Вентилятор

Полезная модель относится к центробежным (радиальным) вентиляторам, в том числе работающим в агрессивных средах, например в химических цехах и лабораториях, на гальванических линиях, на предприятиях цветной металлургии для комплектации систем газоочистки и транспортировки воздуха, аэрозолей и газов в различных химико-технологических процессах.
На рынке представлено множество центробежных вентиляторов, при этом традиционно в большинстве случаев они изготовлены из стали. Такие вентиляторы подвержены быстрой коррозии и как следствие, не могут использоваться в условиях работы в агрессивных химических средах. Поэтому технической проблемой является увеличение срока службы вентиляторов при работе в агрессивных средах.
В настоящее время широко известны центробежные (радиальные) вентиляторы, способные выдерживать длительное воздействие химических агрессивных сред. Наиболее эффективное решение химической стойкости центробежных вентиляторов пришло к нам с обширным применением термопластов и композитных материалов в промышленности, т.к. как известно, термопласты и композитные материалы характеризуются хорошей химической стойкостью, а изготовление из этих материалов частей центробежных вентиляторов, как нельзя, лучше подходит для этих целей.
Известен вентилятор, работающий во взрывоопасных и агрессивных средах, состоящий из  пластмассового корпуса типа улиты, рабочее колесо и привод от электродвигателя, рабочее колесо выполнено из токопроводящего стеклопластика, а корпус из двухслойной пластической массы с наружным слоем из стеклопластика и внутренним из токопроводящего низкоплавкого термопластика, рабочее колесо и внутренний слой корпуса имеют отвод для заземления (SU № 211009, 1968).
Известен вентилятор, состоящий из корпуса вентилятора (улиты), электродвигателя, установленного на раме, рабочего колеса, установленного на валу электродвигателя, патрубка для слива конденсата, причем корпус вентилятора изготавливается из листовых термопластов, а рабочее колесо вентилятора изготавливается из стеклопластика, состоящего из связующего и наполнителя (RU 201690, 2020).
Наиболее близким к предлагаемому является 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 (RU 201830, 2020).
Основным недостатком вышеперечисленных вентиляторов является ограниченная ремонтопригодность. При длительной работе в условиях агрессивных сред на рабочее колесо вентилятора налипают частицы, содержащиеся в газовоздушной смеси, перемещаемой вентилятором и, как следствие, появляется дисбаланс (вибрация) на рабочем колесе вентилятора, что может привести к разрушению рабочего колеса. Чтобы произвести качественную очистку рабочего колеса, необходимо демонтировать корпус вентилятора (улиту). Конструкция рамы вентиляторов, известных из патентов RU 201690, RU 201830, не предусматривает демонтаж  корпуса вентилятора (улиты) без снятия рабочего колеса, т.к. корпус вентилятора (улиты) своей задней стенкой крепится непосредственно к раме вентилятора. Снятие рабочего колеса с вала электродвигателя трудоёмкий процесс, который требует комплекта специальных инструментов и квалифицированного персонала, а после снятия рабочего колеса необходимо произвести повторную балансировку рабочего колеса, что также невозможно сделать без специального оборудования и квалифицированного персонала в этой области.
Технической задачей заявляемой полезной модели является улучшение ремонтопригодности центробежных вентиляторов.
Технический результат - обеспечение ремонтопригодности рабочего колеса без его снятия с вала электродвигателя.
Для решения поставленной технической задачи заявляется вентилятор, содержащий корпус, выполненный в форме улиты с входным и выходным патрубками, электродвигатель с валом, на котором установлено рабочее колесо, размещенное внутри корпуса, электродвигатель, закрепленный на опоре, отличающийся тем, что в плоскости задней панели опоры перпендикулярно оси вала жестко закреплен диск, диск снабжен отверстием под вал и крепежными отверстиями, при этом на задней стенке корпуса выполнено отверстие под рабочее колесо, внутренний диаметр которого больше, чем наружный диаметр рабочего колеса, а задняя стенка корпуса снабжена крепежными элементами для разъемного крепления к крепежным отверстиям диска.
