Ступица рабочего колеса вентилятора

Полезная модель относится к области устройств, предназначенных для перемещения газа, и может быть использована в конструкциях различных типов вентиляторов, используемых на промышленных предприятиях, фабриках и в быту.
Известна ступица рабочего колеса вентилятора, к которой присоединены лопасти. При этом ступица и лопасти изготовлены из стекловолокнистого материала, заполненным самовспенивающимся веществом. [RU 69591, дата приоритета: 12.03.2007 г., дата публикации: 27.12.2007 г., МПК: F04D 29/38].
Известна ступица рабочего колеса вентилятора, к которой присоединены лопасти. При этом элементы рабочего колеса вентилятора изготовлены из стеклопластика [RU 33638, дата приоритета: 30.06.2003 г., дата публикации: 27.10.2003 г., МПК: F28F 01/00].
В качестве прототипа выбрана ступица рабочего колеса вентилятора, изготовленная из стеклопластика. При этом к ступице присоединены лопасти, изготовленные из стеклопластика, покрытые слоем углепластика. [KR 101548964, дата приоритета: 06.04.2015 г., дата публикации: 01.09.2015 г., МПК: F04D 29/38].
Общим недостатком известных ступиц рабочих колес вентиляторов является отсутствие возможности отведения электростатического заряда от поверхности рабочего колеса вентилятора, вследствие того, что ступица изготовлена из диэлектрического композиционного материала, что может привести к проскакиванию искры и воспламенению взрывоопасных веществ находящихся в проточной части рабочего колеса вентилятора, что в значительной степени снижает безопасность эксплуатации вентилятора на взрывоопасных объектах, таких как угольные, газоопасные шахты, или промышленные предприятия по переработке взрывоопасных и пожароопасных веществ.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является расширение области применения вентиляторов, ступица которых изготовлена из диэлектрических композиционных материалов.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение безопасности эксплуатации вентиляторов, ступица которых изготовлена из диэлектрических композиционных материалов, на взрывоопасных объектах.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Ступица рабочего колеса вентилятора изготовлена из диэлектрического композиционного материала. В отличие от прототипа ступица рабочего колеса вентилятора содержит токопроводящую составляющую, обеспечивающую отведение электростатических зарядов с поверхности рабочего колеса вентилятора.
Токопроводящая составляющая может представлять собой покрытие и/или наполнение ступицы токопроводящим материалом, обеспечивающими отвод электростатических зарядов с его поверхности.
Токопроводящий материал может представлять собой различные металлы, например, медь или алюминий, либо токопроводящие углеродсодержащие материалы, например, углеродное волокно или углепластик. Также в качестве токопроводящего материала могут быть использованы токопроводящие составы, например, порошки, пасты, лаки и т.д.
Наполнение ступицы токопроводящим материалом обеспечивает возможность создания токопроводящей системы внутри нее.
Наполнение ступицы может быть реализовано путем добавления токопроводящего материала в состав композиционного диэлектрического материала, из которого изготовлена ступица. Например, в процессе формирования ступицы из стекловолокна, в смолу может быть добавлен дисперсный порошок меди или между листами стекловолокна может быть размещен углеродный ровинг.
Ступица может иметь комбинированное наполнение из токопроводящего материала. Например, ступица может иметь наполнение из углеродного ровинга и дисперсного порошка алюминия.
Покрытие ступицы токопроводящим материалом обеспечивает возможность создания токопроводящей системы на поверхности ступицы рабочего колеса вентилятора.
Покрытие ступицы токопроводящим материалом может быть реализовано непосредственно в процессе ее производства, путем изготовления внешнего слоя из токопроводящего материала. Например, путем выполнения внутреннего слоя из стеклопластика, а внешнего - из углепластика. Покрытие в виде внешнего слоя обеспечивает максимальные прочностные характеристики и технологичность изготовления ступицы.
Покрытие ступицы токопроводящим материалом может быть реализовано путем установки на нее твердой оболочки, выполненной из токопроводящего материала, например, путем установки на нее тонких алюминиевых пластин, закрепленных на поверхности клеевым составом или механическим способом. Покрытие в виде твердой оболочки обеспечивает возможность ее периодической замены в случае износа.
