Устройство антиреверсное вентилятора с вертикальной осью вращения

Предложение относится к воздушным нагнетательным насосным установкам, а именно к устройствам для остановки лопастей при обратном вращении.
Известен способ гидравлического торможения вертикальных осевых насосных агрегатов (патент SU №1751415, МПК F04D 3/00, опубл. 30.07.1992 в Бюл. №28), включающий отключение электродвигателя и установку лопастей рабочего колеса под углом 0°, причем отключение электродвигателя производится после установки лопастей рабочего колеса под углом 0°.
Для торможения остановки используется электрический механизм поворота лопастей рабочего колеса насоса под углом 0° для торможения текучей средой.
Недостатками данного механизма являются узкая область применения, так как он эффективен только для жидких сред, и сложность изготовления и реализации, так как нужен дополнительный управляемый на расстоянии механизм для вращения лопастей при вращении ротора с лопастями насоса.
Наиболее близким по технической сущности является антиреверсный механизм (патент RU №2673637, МПК F04D 29/00, F04D 15/02, F04D 7/08, опубл. 28.11.2018 в Бюл. № 34), включающий закрепленное неподвижно зубчатое колесо с внутренним зацеплением и подвижные стопорные элементы, размещенные на валу, со смещенными центрами масс относительно цилиндрических осей, параллельных оси вращения вала, на которых они имеют возможность поворачиваться с упругой связью посредством пружин, причем зубчатое колесо выполнено составным, состоящим из трех плоских дисков, стянутых болтами, с канавками, выполненными на соприкасающихся плоскостях дисков, заполненными телами качения, при этом центральный зубчатый диск имеет возможность смещаться относительно двух крайних беззубцовых дисков в пределах, ограниченных блокираторами хода, нижний и зубчатый диск связаны между собой через упругую связь подпружиненных упоров, установленных в прямоугольных пазах, выполненных на соприкасающихся плоскостях нижнего и зубчатого дисков, обеспечивающих снятие избыточной нагрузки со стопорных элементов при их вхождении в зацепление с зубчатым диском.
Недостатками данного устройства являются сложность изготовления, ремонта и низкая надежность, связанные с большим количеством сложных сопрягаемых деталей, и высокая вероятность заклинивания при остановке, что для освобождения требует больших усилий, часто приводящих к выключению пусковых защитных автоматов или выходу из строя электродвигателей.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание простой и надежной конструкции антиреверсного устройства вентилятора с вертикальной осью вращения, позволяющей освобождать лопасти после пуска электродвигателя в работу.
Техническая задача решается антиреверсным устройством вентилятора с вертикальной осью вращения, включающее основание, установленное со смещением центра масс относительно оси, и стопорный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с одной деталью ротора вентилятора.
Новым является то, что деталью ротора, взаимодействующей со стопорным элементом, является лопасть вентилятора, основание зафиксировано ниже лопастей вентилятора и снабжено вертикальным отверстием, а стопорный элемент выполнен в виде штанги с наружным выступом и загнутыми в противоположные стороны концами, вставленной ввертикальное отверстие основания с возможностью продольного вертикального перемещения между выступом и верхним загнутым концом, взаимодействия в верхнем положении с лопастью и освобождения от взаимодействия в нижнем положении.
Новым является также то, что концы штаги загнуты под прямым углом.
Новым является также то, что концы штаги загнуты под тупым углом.
Новым является также то, что штанга выше выступа снабжена отверстием под шпильку, вставляемую отверстие в верхнем положении штанги над вертикальным отверстием основания для фиксации от перемещения вниз, при этом основание зафиксировано с возможностью поворота в сторону вращения лопастей.
На чертеже изображена схема устройства с частичными разрезами.
