Рабочее колесо центробежного вентилятора

Рабочее колесо центробежного вентилятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: вентиляторостроение, в частности рабочие колеса центробежных вентиляторов. Сущность изобретения: внутренняя ступень рабочего колеса центробежного вентилятора расположена с радиальным зазором а относительно установленной на несущем диске 1 наружной ступени. Покрывные диски 4, 5 ступеней расположены друг относительно друга с радиальным зазором б, а несущий диск 6 внутренней ступени размещен относительно несущего диска 1 наружной ступени на расстоянии т, составляющем 0,2...0,7 от высоты h лопаток 3 внутренней ступени, что позволяет снизить уровень шума и упростить процесс сборки. 1 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s F 04 0 29/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4888274/06 (22) 06,12 90 (46) 23,09.92, Бюл. ¹ 35 (71) Центральный научно-исследовательский и проектный институт "Тайфун" (72) Л,А. Розинов и П.В, Постный (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 373448, кл. F 04 0 29/66, 1966.

Авторское свидетельство СССР

¹ 629363, кл. F 04 О 29/28, 1976, Авторское свидетельство СССР № 1545009, кл, F 04 О 29/28, 1986. (54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО

ВЕНТИЛЯТОРА

ЫХ» 1763725 А1 (57) Использование: вентиляторостроение, в частности рабочие колеса центробежных вентиляторов. Сущность изобретения: внутренняя ступень рабочего колеса центробежного вентилятора расположена с радиальным зазором "а" относительно установленной на несущем диске 1 наружной ступени, Покрывные диски 4, 5 ступеней расположены друг относительно друга с радиальным зазором "б", а несущий диск 6 внутренней ступени размещен относительно несущего диска 1 наружной ступени на расстоянии m, составляющем 0,2...0,7 от высоты h лопаток 3 внутренней ступени, что позволяет снизить уровень шума и упростить процесс сборки. 1 ил, 1763725

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в вентиляторах, компрессорах, устанавливаемых на транспорте, в частности, на судах, а также в стационарных сооружениях.

Известно рабочее колесо центробежного вентилятора по а,с. СССР N 373448, кл, F

04 D 29/66, 1966, содержащее две коаксиально расположенные ступени с радиальным зазором между ними, Во внутренней ступени равномерно расположены по окружности лопатки, наружная ступень выполнена из ряда кольцевых пластин, расположенных на достаточно малых расстояниях одна от другой, Лопатки и пластины жестко крепятся к покрывному и несущему дискам.

Из-за очень малых расстояний между пластинами наружная ступень с течением времени будет забиваться пылью, что приводит к возрастанию шума. Рабочее колесо трудоемко в изготовлении из-за необходимости обеспечения надежного закрепления пластин по всей ширине колеса, установки пластин строго параллельно друг другу и перпендикулярно оси колеса для получения равномерного расстояния между пластинами, а также из-за невозможности применения прогрессивных технологических процессов для сборки колеса, особенно при закреплении лопаток внутренней ступени, В рабочем колесе, содержащем две коаксиальные ступени с радиальным зазором между ними (см., например, электровентилятор 25/40 ЦСУ по черт. 475-59.4023, разработанный ЦНИиПИ "Тайфун" и а.с. СССР

N 629363, F 04 D 29/28, 1976), обе ступени выполнены на центробежном принципе.

Несущий диск плоской формы, покрывной— конической. Покрывной и несущий диски являются сплошными на две ступени.

Недостатком указанной конструкции является пониженный КПД вентилятора изза наличия радиального зазора между ступенями.

Указанное колесо менее трудоемко по сравнению с другими известными решениями, например, по а.с. СССР N 373448, однако и оно не позволяет механизировать полностью процесс сборки рабочего колеса, Технология его сборки следующая, Вначале крепятся лопатки внутренней, а затем наружной ступеней к несущему диску механизированным способом, например, заклепками на пневмоскоба . После этого на лопатки устанавливается покрывной диск, который вначале крепится к лопаткам внутренней ступени вручную, например, винтами, так как невозможно применить механизированный способ из-за разных

45 профилей лопаток наружной и внутренней ступеней. После выполнения этой операции соединяют покрывной диск (уже закрепленный к внутреннему венцу) к лопаткам наружной ступени механизированным способом.

