RU176213U1

RU176213U1 - Two-stage centrifugal fan

Info

Publication number: RU176213U1
Application number: RU2017112160U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Докукин
Original assignee: Владимир Николаевич Докукин
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2018-01-12

Abstract

Полезная модель относится к компрессорному и вентиляторному машиностроению, а более конкретно - к центробежным компрессорам и радиальным вентиляторам, используемым в системах вентиляции и кондиционирования, системах аэрации, в технологических процессах химической и металлургической промышленности.Двухступенчатый центробежный вентилятор содержит электродвигатель, непосредственно на валу которого консольно установлены рабочие колеса двух ступеней сжатия, размещенные в общем корпусе, и проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому. В проточной части установлена диафрагма, выполненная из двух большого и меньшего диаметров с отверстиями в центре параллельных дисков и перегородок, образующих радиальные каналы, входные участки которых снабжены направляющими элементами. Входные участки радиальных каналов и направляющие элементы изогнуты в направлении движения воздушного потока и площади поперечных сечений каждого канала по его длине имеют одинаковую величину, при этом диск меньшего диаметра, цилиндрическая часть и крышка корпуса образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо первой ступени сжатия. Диск большего диаметра, спиральная и торцевая части корпуса вентилятора образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо второй ступени сжатия. Электродвигатель расположен на раме, приваренной к торцевой части корпуса. Уплотнительные втулки размещены на входе в рабочие колеса первой и второй ступеней сжатия. Направляющий аппарат закреплен на цилиндрической части корпуса, установлен на входе в диафрагму и имеет чашевидную форму. Входной направляющий аппарат закреплен на диске меньшего диаметра, установлен на выходе из диафрагмы и имеет коническую форму с уклоном по направлению движения воздушного потока, снабжен лабиринтным уплотнением по валу электродвигателя. 4 фиг.The utility model relates to compressor and fan engineering, and more specifically to centrifugal compressors and radial fans used in ventilation and air conditioning systems, aeration systems, and in the technological processes of the chemical and metallurgical industries. A two-stage centrifugal fan contains an electric motor directly mounted on the shaft of which are cantilevered impellers of two compression stages located in a common housing, and a flow part for the passage of air flow from one impeller to another. A diaphragm is installed in the flowing part, made of two large and smaller diameters with holes in the center of parallel disks and partitions forming radial channels, the inlet sections of which are equipped with guide elements. The inlet sections of the radial channels and the guiding elements are curved in the direction of movement of the air flow and the cross-sectional area of each channel along its length is the same, with a smaller diameter disk, a cylindrical part and a housing cover forming a chamber in which the impeller of the first compression stage is placed. The larger diameter disk, the spiral and end parts of the fan housing form a chamber in which the impeller of the second compression stage is located. The electric motor is located on a frame welded to the end of the housing. Sealing bushings are placed at the entrance to the impellers of the first and second compression stages. The guide apparatus is mounted on the cylindrical part of the housing, installed at the entrance to the diaphragm and has a cup shape. The input guide vane is mounted on a disk of a smaller diameter, mounted at the exit of the diaphragm and has a conical shape with a slope in the direction of air flow, equipped with a labyrinth seal on the motor shaft. 4 of FIG.

Description

Полезная модель относится к компрессорному и вентиляторному машиностроению, а более конкретно - к центробежным компрессорам и радиальным вентиляторам, используемым в системах вентиляции и кондиционирования, системах аэрации, в технологических процессах химической и металлургической промышленности.The utility model relates to compressor and fan engineering, and more specifically to centrifugal compressors and radial fans used in ventilation and air conditioning systems, aeration systems, and in the technological processes of the chemical and metallurgical industries.

