РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к осевым вентиляторам главного проветривания в горной промышленности. Изобретение может также использоваться в дымососах и других тягодутьевых машинах, применяемых в энергетике и металлургии.
При перемещении больших воздушных потоков рабочие лопатки осевых вентиляторов подвержены абразивному износу, большим механическим и вибрационным нагрузкам. Поэтому рабочие колеса таких вентиляторов должны иметь лопатки с повышенной механической и вибрационной прочностью и обеспечивать простоту и удобство их замены при ремонте.
Известно рабочее колесо осевого вентилятора со съемными листовыми лопатками, каждая из которых приварена к грибовидному расширению стержня, закрепленного с внутренней стороны обода втулки колеса (см. книгу Ушаков К.А., Брусиловский И.В., Бушель А.Р. Аэродинамика осевых вентиляторов и элементы их конструкций, ЦАГИ. - М: Недра, 1960, с.341).
К недостаткам такой конструкции относятся низкая вибрационная прочность одиночной листовой лопатки с дугообразным профилем и сложность разборки втулки рабочего колеса для ремонта.
Известно рабочее колесо осевого вентилятора, содержащее ступицу, установленную на приводном валу, втулку, снабженную, расположенными по окружности втулки на ее наружной поверхности, фланцами, на каждом из которых установлены лопатки, выполненные из двух листовых поверхностей с дугообразным профилем и соединенных между собой перемычками. Фланцы установлены на осях, закрепленных внутри втулки рабочего колеса (авторское свидетельство СССР №619692, МПК F04D 29/32, 1978, прототип).
Однако при работе известного рабочего колеса имеют место аэродинамические потери, обусловленные наличием перемычек между листовыми поверхностями, что приводит к снижению экономичности вентилятора. Кроме того, для замены лопаток требуется разборка рабочего колеса.
Задачей настоящей полезной модели является усовершенствование известного рабочего колеса путем изменения компоновки и формы лопаток с целью повышения экономичности вентилятора.
Другой задачей полезной модели является обеспечение удобства и упрощение процесса замены лопаток путем проведения этого процесса без разборки рабочего колеса.
Поставленная задача решается следующим образом. В известном рабочем колесе, содержащем ступицу, установленную на приводном валу, втулку, снабженную, расположенными по окружности втулки на ее наружной поверхности, фланцами, на каждом из которых установлены лопатки, выполненные из двух листовых поверхностей, согласно полезной модели, одна из листовых поверхностей каждой лопатки имеет дугообразный профиль, а вторая поверхность выполнена плоской, при этом радиальная высота первой листовой поверхности больше радиальной высоты второй листовой поверхности, которая соединена с первой с вогнутой ее стороны по ширине лопатки и снабжена на периферии перекрытием, соединенным с первой листовой поверхностью с вогнутой ее стороны на высоте, равной высоте второй листовой поверхности.
Кроме того, ширина и радиальная высота плоской листовой поверхности составляет от 0,3 до 0,95 ширины и радиальной высоты листовой поверхности с дугообразным профилем, соответственно.
В лучшем варианте выполнения полезной модели, фланцы установлены на спицах, каждая из которых с одной стороны закреплена на ступице, а с другой стороны соединена с фланцем с возможностью его поворота относительно спицы.
При таком выполнении рабочего колеса лопатки имеют жесткую конструкцию, обеспечивающую высокую вибрационную прочность. Такие лопатки имеют меньшие аэродинамические потери по сравнению с лопатками, имеющими перемычки между двумя листовыми поверхностями согласно прототипу. При таком выполнении лопаток обеспечивается установка фланцев на спицах, каждая из которых с одной стороны закреплена на ступице, а с другой стороны соединена с фланцем с возможностью поворота фланца относительно спицы, что упрощает процесс замены лопаток и их поворот.
Более подробно сущность полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображен общий вид предложенного рабочего колеса, на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1, на фиг.3 - узел крепления лопатки к фланцу и фланца к втулке (поперечный разрез по оси рабочего колеса), на фиг.4 - сечение по В-В на фиг.3, на фиг.5 - вид по С на фиг.4.
В лучшем варианте выполнения полезной модели рабочее колесо осевого вентилятора, согласно фиг.1, содержит ступицу 1, установленную на приводном валу 2, втулку 3, снабженную, расположенными по окружности втулки на ее наружной поверхности 5, фланцами 4, на каждом из которых установлены лопатки, выполненные из двух листовых поверхностей 6 и 7, одна из которых 6 имеет дугообразный профиль, а другая 7 выполнена плоской и соединена с первой 6 с вогнутой ее стороны. Поверхности 6 и 7 соединены между собой со стороны входной 8 и выходной 9 сторон лопатки. В одном варианте крепления (фиг.1) фланцы 4 каждой лопатки крепятся к наружной поверхности 5 втулки 3 посредством болтов 10. В другом варианте крепления (фиг.3) фланцы 4 установлены на спицах 11, каждая из которых с одной стороны жестко закреплена на ступице 1, а с другой стороны соединена с фланцем 4 с возможностью поворота относительно спицы 11. Каждая спица 11 имеет бурт 12, на который с наружной его стороны опирается фланец 4, а с другой его стороны (внутренней) 15 - упорный фланец 13 так, что при ослаблении затяжки болтов 10 обеспечивается поворот лопатки с фланцем 4 относительно спицы 11. Радиальная высота Н первой листовой поверхности 6 каждой лопатки (фиг.4 и 5) больше радиальной высоты h второй листовой поверхности 7, которая соединена с первой с вогнутой ее стороны по ширине лопатки и снабжена на периферии перекрытием 14, соединенным с первой листовой поверхностью с вогнутой ее стороны на высоте, равной высоте второй листовой поверхности. Ширина s и радиальная высота h второй (плоской) листовой поверхности 7 составляет от 0,3 до 0,95 ширины S и радиальной высоты Н первой листовой поверхности 6 с дугообразным профилем, соответственно.
Осевой вентилятор с таким рабочим колесом при работе имеет меньшие аэродинамические потери. Съем лопатки для ее замены осуществляется через люк на корпусе (на чертеже не показан) осевого вентилятора путем отсоединения фланцев 4 от втулки 3 после откручивания болтов 10. Изменение угла установки лопаток также осуществляется через упомянутый люк путем поворота их на спицах 11 после ослабления затяжки болтов 10.