ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР ГРАДИРНИ В ДИСКОВОЙ/КОЛЬЦЕВОЙ КОНФИГУРАЦИИ С ПОЛОСТЯМИ Российский патент 2022 года по МПК F04D19/00 

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к вентиляторам градирни.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

[0002] Настоящее изобретение относится к осевым вентиляторам градирни, диаметры которых, как правило, находятся в диапазоне от 60 до 156 дюймов. Вентиляторы, как правило, содержат центральную втулку, ступицу и несколько равномерно распределенных лопастей. Общераспространенной проблемой для этих вентиляторов является высокая вибрация и даже конструктивный отказ при определенных частотах/скоростях вращения (называемых «блокирующие вращения»), при которых вентилятор не может работать в течение длительного периода времени. То есть, при использовании частотно-регулируемых приводов, скорость вращения вентилятора может быть увеличена от 0 об/мин до номинального значения. При определенных частотах итоговый резонанс может привести к существенному смещению и высоким напряжениям некоторых деталей, образующих вентилятор. Обычно конечным результатом действия резонанса является усталостный отказ компонента.

[0003] Целью настоящего изобретения является создание градирни без блокирующих вращений. Согласно цели настоящего изобретения вентилятор градирни будет работать с приемлемым (определяемым клиентом) уровнем вибрации во всем диапазоне скоростей вращения от 0 об/мин до номинального значения или максимальной безопасной скорости вращения.

[0004] Настоящее изобретение относится к ступице для вентиляторов градирни, состоящей из диска, прикрепленного к центральной втулке, в которой полости и вырезы сделаны открытыми (посредством лазерной или водоструйной резки) для уменьшения частоты собственных колебаний вентилятора и предотвращения возбуждения нагрузок некоторого типа, которые отрицательно влияют на вентилятор во время работы. Количество, размер и форма полостей может быть отрегулировано для корректировки частоты собственных колебаний вентилятора в пределах исходного значения. Настоящее изобретение предусматривает конфигурацию, согласно которой полости и вырезы «складываются» друг в друга с получением звездообразного ротора. Согласно дополнительному варианту осуществления ротор может быть образован только полостями, без вырезов. Аналогично может быть изменено кольцо, в котором могут использоваться только вырезы. Вырезы в кольце могут характеризоваться таким же направлением вогнутости, что и соответствующие вырезы в диске, или противоположным направлением. В каждом представленной конфигурации предусмотрен уплотнительный диск для предотвращения обратного потока.

[0005] Соответственно, согласно настоящему изобретению предлагается ступица осевого вентилятора градирни, содержащая первый диск, выполненный с возможностью соединения с центральной втулкой; второй диск, прикрепленный к первому диску посредством соединительных элементов множества лопастей вентилятора, указанные соединительные элементы расположены между первым диском и вторым диском; уплотнительный диск, прикрепленный к указанному второму диску для предотвращения обратного потока; причем первый диск представляет собой круглое наружное кольцо, прикрепленное к внутреннему кольцу посредством множества перемычек, причем перемычки образуют множество пустых пространств в указанном первом диске, указанное внутреннее кольцо выполнено с возможностью соединения с указанной центральной втулкой; второй диск состоит только из круглого кольца, характеризующегося внутренним диаметром и наружным диаметром, наружный диаметр круглого кольца по существу равен наружному диаметру круглого наружного кольца первого диска. (Фиг. 1-4).

[0006] Согласно настоящему изобретению также предлагается ступица осевого вентилятора градирни, в которой первый и второй диски характеризуются постоянными наружными диаметрами с краями наружного периметра без углублений или вырезов. (Фиг. 2)

[0007] Согласно настоящему изобретению также предлагается ступица осевого вентилятора градирни, в которой круглое кольцо второго диска характеризуется постоянным внутренним диаметром с краем внутреннего периметра без углублений или вырезов (Фиг. 3).

[0008] Согласно настоящему изобретению также предлагается ступица осевого вентилятора градирни, в которой первый диск характеризуется краем наружного периметра с углублениями, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. (Фиг. 1 и 2).