Устройство антиреверсное вентилятора 1 (показан условно) с вертикальной осью 2 вращения включает основание 3, установленное со смещением центра масс относительно оси 2, и стопорный элемент 4, выполненный с возможностью взаимодействия с одной деталью ротора вентилятора - лопастью 5. Основание 3 зафиксировано ниже лопастей 5 вентилятора 1 и снабжено вертикальным отверстием 6. Стопорный элемент 4 выполнен в виде штанги с наружным выступом 7 (в виде кольцевого утолщения, шпильки вставленной в дополнительное отверстие, гайки или т.п. - не показаны - авторы на это не претендуют), и загнутыми под углом α в противоположные стороны верхним 8 и нижним 9 концами. Стопорный элемент 4 вставлен в вертикальное отверстие 6 основания 3 с возможностью продольного вертикального перемещения между выступом 7 и верхним загнутым концом 8 и взаимодействия в верхнем положении с лопастью 5 и освобождения от взаимодействия в нижнем положении.
Концы 8 и 9 стопорного элемента 4 могут быть для простоты изготовления загнуты под прямым углом (α=90°).
Концы 8 и 9 стопорного элемента 4 загнуты под тупым углом (α=90°) для взаимодействия верхним концом 8 с верхом лопасти 5.
При длительной остановке вентилятора 1 стопорный элемент 4 выше выступа 7 может быть снабжен отверстием 10 под шпильку 11, вставляемую в отверстие 10 в верхнем положении стопорного элемента 4 над вертикальным отверстием 6 основания 3 для фиксации от перемещения вниз, при этом основание 3 зафиксировано с возможностью поворота (например, в виде оси 12 вставленной петли 13) в сторону противоположную вращению лопастей 5.
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на чертеже не показаны.
Устройство работает следующим образом.
Основание 3 со стопорным элементом 4 фиксируют со смещением центра масс относительно оси 2 на неподвижной поверхности 14 (например, на нижней сетке кожуха 15) снизу лопастей 5 вентилятора 1. После остановки вентилятора 1 за нижний загнутый конец 9 по вертикальному отверстию 6 стопорный элемент 4 поднимают вверх до взаимодействия выступа 7 с основанием 4. При этом верхний конец 8 стопорного элемента 4 направляют по направлению рабочего вращения вентилятора 1. При реверсивном вращении вентилятора 1 лопасть 5 упирается в стопорный элемент 4, а верхний конец 8 опирается сверху на лопасть 5. После чего воздействие на стопорный элемент 4 нижним концом 9 прекращают. В случае включения вентилятора 1 лопасть выходит от взаимодействия с верхним концом 8, и стопорный элемент 4 под собственным весом опускается по вертикальному отверстию 6 вниз, не мешая вращению вентилятора 1.
При длительных остановках вентилятора, чтобы не контролировать длительное время положение стопорного элемента 4 в верхнем положении, в отверстие 10 стопорного элемента 4 вставляют шпильку 11, предотвращающую падение вниз стопорного элемента 4 при незначительных вращениях лопасти 5 относительно оси 2. Для исключения «человеческого фактора» (не выдергивании шпильки 11 из отверстия 10) при пуске вентилятора 1 основание 3 закрепляют на поверхности 14 с возможностью поворота (например, оси 12 в петлях 13) в сторону вращения лопастей 5. При включении вентилятора 1 на стопорный элемент 4 со стороны противоположной направления загнутого верхнего конца 8 будет воздействовать вращающаяся лопасть 5, при этом основание 3 вместе со стопорным элементом 4 повернется осью 12 в петлях 13 и опрокинется на поверхность 14, не мешая лопастям 5 вращаться. Для исключения несанкционированного поворота основания 3 при фиксации лопасти 5, основание может дополнительно снабжаться ограничителем 16. При выдергивании шпильки 11 из отверстия 10 перед пуском вентилятора 1 устройство будет работать так, как описано ранее - без опрокидывания основания 3.
Предлагаемое устройство антиреверсного вентилятора с вертикальной осью вращения просто и надежно, благодаря использованию небольшого количества простых деталей, при этом позволяет освобождать лопасти после пуска электродвигателя в работу, полностью исключая аварийные ситуации из-за «человеческого фактора».