенным параллельно и имеющим смежную стенку.This design of the fan allows it to be used, for example, in pneumatic systems of grain and seed cleaning machines, since it makes it possible to install the fan in the elbow connecting the air supply channel with the pneumatic separation channel, located parallel and having an adjacent wall.

Прямолинейная стенка, сопряженная с входной кромкой корпуса вентилятора, например, по логарифмической спирали и размещенная выше входного отверстия вентилятора, совместно с разделяющей плоской стенкой, снабженной жалюзийной решеткой, образуют входной канал, который позволяет осуществлять всасывание воздушного потока под углом 360 градусов относительно нагнетаемого потока. При этом всасываемый воздушный поток движется к рабочему колесу встречно и параллельно нагнетаемому, то есть С-образно.A straight wall, connected to the inlet edge of the fan housing, for example, along a logarithmic spiral and located above the fan inlet, together with a dividing flat wall equipped with a louvered grille, form an inlet channel that allows the air flow to be sucked in at an angle of 360 degrees relative to the discharge flow. In this case, the sucked air flow moves toward the impeller in a counter and parallel direction to the discharge flow, i.e., in a C-shape.

Данная конструкция вентилятора позволяет использовать его, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин, так как делает возможным разместить вентилятор в колене, соединяющем воздухоподводящий канал с пневмосепарирующим каналом, расположенным параллельно и имеющим смежную стенку.This design of the fan allows it to be used, for example, in pneumatic systems of grain and seed cleaning machines, since it makes it possible to place the fan in the elbow connecting the air supply channel with the pneumatic separation channel, located parallel and having an adjacent wall.

Однако у такого вентилятора малый вихрь, находящийся у входной кромки корпуса, под воздействием всасываемого воздушного потока увеличивается в размере, образуя вихрь, который движется вдоль прямолинейной стенки входного капала навстречу всасываемому воздушному потоку, что уменьшает поток воздуха в вентилятор, обусловливая снижение его производительности. В связи с этим, для увеличения рабочей всасывающей зоны входного канала, возникает необходимость увеличения глубины входного канала вентилятора, что приводит к увеличению его габаритных размеров и, соответственно, металлоемкости.However, in such a fan, a small vortex located at the inlet edge of the housing increases in size under the influence of the sucked-in air flow, forming a vortex that moves along the rectilinear wall of the inlet canal towards the sucked-in air flow, which reduces the air flow into the fan, causing a decrease in its performance. In this regard, in order to increase the working suction zone of the inlet channel, it is necessary to increase the depth of the fan inlet channel, which leads to an increase in its overall dimensions and, accordingly, metal consumption.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится противоточный диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющую их плоскую стенку, снабженную жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной капал, между сопряжением входной кромки корпуса вентилятора и прямолинейной стенкой входного канала установлена соединительная вставка, выполненная, например, в виде усеченной вдоль лежащих на одной оси ребер астроиды, плоскость усечения которой конгруэнтна и лежит на одной прямой с прямолинейной стенкой, причем свободное ребро астроиды направлено к рабочему колесу вентилятора и составляет с ним зазор 0,01…0,04 наружного диаметра D₂ колеса, а расстояние от входной кромки корпуса вентилятора и свободным ребром астроиды соответствует (0,47…0,5)D₂[Пат.2747597 Российская Федерация, МПК F04D 17/00. Противоточный диаметральный вентилятор / Саитов В.Е., Курбанов Р.Ф., Гатауллин Р.Г., Саитов А.В., Фарафонов В.Г.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный агротехнологический университет» (ФГБОУ ВО Вятский ГАТУ). - №2020114643; заявл. 14.04.2020; опубл. 11.05.2021, Бюл. №14] - прототип.The closest to the proposed invention in terms of technical solution and achieved result is a counter-current diametrical fan comprising a housing with an inlet opening and an outlet branch pipe and a flat wall separating them, equipped with a louvered grille, an impeller installed in the housing, mating, for example, along a logarithmic spiral with the inlet edge of the fan housing, above the inlet opening, a rectilinear wall installed parallel to the dividing flat wall and forming an inlet channel, between the mating point of the inlet edge of the fan housing and the rectilinear wall of the inlet channel a connecting insert is installed, made, for example, in the form of an astroid truncated along the edges lying on the same axis, the truncation plane of which is congruent and lies on the same straight line with the rectilinear wall, wherein the free edge of the astroid is directed toward the impeller of the fan and forms a gap with it of 0.01 ... 0.04 of the outer diameter D ₂ of the wheel, and the distance from the inlet the edges of the fan housing and the free edge of the astroid correspond to (0.47 ... 0.5)D ₂ [Patent 2747597 Russian Federation, IPC F04D 17/00. Counter-flow diametrical fan / Saitov V.E., Kurbanov R.F., Gataullin R.G., Saitov A.V., Farafonov V.G.; applicant and patent holder Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Vyatka State Agrotechnological University" (Vyatka GATU). - No. 2020114643; declared 14.04.2020; published 11.05.2021, Bulletin No. 14] - prototype.