[0009] Согласно настоящему изобретению также предлагается ступица осевого вентилятора градирни, в которой второй диск состоит только из круглого кольца, характеризующегося постоянным наружным диаметром, краем наружного периметра без углублений или вырезов и краем внутреннего периметра с углублениями, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. (Фиг. 1 и 2).

[0010] Согласно настоящему изобретению также предлагается ступица осевого вентилятора градирни, характеризующаяся наличием первого звездообразного диска, выполненного с возможностью соединения с центральной втулкой; второго звездообразного диска, прикрепленного к первому диску посредством соединительных элементов множества лопастей вентилятора, причем соединительные элементы расположены между первым диском и вторым диском; уплотнительного диска, прикрепленного ко второму диску для предотвращения обратного потока; причем первый и второй диски характеризуются наличием множества соответствующих, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга соединительных сегментов/перемычек лопастей вентилятора, сегменты/перемычки первого диска проходят дистально на равное расстояние от соединения центральной втулки, и указанные сегменты/перемычки второго диска проходят дистально на равное расстояние от открытого центра, между каждой парой смежных перемычек образовано V-образное пространство. (Фиг. 5 и 6).

Краткое описание фигур

[0011] На фиг. 1 показан вид в перспективе сверху первого варианта осуществления настоящего изобретения.

[0012] На фиг. 2 показан вид в перспективе снизу первого варианта осуществления настоящего изобретения.

[0013] На фиг. 3 показан вид в перспективе сверху второго варианта осуществления настоящего изобретения.

[0014] На фиг. 4 показан вид в перспективе снизу первого варианта осуществления настоящего изобретения.

[0015] На фиг. 5 показан вид в перспективе сверху третьего варианта осуществления настоящего изобретения.

[0016] На фиг. 6 показан вид в перспективе снизу третьего варианта осуществления настоящего изобретения.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

[0017] На фиг. 1 и 2 показан вентилятор градирни, характеризующийся наличием лопастей 3, соединенных со ступицей 5, которая, в свою очередь, соединена с центральной втулкой 7. Ступица 5 содержит диск 9, который предпочтительно прикреплен к центральной втулке 7, и кольцо 11. Соединительные части 13 лопастей 3 прикреплены к ступице 5, и предпочтительно расположены между диском 9 и кольцом 11. Диск 9 и кольцо 11 представляют собой плоские элементы, которые характеризуются толщиной от 5/32 дюйма (4 мм) до 3/4 дюйма (19 мм) и диаметром от 20 дюймов (510 мм) до 72 дюймов (1830 мм). Кольцо 11 в целом характеризуется круглой формой, предпочтительно круглым наружным периметром 15 с постоянным наружным диаметром и внутренним периметром 17, образованным вырезами и углублениями 19, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга по внутреннему периметру 17. Внутренний периметр 17 кольца 11 определяет отверстие 18, которое не содержит кольцевой конструкции.

[0018] Диск 9 содержит центральную часть 21, выполненную с возможностью прикрепления к центральной втулке 7. Центральная часть 21 соединена с наружной круглой частью 23 посредством множества перемычек 25.

Наружная круглая часть 23 диска характеризуется постоянным внутренним диаметром, который прерывается перемычками 25. Наружный периметр 29 круглой части 23 диска 9 характеризуется в целом круглой формой, но содержит вырезы или углубления 19, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга по наружному периметру 29 круглой части. Множество перемычек 25 образуют полости или открытые пространства 26 в диске 9, которые не содержат дисковой конструкции. Как описано выше, ступица 5 вентилятора (содержащая кольцо 11 и диск 9) соединена с центральной втулкой 7 на центральной части 21 диска 9. Лопасти 3 вентилятора прикреплены между кольцом 11 и наружной круглой частью 23 диска 9. Уплотнительный диск 31 может быть прикреплен к кольцу 11 (см. фиг. 3) для предотвращения обратного потока.

