РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ГИДРОВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 1994 года по МПК F04D19/00 F04D29/32 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к реактивным гидровентиляторам для брызгальных бассейнов, градирен и т. п. теплообменным аппаратам.

Известна конструкция рабочего колеса осевого электровентилятора (крыльчатки), включающая ступицу, к которой крепятся лопасти.

Недостаток такой конструкции рабочего колеса вентилятора заключается в том, что при увеличении количества лопастей для повышения напора и производительности по воздуху диаметр ступицы необходимо увеличивать выше расчетных показателей, так как закрепить 12-18 лопастей просто не хватает места, что приводит к повышению веса крыльчатки, увеличению материалоемкости, перерасходу электроэнергии при эксплуатации.

Кроме того, прикрепление лопасти к ступице не обеспечивает коэффициент равномерности заполнения лопастями, что приводит к ухудшению аэродинамических качеств. Особенно этот недостаток усугубляется из-за эффекта веерности при увеличении диаметра до 3-5-10-20 м. При увеличении диаметра вентилятора увеличивается также индивидуальная консольность лопасти, что приводит к целому ряду недостатков: вибрации лопастей, перерасходу материалов на достижение требуемой жесткости, усилению узла крепления лопасти к ступице и т. д. Принимаемые меры не обеспечивают необходимой прочности и жесткости и, как следствие, возле градирен лежат десятки поломанных крыльчаток, как отечественного так и зарубежного производства не проработавшие даже 5-10% паспортного срока, а при обмерзании лопасти ломаются в первые часы эксплуатации.

Известна конструкция рабочего колеса гидровентилятора (прототип) с ведомыми и ведущими полыми лопастями с реактивными и распылительными форсунками частично устраняющая указанные недостатки путем соединения ведущих и ведомых лопастей кольцом жесткости и тем самым уменьшающих индивидуальную консольность на радиус кольца жесткости.

Недостатком конструкции крыльчатки, взятой в качестве прототипа, остается тот же фактор, что при увеличении количества лопаток и диаметра вентилятора из-за веерности - неравномерность заполнения пространства и дефицита места для крепления многих лопаток.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 показана крыльчатка гидровентилятора, вид снизу; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Рабочее колесо гидровентилятора включает ступицу 1, ведущие полые лопасти 2 с реактивными и распылительными форсунками 3 и 4 и ведомые длинные лопасти, прикрепленные к ступице. Между длинными ведомыми и ведущими лопастями закреплены короткие ведомые лопасти 6 (L = 0,75-0,5 радиуса вентилятора) к малому кольцу 7 жесткости, радиус которого равен 0,3-0,5 радиуса вентилятора и к кольцу большого диаметра, радиус которого равен 0,5-0,75 радиуса вентилятора с помощью косынок 9. При разборном варианте (не показано) косынки привариваются к кольцам, лопастям и ступице и соединяются между собой болтами и гайками. При больших диаметрах кольца жесткости выполняются в виде кольцевой фермы или полосы, высота которой определяется по расчету для каждого конкретного случая.

Рабочее колесо работает следующим образом.

Циркуляционная вода, подаваемая на охлаждение, поступает в ступицу 1, полую лопасть 2 и вытекает из реактивных и распылительных форсунок 3 и 4, при этом реактивными силами струй воды вращает ведущие лопасти, а также соединенные с ней через ступицу и кольца 7 и 8 жесткости ведомые длинные и короткие лопасти 5 и 6.

Вес лопастей, аэродинамические усилия передаются на кольца жесткости и на ступицу, причем, например, при неравномерной (несимметричной) нагрузке на одну из лопастей нагрузка через кольца жесткости передается на близлежащие (на все) лопасти. Центробежные силы кольцами жесткости практически также взаимоуничтожаются. Так, например, если вес лопасти стремится оторвать лопасть от ступицы и кольца жесткости, то при этом с противоположной стороны кольцом жесткости лопасть прижимается к ступице. Индивидуальная консольность каждой лопасти составляет всего 0,75-0,5 радиуса гидровентилятора, т. е. только та часть лопасти, которая выступает за большее кольцо жесткости, при этом кольца жесткости практически исключают вибрацию лопасти, обеспечивая необходимую жесткость.

Использование предложенного технического решения позволяет обеспечить высокую степень равномерности заполнения лопастями как возле ступицы, так и на периферии крыльчатки, повысить эффективность работы по напору и производительность по воздуху, обеспечить место крепления для максимального количества лопастей 12-24 штуки и более, которое необходимо по расчету с минимальным размером ступицы, который необходим для крепления шести ведущих и ведомых длинных лопастей, уменьшить индивидуальную консольность на радиус большего кольца жесткости, обеспечить высокую жесткость и надежность конструкции даже при несимметричных нагрузках, например, при неравномерном обмерзании лопастей. (56) Брусиловский И. В. Аэродинамический расчет осевых вентиляторов, М. , Машиностроение, 1986, с. 480 рис. 3.

Заявка N 3635948/06 "Реактивный гидровентилятор".

Область использования: вентиляторостроение. Сущность изобретения: рабочее колесо гидровентилятора содержит установленные на ступице 1 полые лопасти 2 с закрепленными на них реактивными форсунками 3, сообщенными через поласти лопастей 2 с источником высокого давления. Колесо дополнительно содержит короткие лопасти 6 и два кольца 7 и 8 жесткости различного диаметра. Короткие лопасти 6 расположены между полыми лопастями 2. Кольцо 7 меньшего диаметра прикреплено к основаниям лопастей 6. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ГИДРОВЕНТИЛЯТОРА, содержащее установленные на ступице полые лопасти с закрепленными на них реактивными форсунками, сообщенными через полости с источником высокого давления воды, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно дополнительно снабжено короткими лопастями и двумя кольцами жесткости различного диаметра, при этом короткие лопасти расположены между полыми лопастями, а кольца жесткости концентрично закреплены на лопастях, причем каждая короткая лопасть прикреплена своим основанием к кольцу жесткости меньшего диаметра. 2. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что диаметры меньшего и большего колец жесткости равны соответственно 0,3 - 0,5 и 0,5 - 0,75 наружного диаметра колеса. 3. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что лопасти снабжены косынками, установленными в местах их крепления с кольцами жесткости.