Вентилятор

Полезная модель относится к устройствам, используемым в системах газоочистки и аспирации для транспортировки воздуха, аэрозолей и газов в различных химико-технологических процессах, и может быть использована в химических лабораториях, на гальванических линиях, на предприятиях цветной металлургии и на других предприятиях где присутствуют среды, вызывающие повышенную коррозию.
Из существующего уровня техники известен Свеклонасос, патент RU№2702772, опубликован 11.10.2019. Свеклонасос, содержащий корпус с всасывающим и нагнетающим патрубками иконсольно установленное на валу рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего дисков в виде конусов и укрепленных между ними изогнутых лопастей, на внутренней поверхности корпуса и поверхностях рабочего колеса размещены покрытия из эластичного материала, при этом изогнутая лопасть рабочего колеса выполнена из композитного материала, который включает резинотканевую оболочку и сборный каркас, содержащий основной участок, представляющий жесткую конструкцию и хвостовик, представляющий гибкую конструкцию, а резинотканевая оболочка равномерно распределена по всему объему сборного каркаса, причем на хвостовике по поверхности резинотканевой оболочки, покрытой эластичным материалом, выполнены криволинейные канавки, сходящиеся к выходу изогнутой лопасти, при этом на внутренней поверхности нагнетающего патрубка выполнены криволинейные канавки, касательная которых имеет направление по ходу часовой стрелки, а касательная криволинейных канавок на хвостовике по поверхности резинотканевой оболочки имеет направление против хода часовой стрелки, причем вал рабочего колеса снабжен приводом с регулятором скорости вращения, а регулятор скорости вращения связан с регулятором давления, соединенным с датчиком давления, расположенным в нагнетательном патрубке, при этом регулятор давления содержит взаимосвязанные блоки сравнения и задания, электронный и магнитный усилители и блок нелинейной обратной связи, кроме того, регулятор скорости вращения выполнен в виде блока порошковых электромагнитных муфт, отличающийся тем, что всасывающий патрубок свеклонасоса выполнен из биметалла, причем материал биметалла со стороны движущегося потока, транспортирующего свеклу, имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала со стороны воздуха окружающей среды.
Недостатком описанного технического решения является невозможность применения устройства в качестве промышленного радиального вентилятора при эксплуатации в составе канальных и бесканальных систем вентиляции.
Из существующего уровня техники известен универсальный радиальный вентилятор, патент RU№90539. Универсальный радиальный вентилятор, включающий входной коллектор, рабочее колесо и двигатель, расположенные в корпусе, содержащем первую торцевую стенку с входным отверстием, сообщенным с входным коллектором, и вторую торцевую стенку с прикрепленным снаружи двигателем, по крайней мере, две противолежащие продольные стенки, расположенные между торцевыми стенками, и не менее одного выходного патрубка для выпуска потока из корпуса, причем выходной патрубок расположен под углом α к плоскости вращения рабочего колеса и сообщен с проемом в корпусе, расположенным между продольными стенками, при этом рабочее колесо выполнено с несущим, связанным с двигателем, и покрывным, имеющим входное отверстие, дисками и загнутыми назад по направлению вращения лопатками, расположенными между несущим и покрывным дисками, имеющими наружные диаметры D1 несущего и D2 покрывного дисков, выступающие за наружные кромки лопаток, с образованием выбросного канала между кольцевыми стенками, при этом лопатки рабочего колеса выполнены со скошенной наружной кромкой, расположенной таким образом, что диаметр D3 расположения точки примыкания наружной кромки лопаток к несущему диску относится к диаметру D4 расположения точки примыкания наружной кромки лопаток к покрывному диску как 0,91≤D3:D4≤0,98, причем наружный диаметр D1 несущего диска меньше наружного диаметра D2 покрывного диска не менее чем в 0,98 раза, при этом диаметр D2 покрывного диска превышает диаметр D4 расположения точки примыкания к нему наружной кромки лопаток не более чем на 0,25D4.
Недостатком вышеописанного технического решения является короткий срок службы устройства при работе в агрессивной среде, низкая коррозионная стойкость.
Наиболее близким техническим решением является вентилятор серии ВР 80-75, описанный в источнике информации: https://ventilator.spb.ru/catalog/obshcheobmennye-ventilyatory/radialnye/radialnye_ventilyatory_vr_80-75/. Данный вентилятор выполняется в виде моноблочной конструкции. На металлической сварной раме установлен спиралевидный корпус «улитка» с двумя патрубками, на фланцах которых предусмотрены отверстия для монтажа оборудования к воздуховодам вентиляционной сети. Корпус имеет возможность углового поворота вокруг рамы, кратный 45°, что позволяет выставить выходной патрубок под нужным углом к горизонту. Внутри корпуса находится рабочее лопастное колесо (крыльчатка) с двенадцатью отогнутыми в противоположную вращению сторону лопатками. По направлению его вращения различают правые и левые радиальные вентиляторы. Для крепления рамы к основанию в ее нижней опорной части имеются отверстия под анкерное крепление (при монтаже рекомендуется использовать дополнительные пружинные виброопоры). Радиальный вентилятор низкого давления ВР 80-75 подлежит эксплуатации в составе канальных и бесканальных систем вентиляции. Могут подключаться к системе воздуховодов, либо устанавливаться на крыше или стенах здания. Рабочая среда – воздух с концентрацией мелкодисперсной пыли и взвешенных частиц до 100 мг/м.куб. Допустимая температура воздуха - до +80°С. В рабочей среде не должны присутствовать липкие, взрывоопасные и волокнистые включения.
