ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2009 года по МПК F04D29/32 F04D29/70 

Область техники

Настоящее изобретение относится к осевому вентилятору. Конкретнее, вентилятор согласно настоящему изобретению может быть использован в системе охлаждения двигателя транспортного средства, в частности сельскохозяйственного транспортного средства, к которому относится последующее описание без какого-либо ограничения объема изобретения.

Предшествующий уровень техники

В общем, система охлаждения двигателя содержит радиатор, который является частью охлаждающего тракта, предназначенного для рассеяния в окружающую среду тепла, которое жидкость, циркулирующая внутри него, уносит от двигателя, и осевой вентилятор, который создает принудительный поток воздуха через радиатор для способствования рассеянию им тепла.

Вентилятор может приводиться в действие электродвигателем и содержит крыльчатку, которая приводится во вращение валом электродвигателя. Термостат, который определяет температуру жидкости в охлаждающем тракте, управляет включением электродвигателя, который остается работающим до тех пор, пока определяемая температура охлаждающей жидкости не станет снова ниже заданной предельной величины. При других технических решениях вентилятор приводится в действие известными приводными устройствами различных типов, например вязкостатическими муфтами или электромагнитными муфтами, которые, в свою очередь, приводятся во вращение двигателем.

Крыльчатка содержит множество лопастей, каждая из которых своим основанием прикреплена к ступице, соосно закрепленной на валу электродвигателя. Лопасти, радиально простирающиеся от ступицы, могут иметь различные профили и находиться под различными углами к оси вращения ступицы, и в большинстве случаев их концы, противоположные основанию, прикреплены к кольцу жесткости, которое охватывает лопасти и центрировано относительно оси вращения крыльчатки.

Ступица обычно имеет цилиндрическую чашеобразную форму, так что она, по меньшей мере, частично охватывает и защищает электродвигатель.

Осевые вентиляторы вышеописанного типа имеют несколько недостатков, в частности при использовании с охлаждающим трактом сельскохозяйственного транспортного средства. При наиболее распространенных условиях работы сельскохозяйственных транспортных средств вода, песок и земля очень легко накапливаются в воздушном пространстве между электродвигателем или вязкостатической муфтой и ступицей крыльчатки, образуя шлам, который может вызвать проблемы в работе вентилятора.

Сущность изобретения

Одной задачей изобретения является создание усовершенствованного осевого вентилятора, который является надежным даже при работе в особенно трудных условиях окружающей среды.

Другой задачей изобретения является создание усовершенствованного осевого вентилятора, который является простым и экономичным в изготовлении.

Еще одной задачей изобретения является создание усовершенствованного осевого вентилятора, который может быть собран на существующих производственных линиях без их модификации.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения оно обеспечивает создание осевого вентилятора, определенного в пункте 1 формулы изобретения.

Зависимые пункты формулы изобретения относятся к предпочтительным, полезным вариантам осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Сопровождающие чертежи иллюстрируют предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения без ограничения пределов его применения и на которых

фиг.1 иллюстрирует крыльчатку осевого вентилятора, изготовленную согласно настоящему изобретению,

фиг.2 - подробный вид в плане крыльчатки, показанной на фиг.1, и

фиг.3 - вид в разрезе по линии III-III на фиг.2.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 позицией 1 обозначена крыльчатка осевого вентилятора, который с особой пользой может быть применен с охлаждающим трактом (не показан) двигателя сельскохозяйственного транспортного средства (также не показан).

Крыльчатка 1 содержит полую центральную ступицу 2, простирающуюся по существу симметрично вокруг своей центральной оси вращения 2, кольцо жесткости 4, центрированное на оси 3 и окружающее ступицу 2, и множество лопастей 5 (семь лопастей в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1), каждая из которых простирается между ступицей 2 и кольцом 4 в направлении, поперечном к оси 3.

Ступица 2 известным образом соосно прикреплена к валу электродвигателя или любому приводному устройству (не показано), которое дает возможность крыльчатке 1 и, следовательно, ступице 2 вращаться вокруг оси 3 в направлении V, показанном на фиг.1 и 2.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1, лопасти 5 расположены вокруг оси 3 и радиально простираются от ступицы 2 с профилем и под углом относительно оси 3, и кольцо 4 придает жесткость лопастям 5 и всей крыльчатке 1.

Как очевидно, настоящее изобретение может быть также применено к другим вариантам выполнения с любым расположением лопастей и с кольцом жесткости или без него.

Ступица 2, подробно показанная на фиг.2 и 3, имеет цилиндрическую чашеобразную форму, так что она, по меньшей мере, частично охватывает и защищает электродвигатель или другие приводные устройства.

Ступица 2 состоит из нижней стенки 6 и кольцеобразной боковой стенки 7, которая простирается симметрично относительно оси 3 для охвата и защиты электродвигателя или других приводных устройств. Лопасти 5 соединены с наружной поверхностью стенки 7 у своих оснований и с кольцом 4 у своих наружных концов.

Стенка 6 имеет центральное сквозное отверстие 8 для ее прикрепления к валу электродвигателя или другим приводным устройствам.