Установка между сопряжением входной кромки корпуса вентилятора и прямолинейной стенкой входного канала соединительной вставки, выполненной, например, в виде усеченной вдоль лежащих на одной оси ребер астроиды позволяет направлять малый вихрь от входной кромки корпуса вентилятора и встречный воздушный поток, сходящий по прямолинейной стенке входного канала, в корпус вентилятора вдоль обеих сторон свободного ребра астроиды, что способствует исключению взаимостолкновения встречных потоков воздуха, плавному их слиянию и направлению в воздушный основной поток в корпус вентилятора. В связи с этим уменьшается сопротивление воздушного тракта вентилятора, увеличивается его производительность и отпадает необходимость в перемещении прямолинейной стенки входного канала для увеличения рабочей всасывающей зоны (глубины) входного канала, так как устраняется вихревая зона во входном канале.The installation between the conjugation of the inlet edge of the fan housing and the rectilinear wall of the inlet channel of a connecting insert, made, for example, in the form of an astroid truncated along the ribs lying on the same axis, allows directing a small vortex from the inlet edge of the fan housing and the counter air flow descending along the rectilinear wall of the inlet channel into the fan housing along both sides of the free rib of the astroid, which helps to eliminate the mutual collision of counter air flows, their smooth merging and direction into the main air flow into the fan housing. In this regard, the resistance of the air tract of the fan decreases, its performance increases and there is no need to move the rectilinear wall of the inlet channel to increase the working suction zone (depth) of the inlet channel, since the vortex zone in the inlet channel is eliminated.

Ввиду того, что плоскость усечения, лежащих на одной оси от ребер астроиды, конгруэнтна и лежит на одной прямой с прямолинейной стенкой входного канала, то это позволяет легко установить соединительную вставку между сопряжением входной кромки корпуса вентилятора и прямолинейной стенкой входного канала без увеличения габаритных размеров вентилятора. Это обуславливает легкость монтажа соединительной вставки и эргономичность вентилятора.Due to the fact that the truncation plane lying on one axis from the ribs of the astroid is congruent and lies on one straight line with the rectilinear wall of the inlet channel, this allows easy installation of a connecting insert between the mating of the inlet edge of the fan housing and the rectilinear wall of the inlet channel without increasing the overall dimensions of the fan. This determines the ease of installation of the connecting insert and the ergonomics of the fan.

Направление свободного ребра астроиды к рабочему колесу способствует плавному слиянию воздушных потоков из входного канала и из вихревой зоны (малого вихря) входной кромки корпуса вентилятора, и непосредственному направлению слившихся воздушных потоков внутрь рабочего колеса вентилятора для последующего слияния, в свою очередь, с основным воздушным потоком в корпусе вентилятора.The direction of the free edge of the astroid towards the impeller facilitates the smooth merging of air flows from the inlet channel and from the vortex zone (small vortex) of the inlet edge of the fan housing, and the direct direction of the merged air flows into the impeller of the fan for subsequent merging, in turn, with the main air flow in the fan housing.

Имеющийся зазор между рабочим колесом вентилятора и свободным ребром астроиды в виде 0,01…0,04 наружного диаметра D₂ колеса способствует свободному вращению рабочего колеса.The existing gap between the fan impeller and the free rib of the astroid in the form of 0.01...0.04 of the outer diameter D ₂ of the impeller facilitates free rotation of the impeller.