Недостатком прототипа является короткий срок службы устройства при работе в агрессивной среде, низкая коррозионная стойкость ввиду выполнения корпуса устройства из металлических материалов.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение срока службы устройства при работе в агрессивных средах при сохранении механической стойкости, приобретение устройством свойства невосприимчивости к агрессивным средам, отсутствие подверженности коррозии, возможность перемещения газов повышенных температур (до 100 градусов Цельсия).
Для достижения указанного технического результата предлагается вентилятор, состоящий из корпуса вентилятора (улиты), электродвигателя, установленного на раме, рабочего колеса, установленного на валу электродвигателя, патрубка для слива конденсата, причем корпус вентилятора и рабочее колесо изготавливается из листовых термопластов толщиной от 3 до 20 мм. В качестве листовых термопластов может быть использован полипропилен (гомополимер и сополимеры), полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ), хлорированный поливинилхлорид (ПВХ-Х), поливинилденфторид (ПВДФ, PVDF), этиленхлортрифторэтилен, фторопласт и другие листовые пластиковые материалы, удовлетворяющие критерию толщины листов от 3 до 20 мм.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 представлен: общий вид промышленного радиального вентилятора, на фигуре 2 представлен вид сбоку промышленного радиального вентилятора, где:
1- корпус;
2- электродвигатель;
3- рама;
4- рабочее колесо;
5- выхлоп вентилятора.
Вентилятор состоит из спирально-поворотного корпуса 1, который может быть изготовлен как корпус правого вращения, так и корпус левого вращения. С внешней части корпуса установлена рама 3, на которой закрепляется электродвигатель вентилятора 2, а на валу электродвигателя устанавливается рабочее колесо вентилятора 4. Рабочее колесо (крыльчатка) представляет собой устройство из n-го количества лопастей, лопасти которого могут быть загнуты как вперед, так и назад. Все рабочие детали вентилятора могут быть обработаны полимерным покрытием с целью снижения износа при работе в агрессивных средах. Место выхлопа вентилятора 4 и присоединения к воздуховоду может быть оснащено гибкой вставкой (на фигурах не изображено) с целью предотвращения передачи вибрации от вентилятора к воздуховоду и дополнительной герметизизации вентиляционных стыков и мест соединений. Гибкая вставка может быть выполнена в виде вставки круглого и прямоугольного сечения. Виброизоляторы (на фигурах не изображено) вентилятора крепятся к раме крепежными элементами. Патрубок слива конденсата устанавливается в нижней точке корпуса.  Корпус вентилятора изготавливается методом экструзионной сварки листовых термопластов или с применением гибочных и стыковочных станков для сварки пластика. Корпус вентилятора может быть выполнен разнотолщинным, как правило, боковая стенка выполняется тоньше, а передняя и задняя стенки толще. Улита вентилятора может быть покрыта ПВХ-тканью с целью дополнительного усиления. В случае аварии осколки рабочего колеса не разлетятся в разные стороны.  Корпус вентилятора и рабочее колесо могут быть изготовлены как из одного материала, так и из разных материалов, попадающих под группу листовых термопластов.
Вентилятор используется следующим образом: вентилятор, как правило, доставляется на объект установки в собранном состоянии. Вентиляторы в собранном виде могут устанавливаться на фундаментах, металлических кронштейнах или площадках. Выбор конструкции определяется геологическими и гидрогеологическими условиями строительной площадки, характером и назначением возводимого сооружения, значениями действующих нагрузок. При установке вентиляторов на пружинные или резиновые виброизоляторы необходимо проследить, чтобы нагрузка была распределена равномерно, при этом виброизоляторы должны иметь одинаковую осадку.  При выверке установленного вентилятора следует добиваться, чтобы его вал был расположен строго горизонтально, а стенки корпуса не имели перекосов.
Пример №1:
Промышленный радиальный вентилятор, состоящий из корпуса правого вращения, выполненного из листового материала полипропилена блок сополимера толщиной 3 мм, рабочего колеса, выполненного из листового материала полипропилена блок сополимера толщиной 3 мм, электродвигателя, установленного на раме, рабочего колеса, установленного на валу электродвигателя, гибких вставок круглого и прямоугольного сечения и виброизоляторов, закрепленных на раме, патрубка для слива конденсата. Данный вентилятор имеет небольшие размеры и может быть использован в качестве вытяжного вентилятора от химических вытяжных шкафов лаборатории или экспериментальных установок. При этом срок службы вентилятора значительно превосходит срок службы вентилятора, выбранного в качестве прототипа, и достигает 30-50 лет.
