ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ
MECHANICAL-DRAFT COOLING TOWER

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к конструкции вентиляторной градирни, и может быть использовано на предприятиях химической и энергетической промышленности для охлаждения оборотной воды.
Известна вентиляторная градирня, содержащая корпус с диффузором в верхней части, воздухозаборными окнами и бассейном в нижней части и каплеуловителем, водораспределительную систему и ороситель внутри корпуса, при этом в корпусе установлен соосно диффузору водоподводящий вертикальный трубопровод водораспределительной системы, с упором на который установлен электропривод лопастного колеса вентилятора, включающий редуктор и расположенный рядом с ним на радиально расположенной балке электродвигатель (см. патент US № 4543218, кл. F28F 25/04, 24.09.1985).
Выполнение вентиляторной градирни с расположенным на вертикальном водоподводящем трубопроводе вентилятором приводит к аэродинамическим потерям, тем самым снижает эффективность работы данной градирни. Кроме того, открытое расположение и редуктора и электродвигателя в потоке влажного воздуха накладывает дополнительные требования к герметичности корпуса электродвигателя и редуктора, а также к коррозионной стойкости материалов кожуха электродвигателя и корпуса редуктора, что, в свою очередь, ведет к усложнению конструкции вентилятора и увеличению его стоимости, а также к необходимости постоянного контроля за их состоянием.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является вентиляторная градирня, содержащая корпус с диффузором в верхней части, воздухозаборными окнами и бассейном в нижней части и каплеуловителем, водораспределительную систему и ороситель внутри корпуса, при этом в верхней части корпуса размещен электропривод лопастного колеса вентилятора (см. US № 3712760, кл. F28F 25/00, 23.01.1973).
Выполнение вентиляторной градирни с размещенным в верхней части корпуса электроприводом лопастного колеса вентилятора позволило упростить конструкцию вентиляторной градирни.
Однако выполнение электропривода лопастного колеса вентилятора в виде отдельных, самостоятельно закрепленных на раме корпуса электродвигателя и редуктора, соединенных между собой посредством муфты, с одной стороны, упростило проведение регламентных и ремонтных работ электропривода, но, с другой стороны, привело к необходимости отдельно герметизировать электродвигатель и редуктор, а также муфту, и к необходимости выполнения большого количества герметичных подвижных соединений для вращающихся валов редуктора и электродвигателя, что усложнило их конструкции и, как следствие, привело к снижению надежности их работы. Кроме того, такое раздельное выполнение привело к усложнению монтажных работ, необходимости отладки работы электропривода на месте монтажа и увеличению аэродинамического сопротивления в диффузоре.
Задачей настоящего изобретения является упрощение сборочно-монтажных работ и снижение аэродинамического сопротивления проточной части вентиляторной градирни.
Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение эффективности работы вентиляторной градирни за счет снижения аэродинамического сопротивления проточной части вентиляторной градирни при снижении затрат на сборку и обслуживание лопастного вентилятора градирни.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что вентиляторная градирня содержит корпус с диффузором в верхней части, воздухозаборными окнами и бассейном в нижней части и каплеуловителем, водораспределительную систему и ороситель внутри корпуса, при этом в верхней части корпуса размещен электропривод лопастного колеса вентилятора и закреплены, по крайней мере, две параллельные балки, между которыми закреплены, по крайней мере, две поперечные балки с образованием центрального квадратного отверстия для монтажа над каплеуловителем электропривода лопастного колеса вентилятора, при этом электропривод выполнен в виде мотор-редуктора, размещенного в цилиндрическом корпусе с выполненным в виде квадратной металлической плиты основанием, приваренным к цилиндрическому корпусу, на основании корпуса установлены силовые косынки, приваренные к цилиндрическому корпусу и основанию корпуса, между силовыми косынками в угловых частях основания выполнены отверстия для крепления основания к балкам, образующим квадратное отверстие, отношение высоты корпуса электропривода к его наружному диаметру составляет от 1,4 до 2,7, а в верхней части цилиндрический корпус выполнен с опорной металлической плитой с центральным отверстием, соосным оси диффузора градирни, и на опорной металлической плите закреплен металлический плоский круглый фланец, через центральное отверстие которого выведен вал подвешенного на круглом фланце мотор-редуктора электропривода лопастного колеса вентилятора.
В ходе проведенного исследования работы вентиляторных градирен, в частности диффузоров вентилятора градирен, была разработана такая конструкция электропривода лопастного колеса вентилятора, которая позволила создать модульную конструкцию электропривода, которая практически полностью может быть собрана вне градирни, а потом в собранном виде установлена в балках в верхней части градирни, при этом конструкция электропривода за счет обтекаемой цилиндрической формы корпуса электропривода создает в градирне минимальное аэродинамическое сопротивление протекающему через корпус и диффузор нагретому воздуху. Этого удалось добиться за счет того, что электропривод лопастного колеса вентилятора полностью расположен в цилиндрическом корпусе и единственным подвижным конструктивным элементом, который из него выступает, является вал редуктора, на который надето лопастное колесо.
