Рабочее колесо 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.
Известно рабочее колесо вентилятора, изготовленное из стекловолокнистого материала, и заполненное самовспенивающимся веществом [RU 69591, дата приоритета: 12.03.2007 г., дата публикации: 27.12.2007 г., МПК: F04D 29/38].
Известно рабочее колесо вентилятора, изготовленное из стеклопластика [RU 33638, дата приоритета: 30.06.2003 г., дата публикации: 27.10.2003 г., МПК: F28F 01/00].
В качестве прототипа выбрано рабочее колесо вентилятора, ступица и лопасти которого изготовлены из стеклопластика [RU 157239, дата приоритета: 01.04.2015 г., дата публикации: 27.11.2015 г., МПК: F04D 29/32].
Общим недостатком известных конструкций рабочих колес вентиляторов является отсутствие возможности отведения электростатического заряда от поверхности рабочего колеса, вследствие того, они изготовлены 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, изготовленных из диэлектрических композиционных материалов.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение безопасности эксплуатации вентиляторов, изготовленных из диэлектрических композиционных материалов, на взрывоопасных объектах.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Рабочее колесо вентилятора изготовлено из диэлектрического композиционного материала. В отличие от прототипа рабочее колесо вентилятора содержит покрытие из токопроводящего материала.
Рабочее колесо вентилятора состоит из ступицы и лопастей, при этом рабочее колесо может иметь либо монолитную конструкцию, либо ступица и лопасти могут быть выполнены отдельными элементами. В случае, когда ступица и лопасти выполнены отдельными элементами, они могут соединяться друг с другом любыми известными разъемными и неразъемными способами.
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.
Покрытие рабочего колеса вентилятора из токопроводящего материала обеспечивает возможность создания токопроводящей системы на поверхности рабочего колеса вентилятора.
Покрытие рабочего колеса вентилятора из токопроводящего материала может быть реализовано непосредственно в процессе его производства путем изготовления его 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 рабочего колеса вентилятора.
Покрытие рабочего колеса вентилятора из токопроводящего материала может быть реализовано путем установки на него твердой оболочки, выполненной из токопроводящего материала, например, путем установки на него 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 рабочего колеса вентилятора из токопроводящего материала может быть реализовано путем нанесения на его внешнюю поверхность токопроводящего состава, например, напылением токопроводящего порошка, обмазыванием токопроводящей пастой или окрашиванием токопроводящим лаком. Покрытие посредством нанесения токопроводящего состава позволяет упростить процесс изготовления, а также оптимизировать массогабаритные характеристики рабочего колеса вентилятора.
Покрытие рабочего колеса вентилятора из токопроводящего материала может быть реализовано частично в виде линий, образующих токопроводящие дорожки, например, в виде сетки или спирали. Частичное покрытие обеспечивает возможность снижения расхода токопроводящего материала и улучшения массогабаритных характеристик рабочего колеса вентилятора.
Рабочее колесо может быть покрыто токопроводящим материалом путем комбинирования покрытий. Например, ступица может быть покрыта путем нанесения токопроводящего состава, а лопасти путем изготовления их внешнего слоя из токопроводящего материала и т.д. Также сами по себе ступица и лопасти могут иметь различное покрытие из токопроводящего материала. Например, лопасти в местах присоединения к ступице могут иметь твердую оболочку, а их остальная поверхность может быть покрыта путем нанесения токопроводящего состава и т.д. Комбинирование покрытий позволяет достигать оптимального соотношения прочностных, массогабаритных и токопроводящих характеристик в зависимости от условий эксплуатации.
Рабочее колесо вентилятора может быть изготовлено из любого диэлектрического композиционного материала, что обеспечивает высокие удельные прочностные и упругие характеристики, малый вес и невысокую стоимость рабочего колеса вентилятора. В качестве диэлектрического композиционного материала могут быть использованы стеклопластики, базальтопластики, органопластики и иные известные диэлектрические композиционные материалы.
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что рабочее колесо вентилятора содержит покрытие из токопроводящего материала, что позволяет создать токопроводящую поверхность и заземлить рабочее колесо вентилятора, обеспечивая достижение технического результата, заключающегося в повышении безопасности эксплуатации вентиляторов, изготовленных из диэлектрических композиционных материалов, на взрывоопасных объектах, расширяя область их применения.
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 - Рабочее колесо вентилятора, внешний слой которого выполнен из углепластика, вид слева, продольный разрез.
Фиг. 2 - Рабочее колесо вентилятора с частичным покрытием ступицы и лопастей твердой оболочкой, образованной тонкими алюминиевыми пластинами, вид слева, продольный разрез.
Фиг. 3 - Рабочее колесо вентилятора с полным покрытием ступицы и частичным покрытием лопастей токопроводящим лаком, вид слева, продольный разрез.
Фиг. 5 - Рабочее колесо вентилятора с частичным покрытием ступицы углеродным волокном и полным покрытием лопастей металлической сеткой, вид спереди, поперечный разрез.
Фиг. 6 - Рабочее колесо вентилятора с частичным покрытием ступицы углеродным волокном и комбинированным покрытием лопастей металлической сеткой и углеродным волокном, вид спереди, поперечный разрез.
Рабочее колесо вентилятора, изготовленное из диэлектрического материала, состоит из ступицы 1 и лопастей 2. При этом ступица 1 и лопасти 2 содержат покрытие 3 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. Покрытие 3 из токопроводящего материала образует токопроводящий слой, благодаря которому электростатический заряд собирается с поверхностей ступицы 1 и лопастей 2, движется по металлическому валу 4 и заземляется через электродвигатель 5, отводя электростатические заряды от поверхности рабочего колеса вентилятора, обеспечивая достижение технического результата, заключающегося в повышении безопасности эксплуатации вентиляторов, изготовленных из диэлектрических композиционных материалов, на взрывоопасных объектах, расширяя область их применения.