Известен двухступенчатый центробежный вентилятор, содержащий приводной вал, консольно установленные на приводном валу рабочие колеса двух ступеней сжатия и проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому, размещенные в общем корпусе. В проточной части установлена диафрагма, выполненная из двух большего и меньшего диаметров параллельных дисков с отверстиями в центре и перегородок, образующих радиальные каналы, входные участки которых снабжены направляющими элементами. Входные участки радиальных каналов и направляющие элементы изогнуты в направлении движения воздушного потока, а площади поперечных сечений каждого канала по его длине имеют одинаковую величину. Диск меньшего диаметра, цилиндрическая часть и крышка корпуса образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо первой ступени сжатия, а диск большего диаметра, спиральная и торцевая части корпуса вентилятора образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо второй ступени. Кроме того, отверстие в диске большего диаметра, являющееся выходным отверстием диафрагмы, имеет больший диаметр и сопряжено со всасывающим отверстием рабочего колеса второй ступени сжатия [Патент РФ № 158483, опубл. 10.01.2016, Бюл. № 1].Known two-stage centrifugal fan containing a drive shaft, cantilever mounted on the drive shaft impellers of two compression stages and a flow part for the passage of air flow from one impeller to another, located in a common housing. A diaphragm is installed in the flow part, made of two larger and smaller diameters of parallel disks with holes in the center and partitions forming radial channels, the inlet sections of which are equipped with guide elements. The inlet sections of the radial channels and the guiding elements are curved in the direction of air flow, and the cross-sectional areas of each channel along its length are the same. A smaller diameter disk, a cylindrical part and a housing cover form a chamber in which the impeller of the first compression stage is placed, and a larger disk, a spiral and end parts of the fan housing form a chamber in which the second stage impeller is placed. In addition, the hole in the disk of a larger diameter, which is the outlet of the diaphragm, has a larger diameter and is associated with the suction hole of the impeller of the second compression stage [RF Patent No. 158483, publ. 01/10/2016, Bull. No. 1].

Недостатками конструкции известного двухступенчатого центробежного вентилятора являются большие габаритные размеры и потери мощности, связанные с необходимостью передачи крутящего момента с вала электродвигателя на приводной вал вентилятора; наличие значительных перетечек сжимаемого воздуха, связанные с отсутствием уплотнения по валу и по покрывным дискам рабочих колес; значительные потери напора, связанные с отсутствием направляющих устройств.The design disadvantages of the known two-stage centrifugal fan are large overall dimensions and power losses associated with the need to transmit torque from the motor shaft to the drive shaft of the fan; the presence of significant overflows of compressible air associated with the lack of compaction along the shaft and over the cover disks of the impellers; significant pressure losses associated with the absence of guiding devices.

Целью предлагаемой полезной модели является уменьшение габаритных размеров, снижение перетечек и потерь напора и мощности.The purpose of the proposed utility model is to reduce overall dimensions, reduce leakage and loss of pressure and power.

Поставленная цель достигается тем, что двухступенчатый центробежный вентилятор, содержащий размещенные в общем корпусе рабочие колеса двух ступеней сжатия и проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому, в проточной части которого установлена диафрагма, выполненная из двух большего и меньшего диаметров параллельных дисков с отверстиями в центре и перегородок, образующих радиальные каналы, входные участки которых снабжены направляющими элементами, причем входные участки радиальных каналов и направляющие элементы изогнуты в направлении движения воздушного потока и площади поперечных сечений каждого канала по его длине имеют одинаковую величину, при этом диск меньшего диаметра, цилиндрическая часть и крышка корпуса образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо первой ступени сжатия, а диск большего диаметра, спиральная и торцевая части корпуса вентилятора образуют камеру, в которой размещено рабочее колесо второй ступени сжатия, дополнительно содержит электродвигатель, непосредственно на валу которого консольно установлены размещенные в общем корпусе рабочие колеса первой и второй ступеней сжатия, уплотнительные втулки, размещенные на входе в рабочие колеса первой и второй ступеней сжатия, направляющий аппарат, закрепленный на цилиндрической части корпуса первой камеры, установленный на входе в диафрагму и имеющий чашевидную форму, входной направляющий аппарат, закрепленный на диске меньшего диаметра, установленный на выходе из диафрагмы и имеющий коническую форму с уклоном по направлению движения воздушного потока, снабженный лабиринтным уплотнением по валу электродвигателя, при этом электродвигатель расположен на раме, приваренной к торцевой части корпуса.This goal is achieved in that a two-stage centrifugal fan containing impellers of two compression stages located in a common housing and a flow part for air flow from one impeller to another, in the flow part of which there is a diaphragm made of two larger and smaller diameters of parallel disks with holes in the center and partitions forming radial channels, the input sections of which are provided with guide elements, and the input sections of the radial channels and The constituent elements are bent in the direction of the air flow and the cross-sectional area of each channel along its length is the same, with a smaller disk, a cylindrical part and a housing cover forming a chamber in which the impeller of the first compression stage is placed, and a larger diameter spiral and the end parts of the fan housing form a chamber in which the impeller of the second compression stage is located, further comprises an electric motor, directly on the shaft of which the cantilever is mounted the impellers of the first and second compression stages located in the common casing, sealing sleeves located at the entrance to the impellers of the first and second compression stages, a guide apparatus mounted on the cylindrical part of the casing of the first chamber, installed at the entrance to the diaphragm and having a cup-shaped inlet a guide apparatus mounted on a disk of a smaller diameter, mounted at the exit of the diaphragm and having a conical shape with a slope in the direction of air flow, equipped with a labyrinth seal m along the shaft of the electric motor, while the electric motor is located on a frame welded to the end of the housing.