Вторая задача, которая решена в данном изобретении, позволяет собирать градирню из конструктивно простых однотипных элементов конструкции, что приводит, с одной стороны, к упрощению сборки вентилятора градирни на месте ее установки, а, с другой стороны, к унификации элементов конструкции вентиляторных градирен, рассчитанных на различную производительность, что в конечном итоге приводит к повышению качества сборки и снижению себестоимости изготовления и обслуживания вентиляторных градирен.
Указанного результата удалось добиться за счет того, что в верхней части шахты над каплеуловителем с помощью выполненных из проката швеллеров собирается простая по конструкции опора для корпуса электропривода, содержащая, по крайней мере, две параллельные балки, между которыми закреплены, по крайней мере, две поперечные балки с образованием центрального квадратного отверстия для монтажа над каплеуловителем электропривода лопастного колеса вентилятора, перекрытого с опорой на эти балки квадратной металлической плитой - основанием корпуса электропривода. В ходе анализа различных конструкций редукторов и электромоторов было установлено, что наилучших результатов с точки зрения размещения в корпусе связки электродвигатель-редуктор при наименьшем аэродинамическом сопротивлении корпуса электродвигателя удалось добиться при отношении высоты корпуса электропривода к его наружному диаметру, составляющем от 1,4 до 2,7,
Выполнение в верхней части цилиндрического корпуса опорной металлической плиты с центральным отверстием, соосным оси диффузора градирни, и закрепление на опорной металлической плите металлического плоского круглого фланца, через центральное отверстие которого выведен вал подвешенного на круглом фланце и выполненного в виде мотор-редуктора электропривода лопастного колеса вентилятора, позволяет создать модуль, который может быть собран вне градирни и потом при сборке последней установлен в ней, что значительно упрощает и ускоряет сборку оборудования градирни.
На фиг.1 представлен продольный разрез вентиляторной градирни.
На фиг.2 представлен вид сбоку на электропривод с установленным в нем мотор-редуктором.
На фиг.3 представлен вид сверху на корпус электропривода.
Вентиляторная градирня содержит корпус 1 с диффузором 2 в верхней части, воздухозаборными окнами 3 и бассейном 4 в нижней части и каплеуловителем 5, водораспределительную систему 6 и ороситель 7 внутри корпуса 1. В верхней части корпуса 1 размещен электропривод 8 лопастного колеса 9 вентилятора и закреплены, по крайней мере, две параллельные балки 10, между которыми закреплены, по крайней мере, две поперечные балки (не показаны) с образованием центрального квадратного отверстия для монтажа над каплеуловителем 5 электропривода 8 лопастного колеса 9 вентилятора. Электропривод 8 выполнен в виде мотор-редуктора 18, размещенного в цилиндрическом корпусе 11 с выполненным в виде квадратной металлической плиты основанием 12, приваренным к цилиндрическому корпусу 11. На основании 12 корпуса 11 установлены силовые косынки 13, приваренные к цилиндрическому корпусу 11 и основанию 12 корпуса 11. Между силовыми косынками 13 в угловых частях основания 12 выполнены отверстия 14 для крепления основания 12 к балкам 10, образующим квадратное отверстие. Отношение высоты «Н» корпуса 11 электропривода 8 к его наружному диаметру «D» составляет от 1,4 до 2,7. В верхней части цилиндрический корпус 11 выполнен с опорной металлической плитой 15 с центральным отверстием, соосным оси диффузора 2 градирни, и на опорной металлической плите 15 закреплен металлический плоский круглый фланец 16, через центральное отверстие которого выведен вал 17 подвешенного на круглом фланце 16 мотор-редуктора 18 электропривода 8 лопастного колеса 9 вентилятора.
Вращающееся от электропривода 8 лопастное колесо 9 вентилятора осуществляет подсос воздуха в корпус 1 через выполненные в нижней части корпуса 1 градирни воздухозаборные окна 3. Вода через водораспределительную систему 6 подается в разбрызгивающие сопла 19, откуда она в виде капель попадает на поверхность оросителя 7, заполняющего большую часть объема между бассейном 4 и разбрызгивающими соплами 19 водораспределительной системы 6, по которой вода в виде тонкой пленки стекает в бассейн 4. При этом стекающая пленка воды обдувается потоком воздуха, создаваемым лопастным колесом 9 вентилятора. Атмосферный воздух продувается через ороситель 7, что способствует его интенсивному насыщению испаряемой влагой по всей высоте оросителя 7 и интенсивному охлаждению воды. Нагретый воздух лопастным колесом 9 вентилятора через диффузор 2 выбрасывается в атмосферу, а каплеуловитель 5 препятствует уносу капель жидкости из градирни вместе с потоком воздуха, созданным лопастным колесом 9 вентилятора.
Настоящее изобретение может быть использовано в вентиляторных градирнях для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.