Следовательно, рассматриваемое колесо изготовляется совместным использованием механизированного и ручного способов, что увеличивает трудоемкость изготовления и снижает качество изделия, Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является рабочее колесо по а,с. СССР N 1545009, F 04 D

29/28, 1986, содержащее две коаксиальные ступени с радиальным зазором между ними, В указанной конструкции несущий диск является единым для наружной и внутренней ступеней, а покрывной — составным, т.е, каждая ступень имеет свой покрывной диск, Причем покрывные диски выполнены таким образом, чтобы после сборки между ними был зазор, равный 0,06 — 0,2 высоты лопаток внутренней ступени и расположенный в районе радиального зазора между ступенями. При этом покрывные диски ступеней располагаются на одной прямой, т.е. эти диски не смещены друг относительно друга по оси.

Недостаток конструкции прототипа состоит в том, что несмотря на коаксиальное расположение ступеней наружная ступень излучает относительно высокий шум в соответствии с актом испытаний — 90 дБ, так как никакие мероприятия по снижению шума в этом источнике (в прототипе) не предусмотрены, Во-вторых, для клепки лопаток внутренней ступени должны применяться оснастка, например, пневмоскобы с большим плечом.

Увеличение плеча приводит к уменьшению устойчивости оснастки и как следствие, ухудшаются условия формирования головки заклепки, Кроме того, при клепке лопаток вначале внутренней, а затем наружной ступеней к несущему диску происходит некоторое их смещение, В силу этого возникают затруднения в обеспечении совпадения отверстий в лопатках и покрывном диске наружной ступени, т.к. он приклепывается последним, Поэтому отверстия в покрывном диске наружной ступени надо увеличить, чтобы можно было установить заклепки, В известной мере это может привести к менее жесткому соединению лопаток и покрывного диска наружной ступени. А при вращении рабочего колеса может происходить их смещение друг относительно друга. B конечном итоге указанные факторы снижают качество изготовления рабочего колеса и может произойти его разрушение в процессе эксплуа1763725 тации, При этом указанная конструкция не содержит агрегатированных составных частей, и поэтому при разрушении наружной ступени такое колесо должно быть заново изготовлено, т.к. нельзя внедрить агрегатные методы ремонта, что является отрицательным фактором технологичности конструкции (см "Технологичность конструкции изделий: Справочник, Т.К. Алферова, Ю,Д. Амиров, П, Н. Волков и др. под ред.

Ю.Д, Амирова, М., Машиностроение, 1985, с. 29).

Целью изобретения является снижение уровня шума и упрощение процесса сборки рабочего колеса центробежного вентилятора, Поставленная цель достигается тем, что рабочее колесо центробежного вентилятора содержит две коаксиально расположенные ступени (наружную и внутреннюю) с радиальными зазорами между ними и.между покрывными дисками, на которые установлены лопатки соответствующей ступени и ступица (сходные признаки), каждая ступень имеет свой несущий диск, к последнему прикреплены лопатки соответствующей ступени, а расстояние между несущими дисками ступеней составляет 0,2 — 0,7 высоты лопаток внутренней ступени.

Благодаря указанной компоновке обеспечивается снижение шума и упрощение процесса сборки.