Однако такой вентилятор не имеет регулируемого устройства во входном канале, позволяющего всасывать дополнительный объем воздуха из атмосферы во входной канал вентилятора, для увеличения производительности вентилятора при относительно большой длине прямолинейной стенки входного канала. Это объясняется тем, что большая длина прямолинейной стенки входного канала обусловливает повышенное сопротивление движению воздушного потока в протяженном входном канале и, соответственно, снижается расход воздуха через воздушный тракт вентилятора. Это обстоятельство значительно ограничивает функциональные возможности использования данного противоточного диаметрального вентилятора.However, such a fan does not have an adjustable device in the inlet channel, allowing to suck in additional air volume from the atmosphere into the fan inlet channel, to increase the fan performance with a relatively large length of the straight wall of the inlet channel. This is explained by the fact that the large length of the straight wall of the inlet channel causes increased resistance to the movement of the air flow in the extended inlet channel and, accordingly, the air flow through the air duct of the fan decreases. This circumstance significantly limits the functional capabilities of using this counter-current diametrical fan.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного противоточного диаметрального вентилятора, содержащего корпус с входным отверстием и выходным патрубком и разделяющую их плоскую стенку, снабженную жалюзийной решеткой, установленное в корпус рабочее колесо, сопрягающуюся, например, по логарифмической спирали с входной кромкой корпуса вентилятора, выше входного отверстия, прямолинейную стенку, установленную параллельно разделяющей плоской стенке и образующую входной канал, с установленной между сопряжением входной кромки корпуса вентилятора и прямолинейной стенкой входного канала соединительной вставкой, выполненной, например, в виде усеченной вдоль лежащих па одной оси ребер астроиды, плоскость усечения которой конгруэнтна и лежит на одной прямой с прямолинейной стенкой, со свободным ребром астроиды направленным к рабочему колесу вентилятора и составляющим с ним зазор 0,01…0,04 наружного диаметра D₂ колеса, а расстояние от входной кромки корпуса вентилятора и свободным ребром астроиды соответствует 0,47…0,5D₂, за ребром астероиды на прямолинейной стенке входного капала вентилятора выполнено всасывающее окно длиной 1,5…1,7 наружного диаметра D₂ рабочего колеса, в котором, относительно оси рабочего колеса, продольно расположены па равном расстоянии друг от друга закрепленные на подвижных осях прямолинейные синхронно поворачиваемые на угол α от 0 до 80 градусов плоскости.The essence of the proposed invention lies in the fact that the known counter-flow diametrical fan, comprising a housing with an inlet opening and an outlet branch pipe and a flat wall separating them, equipped with a louvered grille, an impeller installed in the housing, mating, for example, along a logarithmic spiral with the inlet edge of the fan housing, above the inlet opening, a rectilinear wall installed parallel to the dividing flat wall and forming an inlet channel, with a connecting insert installed between the mating of the inlet edge of the fan housing and the rectilinear wall of the inlet channel, made, for example, in the form of an astroid truncated along the edges lying on the same axis, the truncation plane of which is congruent and lies on the same straight line with the rectilinear wall, with a free edge of the astroid directed toward the impeller of the fan and forming with it a gap of 0.01 ... 0.04 of the outer diameter D ₂ of the wheel, and the distance from the inlet the edges of the fan housing and the free edge of the astroid correspond to 0.47…0.5D ₂ , behind the edge of the astroid on the rectilinear wall of the fan inlet canal there is a suction window with a length of 1.5…1.7 of the outer diameter D ₂ of the impeller, in which, relative to the axis of the impeller, rectilinear planes synchronously rotating at an angle α from 0 to 80 degrees are longitudinally located at an equal distance from each other and fixed on movable axes.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемой разработки. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявленной совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.As a result of the analysis of literary sources, no identical implementation of the proposed development was found. At the same time, the features that are distinctive from the prototype give the declared set new properties that manifest themselves in a positive effect.

Ввиду того, что, сразу за ребром астероиды на прямолинейной стенке входного канала вентилятора выполнено всасывающее окно длиной 1,5…1,7 наружного диаметра D₂ рабочего колеса, появилась возможность всасывания, через это окно, дополнительного количества воздуха из атмосферы, и, которое, сливаясь с воздушным потоком во входном канале, увеличивает общую производительность вентилятора.Due to the fact that, immediately behind the asteroid edge on the rectilinear wall of the fan inlet channel, a suction window with a length of 1.5...1.7 of the outer diameter D ₂ of the impeller is made, it became possible to suck in, through this window, an additional amount of air from the atmosphere, and which, merging with the air flow in the inlet channel, increases the overall performance of the fan.

