РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА
AXIAL FAN IMPELLER

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в рабочих колесах осевых вентиляторов.
Известно рабочее колесо осевого вентилятора (патент №2381387, 10.02.2010, Бюл. №4), содержащее ступицу, соединенную посредством дисков с обечайкой, в отверстиях которой установлены пары лопаток, снабженные взаимоповоротными осями и стаканами, последний из которых кинематически связан с зубчатой рейкой привода их поворота, содержит закрепленные на нем лопатки и установлен посредством подшипников на неподвижной оси лопатки, закрепленной посредством резьбового соединения в ступице.
Конструкция консольного крепления лопаток на длинных осях посредством поворотных стаканов имеет низкую вибрационную жесткость, может резонировать с нестационарным, широкополосным аэродинамическим потоком воздуха через рабочее колесо, следовательно, ненадежна; крепление лопаток рабочего колеса посредством подшипников качения на длинной оси не позволит регулировать и удерживать радиальный зазор между корпусом вентилятора и концами лопаток рабочего колеса, поэтому конструкция неработоспособна.
Известно также рабочее колесо с телесными съемными лопатками (патент US 2007/0286730 А1, Dec 13 2007), которые посредством резьбового соединения закреплены на втулке поворотной оси, соединенной посредством кулисного механизма с приводом поворота лопаток.
Недостатком такой конструкции является высокая стоимость литых лопаток, изготавливаемых из дорогостоящих сплавов, их высокая густота (количество на рабочем колесе), а также недостаточный угол их поворота, что не позволяет реверсировать режим вентилятора на ходу рабочего колеса.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому является рабочее колесо осевого вентилятора (патент №2286482, 27.10.06, Бюл. №30), содержащее ступицу, несущие и опорные диски, посредством которых в его корпусе размещен силовой пояс и обечайка, в отверстиях которых установлены оси лопаток, жестко соединенные с поворотным основанием, на котором посредством сварки закреплены тонкие лопасти с перемычкой.
При работе вентилятора, например, в шахтной вентиляционной сети его требуемые вентиляционные параметры (давление и производительность) за срок службы (15-20 лет) могут измениться в несколько раз, поэтому вентилятор при развитии вентиляционной сети будет работать или с низким КПД, или окажется непригодным для работы на данную сеть.
Для обеспечения возможности работы вентилятора с высоким КПД за весь срок его службы необходимо изменять его аэродинамические характеристики в широких пределах, например, путем замены лопаток рабочего колеса. В известной конструкции указанная замена обуславливает высокую стоимость и трудоемкость работ, т.к. при этом необходимо разбирать и снимать все опорные подшипниковые стаканы 5 с хвостовиками 6 лопаток рабочего колеса и зубчатую рейку с шестерней 12 реечного механизма поворота лопаток.
Поставленная задача решается тем, что поворотные основания лопаток выполнены разъемными, состоящими из базовой и съемной частей, при этом на базовой части, жестко соединенной с хвостовиком лопатки посредством резьбового соединения закреплена съемная часть с тонкими листовыми лопастями с перемычками.
На фиг.1 показано рабочее колесо с силовым поясом, ступицей, обечайкой и лопатками, содержащими оси, жестко соединенные с базовой частью поворотного основания и ее съемной частью, содержащей тонкие листовые лопасти с перемычкой.
На фиг.2 показана лопатка рабочего колеса с хвостовиком, скрепленным посредством сварки с базовой частью поворотного основания, и съемная часть поворотного основания с закрепленными на ней посредством сварки тонкими лопастями с перемычкой. На фиг.3 показаны вертикальная и горизонтальная проекции лопатки рабочего колеса.
Рабочее колесо осевого вентилятора содержит ступицу 1, несущие и опорные диски 2, посредством которых ступица соединена с силовым поясом 3 и обечайкой 4, в отверстиях которых посредством подшипниковых стаканов 5 размещены хвостовики лопаток 6, соединенные посредством сварки с базовой частью поворотного основания 7 лопатки рабочего колеса, а съемная часть 8 поворотного основания лопатки соединена с базовой частью посредством резьбового соединения 9. На съемной части 8 поворотного основания лопатки рабочего колеса посредством сварки размещены тонкие листовые лопасти с перемычками 10 так, что центр их масс находится на оси поворота лопатки Z.
При необходимости замены лопаток рабочего колеса открываются монтажные окна 11 в несущих дисках 2, снимается верхний полукорпус вентилятора (на фиг. не показан), затем посредством гаечных ключей разъединяется резьбовое соединение 9 и демонтируется съемная часть поворотного основания лопатки, содержащая тонкие лопасти 10. Вместо снятого монтируется новое съемное основание, содержащее тонкие листовые лопасти, имеющие другую геометрию, а следовательно, другие аэродинамические характеристики вентилятора, что позволит адаптировать его режим к изменившимся параметрам вентиляционной сети.