РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 2003 года по МПК F04D29/32 

Изобретение относится к области вентиляторостроения, более конкретно - к рабочим колесам осевых вентиляторов.

Изобретение может найти применение в самых широких технических областях, таких как энергетика, химическое машиностроение, легкая промышленность, пищевая промышленность и т.п.

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для вентиляторных установок, предназначенных для градирен, или для различных систем, например, масляного охлаждения, включающих теплообменные аппараты.

Известно рабочее колесо турбомашины, которое может быть использовано и для осевых вентиляторов, содержащее лопасти с хвостовиками и ступицу (см., например, а.с. 1114820, кл. F 04 D 29/32, 1984).

Ступица данного колеса вентилятора выполнена с ободом, на котором расположены хвостовики съемных вильчатых держателей с проушинами, причем хвостовики лопаток шарнирно соединены с проушинами.

Технический результат, достигаемый изобретением, в данном рабочем колесе обеспечен быть не может, поскольку в нем не достигается перераспределения центробежных нагрузок, хотя и возможно изменение угла установки лопастей.

Известно также рабочее колесо осевого вентилятора, содержащее лопасти с хвостовиками и ступицу (см. а.с. 623007, кл. F 04 D 29/32, 1978). Ступица выполнена с выступами по периферии, а хвостовики выполнены в виде перемычек попарно соединенной лопасти.

Данное колесо в некоторой степени может обеспечить перераспределение центробежной нагрузки, но не обеспечивает изменение угла установки лопастей.

Таким образом, технический результат, поставленный в изобретении, в этом рабочем колесе не достигается.

Данное колесо выбрано за прототип.

Задача изобретения - создание конструктивно несложного и недорогого рабочего колеса осевого вентилятора путем обеспечения перераспределения центробежной нагрузки от лопастей к ступице.

Технический результат, достигаемый изобретением, - перераспределение центробежной нагрузки от лопастей к ступице и обеспечение изменения угла установки лопастей.

Данный технический результат достигается тем, что рабочее колесо осевого вентилятора содержит лопасти с хвостовиками, имеющими резьбу на концах, и ступицу с равномерно распределенными по ее периферии на диаметральных осях двухступенчатыми прямоугольными вырезами, при этом внешние ступени каждого выреза выполнены с меньшей шириной, и к стенкам этой ступени жестко прикреплена муфта, через которую пропущен соответствующий хвостовик, а во внутренней ступени каждого выреза размещена гайка, навинченная на конец хвостовика, причем между каждой гайкой и муфтой установлена шайба с диаметром, равным наружному диаметру последней.

Еще в большей степени технический результат достигается тем, что в рабочем колесе, характеризуемом вышеперечисленными признаками, в зоне расположения вырезов установлены под острым углом к плоскости ступицы ребра жесткости, которые имеют переменную ширину, увеличивающуюся в направлении от центра ступицы к ее периферии, при этом одна сторона каждого ребра закреплена на муфте; лопасти могут быть выполнены из тканых материалов.

На фиг.1 схематически изображено описываемое рабочее колесо осевого вентилятора;
на фиг.2 - вид сбоку рабочего колеса;
на фиг. 3 - ступица рабочего колеса без лопастей с хвостовиками, муфт и ребер жесткости.

Рабочее колесо осевого вентилятора содержит лопасти 1 с хвостовиками 2, имеющими резьбу 3 на концах. Рабочее колесо включает также ступицу 4 с равномерно распределенными по ее периферии прямоугольными вырезами. Каждый вырез имеет внешнюю ступень 5 меньшей ширины и внутреннюю ступень 6 большей ширины. К стенкам 7 внешней ступени жестко прикреплена муфта 8, через которую пропущен соответствующий хвостовик 2. Во внутренней ступени 6 каждого выреза размещена гайка 9, навинченная на конец хвостовика через шайбу 10, которая таким образом установлена между гайкой 9 и муфтой 8 и имеет наружный диаметр D, равный внешнему диаметру D₂ муфты.