Пример №2:
Промышленный радиальный вентилятор, состоящий из корпуса правого вращения, выполненного из листового полиэтилена (ПНД) с толщинами элементов 11,5 мм, электродвигателя, установленного на раме, рабочего колеса, установленного на валу электродвигателя, гибких вставок на всасе и выхлопе, виброизоляторов, закрепленных на раме, патрубка для слива конденсата, а рабочее колесо вентилятора изготовлено из полиэтилена (ПНД) с толщинами элементов 10 мм. Данный вентилятор может быть выполнен разных размеров с диаметром всаса с 110мм до 1600мм. При этом срок полезного использования вентилятора достигает до 50 лет при эксплуатации при температуре от -50 до +80 градусов Цельсия.
Пример №3:
Промышленный радиальный вентилятор, состоящий из корпуса левого вращения, выпаленного из листового ПВХ толщиной с элементами толщиной 20 мм, электродвигателя, установленного на раме, рабочего колеса, установленного на валу электродвигателя, виброизоляторов, закрепленных на раме, патрубка для слива конденсата, а рабочее колесо вентилятора изготовлено листового полиэтилена (ПНД) толщиной 20 мм. При этом корпус вентилятора выполнен разнотолщинным. Данный вентилятор может быть выполнен разных размеров с диаметром всаса с 110мм до 1600мм. При этом, срок полезного использования вентилятора может достигать до 50 лет при эксплуатации при температуре от 0 до +60 градусов Цельсия.
Пример №4
Вентилятор, состоящий из корпуса правого вращения, выполненного из листового материала полипропилена блок сополимера толщиной 1,5 мм, электродвигателя, установленного на раме, рабочего колеса, установленного на валу электродвигателя, гибкой вставки квадратного сечения, патрубка для слива конденсата, а рабочее колесо вентилятора изготовлено полипропилена блок сополимера толщиной 2 мм. Использование вентилятора из материалов с такими параметрами не представляется возможным ввиду того, что толщины корпуса вентилятора недостаточно как для обеспечения химической стойкости, так и механической прочности в связи с вибрацией и давлением, создаваемым рабочим колесом вентилятора, и общими нагрузками испытываемыми вентилятором. Колесо вентилятора является элементом вентилятора, которое испытывает максимальные нагрузки в связи с вращением, нагрузкой на лопатки в связи с перемещением воздуха и химическим воздействием, толщины 2 мм недостаточно чтобы обеспечить механическую прочность рабочего колеса.
Пример №5
Вентилятор, состоящий из корпуса правого вращения, выполненного из листового материала полипропилена блок сополимера толщиной 25 мм, электродвигателя, установленного на раме, рабочего колеса, установленного на валу электродвигателя, гибкой вставки квадратного сечения, патрубка для слива конденсата, а рабочее колесо вентилятора изготовлено из полипропилена блок сополимера толщиной 25 мм. Использование вентилятора из материалов с такими параметрами не целесообразно, так как нарушает ряд норм по сварке листовых термопластов, в том числе радиусов холодной гибки листовых термопластов, даже учитывая максимальные размеры вентиляторов. Также повышенная толщина материалов приведет к изменению аэродинамических характеристик вентилятора.
Для достижения указанного в настоящей заявке на полезную модель важна вся совокупность признаков независимого пункта формулы полезной модели, а именно: вентилятор, состоящий из корпуса вентилятора, электродвигателя, установленного на раме, рабочего колеса, установленного на валу электродвигателя, патрубка для слива конденсата, причем корпус вентилятора и рабочее колесо изготавливаются из листовых термопластов толщиной от 3 до 20 мм. Толщина листовых термопластов важна непосредственно для увеличения срока службы в агрессивных средах с учетом сохранения механической стойкости устройства, так как толщина термопластов, из которых выполняются корпус и рабочее колесо вентилятора, напрямую связана со сроком службы вентилятора, так как в процессе эксплуатации вентилятора часть материала, из которого изготовлено устройство, которая соприкасается со средой, меняет свою структуру, именно поэтому толщина материала должна выбираться из расчета не только на механическую прочность, но и с расчетом предполагаемого срока эксплуатации устройства. Кроме того, использование такого материала, как листовые термопласты, также напрямую связано с заявленным техническим результатом, так как листовые термопласты обладают большей устойчивостью к агрессивным средам и перепаду температур, имеют высокую химическую стойкость, хорошую стойкость к истиранию и коррозийному растрескиванию. При нормальных условиях листовые термопласты устойчивы к действию органических растворителей, таких как спирты, сложные эфиры и кетоны, а также кислоты даже при высокой их концентрации и температуре выше 60 °С. Листовые термопласты устойчивы к минеральным и растительным маслам даже при длительном их воздействии. Заметное воздействие на листовые термопласты могут оказывать только сильные окислители: хлорсульфоновая кислота, серная (олеум) и концентрированная азотная кислоты, хромовая смесь.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемоой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели такому условию патентоспособности как «новизна».