Опора выполнена в виде тумбы и имеет предпочтительно трапециевидную форму,  а крышка тумбы образует ложемент для крепления электродвигателя. С боковых сторон ложемент снабжен боковинами, задние грани которых неразъемно соединены с поверхностью диска, имеющего центральное отверстие под вал. Соединение боковин с поверхностью диска обеспечивается, например, посредством сварных швов. При таком соединении боковины выполняют функцию  ребер жесткости, а также обеспечивают прочное неразъемное соединение диска в плоскости задней панели опоры, обеспечивая неподвижность диска относительно опоры. Своей нижней поверхностью часть диска жестко закреплена на задней панели тумбы, например посредством сварного шва. Отверстие под вал, выполненное в диске, имеет диаметр, обеспечивающий возможность бесконтактного вращательного движения вала электродвигателя с насаженным на него рабочим колесом со ступицей. На передней панели тумбы выполнено технологическое окно, обеспечивающее возможность доступа к элементам крепления электродвигателя к ложементу. Тумба может быть размещена на основании и снабжена подставкой для корпуса вентилятора, выполненного в виде каркаса, задняя стенка которого имеет профиль, соответствующий изгибу корпуса вентилятора (улите). Все части, размещенные на основании, соединены друг с другом и с основанием посредством сварного соединения. Для изготовления тумбы может быть использован любой известный пластик или композиционные материалы, содержащие полимерное связующее, например армированный стекловолокном композит-листовой стеклопластик.
Диск, имеющий отверстие под вал, снабжен также крепежными отверстиями, выполненными в непосредственной близости к краям диска по его периметру предпочтительно с шагом 100 мм. Задняя стенка корпуса вентилятора имеет круглое отверстие под рабочее колесо, внутренний диаметр которого превышает наружный диаметр рабочего колеса, а по периметру этого отверстия размещены крепежные элементы, предпочтительно с шагом через 100 мм, выполненные в виде стальных шпилек, болтов или аналогичных резьбовых соединений. Крепежные отверстия на диске выполнены симметрично крепежным элементам на задней стенке корпуса, обеспечивая возможность их совмещения и разъемного соединения. Посредствам шпилек и гаек с шайбами или болтов и гаек, задняя стенка корпуса вентилятора (улита) посредством резьбового соединения крепится к крепежным отверстиям диска, который неразъемно соединен с ложементом опоры электродвигателя.
Корпус вентилятора содержит необходимые конструктивные элементы для обеспечения работоспособности по назначению, в частности, входной и выходной патрубки с возможностью крепления гибкого элемента, отверстие или патрубок для слива конденсата, элементы заземления.
Особенностью заявляемой конструкции вентилятора является наличие диска с отверстием под вал, размещенного перпендикулярно валу электродвигателя и неразъемно прикрепленного в плоскости задней панели опоры, выполненной в виде тумбы, выполнение крепления корпуса вентилятора к диску разъемным (разборным), что обеспечивается наличием на диске по его периметру крепежных отверстий и ответными им крепежными элементами на задней стенке корпуса. Это обеспечивает ремонтопригодность рабочего колеса без снятия его с вала электродвигателя, а также надежное крепление корпуса вентилятора к опоре. Кроме того, в процессе ремонта вентилятора может возникнуть потребность в изменении или добавлении каких- либо элементов вентиляционной системы для чего может потребоваться изменить положение корпуса вентилятора. Заявляемая конструкция обеспечивает возможность поворота корпуса вентилятора (улиты) вокруг своей оси, причем без демонтажа рабочего колеса.
Размещение диска с отверстием под вал перпендикулярно оси вала и перед рабочим колесом, выполнение отверстия на задней стенке корпуса с внутренним диаметром большим, чем наружный диаметр рабочего колеса, обеспечивает возможность свободного снятия корпуса вентилятора без демонтажа рабочего колеса путем простой манипуляции с резьбовыми соединениями задней стенки корпуса и диска. Это позволяет выполнить процедуру демонтажа и последующего монтажа корпуса вентилятора без привлечения квалифицированного персонала, без применения специальных инструментов за короткий период времени, сократив расходы на демонтаж и монтаж корпуса вентилятора, обеспечив ремонтопригодность рабочего колеса без его снятия с вала. Таким образом, заявляемая конструкция позволяет упростить ремонтное обслуживание вентилятора в процессе его эксплуатации.
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 показан заявляемый вентилятор в сборе.
На фиг. 2 схематично показан вентилятор в сборе на опоре с диском со съемной задней стенкой корпуса вентилятора (улиты) (виды сверху, сбоку, спереди).
На фиг. 3 показан диск с отверстием под вал электродвигателя.
