КРЫЛЬЧАТКА ВЕНТИЛЯТОРА, ПРИВОДИМАЯ В ДВИЖЕНИЕ ТОЛЬКО В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ ВРАЩЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК F04D29/36 

Настоящее изобретение относится к крыльчатке вентилятора, которая приводится в движение только в одном направлении вращения, с лопастями вентилятора, которые проходят радиально от ступицы крыльчатки вентилятора, в которой они закреплены с возможностью поворота относительно своих осей лопастей, и приводятся в движение ступицей. Лопасти вентилятора наклонены по отношению к плоскости вращения крыльчатки вентилятора, и их наклон можно изменять в плоскости перехода, проходящей поперечно плоскости вращения крыльчатки вентилятора, таким образом их углы лопастей можно регулировать для создания противоположных направлений потока.

Такие крыльчатки вентилятора широко известны, но они имеют дорогостоящие средства для регулировки наклона угла лопасти по отношению к плоскости вращения крыльчатки вентилятора, в частности, для перехода лопастей вентилятора в противоположное направление обдува в плоскости перехода, проходящей поперечно плоскости вращения крыльчатки вентилятора.

Целью настоящего изобретения является предоставление средств для упрощения этой процедуры в том, что касается рабочих условий, а также осуществления процедуры перехода.

В соответствии с настоящим изобретением такая возможность заключается, в частности, в обеспечении снижения скорости привода крыльчатки вентилятора вплоть до остановки привода, при этом обеспечивается ограниченный упорами свободный ход крыльчатки вентилятора для перевода лопастей вентилятора в плоскость перехода посредством обусловленного инерцией вращения крыльчатки вентилятора под действием массовых сил и/или аэродинамического удара для поворота лопастей вентилятора относительно осей лопастей вентилятора и для перехода в противоположные направления обдува. Таким образом, можно вызывать, обеспечивать и/или ускорять движения поворота или разворота лопастей вентилятора в плоскости перехода, в результате чего переход лопастей вентилятора между противоположными положениями направления потока лопастей вентилятора может быть достигнут за очень короткие промежутки времени перехода.

При использовании доступных рабочих характеристик решение согласно настоящему изобретению может быть реализовано без дополнительных затрат. В частности, оно может быть осуществлено при помощи общих средств, поскольку элементы управления приводом крыльчаток вентилятора, как правило, всегда присутствуют, и применение массовых сил в зависимости от изменений скорости привода возможно без дополнительных затрат. Ограниченный упорами свободный ход крыльчатки вентилятора делает возможным дальнейшее обусловленное инерцией вращение крыльчатки вентилятора путем снижения скорости или приостановки движущей силы, что дает дополнительные возможности влиять на регулировку углового положения относительно осей лопастей и, кроме того, может быть желательно для корректирующего действия с аэродинамической точки зрения.

Возможность влиять на работу крыльчатки вентилятора и вносить необходимые корректировки в режим работы, такие как, например, переход с рабочего режима всасывания крыльчатки вентилятора на режим обдува, в соответствии с настоящим изобретением, достигается за счет эффектов, которые зависят от регулировки угла лопастей крыльчатки для противоположных направлений обдува, при этом направление вращения крыльчатки вентилятора остается неизменным. Начиная с работы в режиме всасывания с одним и тем же направлением вращения крыльчатки вентилятора, лопасти вентилятора могут поворачиваться относительно осей лопастей в нейтральной плоскости перехода, которая проходит перпендикулярно плоскости вращения крыльчатки вентилятора, для обдува в противоположных направлениях потока. С увеличением скорости привода лопасти поворачиваются относительно своих осей лопастей в противоположное направление для поворота опять в исходное рабочее положение для создания всасывания.

В соответствии с этим рабочим процессом и ограниченным упорами холостым ходом крыльчатки вентилятора по отношению к приводу работой крыльчатки вентилятора можно самостоятельно управлять, обеспечивая переход между режимом всасывания и режимом обдува, в зависимости от изменения скорости привода. И этого можно достигнуть практически без дополнительных затрат на управления. При необходимости это можно осуществить в зависимости от желаемых дополнительных функций, например, перехода между режимами всасывания и обдува исходя из зависимости применения давления или порядка применения давления.