[0019] Другой вариант осуществления показан на фиг. 3 и 4, в котором наружный и внутренний периметры кольца 11 (15 и 17 соответственно) характеризуются постоянными диаметрами, т.е. не содержат вырезы или углубления, причем наружный периметр 15 круглой части диска 9 аналогично характеризуется постоянным диаметром и не содержит вырезы или углубления. В других аспектах ступица 5, содержащая диск 9 и кольцо 11, соединена с центральной втулкой 7 и лопастями 3 вентилятора так же, как описано со ссылкой на фиг. 1 и 2.

[0020] На фиг. 5 и 6 показана ступица 5 вентилятора, характеризующаяся наличием звездообразного кольца 11 и соответствующего звездообразного диска 9. Согласно этому варианту осуществления кольцо 11 и диск 9 характеризуются наличием такого количества перемычек 33 звездообразной конструкции, которое соответствует количеству прикрепленных лопастей вентилятора. Ни кольцо 11, ни диск 9 не содержат круглого наружного кольца. Вместо этого дальние части перемычек соединены с соединительной частью 13 лопасти вентилятора. Диск 9 содержит центральную часть, выполненную с возможностью прикрепления к центральной втулке. Кольцо 11 определяет круглое центральное отверстие 35. Уплотнительный диск 31 может быть прикреплен к диску для предотвращения обратного потока, как показано на фиг. 6.

Ступица вентилятора градирни содержит кольцо и диск, полости и вырезы открыты в кольце и/или в диске для уменьшения частот собственных колебаний вентилятора и предотвращения возбуждения нагрузок некоторого типа, которые отрицательно влияют на вентилятор во время работы. Количество, размер и форма полостей могут быть отрегулированы для корректировки частоты собственных колебаний вентилятора в пределах исходного значения. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Ступица осевого вентилятора градирни, содержащая:

первый диск, выполненный с возможностью соединения с центральной втулкой;

второй диск, прикрепленный к указанному первому диску посредством соединительных элементов множества лопастей вентилятора, указанные соединительные элементы расположены между указанным первым диском и указанным вторым диском;

уплотнительный диск, прикрепленный к указанному второму диску для предотвращения обратного потока; указанный первый диск содержит круглое наружное кольцо, прикрепленное к внутреннему кольцу посредством множества перемычек, причем указанные перемычки образуют множество пустых пространств в указанном первом диске, указанное внутреннее кольцо выполнено с возможностью соединения с указанной центральной втулкой;

причем указанный второй диск содержит только круглое кольцо, характеризующееся внутренним диаметром и наружным диаметром, указанный наружный диаметр круглого кольца по существу равен наружному диаметру круглого наружного кольца указанного первого диска.

2. Ступица осевого вентилятора градирни по п. 1, в которой указанные первый и второй диски характеризуются постоянными наружными диаметрами с краями наружного периметра без углублений или вырезов.

3. Ступица осевого вентилятора градирни по п. 2, в которой указанное круглое кольцо второго диска характеризуется внутренним диаметром с краем внутреннего периметра без углублений или вырезов.

4. Ступица осевого вентилятора градирни по п. 1, в которой указанный первый диск содержит край наружного периметра с углублениями, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга.

5. Ступица осевого вентилятора градирни по п. 4, в которой указанный второй диск, содержащий только круглое кольцо, характеризуется постоянным наружным диаметром и краем наружного периметра без углублений или вырезов, и краем внутреннего периметра с углублениями, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга.

6. Ступица осевого вентилятора градирни, содержащая:

первый диск, выполненный с возможностью соединения с центральной втулкой;

второй диск, прикрепленный к указанному первому диску посредством соединительных элементов множества лопастей вентилятора, указанные соединительные элементы расположены между указанным первым диском и указанным вторым диском;

уплотнительный диск, прикрепленный к указанному второму диску для предотвращения обратного потока;

при этом указанные первый и второй диски содержат множество соответствующих, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга соединительных сегментов/перемычек лопастей вентилятора, сегменты/перемычки указанного первого диска проходят на равное расстояние от соединения центральной втулки, и сегменты/перемычки указанного первого диска проходят на равное расстояние от открытого центра, между каждой парой смежных перемычек образовано V-образное пространство.