В результате того, что рассматриваемое устройство увеличивает общую производительность вентилятора, то устранилась необходимость повышения производительности вентилятора за счет увеличения оборотов рабочего колеса вентилятора и (или) глубины входного канала посредством перемещения прямолинейной стенки входного канала, что обусловливает снижение энергоемкости и металлоемкости вентилятора.As a result of the fact that the device under consideration increases the overall performance of the fan, the need to increase the performance of the fan by increasing the speed of the fan impeller and (or) the depth of the inlet channel by moving the rectilinear wall of the inlet channel has been eliminated, which leads to a reduction in the energy consumption and metal consumption of the fan.

Так же, из-за того, что на прямолинейной стенке входного канала вентилятора выполнено всасывающее окно длиной 1,5…1,7 наружного диаметра D₂ рабочего колеса, в котором относительно оси рабочего колеса, продольно расположены на равном расстоянии друг от друга закрепленные на подвижных осях прямолинейные синхронно поворачиваемые плоскости, то это позволяет обеспечивать работу вентилятора на двух режимах.Also, due to the fact that on the rectilinear wall of the fan inlet channel there is a suction window with a length of 1.5...1.7 of the outer diameter D ₂ of the impeller, in which, relative to the impeller axis, rectilinear synchronously rotating planes are longitudinally located at an equal distance from each other, fixed on movable axes, this allows the fan to operate in two modes.

Первый режим - это тогда, когда свободные концы синхронно поворачиваемых плоскостей повернуты в противоположную от входной кромки корпуса вентилятора сторону вплоть до соприкосновения свободных концов плоскостей с образующей прямолинейной стенки входного канала вентилятора (α=0 градусов). При этом обеспечивается закрытое положение всасывающего окна в прямолинейной стенке входного канала. В этом режиме вентилятор не имеет возможности всасывания, через это всасывающее окно, дополнительного количества воздуха из атмосферы и работать на увеличенной производительности, то есть вентилятор работает в обычном режиме.The first mode is when the free ends of the synchronously rotating planes are turned in the opposite direction from the input edge of the fan housing until the free ends of the planes touch the generatrix of the rectilinear wall of the fan input channel (α=0 degrees). This ensures the closed position of the suction window in the rectilinear wall of the input channel. In this mode, the fan does not have the ability to suck in, through this suction window, an additional amount of air from the atmosphere and operate at increased productivity, i.e. the fan operates in the normal mode.

Второй режим работы вентилятора обеспечивается тогда, когда свободные концы синхронно поворачиваемых плоскостей повернуты в сторону входной кромки корпуса вентилятора под углом свыше 0 до 80 градусов относительно образующей прямолинейной стенки входного канала вентилятора. Это обусловливает возможность всасывания вращающимся рабочим колесом вентилятора, через всасывающее окно в прямолинейной стенке входного канала, дополнительного количества потока воздуха из атмосферы, который, в свою очередь, сливаясь с основным воздушным потоком, движущимся к рабочему колесу вентилятора по входному каналу, увеличивает общую производительность вентилятора.The second mode of operation of the fan is ensured when the free ends of the synchronously rotating planes are turned towards the input edge of the fan housing at an angle of over 0 to 80 degrees relative to the generatrix of the rectilinear wall of the fan input channel. This causes the possibility of suction by the rotating fan impeller, through the suction window in the rectilinear wall of the input channel, of an additional amount of air flow from the atmosphere, which, in turn, merging with the main air flow moving to the fan impeller along the input channel, increases the overall performance of the fan.

Виду того, что свободные концы синхронно поворачиваемых плоскостей могут поворачиваться в сторону входной кромки корпуса вентилятора под углом свыше 0 до 80 градусов относительно образующей прямолинейной стенки входного канала вентилятора, то этим обеспечивается возможность плавного регулирования поступления дополнительного количества потока воздуха через всасывающее окно из атмосферы во входной канал, то есть возможность регулирования общей производительности вентилятора.Due to the fact that the free ends of the synchronously rotating planes can rotate towards the input edge of the fan housing at an angle of over 0 to 80 degrees relative to the generatrix of the rectilinear wall of the fan input channel, this ensures the possibility of smooth regulation of the flow of additional air through the suction window from the atmosphere into the input channel, i.e. the possibility of regulating the overall performance of the fan.

Приведенные обстоятельства обуславливают относительно низкую металлоемкость, эргономичность и меньшую трудоемкость обслуживания устройства в целом.The above circumstances determine the relatively low metal consumption, ergonomics and less labor-intensive maintenance of the device as a whole.

