PL235873B1 - Wirnik wentylatora osiowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wirnik wentylatora osiowego. Wentylatory obok pomp należą do grupy maszyn przepływowych o powszechnym zastosowaniu w różnych gałęziach przemysłu od energetyki poprzez górnictwo, hutnictwo, przemysł spożywczy itp. Wentylatory tak jak pompy charakteryzują się dużą energochłonnością. Związane to jest z:

- szerokim zakresem zastosowań,

- stosunkowo dużym zapotrzebowaniem mocy do ich napędu.

Powyższe przekłada się na konieczność ich udoskonalania, co owocuje konkretnymi efektami ekonomicznymi.

W zakresie wentylatorów wyróżnia się dwa zasadnicze typy w zależności od kierunku przepływu czynnika w wirniku wentylatora a więc:

- promieniowe (odśrodkowe) przepływ czynnika w wirniku jest prostopadły lub zbliżony do osi obrotu wirnika,

- osiowe przepływ czynnika w wirniku jest równoległy lub zbliżony do osi obrotu wirnika.

Oba typy wentylatorów posiadają zarówno zalety jak i wady i tylko dlatego zależnie od wymagań użytkowników stosowane są zarówno wentylatory promieniowe jak i osiowe. Zasadniczymi zaletami wentylatorów osiowych są uzyskiwane sprawności dochodzące do 90% oraz szeroki i ekonomiczny zakres regulacji parametrów przepływowych jak również ułatwiona ich zabudowa. Do wad należy zaliczyć wyższe koszty wytworzenia wentylatora osiowego w porównaniu do wentylatora promieniowego o tych samych parametrach przepływowych Związane to jest głównie z wyższą dokładnością, wytwarzania. Stosunkowo wysoka dokładność wytworzenia odnosi się do układu przepływowego to jest wirnika i kierownicy. Dla zapewnienia tej dokładności koniecznym jest wykonanie oprzyrządowania do elementów układu przepływowego głównie do łopatek wirnika i kierownicy. Oznacza to, że zasadniczym zespołem wentylatora osiowego jest układ przepływowy. Powyższe jest powodem intensywnych prac producentów wentylatorów w zakresie zwłaszcza układów przepływowych. Dotychczasowe doświadczenie wskazuje, że dopracowane rozwiązania konstrukcyjno-technologiczne przynoszą konkretne efekty ekonomiczne.

Przedmiotem projektu jest wirnik wentylatora osiowego. W produkcji i w eksploatacji rozpowszechnione są wirniki w których łopatki są wytłaczane z blach stalowych lub stopów aluminium, stopów miedzi. Znane i stosowane są rozwiązania konstrukcyjne między innymi z opisów patentowych w zakresie połączenia łopatek z wieńcem. Ze względów konstrukcyjnych przyjmuje się, że grubość łopatki wirnika wynosi od 1 mm do kilku mm przy średnicach wirnika od 300 mm do 1000 mm. Przy takiej grubości łopatki i połączenia ich z wieńcem wirnika poprzez spoinę pachwinową zachodzą przypadki uszkodzenia łopatek podczas spawania. Objawia się to tym, że podczas pracy wirnika następuje ścinanie łopatek właśnie tuż przy wieńcu. Prócz tego prowadzone badania wytrzymałościowe wykazują, że w obrębie połączenia łopatki z wieńcem zarówno na krawędzi natarcia i spływu wysoki stan naprężeń, przekraczający naprężenia dopuszczalne. Stąd uzasadniona jest potrzeba udoskonalania konstrukcji wirnika. Powyższe jest przedmiotem patentu.

Celem projektu jest opracowanie konstrukcji nowego typu wirnika wentylatora osiowego, dostosowanego do wysokich obciążeń, gwarantującego wymaganą trwałość i pewność ruchu wentylatora. Wirnik wentylatora osiowego według wynalazku charakteryzuje się tym, że łopatka mocowana w wieńcu wirnika od strony wewnętrznej mocowana jest za pomocą obejmy i śrub pasowanych o średnicy ds równej od 2 do 5 grubości gł łopatki w ilości od 2 do 6. Korzystnie, łopatka od strony zewnętrznej połączona jest z wieńcem lutem twardym. Korzystnie, na krawędzi natarcia łopatki w obrębie wieńca jest wstawka o grubości g w równej od 1,5 do 3 grubości gł łopatki i szerokości bw równej od 0,1 do 0,25 długości ls szkieletowej łopatki przy wieńcu oraz wysokości h w równej od 0,05 do 0,15 wysokości łopatki. Korzystnie, na krawędzi spływu łopatki w obrębie wieńca jest wstawka o grubości gw równej od 1,5 do 3 grubości gł łopatki i szerokości bw równej od 0,1 do 0,25 długości ls szkieletowej łopatki przy wieńcu oraz wysokości h w równej od 0,05 do 0,15 wysokości hł łopatki. Korzystnie, wstawki połączone są z łopatką spoinami. Korzystnie, że zamiast wstawek są nakładki o grubości gn równej od 0,7 do 1,6 grubości gł łopatki i szerokości bw oraz wysokości hw identycznych jak dla wstawek. Korzystnie, krawędź natarcia wstawki posiada promień Rn równy od 0,3 do 0,7 grubości gw wstawki a krawędź spływu wstawki posiada promień R s równy od 0,1 do 0,4 grubości gw wstawki.

