РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 1994 года по МПК F04D29/28 

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к рабочим колесам центробежных вентиляторов, работающих на запыленных газах.

Известны рабочие колеса вентиляторов, предназначенных для работы на запыленных газах, лопатки которых защищены покрытиями [1] или сменными покрытиями [2] . Известна рельефная рабочая поверхность лопаток и дисков [3]. Недостаток известных покрытий заключается в том, что они как правило, имеют малую толщину и, следовательно, малый ресурс. Сложно получить покрытие с заданным рельефом поверхности. Для крепления накладок требуются соединительные устройства, прижимающие накладку к лопатке на отдельных малых участках, или клей. При местном сквозном износе эластичной накладки газоабразивная струя может отслоить накладку от основы. Местное повреждение твердой накладки также может привести к отделению ее от основы и разрушению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемой конструкции является рабочее колесо центробежного вентилятора [4] , которое содержит несущий и покрывной диски и размещенные между ними лопатки. Каждая из лопаток снабжена защитной накладкой, расположенной на рабочей поверхности и загнутой двумя концами на нерабочую поверхность лопатки. Накладка выполнена из эластичного материала. Выходная кромка каждой лопатки со стороны несущего диска имеет дуговой срез, а каждая накладка снабжена выступами, ориентированными эквидистантно срезу. Входные кромки лопаток выполнены эквидистантными срезу.

Недостаток известного решения заключается в том, что трудно обеспечить надежное крепление накладки к лопатке. При местном сквозном износе накладки поток запыленного газа поднимет накладку, что нарушит работу вентилятора. Приклеивание накладки не обеспечит необходимой прочности крепления. Крепление резиновой накладки в процессе вулканизации под прессом возможно только для съемных лопаток. Наличие дугового среза выходной кромки лопатки изменит аэродинамическую характеристику вентилятора. Износ накладки будет неравномерным, так как форма лопатки и рельеф накладки не предусматривают рассредоточение потока пыли по площади накладки. Из-за этого сокращается технический ресурс накладки. Наибольшему износу подвержен край лопатки, примыкающий к несущему диску. Изнашивается и несущий диск в месте крепления лопатки.

Цель изобретения - повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что рабочее колесо центробежного вентилятора содержит несущий и покрывной диски и размещенные между ними лопатки, каждая из которых снабжена защитной накладкой, имеющей выступы, выполненной из износостойкого материала, расположенной на рабочей поверхности и загнутой одним концом на нерабочую поверхность.

Новизна заключается в следующем. Для более надежного крепления к лопатке накладка имеет ряды отверстий, расположенных между выступами. Иначе говоря, накладка выполнена в виде сетки. К лопатке накладка прикреплена посредством адгезионного износостойкого материала. Слой этого материала находится между накладкой и защищаемыми поверхностями. При газоабразивном изнашивании, даже при местном сквозном износе адгезионный материал не отслаивается от лопатки или накладки. Отверстия в накладке нужны для того, чтобы обеспечить затвердевание адгезионного износостойкого материала в контакте с атмосферой и удаление воздушных пузырей из-под накладки. Отверстия не снижают защитных свойств накладки, так как расположены между выступами, где накапливается пыль, образуя защитный слой. Если невозможно подобрать материал, обладающий достаточной адгезией и к лопатке, и к накладке, то лопатку и (или) накладку предварительно грунтуют. Поверх накладки защищаемая поверхность может быть покрыта износостойким адгезионным материалом. Может быть использован тот же материал, что находится между накладкой и лопаткой или иной. Покрытие сцепляется с накладкой, а в отверстиях - с лопаткой. Таким образом создается дополнительное сцепление накладки с лопаткой. Кроме того, появляется возможность получить поверхность с заданными свойствами, отличными от свойств материала накладки. Рельефная поверхность накладки позволяет в один прием нанести на лопатку гораздо большую массу покрытия, чем на гладкую, что повышает эффективность защиты.

Часть выступов накладки, снабжена продольными ребрами, причем высота ребер в 1,5-2,5 раза больше высоты выступов. Участок накладки со стороны несущего диска отогнут на поверхность диска в зоне его контакта с рабочей поверхностью лопатки. К диску накладка крепится так же, как к лопатке. Таким образом, выступы расположены поперек газопылевого потока, который скользит вдоль лопатки. Между выступами создаются зоны, защищенные от прямого воздействия потока. У выступов накапливается пыль, образуя защитный слой. Ребра распределяют и направляют поток пыли на рабочей поверхности. Высота ребер выбрана таким образом, чтобы прижимаемая силами инерции к рабочей поверхности пыль не перемещалась через ребра. В то же время ребра должны иметь минимальную массу и размер, чтобы центробежная и аэродинамическая силы оказывали меньшее воздействие на накладку. Указанное соотношение высот ребер и выступов обусловливает равенство их сроков службы в запыленном газе. Одновременно с полным износом выступов высота ребер становится недостаточной для распределения и направления потока пыли. Из-за поворота потока на входе в колесо силы инерции устремляют пыль к несущему диску. Поэтому защита части несущего диска, прилегающей к рабочей поверхности лопатки, увеличит срок службы колеса. Каждый выступ разделен ребрами на несколько равных частей. Этим обеспечивается деление набегающего на лопатку потока на равные части, равномерное распределение пыли по рабочей поверхности и по фронту каждого выступа.