В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта обладает существенными отличиями.As a result, the operation of the proposed device achieves a positive effect that exceeds the effect of the prototype. The new set of the claimed device, providing a positive effect, has significant differences.

На фигуре представлена аэродинамическая схема противоточного диаметрального вентилятора.The figure shows the aerodynamic diagram of a counter-flow diametrical fan.

Противоточный диаметральный вентилятор содержит корпус 1 с входным отверстием 2 и выходным патрубком 3 и разделяющую их плоскую стенку 4 с жалюзийной решеткой 5, а также установленное в корпус 1 рабочее колесо 6. Выше входного отверстия 2 параллельно разделяющей плоской стенке 4 установлена прямолинейная стенка 7 (участок DB), которые совместно образуют входной канал 8. На входной кромке 9 корпуса 1 установлена соединительная криволинейная плоскость 10 (участок OA) в виде логарифмической спирали. Между криволинейной плоскостью 10 и прямолинейной стенкой 7 входного канала 8 установлена соединительная вставка 11, выполненная, например, в виде усеченной вдоль лежащих на одной оси ребер астроиды, плоскость усечения которой конгруэнтна и лежит на одной прямой (участок AD) с прямолинейной стенкой 7. Свободное ребро астроиды направлено к рабочему колесу 6 вентилятора и составляет с ним зазор 0,01…0,04 наружного диаметра D₂ колеса 6, а расстояние от входной кромки 9 корпуса 1 вентилятора и свободным ребром астроиды соответствует 0,47…0,5D₂. За ребром астроиды 11, на прямолинейной стенке 7 входного канала 8 вентилятора выполнено всасывающее окно 12 (участок DE) длиной 1,5…1,7 наружного диаметра D₂ рабочего колеса 6, в котором, относительно оси рабочего колеса 6, продольно расположены на равном расстоянии друг от друга закрепленные на подвижных осях прямолинейные синхронно поворачиваемые плоскости 13.The counter-flow diametrical fan comprises a housing 1 with an inlet opening 2 and an outlet branch pipe 3 and a flat wall 4 separating them with a louvered grille 5, as well as an impeller 6 installed in the housing 1. Above the inlet opening 2, parallel to the dividing flat wall 4, a rectilinear wall 7 (section DB) is installed, which together form an inlet channel 8. On the inlet edge 9 of the housing 1, a connecting curvilinear plane 10 (section OA) in the form of a logarithmic spiral is installed. Between the curvilinear plane 10 and the rectilinear wall 7 of the inlet channel 8, a connecting insert 11 is installed, made, for example, in the form of an astroid truncated along the edges lying on the same axis, the truncation plane of which is congruent and lies on the same straight line (section AD) with the rectilinear wall 7. The free edge of the astroid is directed toward the working wheel 6 of the fan and forms a gap with it of 0.01…0.04 of the outer diameter D ₂ of the wheel 6, and the distance from the inlet edge 9 of the fan housing 1 and the free edge of the astroid corresponds to 0.47…0.5D ₂ . Behind the edge of the astroid 11, on the rectilinear wall 7 of the inlet channel 8 of the fan, a suction window 12 (section DE) is made with a length of 1.5...1.7 times the outer diameter D ₂ of the working wheel 6, in which, relative to the axis of the working wheel 6, rectilinear synchronously rotating planes 13 are longitudinally located at an equal distance from each other, fixed on movable axes.

Противоточный диаметральный вентилятор работает на двух режимах следующим образом.The counter-flow diametrical fan operates in two modes as follows.

Первый режим (обычный). Для работы вентилятора на первом режиме, прямолинейные синхронно поворачиваемые плоскости 13, располагающиеся в выполненном за ребром астроиды 11 на прямолинейной стенке 7 входного канала 8 вентилятора всасывающем окне 12, должны быть закрыты, то есть, свободные концы синхронно поворачиваемых плоскостей 13 повернуты в противоположную от входной кромки 9 корпуса вентилятора сторону вплоть до соприкосновения свободных концов плоскостей 13 с образующей прямолинейной стенки 7 входного канала 8 вентилятора. Этим обеспечивается закрытое положение всасывающего окна 12.First mode (normal). For the fan to operate in the first mode, the rectilinear synchronously rotating planes 13, located in the suction window 12 made behind the edge of the astroid 11 on the rectilinear wall 7 of the fan inlet channel 8, must be closed, i.e., the free ends of the synchronously rotating planes 13 are turned in the direction opposite to the inlet edge 9 of the fan housing until the free ends of the planes 13 touch the generatrix of the rectilinear wall 7 of the fan inlet channel 8. This ensures the closed position of the suction window 12.