PL 235 873 B1

Wirnik wentylatora osiowego według wynalazku będzie częściowo droższy w produkcji od wirnika typowego lecz walory eksploatacyjne skompensują z nadwyżką zwiększony koszt. Przedmiot wynalazku pokazano na przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój osiowy wirnika, fig. 2 przekrój promieniowy wirnika, fig. 3 szczegół połączenia łopatki z wieńcem, fig. 4 widok wirnika od strony wlotu, fig. 5 łopatka wirnika w rozwinięciu, fig. 6 przekrój łopatki ze wstawkami przy wieńcu, fig. 7 przekrój łopatki z nakładkami przy wieńcu. Wirnik wentylatora osiowego, w którym łopatka 1 mocowana jest w wieńcu 2 wirnika 3 od strony wewnętrznej 4 za pomocą obejmy 5 i śrub pasowanych 6 o średnicy ds równej od 2 do 5 grubości gł łopatki 1 w ilości od 2 do 6. Łopatka 1 od strony zewnętrznej 7 połączona jest z wieńcem 2 lutem twardym 8. Na krawędzi natarcia 9 łopatki 1 w obrębie wieńca 2 jest wstawka 10 o grubości gw równej od 1,5 do 3 grubości gł łopatki 1 i szerokości bw równej od 0,1 do 0,25 długości ls szkieletowej 13 łopatki 1 przy wieńcu 2 oraz wysokości hw równej od 0,05 do 0,15 wysokości hł łopatki 1.

Na krawędzi spływu 11 łopatki 1 w obrębie wieńca 2 jest wstawka 12 o grubości g w równej od 1,5 do 3 grubości gł łopatki 1 i szerokości bw równej od 0,1 do 0,25 długości ls szkieletowej 13 łopatki 1 przy wieńcu 2 oraz wysokości hw równej od 0,05 do 0,15 wysokości hł łopatki 1. Wstawki 10 i 12 połączone są z łopatką 1 spoinami 14 i 15. Zamiast wstawek 10 i 12 są nakładki 16 i 17 o grubości gn równej od 0,7 do 1,6 grubości gł łopatki 1 i szerokości bw oraz wysokości hw identycznych jak dla wstawek 10 i 12.

Krawędź natarcia 9 wstawki 10 posiada promień Rn równy od 0,3 do 0,7 grubości gw wstawki 10 a krawędź spływu 11 wstawki 12 posiada promień Rs równy od 0,1 do 0,4 grubości gw wstawki 12.

Claims (6)

1. Wirnik wentylatora osiowego, znamienny tym, że łopatka (1) mocowana w wieńcu (2) wirnika (3) od strony wewnętrznej (4) za pomocą obejmy (5) i śrub pasowanych (8) o średnicy ds równej od 2 do 5 grubości gł łopatki (1) w ilości od 2 do 6.

2. Wirnik wentylatora osiowego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że łopatka (1) od strony zewnętrznej (7) połączona jest z wieńcem (2) lutem twardym (8).

3. Wirnik wentylatora osiowego według zastrzeżenia 1 lub 2, znamienny tym, że na krawędzi natarcia (9) łopatki (1) w obrębie wieńca (2) posiada wstawkę (10) o grubości gw równej od 1,5 do 3 grubości gł łopatki (1) i szerokości bw równej od 0,1 do 0,25 długości ls szkieletowej (13) łopatki (1) przy wieńcu (2) oraz wysokości hw równej od 0,05 do 0,15 wysokości hł łopatki (1).

4. Wirnik wentylatora osiowego według zastrzeżenia 1 lub 2 albo 3, znamienny tym, że na krawędzi spływu (11) łopatki (1) w obrębie wieńca (2) posiada wstawkę (12) o grubości gw równej od 1,5 do 3 grubości gł łopatki (1) i szerokości bw równej od 0,1 do 0,25 długości ls szkieletowej (13) łopatki (1) przy wieńcu (2) oraz wysokości hw równej od 0,05 do 0,15 wysokości hł łopatki (1).

5. Wirnik wentylatora osiowego według zastrzeżenia 1 lub 2 albo 3 lub 4, znamienny tym, że wstawki (10) i (12) połączone są z łopatką (1) spoinami (14) i (15).

6. Wirnik wentylatora osiowego według zastrzeżenia 1 lub 2 albo 3 lub 4 albo 5, znamienny tym, że zamiast wstawek (10) i (12) są nakładki (16) i (17) o grubości gn równej od 0,7 do 1,6 grubości gł łopatki (1) i szerokości bw oraz wysokości hw identycznych jak dla wstawek (10) i (12).