Заявляемая полезная модель изображена на чертежах, гдеThe inventive utility model is shown in the drawings, where

на фиг. 1 - показан общий вид двухступенчатого центробежного вентилятора;in FIG. 1 - shows a General view of a two-stage centrifugal fan;

на фиг. 2 - показан вид на диафрагму со стороны диска меньшего диаметра;in FIG. 2 - shows a view of the diaphragm from the side of the disk of a smaller diameter;

на фиг. 3 - показан вид на направляющий аппарат;in FIG. 3 - shows a view of the guide apparatus;

на фиг. 4 - показан вид на входной направляющий аппарат с лабиринтным уплотнением и уплотнительные втулки первой и второй ступени.in FIG. 4 shows a view of an input guide vane with a labyrinth seal and sealing sleeves of the first and second stage.

Двухступенчатый центробежный вентилятор содержит электродвигатель 1, непосредственно на валу 2 которого консольно установлены рабочие колеса 3 и 4 двух ступеней сжатия, размещенные в общем корпусе 5, и проточную часть для прохода воздушного потока от одного рабочего колеса к другому. В проточной части установлена диафрагма, выполненная из двух большого и меньшего диаметров с отверстиями в центре параллельных дисков соответственно 6 и 7 и перегородок 8, образующих радиальные каналы 9, входные участки которых снабжены направляющими элементами 10. Входные участки радиальных каналов 9 и направляющие элементы 10 изогнуты в направлении движения воздушного потока и площади поперечных сечений каждого канала по его длине имеют одинаковую величину, при этом диск меньшего диаметра 7, цилиндрическая часть и крышка 11 корпуса 5 образуют камеру 12, в которой размещено рабочее колесо 3 первой ступени сжатия. Диск большего диаметра 6, спиральная и торцевая части корпуса вентилятора образуют камеру 13, в которой размещено рабочее колесо 4 второй ступени сжатия. Электродвигатель 1 расположен на раме 14, приваренной к торцевой части корпуса 5. Уплотнительные втулки 15 и 16 размещены на входе в рабочие колеса 3 и 4 первой и второй ступеней сжатия. Направляющий аппарат 17 закреплен на цилиндрической части корпуса 5, установлен на входе в диафрагму и имеет чашевидную форму. Входной направляющий аппарат 18 закреплен на диске меньшего диаметра 7, установлен на выходе из диафрагмы и имеет коническую форму с уклоном по направлению движения воздушного потока, снабжен лабиринтным уплотнением 19 по валу 2 электродвигателя 1.The two-stage centrifugal fan contains an electric motor 1, directly on the shaft 2 of which the impellers 3 and 4 of two compression stages are cantilevered, located in a common housing 5, and a flow part for the passage of air flow from one impeller to another. A diaphragm is installed in the flowing part, made of two large and smaller diameters with holes in the center of parallel disks 6 and 7, respectively, and partitions 8 forming radial channels 9, the inlet sections of which are provided with guide elements 10. The input sections of the radial channels 9 and the guide elements 10 are curved in the direction of movement of the air flow and the cross-sectional area of each channel along its length have the same size, while the disk of a smaller diameter 7, the cylindrical part and the cover 11 of the housing 5 image dissolved chamber 12 in which the impeller 3 taken first compression stage. A disk of a larger diameter 6, the spiral and end parts of the fan housing form a chamber 13, in which the impeller 4 of the second compression stage is located. The electric motor 1 is located on the frame 14, welded to the end of the housing 5. The sealing sleeves 15 and 16 are placed at the entrance to the impellers 3 and 4 of the first and second compression stages. The guide apparatus 17 is mounted on the cylindrical part of the housing 5, is installed at the entrance to the diaphragm and has a cupped shape. The input guide apparatus 18 is mounted on a disk of a smaller diameter 7, is mounted at the exit of the diaphragm and has a conical shape with a slope in the direction of air flow, is equipped with a labyrinth seal 19 along the shaft 2 of the motor 1.

Предлагаемый двухступенчатый центробежный вентилятор работает следующим образом.The proposed two-stage centrifugal fan operates as follows.