На фиг.1 изображено рабочее колесо центробежного вентилятора, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг. 2 (поперечный разрез лопатки).

Рабочее колесо центробежного вентилятора содержит несущий и покрывной диски 1 и 2 и размещенные между ними лопатки 3, каждая из которых снабжена защитной накладкой 4, расположенной на рабочей поверхности, отогнутой по меньшей мере одним концом 5 на нерабочую поверхность, выполненной из износостойкого материала и имеющей выступы. Участок накладки 4 со стороны несущего диска 1 отогнут на поверхность диска 1 в зоне его контакта рабочей поверхностью лопатки 8. Между накладкой 4 и расположенными под ней поверхностями рабочего колеса нанесен по меньшей мере один слой износостойкого адгезионного материала 7. Выступы 6 расположены поперек накладки 4, а последняя дополнительно снабжена рядами отверстий 8, равномерно расположенных между выступами 6. На наружную поверхность накладки 4 может быть нанесен дополнительный слой износостойкого адгезионного материала 7. Часть выступов 6 накладки 4 может быть снабжена продольными ребрами 9 с высотой Н, составляющей 1,5-2,5 от высоты h выступов 6, несущих ребра 9. Ребра 9 на выступах 6 могут быть расположены равномерно.

При работе центробежного вентилятора пыль под действием сил инерции движется в направлении к несущему диску 1 и прижимается к рабочей поверхности лопатки 3. Ребра 9 делят поток пыли на равные части, равномерно распределяют его по фронту каждого выступа 6 и направляют к выходной кромке лопатки, не давая сконцентрироваться в месте соединения лопатки 3 с несущим диском 1. Часть потока пыли оседает у выступов 6, защищая накладку 4 от изнашивания. Благодаря этому и частичной защите несущего диска 1, накладка 4 изнашивается равномерно, увеличивается ее ресурс, защищены все поверхности рабочего колеса, подверженные интенсивному газоабразивному изнашиванию. При появлении местного износа до лопатки 3 или диска 1 оставшаяся часть накладки 4 продолжает прочно удерживаться на лопатке 3 и диске 1 посредством износостойкого адгезионного материала 7. Заменой накладки 4 производится одновременная и быстрая замена всех защитных элементов колеса, подверженных интенсивному изнашиванию. При креплении накладки 4 могут быть использованы высыхающие на открытом воздухе адгезивы, так как растворитель быстро удаляется через отверстия 8 в накладке 4.

Использование: в качестве рабочих колес центробежных вентиляторов, работающих в запыленных средах. Сущность изобретения: между несущим и покрывным дисками размещены лопатки, каждая из которых снабжена защитной накладкой, расположенной на рабочей поверхности, отогнутой по меньшей мере одним концом на нерабочую поверхность, выполненной из износостойкого материала и имеющей выступы. Участок накладки со стороны несущего диска отогнут на поверхность диска в зоне его контакта с рабочей поверхностью лопатки. Между накладкой и расположенными под ней поверхностями рабочего колеса нанесен по меньшей мере один слой износостойкого адгезионного материала. Выступы расположены поперек накладки, а последняя дополнительно снабжена рядами отверстий, равномерно расположенных между выступами. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА, содержащее несущий и покрывной диски и размещенные между ними лопатки, каждая из которых снабжена защитной накладкой, расположенной на рабочей поверхности, отогнутой по меньшей мере одним концом на нерабочую поверхность, выполненной из износостойкого материала и имеющей выступы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, участок накладки со стороны несущего диска отогнут на поверхность диска в зоне его контакта с рабочей поверхностью лопатки, между накладкой и расположенными под ней поверхностями рабочего колеса нанесен по меньшей мере один слой износостойкого адгезионного материала, при этом выступы расположены поперек накладки, а последняя дополнительно снабжена рядами отверстий, равномерно расположенных между выступами. 2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что на наружную поверхность накладки нанесен дополнительный слой износостойкого адгезионного материала. 3. Колесо по пп.1 и 2, отличающееся тем, что часть выступов накладки снабжена продольными ребрами с высотой, составляющей 1,5 - 2,5 высоты выступов, несущих ребра. 4. Колесо по пп.1 - 3, отличающееся тем, что ребра на выступах расположены равномерно.