Заявляемая конструкция вентилятора на представленных чертежах характеризуется наличием опоры (1), выполненной в виде тумбы из листового пластика, с диском (2), выполненным из листового пластика и жестко соединенным в плоскости задней панели опоры (1) перпендикулярно оси вала. Опора (1) имеет ложемент (3) для крепления электродвигателя (4) с валом (5) и рабочим колесом (6), выполненным из листового стеклопластика, со ступицей (не показана). Опора (1) имеет боковины (7), выполненные из листового пластика и жестко соединенные с опорой (1) и диском (2) посредством сварных швов. Опора (1) закреплена на основании (8) вместе с подставкой (9) под корпус (10) вентилятора, имеющего форму улиты и выполненного из пластика. Подставка (9) под корпус (10) вентилятора выполнена из пластика, например листового термопласта, и жестко соединена с опорой (1) и основанием (8) посредством сварных швов. На передней панели опоры (1) выполнено технологическое окно (11) для обеспечения возможности обслуживания крепления электродвигателя (4) к ложементу (3). Диск (2) имеет отверстие (12) под вал (5), обеспечивающее возможность свободного движения вала (5) с рабочим колесом (6), а по периметру диска (2) в непосредственной близости к краям выполнены крепежные отверстия (13) для резьбового соединения с крепежными элементами (14), размещенными на задней стенке корпуса (10) вентилятора и выполненными по периметру отверстия (15). При этом наружный диаметр рабочего колеса (6) меньше внутреннего диаметра отверстия (15), выполненного на задней стенке корпуса (10), для обеспечения свободного демонтажа и монтажа корпуса (10) к диску (2) без снятия рабочего колеса (6) с вала (5) электродвигателя (4). Резьбовое соединение корпуса (10) к диску (2) может быть осуществлено любыми известными средствами, например посредством шпилек и гаек с шайбами или болтов и гаек или иными известными крепежными средствами. Головки болтов и гаек с шайбами могут быть дополнительно снабжены съемными пластиковыми накладками для защиты крепежных элементов от коррозийного воздействия агрессивной среды. Корпус (10) снабжен выходным патрубком (16), сливным отверстием (не показан), заземлением (не показано), гибкой вставкой (17), рабочее колесо (6) выполнено со ступицей (не показано).
Заявляемый вентилятор изготавливают следующим образом.
Изготовление опоры (1) в виде тумбы осуществляют следующим образом. Элементы тумбы изготавливают из пластика, в частности из листовых термопластов - две боковые панели, лицевая и задняя панели и верхняя стенка, выполняющая функцию ложемента (3) для крепления электродвигателя (4). На передней панели вырезают технологическое окно (11) в виде проема для доступа к крепёжным болтам электродвигателя (4), устанавливаемого на ложементе (3). Все элементы опоры (1) сваривают между собой путем нагрева. Далее из термопластов на форматно-раскроечном станке вырезают основание (8), к которому методом сварки пластика приваривают собранную опору (1), а также подставку (9), элементы которой вырезают из листового термопласта и сваривают между собой. После этого к опоре (1) приваривают боковины (7), а затем к боковинам (7) и опоре (1) приваривают диск (2) с отверстием (12) под вал и крепежными отверстиями (13). Диск (2) изготавливают методом вырезки по заданной траектории на станке с числовым программным управлением (ЧПУ) из пластика, в качестве которого берут листовые термопласты. В качестве пластика для изготовления элементов опоры (1), основания (8), подставки (9) и диска (2) берут листовые термопласты.
На ложемент (3) опоры (1) посредством болтового соединения крепят электродвигатель, через отверстие (12) в диске (2) насаживают ступицу рабочего колеса (6) на вал (5) электродвигателя (4). Во избежание контакта ступицы рабочего колеса (6) с диском (2) при вращении рабочего колеса (6), отверстие (12) диска (2) имеет больший диаметр, чем внешний диаметр посадочной части ступицы рабочего колеса (6). При изготовлении корпуса (10) вентилятора из пластика, на задней стенке вырезают отверстие (15) под рабочее колесо (6), внутренний диаметр которого больше, чем наружный диаметр рабочего колеса (6). Затем посредствам резьбового соединения крепят заднюю стенку корпуса вентилятора (10) к диску (2) путем совмещения крепежных элементов (14) с крепежными отверстиями (13). Крепёжные отверстия (13) в диске (2) размещены с шагом 100 мм, что обеспечивает при повороте корпуса (10) вокруг своей оси в ту или другую сторону изменение угла наклона корпуса (10) по отношению к горизонту. В последнюю очередь посредствам болтового соединения крепят гибкие вставки (17) к фланцам выходного и входного патрубков вентилятора.
Заявляемая конструкция позволяет обеспечить ремонтопригодность рабочего колеса без его снятия с вала электродвигателя, а также эксплуатационную надежность вентилятора.