Кроме того, стенка 6 имеет множество периферийных сквозных отверстий 9 (десять отверстий в показанном варианте осуществления изобретения), равномерно распределенных по окружности с центром на оси 3 и расположенных вблизи стенки 7.

Каждое из отверстий 9 имеет по существу треугольную призматическую форму и относительно направления оси 3 и направления V ограничено плоской внешней стенкой 10, лежащей в плоскости под прямым углом к радиальному направлению и к стенке 6, плоской задней стенкой 11, лежащей в плоскости, параллельной радиальному направлению и наклоненной назад на заданный угол α относительно направления оси 3, и плоской внутренней стенкой 12, лежащей в плоскости, наклоненной относительно радиального направления и расположенной под прямым углом к стенке 6.

Снова относительно направления оси 3 и направления V стенки 10 и 11 сходятся по направлению к задней, внешней изогнутой вершинной стенке 13, стенки 11 и 12 сходятся по направлению к задней, внутренней изогнутой вершинной стенке 14 и стенки 10 и 12 сходятся по направлению к передней изогнутой вершинной стенке 15. Следовательно, стенки 13, 14 и 15 действуют как соединительные стенки и, кроме того, ограничивают отверстие 9.

Угол α предпочтительно составляет от 30 до 60°, предпочтительнее равен 45°, как это показано на фиг.3, и является таким, что он придает отверстию 9 заднее расширение на конус от внутренней стороны ступицы 2 к ее наружной стороне. Другими словами, при обозначении позициями 16 и 17 соответственно наружной поверхности и внутренней поверхности стенки 6 стенки 10-15 и поверхность 16 образуют наружный вход 18 отверстия 9, чья площадь больше, точнее, длиннее в направлении, противоположном направлению V, чем площадь внутреннего входа 19 отверстия 9, образованного стенками 10-15 и поверхностью 17.

Входы 18 и 19 имеют соответствующие треугольные формы с закругленными вершинами вследствие кривизны стенок 13, 14 и 15.

От поверхности 17 стенки 6 в полость ступицы вровень по высоте выступает множество длинных ребер жесткости 20, которые простираются в радиальном направлении и соединяются впритык с внутренней поверхностью кольцеобразной боковой стенки 7.

Количество отверстий 9 равно количеству ребер 20 (десять ребер в показанном варианте осуществления изобретения), и относительно направления вращения V отверстия 9 расположены непосредственно перед каждым ребром 20 с нахождением соответствующей наклонной стенки 11 вблизи ребра.

Как описано ниже, каждое ребро 20, будучи также элементом жесткости ступицы 2, является, кроме того, элементом для сбора загрязнений (и/или воды, конденсата и т.д.), а также направляет и сливает указанные загрязнения внутрь ступицы 2.

В результате этого отверстие 9 и стенка 11 образуют естественный выход для вышеупомянутых загрязнений и/или воды, конденсата и т.д.

Отверстия 9 предназначены для того, чтобы способствовать выпуску загрязнений, конкретнее, воды, песка, земли и шлама, которые в случае их накопления в воздушном пространстве между электродвигателем (или другими приводными устройствами) и ступицей 2 могли создать проблемы в работе вентилятора.

Выпуску загрязнений через отверстия 9 способствуют периферийное расположение отверстий 9, которые находятся вблизи стенки 7, и тот факт, что ребра 20 расположены вблизи них.

Удаляемые загрязнения, отталкиваемые ребрами 20, под действием центробежной силы текут по направлению к стенке 7, и двойной барьер, образованный с одной стороны стенкой 7 и с другой стороны каждым из ребер 20, направляет загрязнения через отверстия 9.

Потоку загрязнений через отверстия 9 от внутренней стороны ступицы 2 к ее наружной стороне способствует тот факт, что вышеупомянутые задние стенки 11 наклонены назад. Другими словами, относительно направления вращения V крыльчатки стенка 7 вместе с каждым из ребер 20 ограничивает угловой участок нижней стенки 6 в зоне перед ребром 20. Загрязнения, подлежащие удалению, накапливаются на этом участке, и отверстие 9 для удаления загрязнений расположено на этом угловом участке.

На угловом участке отверстие 9 расположено таким образом, что ее стенка 10 по существу действует как продолжение стенки 7, а ее стенка 11 по существу действует как продолжение ребра 20.

Форма, выбранная для отверстий 9, кроме того, дает возможность для получения низкой интенсивности звука и не вызывает аэродинамического свиста во время вращения крыльчатки 1.

В варианте осуществления изобретения, который не показан, но непосредственно вытекает из вышеизложенного описания изобретения, имеется другое заданное количество отверстий 9 и ребер 20, чем десять.

Согласно изобретению возможны другие модификации для практического применения, которые не отклоняются от сущности изобретения, изложенной в формуле изобретения.