В этом режиме, при вращении рабочего колеса 6 воздух всасывается во входной канал 8 и через входное отверстие 2 подводится к рабочему колесу 6, проходит его внутреннее пространство, выходит из колеса 6 и нагнетается в выходной патрубок 3. Корпус 1 формирует и направляет воздушный поток, выходящий из рабочего колеса 6, а стенка 4 разделяет всасываемый и нагнетаемый воздушные потоки. При этом образуется вращающийся в одну сторону с колесом 6 большой вихрь, центр которого стабилизируется жалюзийной решеткой 5. Стабилизация центра большого вихря способствует снижению уровня шума и устойчивой работе диаметрального вентилятора.In this mode, when the impeller 6 rotates, air is sucked into the inlet channel 8 and through the inlet opening 2 is fed to the impeller 6, passes its internal space, exits the wheel 6 and is pumped into the outlet branch pipe 3. The housing 1 forms and directs the air flow exiting the impeller 6, and the wall 4 separates the sucked and pumped air flows. In this case, a large vortex is formed rotating in the same direction as the wheel 6, the center of which is stabilized by the louvered grille 5. Stabilization of the center of the large vortex helps to reduce the noise level and ensure stable operation of the diametrical fan.

Кроме этого, находящийся у входной кромки 9 корпуса 1 вентилятора малый воздушный вихрь, под воздействием выходящего из рабочего колеса 6 воздушного потока, перемещается от кромки 9 вдоль криволинейной плоскости 10 (вдоль участка ОАС) к свободному ребру (точка С) соединительной вставки 11. В то же время, движущийся во входном канале 8 вдоль прямолинейной стенки 7 (вдоль участка BEDC) всасываемый воздушный поток перемещается до свободного ребра (точка С) соединительной вставки 11, где плавно сливается с потоком воздуха малого вихря и, далее, проходя через рабочее колесо 6, в виде единого потока направляется в основной воздушный поток в корпус 1 вентилятора. В связи с тем, что воздушный поток из входного канала 8 движется по отношению к выходному патрубку под углом 360 градусов, то есть С-образно, то характер его движения является противоточным.In addition, the small air vortex located at the inlet edge 9 of the fan housing 1, under the influence of the air flow exiting the impeller 6, moves from the edge 9 along the curvilinear plane 10 (along the OAC section) to the free edge (point C) of the connecting insert 11. At the same time, the sucked air flow moving in the inlet channel 8 along the rectilinear wall 7 (along the BEDC section) moves to the free edge (point C) of the connecting insert 11, where it smoothly merges with the air flow of the small vortex and, then, passing through the impeller 6, is directed as a single flow into the main air flow into the fan housing 1. Due to the fact that the air flow from the inlet channel 8 moves relative to the outlet pipe at an angle of 360 degrees, i.e. C-shaped, the nature of its movement is counter-current.