Ниже описана крыльчатка вентилятора, в частности, ее рабочие состояния, в соответствии с упрощенной базовой конструкцией. Дополнительные детали поясняются со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых показаны:

фиг. 1 - вид спереди крыльчатки вентилятора, содержащей центральную приводимую в движение ступицу с радиально проходящими лопастями вентилятора, которые наклонены по отношению к плоскости вращения крыльчатки с лопастями в соответствии с желаемым направлением потока под углом лопасти и чьи положения поворота относительно осей лопастей ограничены упорами в их конечных противоположных положениях направления обдува,

фиг. 2 - схематическое изображение крыльчатки вентилятора с видом сверху на лопасть вентилятора, которая наклонена под углом лопасти по отношению к плоскости вращения крыльчатки вентилятора,

фиг. 3 - схематический и упрощенный вид в сечении крыльчатки вентилятора, взятый по линии III-III на фиг. 1, и

фиг. 4 - изображение последовательности работы крыльчатки вентилятора, приводимой в движение только в одном направлении для регулировки радиальных лопастей, которые закреплены в ступице крыльчатки с возможностью поворота относительно своих радиально проходящих осей для получения противоположных направлений потока. Для обеспечения перехода направления потока с одного на противоположное направление в плоскости перехода, которая проходит перпендикулярно плоскости вращения крыльчатки вентилятора, лопасти вентилятора поворачиваются относительно своих радиальных осей. Для этого скорость привода крыльчатки вентилятора снижают, в результате чего лопасть вентилятора поворачивается за счет полученного в результате обусловленного инерцией вращения крыльчатки вентилятора в положение, в котором направление потока, обеспечиваемое крыльчаткой вентилятора, изменяется.

На фиг. 1 и 3 показана крыльчатка вентилятора согласно настоящему изобретению в отношении ее основных компонентов. Она обозначена как единое целое ссылочной позицией 1. Крыльчатка 1 вентилятора содержит ступицу 2, по окружности которой расположены радиально проходящие лопасти 3 вентилятора. Как показано на фиг. 3, лопасти 3 вентилятора имеют на своих нижних краях цапфы 4 лопастей, с помощью которых они закреплены в ступице 2 с возможностью поворота относительно своих радиальных осей 5 лопастей. Таким образом, каждая из них может регулироваться для создания потоков в противоположных направлениях за счет поворота в плоскости 9 перехода, образующей нейтральную плоскость, которая проходит перпендикулярно плоскости 6 вращения крыльчатки 1 вентилятора. Направление вращения крыльчатки 1 вентилятора указано на фиг. 2 ссылочной позицией 19. В соответствии с обращенным вперед углом 7 лопасти передняя сторона лопасти 5 вентилятора обозначена позицией 21.

Внутреннее пространство 8 ступицы содержит привод 10 крыльчатки 1 с лопастями, предпочтительно электродвигатель, размещенный так, чтобы поддерживать ступицу 2. Привод 10 выполнен с возможностью вращения относительно ступицы 2 в пределах, образованных упорами. Ступица 2 содержит закрывающую часть 13, которая соответствует базовую часть 14, радиально окружающую привод 10 в области цапф 4 лопастей. Закрывающая часть 13 снабжена упорами в виде штифтовых элементов 11, расположенных напротив привода 10, которые обращены к приводу 10 и проходят в направляющие пазы 12, образованные в закрывающей части 13 и ограничивающие диапазон вращения привода 10 относительно ступицы 2, в которой размещен привод 10. Привод 10 оборудован, предпочтительно на своей передней стороне, обращенной к закрывающей части 13, кольцевым зубчатым кольцом 15, который находится в зацеплении с шестернями 16, предусмотренными на цапфах 4 на стороне нижних краев так, чтобы образовать кинематическую связь привода 10 с лопастями 3 вентилятора. В сочетании с настоящим изобретением также возможно использование кулачковых и/или эксцентриковых приводов.

Благодаря ограниченной упорами возможности вращения ступицы 2 по отношению к приводу 10 лопасти 3 вентилятора могут перемещаться в плоскости 9 перехода таким образом, чтобы обеспечивать обдув в противоположных направлениях потока, при этом направление 19 вращения крыльчатки 1 вентилятора остается неизменным. Как показано на фиг. 4, крыльчатка 1 вентилятора может, таким образом, работать в режиме всасывания или в режиме обдува, то есть, например, в режиме охлаждения всасыванием или в режиме очистки обдувом, просто путем поворота лопастей 3 вентилятора в плоскости 9 перехода в соответствующее противоположное направление обдува. При этом лопасти 3 вентилятора в каждом случае ориентированы таким образом, что одна и та же передняя сторона 21 лопасти обращена к входящему воздуху, таким образом обеспечиваются одни и те же условия работы для режима всасывания или обдува.

В соответствии с настоящим изобретением переход лопастей 3 вентилятора инициируется быстрым снижением скорости привода 10. При этом снижении скорости и, соответственно, сниженном аэродинамическом воздействии воздуха на лопасти 3 вентилятора сила инерции крыльчатки вентилятора вызывает переход в плоскости перехода лопастей 3. Плоскость 9 перехода показана на изображении рабочего процесса по фиг. 4 как область, ограниченная пунктирными линиями, в которой быстрое снижение скорости привода происходит из-за остановки привода 10, что приводит к обусловленному инерцией вращению крыльчатки вентилятора в соответствии с диапазоном регулировки лопастей 3 вентилятора.

