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, содержащее ступицу, снабженную обечайкой, установленные в ее отверстиях поворотные лопатки, кинематически связанные с приводом поворота. Каждая лопатка жестко соединена с осью, которая закреплена с возможностью вращения в стакане. Каждый стакан своей средней частью жестко закреплен в отверстиях силового пояса, выполненного за одно целое с одним диском и ступицей (А.с. СССР №987196, кл. F04D 29/36, 1983 г.).
Известно также рабочее колесо осевого вентилятора, содержащее ступицу, снабженную обечайкой, установленные в ее отверстиях поворотные лопатки, кинематически связанные с приводом поворота. Каждая пара лопаток жестко соединена с осью, которая закреплена с возможностью вращения в стакане. Каждый стакан своей средней частью жестко закреплен в отверстиях силового пояса, который жестко установлен на одном диске ступицы (А.с. СССР №1749552 А1, F04D 29/36, 27/00, 1992 г.).
В известных устройствах конструктивные элементы: силовой пояс, установленный на одном диске ступицы, являются «несущими», поэтому они выполняются массивными. Кроме того, закрепление на силовом поясе стаканов за их среднюю часть требует значительного удаления силового пояса с диском от оси вращения рабочего колеса осевого вентилятора. При этом увеличиваются размеры и массивность силового пояса с диском, а при вращении рабочего колеса осевого вентилятора возникают значительные центробежные и инерционные нагрузки, действующие на вал вращения рабочего колеса и его опорные подшипниковые узлы. Такая конструкция приводит к снижению надежности работы рабочего колеса осевого вентилятора.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является рабочее колесо осевого вентилятора, содержащее ступицу, снабженную обечайкой с установленными в ее отверстиях поворотными парами лопаток. Каждая пара лопаток жестко соединена с осью, которая закреплена с возможностью вращения в стакане. Каждый стакан закреплен с внутренней стороны на силовом поясе, через отверстия в котором пропущены оси каждой пары лопаток, кинематически связанные с приводом поворота. Расположенный между обечайкой и ступицей массивный силовой пояс жестко закреплен на ступице посредством двух облегченных дисков (Патент РФ №2286482, F04D 29/36, F04D 29/34, 2006).
В отличие от предыдущих аналогов, закрепление массивного силового пояса на двух облегченных дисках частично позволило снизить общую массивность, но функции силового пояса и дисков как «несущих» стаканы с лопатками силового пояса остались, поэтому осталась массивность силового пояса. Жесткое закрепление с расположением стаканов с внутренней стороны силового пояса и размещение между стаканом и ступицей конца оси поворота пары лопаток с механизмом поворота требует увеличение диаметра силового пояса и, следовательно, его массивности. При вращении рабочего колеса осевого вентилятора, как и в предыдущих аналогах, значительные размеры и массивность силового пояса приводят к возникновению значительных центробежных и инерционных нагрузок, действующих на вал вращения рабочего колеса и его опорные подшипниковые узлы. Такая конструкция приводит к снижению надежности работы рабочего колеса осевого вентилятора.
Изобретение решает задачу повышения надежности работы и упрощения конструкции рабочего колеса осевого вентилятора путем снижения массивности и снижения центробежных и инерционных нагрузок, действующих на вал вращения рабочего колеса осевого вентилятора и его опорные подшипниковые узлы.
Для достижения поставленной цели заявленное изобретение - рабочее колесо осевого вентилятора содержит следующие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной задачи.
Изобретение содержит ступицу, снабженную обечайкой, установленные в ее отверстиях поворотные пары лопаток.
По отношению к наиболее близкому аналогу у заявляемого имеются следующие отличительные признаки. Пары лопаток, снабженные взаимно поворотными осью и стаканом, кинематически связанные с зубчатой рейкой привода их поворота и неподвижно закрепленные на стакане, каждый из которых посредством подшипниковых узлов закреплен на оси, неподвижно закрепленной на ступице, причем каждая пара лопаток кинематически связана через стакан с приводом поворота лопаток.
Совокупность существенных признаков изобретения позволила закрепить ось каждой пары лопаток непосредственно на ступице, что позволило исключить из конструкции признак массивный силовой пояс, а для двух дисков оставить только функции удерживания легкой обечайки, поэтому они выполняются тоже облегченными.
Для сравнения, аналогичное облегчение конструкции в прототипе, например, путем непосредственного закрепления стаканов на ступице невозможно из-за помехи механизма поворота лопаток и из-за значительного превышения диаметра стаканов над диаметром осей лопаток, т.к. стаканы могут просто не поместиться на поверхности ступицы.
Снижение массивности изобретения приводит к снижению центробежных и инерционных нагрузок, действующих на вал вращения рабочего колеса и его опорные подшипниковые узлы. Это повышает надежность работы устройства, а исключение массивного силового пояса и облегчение удерживающих его двух дисков упрощает конструкцию рабочего колеса.
По имеющимся сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерия «новизны».
По мнению авторов, сущность заявленного изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат совокупности признаков, которые отличают от близкого аналога заявленное изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в конструкции рабочих колес осевых вентиляторов. При этом обеспечивается повышение надежности и упрощение конструкции рабочего колеса. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применяемость».
Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображен общий вид рабочего колеса осевого вентилятора.
Рабочее колесо осевого вентилятора содержит ступицу 1, снабженную обечайкой 2, установленные в ее отверстиях поворотные пары лопаток 3, неподвижно закрепленные на стакане 4, зубчатое колесо 5 которого кинематически связано с зубчатой рейкой 6 привода поворота лопаток (на чертеже не показан). Стаканы 4 посредством подшипниковых узлов 7 закреплены на осях 8, неподвижно установленных на ступице 1, на которой установлена также обечайка 2 посредством двух дисков 9.
Поворот пары лопаток 3 производиться как при вращении рабочего колеса, так и при его остановке. Для этого приводом поворота лопаток перемещается зубчатая рейка 6, которая при зацеплении с зубчатым колесом 5 поворачивает стакан 4 на оси 8. Поворот пары лопаток 3 со стаканом 4 в обратном направлении производится аналогичным образом при перемещении зубчатой рейки 6 в другую сторону.