Второй режим (увеличивающий производительность). Для работы вентилятора на втором режиме, прямолинейные синхронно поворачиваемые плоскости 13, располагающиеся в выполненном за ребром астроиды 11 на прямолинейной стенке 7 входного канала 8 вентилятора всасывающем окне 12, должны быть открыты, то есть, свободные концы синхронно поворачиваемых плоскостей 13 повернуты под требуемым углом α свыше 0 до 80 градусов в сторону входной кромки 9 корпуса вентилятора. Этим обеспечивается открытое положение всасывающего окна 12. В этом режиме, находящийся у входной кромки 9 корпуса 1 вентилятора малый воздушный вихрь, под воздействием выходящего из рабочего колеса 6 воздушного потока, перемещается от кромки 9 вдоль криволинейной плоскости 10 (вдоль участка ОАС) к свободному ребру (точка С) соединительной вставки 11. В то же время, движущийся во входном канале 8 вдоль прямолинейной стенки 7 (вдоль участка BEDC) всасываемый воздушный поток соединяется с дополнительным всасываемым потоком воздуха поступающим через всасывающее окно 12 с расположенными в нем плоскостями 13, синхронно повернутых под требуемым углом α свыше 0 до 80 градусов в сторону входной кромки 9 корпуса вентилятора (участок ED), и перемещается до свободного ребра (точка С) соединительной вставки 11, где плавно сливается с потоком воздуха малого вихря и, далее, проходя через рабочее колесо 6, в виде единого потока направляется в основной воздушный поток в корпус 1 вентилятора. В виду того, что воздушный поток из входного канала 8 движется по отношению к выходному патрубку под углом 360 градусов, то есть С-образно, то характер его движения также является противоточным, как и при первом режиме работы вентилятора.Second mode (increasing productivity). For the fan to operate in the second mode, the rectilinear synchronously rotating planes 13, located in the suction window 12 made behind the edge of the astroid 11 on the rectilinear wall 7 of the fan's inlet channel 8, must be open, i.e., the free ends of the synchronously rotating planes 13 are turned at the required angle α over 0 to 80 degrees toward the inlet edge 9 of the fan housing. This ensures the open position of the suction window 12. In this mode, the small air vortex located at the inlet edge 9 of the fan housing 1, under the influence of the air flow exiting the impeller 6, moves from the edge 9 along the curvilinear plane 10 (along the OAC section) to the free edge (point C) of the connecting insert 11. At the same time, the sucked air flow moving in the inlet channel 8 along the rectilinear wall 7 (along the BEDC section) is combined with the additional sucked air flow entering through the suction window 12 with planes 13 located in it, synchronously turned at the required angle α over 0 to 80 degrees towards the inlet edge 9 of the fan housing (section ED), and moves to the free edge (point C) of the connecting insert 11, where it smoothly merges with the air flow of the small vortex and, further, passing through the impeller 6, in the form of a single flow is directed into the main air flow into the fan housing 1. Due to the fact that the air flow from the inlet channel 8 moves in relation to the outlet pipe at an angle of 360 degrees, i.e. C-shaped, the nature of its movement is also counter-current, as in the first mode of operation of the fan.

Поворот свободных концов синхронно поворачиваемых плоскостей 13 в сторону входной кромки 9 корпуса вентилятора под углом α свыше 0 до 80 градусов относительно образующей прямолинейной стенки 7 входного канала 8 вентилятора обеспечивает возможность плавного регулирования поступления из атмосферы дополнительного количества потока воздуха во входной канал 8 через всасывающее окно 12, то есть возможность плавного регулирования общей производительности вентилятора.The rotation of the free ends of the synchronously rotating planes 13 towards the inlet edge 9 of the fan housing at an angle α of over 0 to 80 degrees relative to the generatrix of the rectilinear wall 7 of the inlet channel 8 of the fan provides the possibility of smoothly regulating the flow of an additional amount of air from the atmosphere into the inlet channel 8 through the suction window 12, i.e. the possibility of smoothly regulating the overall performance of the fan.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является то, что она позволяет использовать ее в двух режимах функционирования, применение которых обуславливается различными по назначению видами технологического процесса, например, зерно- и семяочистительных машин, что значительно расширяет функциональные возможности использования вентилятора.The advantage of the proposed invention compared to the prototype is that it allows its use in two operating modes, the use of which is determined by different types of technological processes, for example, grain and seed cleaning machines, which significantly expands the functional capabilities of the fan.

Claims

A counter-flow diametrical fan comprising a housing with an inlet opening and an outlet branch pipe and a flat wall separating them, equipped with a louvered grille, an impeller installed in the housing, mating, for example, along a logarithmic spiral with the inlet edge of the fan housing above the inlet opening, a rectilinear wall installed parallel to the dividing flat wall and forming an inlet channel, with a connecting insert installed between the mating of the inlet edge of the fan housing and the rectilinear wall of the inlet channel, made, for example, in the form of an astroid truncated along the edges lying on the same axis, the truncation plane of which is congruent and lies on the same straight line with the rectilinear wall, with a free edge of the astroid directed toward the impeller of the fan and forming a gap with it of 0.01 ... 0.04 of the outer diameter D ₂ of the wheel, and the distance from the inlet edge of the fan housing and the free edge of the astroid corresponds to (0.47…0.5)D ₂ , characterized in that behind the rib of the astroid on the rectilinear wall of the fan inlet channel there is a suction window with a length of 1.5…1.7 times the outer diameter D ₂ of the impeller, in which, relative to the impeller axis, rectilinear planes synchronously rotating at an angle α from 0 to 80 degrees and fixed on movable axes are longitudinally located at an equal distance from each other.