Покрытие ступицы токопроводящим материалом может быть реализовано путем нанесения на ее внешнюю поверхность токопроводящего состава, например, напылением токопроводящего порошка, обмазыванием токопроводящей пастой или окрашиванием токопроводящим лаком. Покрытие посредством нанесения токопроводящего состава позволяет упростить процесс изготовления ступицы, а также оптимизировать массогабаритные характеристики рабочего колеса вентилятора.
Покрытие ступицы токопроводящим материалом может быть реализовано частично в виде линий, образующих токопроводящие дорожки, например, в виде сетки или спирали. Частичное покрытие ступицы обеспечивает возможность снижения расхода токопроводящего материала и улучшения массогабаритных характеристик рабочего колеса вентилятора.
Ступица может быть покрыта токопроводящим материалом путем комбинирования покрытий. Например, по центру ступица может быть покрыта путем нанесения токопроводящего состава, а по краю содержать слой токопроводящего материала и т.д. Комбинирование покрытий позволяет достигать оптимального соотношения прочностных, массогабаритных и токопроводящих характеристик в зависимости от условий эксплуатации.
Ступица может иметь комбинированную токопроводящую составляющую, состоящую из покрытия и наполнения ступицы токопроводящим материалом. Например, при изготовлении ступицы между листами стеклопластика может быть помещен углеродный ровинг, а после изготовления ступица может быть покрыта токопроводящим лаком.
Ступица может быть изготовлена из любого диэлектрического композиционного материала, что обеспечивает высокие удельные прочностные и упругие характеристики, малый вес и невысокую стоимость ступицы. В качестве диэлектрического композиционного материала могут быть использованы стеклопластики, базальтопластики, органопластики и иные известные диэлектрические композиционные материалы.
Ступица может содержать съемные и несъемные лопасти. В случае, когда лопасти выполнены съемными, они могут соединяться со ступицей любыми известными разъемными и неразъемными способами.
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что ступица рабочего колеса вентилятора содержит токопроводящую составляющую, обеспечивающую отведение электростатических зарядов с поверхности рабочего колеса вентилятора, что позволяет создать токопроводящую поверхность и заземлить рабочее колесо вентилятора, позволяя достичь технический результат, заключающийся в повышении безопасности эксплуатации вентиляторов, ступица которых изготовлена из диэлектрических композиционных материалов, на взрывоопасных объектах, расширяя область применения таких вентиляторов.
Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1 - Ступица рабочего колеса вентилятора, имеющая внешний слой выполненный из углепластика, поперечный разрез, вид слева.
Фиг. 2 - Ступица рабочего колеса вентилятора, имеющая частичное покрытие твердой оболочкой, образованной тонкой алюминиевой пластиной, поперечный разрез, вид слева.
Фиг. 3 - Ступица рабочего колеса вентилятора, имеющая комбинированное покрытие, состоящее из тонкой медной пластины и токопроводящего лака, поперечный разрез, вид слева.
Фиг. 4 - Ступица рабочего колеса вентилятора, имеющая частичное покрытие углепластиком, вид спереди.
Фиг. 5 - Ступица рабочего колеса вентилятора, имеющая частичное покрытие в виде токопроводящей медной дорожки, вид спереди.
Рабочее колесо вентилятора, изготовленное из диэлектрического материала, состоит из ступицы 1 и лопастей 2. При этом ступица 1 содержит токопроводящую составляющую 3, лопасти изготовлены из токопроводящего материала, а рабочее колесо вентилятора установлено на металлический вал 4 электродвигателя 5. Полезная модель работает следующим образом.
Рабочее колесо вентилятора начинает вращаться, при этом ступица 1 и лопасти 2 начинают накапливать электростатический заряд. Токопроводящая составляющая 3 образует токопроводящий слой, благодаря которому электростатический заряд собирается с поверхности ступицы 1 и лопастей 2, движется по металлическому валу 4 и заземляется через электродвигатель 5, отводя электростатические заряды от поверхности рабочего колеса вентилятора, позволяя достичь технический результат, заключающийся в повышении безопасности эксплуатации вентиляторов, ступица которых изготовлена из диэлектрических композиционных материалов, на взрывоопасных объектах, расширяя область применения таких вентиляторов.