РОТОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА

Полезная модель относится к области вентиляторостроения и может применяться при конструировании и изготовлении вентиляторов, предназначенных для перемещения запыленных газов.
Основной проблемой таких устройств является абразивный износ колес роторов, в частности, лопаток, к которым абразивные частицы приносятся потоком перемещаемого газа.
Различные конструкторские решения направлены на повышение срока службы лопаток вентиляторов. Например, известно рабочее колесо ротора центробежного вентилятора по патенту К11 2174625. Рабочее колесо содержит центральный и боковые диски, между которыми установлены основные лопатки. К каждому входному торцу основных лопаток приварены односторонними швами защитные лопатки с наклоном 20-30 градусов к рабочим поверхностям основных лопаток. Защитные лопатки имеют трапециевидную конфигурацию и примыкают большим основанием к центральному диску. Рабочие поверхности и торцы защитных лопаток наплавлены высокотвердым сплавом. При работе вентилятора увлекаемые потоком газа к основным лопаткам пылевые частицы ударяются о движущиеся в окружном направлении защитные лопатки, разгоняются ими до окружной скорости входных торцов основных лопаток и вносятся в межлопаточное пространство. Кроме того, защитные лопатки образуют вихревую зону вдоль части поверхности основных лопаток, рассеивая пылевые частицы по большей части ширины основных лопаток. В результате повышается ресурс рабочего колеса.
Недостатками известного устройства являются:
- снижение КПД вентилятора из-за наличия в конструкции рабочего колеса защитных лопаток, установленных под углом к основным лопаткам;
- значительная трудоемкость замены изношенных защитных лопаток на новые.
Известен ротор центробежного нагнетателя, работающего на запыленной среде, по патенту RU 2176750, выбранный заявителем в качестве прототипа,
Ротор известного устройства содержит вал и рабочее колесо, состоящие из основного и покрывных дисков, и рабочих лопаток. Рабочее колесо зафиксировано на валу с помощью упорных конусных дисков. На упорных конусных дисках с обеих сторон основного диска установлены рассеиватели пыли в виде усеченных конусов, прикрепленных к основному диску с помощью фланцев и болтов. На усеченных конусах выполнены кольцевые канавки переменной ширины. При этом вершины кольцевых остроугольных выступов, образованных на усеченных конусах, в поперечном сечении могут быть расположены по вогнутой кривой линии.
При работе нагнетателя частицы пыли, находящиеся в рабочей среде, набегают сначала на поверхности упорных конусных дисков, в результате чего осуществляют поворот из осевого в радиальное направление. Затем они набегают на поверхности усеченных конусов и отбрасываются поверхностями канавок в направлении, противоположном направлению потока газа, что способствует созданию равномерного пылевого поля вдоль всей ширины лопаток. В результате повышается ресурс рабочего колеса ротора нагнетателя.
Недостатками известного устройства являются:
- сложность конструкции рассеивателей пыли;
- возможность налипания пыли и влаги на стенках канавок усеченных конусов, скапливания и цементации их, вследствие чего возникает
дисбаланс рабочего колеса, его вибрация, биение, ослабление затяжки резьб болтовых соединений и в конечном итоге, разрушение рабочего колеса.
Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение недостатков прототипа, а именно:
- упрощение конструкции рассеивателей пыли;
- повышение надежности и долговечности роторов центробежных машин.
Технический результат достигается тем, что в роторе ценробежного вентилятора, содержащем вал, упорные конусные втулки, рабочее колесо, состоящее из основного диска, покрывных дисков, рабочих лопаток, рассеивателей пыли, согласно полезной модели, основной диск выполнен тонкостенным и снабжен присоединенными к нему с двух сторон опорными втулками, к опорным втулкам пристыкованы рассеиватели пыли в виде гладкостенных колец, так же присоединенных к основному диску, в поперечном сечении наружные боковые поверхности втулок и колец ограничены вогнутыми кривыми линиями, при этом прямые линии, касательные кривым линиям колец в их верхних точках, направлены в стороны покрывных дисков, а кривые линии втулок сопряжены с прямыми линиями, ограничивающими наружные поверхности упорных конусных втулок.
Опорные втулки и гладкостенные кольца присоединены к основному диску с помощью заклепок.
Предложенное техническое решение обеспечивает упрощение конструкции рассеивателей пыли, что повышает ремонтопригодность ротора.
Выполнение рассеивателей пыли в виде гладкостенных колец снижает на порядок по сравнению с прототипом возможность налипания на рабочие поверхности рассеивателей влаги и пыли с последующей их
цементацией, что уменьшает вероятность дисбаланса рабочего колеса, его вибрации и разрушения.
Прикрепление колец к основному диску с помощью заклепок взамен резьбового соединения по прототипу обеспечивает надежность соединения и повышение долговечности вентиляторов, работающих на запыленных средах.
Заявителем была создана конечно-элементная лабораторная модель предложенного технического решения и проведены расчеты движения перемещаемого вентилятором газа. Исследования показали, что максимум скорости в межлопаточном пространстве сместился в центральную его часть, что обеспечивает рассеяние сконцентрированного у начала лопаток газа по всей ширине лопаток. Такое движение абразивной струи является благоприятным для повышения износостойкости лопаток ротора, которая по сравнению с первым аналогом повышается в 1,5 раза.
Сущность предложенной полезной модели поясняется рисунками.
На рис.1 изображен поперечный разрез ротора центробежного вентилятора.
На рис.2 изображен поперечный разрез рассеивателя пыли (гладкостенного кольца).
Ротор центробежного вентилятора содержит рабочее колесо 1, установленное на валу 2 между упорными конусными втулками 3. Рабочее колесо 1 состоит из основного диска 4, покрывных дисков 5, прикрепленных к ним рабочих лопаток 6. К основному диску 4 с помощью заклепок 7 и 8 прикреплены опорные втулки 9. К опорным втулкам 9 пристыкованы с зазором по скользящей посадке рассеиватели пыли в виде гладкостенных колец 10. В поперечном сечении наружные боковые поверхности втулок 9 и колец 10 ограничены кривыми вогнутыми линиями.
При работе центробежного вентилятора с предложенным ротором,
поток абразивной струи набегает сначала на поверхности упорных конусных втулок 3, разворачивается в направлении боковых наружных поверхностей втулок 9 и колец 10, которые позволяют рассеять поток абразивной струи по всей ширине лопатки.