Наличие в каждой ступени рабочего колеса своего несущего и покрывного дисков позволяет производить сборку каждой детали отдельно, независимо одну от другой, Лопатки наружной и внутренней ступеней крепятся к несущим и покрывным дискам соответствующей ступени механизированным способом с применением достаточно надежной и долговечной оснастки при минимально возможных зазорах между заклепками и отверстиями в деталях. Это упрощает процесс сборки рабочего колеса, т.к, для сборки рабочего колеса со сплошным несущим диском требуется применение пневмоскобы с большим плечом, что ведет к уменьшению устойчивости оснастки, ухудшению условий формирования заклепки и смещению лопаток, Кроме того, благодаря наличию агрегатированных составных частей возможно внедрение агрегатных методов ремонта, Расстояние между несущими дисками ступеней рабочего колеса составляет 0,2—

0,7 высоты лопаток внутренней ступени и в совокупности с толщиной несущего диска внутренней ступени позволяет снизить относительную скорость воздуха, проходящего через наружную ступень и, 5

55 следовательно, уменьшить шум, излучаемый рабочим колесом, т.е. улучшить акустические характеристики.

Из технической литературы известно, что наличие расстояния между несущими дисками m (cM. чертеж) в общем случае ухудшает аэроакустические характеристики.

Во-первых, из-за взаимодействия течения, находящегося в зазоре "а" под повышенным давлением с воздухом, находящимся в пространстве между двумя несущими дисками, аналогично воздуху, находящемуся в пространстве между корпусом вентилятора и колесом (см. Гофлин А.П., Шилов В.Д. Судовые компрессорные машины. Л., Судостроение, 1977, с.56). Во-вторых, воздух, находящийся в пространстве между двумя несущими дисками, вращается вместе с колесом и на это вращение необходимо затратить дополнительную энергию, понижающую КПД вентилятора, что может быть уподоблено потерям, вызванным трением дисков о воздух (см, кн.: Центробежные вентиляторы, Под ред. Т,С.

Соломаховой, М., Машиностроение, 1975, с.

180), Поэтому расстояние m должно быть такой величины, чтобы находящийся между несущими дисками воздух исключал отрицательные факторы, указанные выше, т,е. должно соответствовать заявленному диапазону m = 0,2-0,7 высоты лопаток внутренней ступени.

На чертеже изображен продольный разрез рабочего колеса центробежного вентилятора.

Рабочее колесо центробежного вентилятора содержит коаксиально расположенные друг относительно друга ступени с радиальным зазором "а" внутреннюю ступень и установленную на несущем диске 1 наружную ступень, каждая из которых снабжена лопатками 2, 3 и покрывным диском 4, 5, которые расположены друг относительно друга с радиальным зазором "б", при этом внутренняя ступень снабжена несущим диском 6, размещенным относительно несущего диска 1 наружной ступени на расстоянии m составляющем (0,2 — 0,7)h, где

h — высота лопаток внутренней ступени.

Несущие диски 1, 6 установлены на ступицу 7 и закреплены болтами или заклепками 9.

При вращении колеса под действием центробежных сил поток воздуха поступает вначале на лопатки 3 внутренней ступени, а затем в радиальный зазор "а" и на лопатки

2 наружной ступени, Выходящий из наружной ступени поток через корпус (на чертеже не показан) центробежного вентилятора направляется по назначению.

Формула изобретения

Рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее коаксиально расположенные один относительно другой с

Составитель Е, Жмулина

Техред M,Моргентал Корректор Т. Палий

Редактор Т, Иванова

Заказ 3441 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101,с (, 1 с

Проходящий через наружную ступень воздух из-за увеличения ее ширины за счет расстояния rn и толщины несущего диска 6 внутренней ступени имеет меньшие относительные скорости. В результате этого должен снизиться шум ступени, что приводит к уменьшению шума, излучаемого рабочим колесом. радиальным зазором внутреннюю и установленную на несущем диске наружную стулени, каждая из которых снабжена лопатками и покрывным диском, при этом

5 покрывные диски ступеней расположены друг относительно друга с радиальным зазором, о тл и ч а ю щ ее ся тем, что, с целью снижения уровня шума и упрощения процесса сборки, внутренняя ступень снабжена

10 несуьцим диском, размещенным относительно несущего диска наружной ступени на расстоянии, составляющем 0,2...0.7 высоты лог аток внутренней ступени.