При включении электродвигателя 1 вращающееся рабочее колесо 3 первой ступени сжатия засасывает воздух, который поступает через всасывающее отверстие крышки 11 корпуса 5 и уплотнительную втулку 15, проходит через лопаточное пространство колеса, при этом давление воздуха на периферии рабочего колеса 3 возрастает до давления нагнетания первой ступени сжатия. Для снижения перетечек рабочей среды обратно на всасывание колеса 3 первой ступени установлена уплотнительная втулка 15, образующая щелевой зазор с покрывным диском рабочего колеса 3. Далее рабочая среда благодаря направляющему аппарату 17 безударно попадает в диафрагму. Пройдя диафрагму, воздух безударно проходит через входной направляющий аппарат 18, а затем через уплотнительную втулку 16 и направляется в рабочее колесо второй ступени 4, при этом для снижения перетечек по валу 2 электродвигателя 1 входной направляющий аппарат 18 снабжен лабиринтным уплотнением 19. Для снижения перетечек рабочей среды обратно на всасывание колеса 4 второй ступени установлена уплотнительная втулка 16, образующая щелевой зазор с покрывным диском рабочего колеса 4. Пройдя через лопаточный аппарат рабочего колеса 4 второй ступени сжатия, воздух дополнительно сжимается, далее давление воздуха повышается в спиральной части камеры 13. Затем воздух через нагнетательный трубопровод подается к потребителю.When the motor 1 is turned on, the rotating impeller 3 of the first compression stage sucks in the air that enters through the suction hole of the cover 11 of the housing 5 and the sealing sleeve 15, passes through the blade space of the wheel, while the air pressure at the periphery of the impeller 3 increases to the discharge pressure of the first compression stage . To reduce the leakage of the working medium, a sealing sleeve 15 is installed back to the suction of the wheel 3 of the first stage, which forms a gap with a cover disk of the impeller 3. Further, the working medium, thanks to the guide apparatus 17, falls into the diaphragm without impact. After passing through the diaphragm, the air passes shocklessly through the inlet guide apparatus 18, and then through the sealing sleeve 16 and is sent to the impeller of the second stage 4, while in order to reduce the flow on the shaft 2 of the electric motor 1, the input guide apparatus 18 is equipped with a labyrinth seal 19. To reduce the flow the medium back to the suction of the wheel 4 of the second stage, a sealing sleeve 16 is installed, forming a gap with a cover disk of the impeller 4. Passing through the scapular apparatus of the impeller 4 of the second stage compression, the air is further compressed, the air pressure further rises in the helical part of the chamber 13. The air is then fed through the discharge line to the consumer.

Преимущество предлагаемой полезной модели заключается в том, что в зависимости от типоразмера вентилятора достигается напор 35-50 кПа при меньших габаритах и меньшей мощности благодаря отсутствию устройства для передачи крутящего момента от электродвигателя к приводному валу вентилятора, снижению перетечек по валу и по покрывным дискам рабочих колес и снижению потерь напора благодаря применению уплотнительных и направляющих устройств.The advantage of the proposed utility model is that, depending on the size of the fan, a pressure of 35-50 kPa is achieved with smaller dimensions and lower power due to the absence of a device for transmitting torque from the electric motor to the fan drive shaft, reduction of overflows on the shaft and on the cover wheels of the impellers and reduction of pressure losses due to the use of sealing and guiding devices.

Claims

A two-stage centrifugal fan, comprising impellers of two compression stages located in a common housing and a flow part for air flow from one impeller to another, a diaphragm made of two large and smaller diameters with holes in the center of parallel disks and partitions is installed in the flow part forming radial channels, the input sections of which are provided with guide elements, and the input sections of the radial channels and guide elements are curved in the direction of movement the air flow and the cross-sectional areas of each channel along its length have the same size, while the smaller disk, the cylindrical part and the housing cover form a chamber in which the impeller of the first compression stage is placed, and the larger disk, the spiral and end parts of the fan housing a chamber in which the impeller of the second stage is located, characterized in that it further comprises an electric motor directly on the shaft of which are mounted wheels, sealing sleeves located at the entrance to the impellers of the first and second compression stages, a guide apparatus mounted on the cylindrical part of the housing of the first chamber, mounted at the entrance to the diaphragm and having a cup shape, an input guide apparatus mounted on a disk of a smaller diameter, installed at the exit of the diaphragm and having a conical shape with a slope in the direction of movement of the air flow, and also equipped with a labyrinth seal on the motor shaft, while the electric motor olozhen on the frame, welded to the end of the housing.