КРЫЛЬЧАТКА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВЕНТИЛЯТОРА КОЛПАКОВОЙ ПЕЧИ Российский патент 1994 года по МПК C21D9/673 

Изобретение относится к металлургической теплотехнике, в частности к сменному оборудованию колпаковых печей для отжига плотно смотанных рулонов холоднокатаного стального листа.

Использование изобретения возможно преимущественно при применении схемы циркуляции защитного газа в подмуфельном пространстве печи, когда газ подают в полость стопы рулонов и формируют его в виде кольцевого потока в этой полости.

Известна крыльчатка циркуляционного вентилятора колпаковой печи, содержащая ступицу, соединенный с ней диск, кольцевую обечайку, радиальные лопатки, соединенные со ступицей и диском, и наклонные под углом 25-45^о лопатки, соединенные с диском и кольцевой обечайкой.

Защитный газ, сформированный в печи вентилятором с данной конструкцией крыльчатки, циркулирует в полости рулонов в виде кольцевого восходящего потока, выбрасывается перпендикулярно боковой поверхности муфеля через каналы конвекторных колец, затем движется сверху вниз по кольцевой полости между муфелем и наружной поверхностью рулонов, поступая вновь на крыльчатку циркуляционного вентилятора.

Решая положительно задачу сокращения расхода топлива и повышения производительности колпаковой печи, данная конструкция крыльчатки имеет низкий ресурс эксплуатации. Это вызвано тем, что такая крыльчатка подвержена сложным динамическим воздействиям, вызывающим колебательный характер движения ее отдельных элементов, ведущий к преждевременному разрушению конструкции.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения по сущности и достигаемому результату является крыльчатка вентилятора колпаковой печи, содержащая ступицу, соединенные с ней в ее верхней части два параллельных диска, наружную и внутреннюю обечайки, радиальные лопатки, связанные со ступицей, дисками и внутренней обечайкой, наклонные лопатки, установленные между обечайками под углом 25-45^о к дискам. В этой крыльчатке все соединения выполнены посредством шовной электросварки.

Данная конструкция крыльчатки позволила существенно снизить колебательные движения ее элементов, предотвратить преждевременное их разрушение, то есть увеличить ее ресурс.

Однако при том, что количество циркулируемого крыльчаткой-прототипом газа по сравнению с аналогом осталось неизменным, ее производительность является еще недостаточной, что сдерживает дальнейший рост производительности колпаковых печей.

Причиной этого являются ограниченные параметры крыльчатки, в частности диаметры внутренней и наружной обечаек и размеры наклонных лопаток, размещенных между ними, обусловленные, с одной стороны, диаметром внутренней полости рулонов и, с другой стороны, необходимостью обеспечить надежную конструктивную прочность устройства в целом.

В связи с этим задачей изобретения явилось увеличение количества циркулируемого крыльчаткой вентилятора защитного газа при неизменных ее габаритах, без изменения диаметров ее наружной и внутренней обечаек и одновременно без снижения ее конструктивной прочности.

Согласно изобретению поставленная цель достигнута тем, что крыльчатка циркуляционного вентилятора колпаковой печи, содержащая ступицу, соединенные с ней в ее верхней части два параллельных диска, наружную и внутреннюю обечайки, радиальные лопатки, связанные со ступицей, дисками и внутренней обечайкой, и наклонные лопатки, установленные между обечайками под углом 25-35^о к дискам, снабжаются двумя промежуточными обечайками, при этом наклонные лопатки устанавливаются между каждой парой соседних обечаек, а их расположение выполнено таким, что в плане ими обеспечено гарантированное перекрытие нижнего основания предыдущей лопатки верхним основанием последующей.

На фиг. 1 представлен общий вид крыльчатки; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - расположение двух соседних наклонных лопаток.

Крыльчатка циркуляционного вентилятора колпаковой печи содержит ступицу 1, соединенные с ней в ее верхней части два параллельных диска 2 и 3, наружную 4 и внутреннюю 5 обечайки, радиальные 6 лопатки, связанные со ступицей, дисками и внутренней обечайкой, и наклонные лопатки, установленные между обечайками под углом 25-35^о к дискам. Крыльчатка выполнена с двумя промежуточными обечайками 7 и 8, при этом наклонные лопатки 9, 10, 11 установлены между каждой парой соседних обечаек, а их расположение выполнено таким, что в плане ими обеспечено гарантированное перекрытие участка а нижнего основания предыдущей лопатки участком б верхнего основания последующей лопатки. Последнее обстоятельство включает в себя обязательное перекрытие при равенстве длин лопаток, установленных между одними и теми же обечайками, и может колебаться в пределах 5-60% длины лопатки. Дальнейшее увеличение длины участков а и б снижает производительность лопаток и, следовательно, всей крыльчатки. Неперекрытие лопаток ведет к снижению статического давления в полости стопы рулонов и соответственно к снижению производительности колпаковой печи.

Предложенное конструктивное изменение крыльчатки вентилятора по сравнению с прототипом потребовало некоторого изменения величин угла наклона лопаток, который стал равным 25-35^о вместо 25-45^о у прототипа. Исследования показали, что при исполнении нового технического решения угол наклона лопаток больше 35^о начинает сказываться на самоторможение потока газа, выходящего из-под крыльчатки.

Испытания опытного образца предлагаемой крыльчатки вентилятора показали, что ее производительность по сравнению с прототипом при равных их габаритах (высота обечаек 100 мм, диаметры наружной и внутренней обечаек соответственно 775 и 400 мм) возросла на 15%.

Изобретение относится к области металлургической теплотехники. Задачей изобретения является увеличение количества циркулируемого крыльчаткой защитного газа без изменения ее габаритов. Крыльчатка содержит ступицу, соединенные с ней в ее верхней части два параллельных диска, наружную и внутреннюю обечайки, радиальные лопатки, связанные со ступицей, дисками и внутренней обечайкой, и наклонные лопатки, установленные между обечайками под углом 25 - 35°. Новым является то, что крыльчатка выполнена с двумя промежуточными обечайками, при этом наклонные лопатки установлены между каждой парой соседних обечаек, а их расположение выполнено таким образом, что в плане ими обеспечено гарантированное перекрытие нижнего основания предыдущей лопатки верхним основанием последующей лопатки. 3 ил.

КРЫЛЬЧАТКА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВЕНТИЛЯТОРА КОЛПАКОВОЙ ПЕЧИ, содержащая ступицу, размещенный в верхней ее части диск, обечайку, радиальные лопатки, соединенные со ступицей, диском и обечайкой, наклонные лопатки, установленные под углом 25 - 35^oС относительно диска, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным диском, размещенным параллельно первому, и дополнительными обечайками, причем наклонные лопатки размещены между каждой парой соседних обечаек и установлены с перекрытием в плане нижнего основания предыдущей лопатки верхним основанием последующей.