Изобретение относится к осевому вентилятору, может быть использовано в системе охлаждения двигателя транспортного средства, в частности сельскохозяйственного транспортного средства, и обеспечивает при своей работе надежность, препятствуя образованию шлама, воды и песка. Данный технический результат обеспечивается в осевом вентиляторе, в котором крыльчатка (1) содержит ступицу (2) с приводом от двигателя так, что она вращается вокруг своей собственной центральной оси (3), и множество лопастей (5), простирающихся от ступицы (2) в направлениях, поперечных к оси вращения (3) ступицы (2), ступица имеет чашеобразную форму и образована кольцеобразной боковой стенкой (7) и нижней стенкой (6), которая имеет множество длинных ребер (20), расположенных в радиальном направлении и простирающихся в высоту по направлению к полости ступицы (2); каждое из ребер (20) соединено впритык с внутренней поверхностью кольцеобразной боковой стенки (7) и вместе с указанной кольцеобразной боковой стенкой ограничивает угловой участок нижней стенки (6), расположенный относительно направления вращения (V) ступицы (2) перед ребром (20); и каждый угловой участок имеет сквозное отверстие (9) для выпуска любых загрязнений, в частности воды, песка, земли или шлама, из полости ступицы (2) к наружной стороне ступицы (2). Сквозные отверстия (9) равномерно распределены по окружности с центром на оси вращения (3) ступицы (2) и имеют по существу треугольную призматическую форму с вершинной стенкой (15), обращенной вперед относительно направления вращения (V) ступицы (2). 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Осевой вентилятор, в котором крыльчатка (1) содержит ступицу (2) с приводом от двигателя так, что она вращается вокруг своей собственной центральной оси (3) в заданном направлении вращения (V), и множество лопастей (5), простирающихся от ступицы (2) в направлениях, поперечных к оси (3); при этом ступица (2) имеет чашеобразную форму и образована нижней стенкой (6) и кольцеобразной боковой стенкой (7); нижняя стенка (6) имеет множество длинных ребер (20), расположенных в радиальном направлении и простирающихся в высоту по направлению к полости ступицы (2), и каждое из ребер (20) соединено впритык с внутренней поверхностью кольцеобразной боковой стенки (7) и вместе с указанной кольцеобразной боковой стенкой (7) ограничивает угловой участок нижней стенки (6), расположенный относительно направления вращения (V) перед ребром (20), отличающийся тем, что каждый угловой участок имеет сквозное отверстие (9) для выпуска любых загрязнений, в частности воды, песка, земли или шлама из полости ступицы (2) к наружной стороне ступицы (2).

2. Вентилятор по п.1, отличающийся тем, что сквозные отверстия (9) равномерно распределены по окружности с центром на оси (3) и расположены вблизи кольцеобразной боковой стенки (7).

3. Вентилятор по п.1 или 2, отличающийся тем, что сквозные отверстия (9) имеют, по существу, треугольную призматическую форму.

4. Вентилятор по п.1, отличающийся тем, что на каждом из указанных угловых участков сквозное отверстие (9) ограничено, по меньшей мере, тремя стенками (10-15), из которых первая стенка (10), по существу, действует как продолжение кольцеобразной боковой стенки (7).

5. Вентилятор по п.1, отличающийся тем, что на каждом угловом участке сквозное отверстие (9) ограничено, по меньшей мере, тремя стенками (10-15), из которых вторая стенка (11), по существу, действует как продолжение ребра (20).

6. Вентилятор по п.1, отличающийся тем, что относительно направления оси (3) и направления вращения (V) ступицы (2) каждое сквозное отверстие (9) ограничено, по меньшей мере, тремя стенками (10-15), из которых первая плоская внешняя стенка (10) лежит в плоскости под прямым углом к радиальному направлению и к нижней стенке (6).

7. Вентилятор по п.1, отличающийся тем, что относительно направления оси (3) и направления вращения (V) ступицы (2) каждое сквозное отверстие (9) ограничено, по меньшей мере, тремя стенками (10-15), из которых вторая плоская задняя стенка (11) лежит в плоскости, параллельной радиальному направлению и наклоненной назад на заданный угол (α) относительно направления оси (3).

8. Вентилятор по п.1, отличающийся тем, что относительно направления оси (9) и направления вращения (V) ступицы (2) каждое сквозное отверстие (9) ограничено, по меньшей мере, тремя стенками (10-15), из которых третья плоская внутренняя стенка (12) лежит в плоскости, наклоненной относительно радиального направления и расположенной под прямым углом к нижней стенке (6).

9. Вентилятор по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что относительно направления оси (3) и направления вращения (V) ступицы (2) первая и вторая стенки (10, 11) сходятся по направлению к задней, внешней изогнутой вершинной стенке (13); вторая и третья стенки (11, 12) сходятся по направлению к задней, внутренней изогнутой вершинной стенке (14); и первая и третья стенки (10, 12) сходятся по направлению к передней изогнутой вершинной стенке (15).

10. Вентилятор по п.7, отличающийся тем, что заданный угол (α) составляет от 30 до 60°.

11. Вентилятор по п.8, отличающийся тем, что заданный угол (α) составляет от 30 до 60°.

12. Вентилятор по п.9, отличающийся тем, что заданный угол (α) составляет от 30 до 60°.

13. Вентилятор по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что заданный угол (α) равен 45°.