В зоне расположения вырезов установлены под острым углом к плоскости ступицы ребра 11 жесткости. Наиболее перспективным представляется выполнение описанных рабочих колес из тканых материалов, преимущественно из стеклоткани. Выполненные из таких материалов лопасти могут быть полыми.

Сборка и работа рабочего колеса осевого вентилятора.

Ступица рабочего колеса изготавливается из стальной заготовки (см. фиг. 3), в которой выполняют двухступенчатые вырезы с внешней ступенью 5 и внутренней ступенью 6. Затем к стенкам ступени 5 приваривают стальные муфты 8 и через отверстия муфт пропускают хвостовики 2 таким образом, что их концы с резьбой располагаются во внутренней ступени 6 вырезов, затем на концы хвостовиков помещают шайбы 10 и закрепляют ее гайками 9. Таким образом, гайки располагают во внутренней ступени 6 вырезов. Рабочее колесо собрано. Благодаря жесткой конструкции крепления хвостовиков к ступице обеспечивается передача центробежной нагрузки от лопастей к ступице, что позволяет, в свою очередь, изготавливать лопасти из легких тканых материалов, например стекловолокна. Благодаря резьбовому соединению (резьба хвостовика 2 с гайкой 9) перед запуском вентилятора в каждом конкретном случае можно установить необходимый угол установки для лопастей, после чего вентилятор готов к запуску. Во время работы вентилятора ребра 11 жесткости повышают надежность конструкции и предохраняют ее от преждевременного разрушения.

В настоящее время изготовлено опытное рабочее колесо осевого вентилятора согласно настоящему изобретению. Натурные испытания показали, что описываемый принцип перераспределения центробежных нагрузок соблюдается, и угол установки лопастей может меняться в широких пределах.

Изобретение относится к вентиляторостроению, более конкретно - к рабочим колесам осевых вентиляторов. Сущность изобретения заключается в том, что рабочее колесо осевого вентилятора содержит лопасти с хвостовиками, имеющими резьбу на конце, и ступицу. По периферии ступицы равномерно распределены двухступенчатые прямоугольные вырезы. Внешняя ступень имеет ширину, меньшую ширины внутренней ступени. К стенкам внешней ступени жестко прикреплена муфта, через которую пропущен соответствующий хвостовик. Во внутренней ступени каждого выреза размещена гайка, навинченная на конец хвостовика. Между хвостовиком и муфтой установлена шайба с наружным диаметром, равным наружному диаметру муфты. Технический результат, достигаемый изобретением, - перераспределение центробежной нагрузки от лопастей к ступице и обеспечение изменения угла установки лопастей. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Рабочее колесо осевого вентилятора, содержащее лопасти с хвостовиками, имеющими резьбу на концах и ступицу с равномерно распределенными по ее периферии на диаметральных осях двухступенчатыми прямоугольными вырезы, при этом внешняя ступень каждого вырезами выполнена с меньшей шириной, и к стенкам этой ступени жестко прикреплена муфта, через которую пропущен соответствующий хвостовик, а во внутренней ступени каждого выреза размещена гайка, навинченная на конец хвостовика, при этом между каждой гайкой и муфтой установлена шайба с наружным диаметром, равным наружному диаметру последней. 2. Рабочее колесо осевого вентилятора по п.1, отличающееся тем, что в зоне расположения вырезов установлены под острым углом к плоскости ступицы ребра жесткости. 3. Рабочее колесо осевого вентилятора по п.2, отличающееся тем, что ребра жесткости имеют переменную ширину, увеличивающуюся в направлении от центра ступицы к ее периферии, при этом одна сторона каждого ребра закреплена на муфте. 4. Рабочее колесо осевого вентилятора по п.1, отличающееся тем, что лопасти выполнены из тканых материалов.