В соответствии с переходом лопастей 3 вентилятора в области плоскости 9 перехода из режима всасывания, принятого за нормальный режим, который указан на фиг. 4 позицией 22, в режим обдува, который указан на фиг. 4 позицией 23, переход достигается после прохождения в плоскости 9 перехода. Если такой переход выполняется, например, в целях очистки, он может быть, в частности, кратковременной операцией. Для других применений он может представлять собой более продолжительные операции. В любом случае крыльчатку вентилятора можно снова вернуть в нормальный режим 22 работы, предполагающий операцию всасывания, как показано на фиг. 4, снова в зависимости от скорости привода. Однако для этого вышеупомянутая процедура выполняется в обратном порядке: скорость увеличивается, в частности быстро увеличивается, что приводит к переходу лопастей 3 вентилятора в плоскости 9 перехода в режим всасывания.

Такая реверсивность крыльчатки 1 вентилятора по отношению к направлению потока также может совмещаться с возможностью регулировки угла 7 лопасти 3 вентилятора по отношению к объему воздуха, перемещаемого крыльчаткой вентилятора, что обеспечивает дополнительные возможности применения.

Для различных возможностей применения крыльчатки вентилятора может оказаться целесообразным варьировать ограниченный упорами диапазон вращения ступицы 2 крыльчатки вентилятора по отношению к приводу 10, например, в зависимости от установленных значений температуры с использованием термоэлементов, материалов с памятью формы или тому подобного. В этом отношении также может оказаться целесообразным изменение положения вращения кольцевого зубчатого кольца 15 в силовой передаче привода 10 и/или ступицы 2.

В результате, в соответствии с настоящим изобретением предлагается крыльчатка 1 вентилятора, которая выполнена с возможностью вращения только в одном направлении, но лопасти 3 вентилятора которой могут регулироваться в плоскости 9 перехода, которая проходит перпендикулярно плоскости 6 вращения лопастей 3 вентилятора путем обусловленного инерцией вращения крыльчатки 1 вентилятора и путем аэродинамического воздействия на лопасти 3 вентилятора для перемещения воздуха в противоположном направлении, в частности путем поворота в плоскости 9 перехода, образующей нейтральную плоскость.

Раскрыта крыльчатка вентилятора, которая может быть приведена в движение только в одном направлении вращения и в которой лопасти вентилятора могут переключаться относительно плоскости перехода, проходящей перпендикулярно плоскости вращения, путем вращения крыльчатки вентилятора под действием инерции и путем воздействия на лопасти вентилятора аэродинамических сил, в результате чего направление потока лопастей вентилятора меняется на противоположное. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Крыльчатка (1) вентилятора, приводимая в движение только в одном направлении вращения, содержащая ступицу (2) крыльчатки вентилятора, выполненную с возможностью вращения относительно привода (10) крыльчатки вентилятора с ограничением упорами и имеющую лопасти (3) вентилятора, проходящие радиально от ступицы (2) крыльчатки (1) вентилятора и удерживаемые ступицей (2) с возможностью поворота относительно осей (5) лопастей на угол (7) лопасти, который обеспечен относительно плоскости (6) вращения крыльчатки (1) вентилятора и который может регулироваться в плоскости (9) перехода, которая проходит поперечно плоскости (6) вращения крыльчатки (1) вентилятора для обеспечения противоположного направления потока, создаваемого крыльчаткой (1) вентилятора, при этом

- угол (7) лопасти относительно плоскости (9) перехода может регулироваться путем снижения скорости привода крыльчатки (1) вентилятора, что приводит к обусловленному инерцией вращению крыльчатки (1) вентилятора,

- обеспечивается переход лопастей (3) вентилятора в противоположные направления потока путем применения аэродинамической силы, и

- в области плоскости (6) перехода лопасти (3) вентилятора могут переходить между положениями создания потока противоположных направлений путем снижения скорости вплоть до остановки привода (10) крыльчатки (1) вентилятора благодаря остаточному обусловленному инерцией вращению крыльчатки (1) вентилятора.

2. Крыльчатка (1) вентилятора, приводимая в движение только в одном направлении вращения, по п. 1, отличающаяся тем, что

- привод (10) выполнен с возможностью вращения относительно ступицы (2) крыльчатки вентилятора в пределах упругих упоров.

3. Крыльчатка (1) вентилятора, приводимая в движение только в одном направлении вращения, по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что

- привод (10) выполнен с возможностью вращения относительно ступицы (2) крыльчатки вентилятора в пределах упоров с использованием по меньшей мере одного термоэлемента.