PL238568B1

PL238568B1 - Wirnik wentylatora promieniowego

Info

Publication number: PL238568B1
Application number: PL422799A
Authority: PL
Inventors: Jacek Chojka; Wiesław Chmielarz; Zbigniew Kehle; Przemysław Moczko; Andrzej Wróblewski; Jacek Wróblewski; Janusz Zajączkowski
Original assignee: Wroblewski Andrzej Przed Techniczno Handlowe Energowent
Priority date: 2017-09-09
Filing date: 2017-09-09
Publication date: 2021-09-06
Also published as: PL422799A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wirnik wentylatora promieniowego, wysokoobciążonego i wielkogabarytowego. Przeważnie wentylatory tego typu są stosowane w kopalniach w systemach głównego przewietrzania. Stawiane wymagania przez użytkowników narzucają producentom wentylatorów przyjmowanie specyficznych rozwiązań. Chodzi o stosowanie dużych średnic wirników rzędu 5 metrów i powyżej a przy tym uzyskiwanie sprawności maksymalnej wentylatorów ok. 90%. Tak wysokie sprawności powodują konieczność stosowania wentylatorów promieniowych w wersji jednostronnie ssącej i łożyskowaniu wału głównego wentylatora wysięgnikowego - bez podparcia wirnika od strony wlotu. W celu optymalnego doboru wskaźników przepływowych zachodzi konieczność stosowania dużych stosunków średnic - średnicy wlotowej Di do średnicy zewnętrznej wirnika D2. Prócz tego stosuje się duże szerokości względne wirnika to jest stosunek szerokości wirnika na wlocie Bi i wylocie z wirnika - B2 do średnicy zewnętrznej wirnika D2.

Zwykle tego typu wentylatory pracują przy prędkości obwodowej końców łopatek rzędu 110 m/s a nawet do 150 m/s. Ze względów wytrzymałościowych łopatki wirników są dwupowłokowe, profilowane o przekroju względnym od 6 do 10%. Mimo stosowania tego typu ułopatkowania występują duże problemy ruchowe z powodów wysokich obciążeń pochodzących od sił masowych. Objawia się to cyklicznym pękaniem poszycia łopatek a nawet tarczy nośnej w obrębie nosków łopatek. Napraw pęknięć jest tylko półśrodkiem. To wymusza konieczność poszukiwania nowych rozwiązań konstrukcyjno-technologicznych wirników wentylatorów promieniowych wysokoobciążonych. Przykładem tego jest rozwiązanie konstrukcyjne wirnika wentylatora promieniowego według zgłoszenia patentowego P.409864 z dn. 20.10.2014r.

Rozwiązanie to dotyczy przypadku konstrukcji wirnika z wydzieloną piastą wirnika jako odrębną część wirnika. Piasta wirnika jako wydzielona część wirnika stosowana jest ze względów ruchowych w celu ułatwienia montażu i demontażu wirnika. Niestety są przypadki, że tego typu rozwiązania nie można zastosować. Dotyczy to przede wszystkim wirników najbardziej obciążonych. W tych wypadkach piasta wirnika musi stanowić integralną część wirnika. Powyższe jest przedmiotem wynalazku. Zastosowanie rozwiązania według wynalazku umożliwia wyeliminowania zjawiska pękania łopatek i tarczy nośnej nawet przy ekstremalnych obciążeniach wirnika i w ten sposób wyeliminowania wad stosowanych dotychczas rozwiązań konstrukcyjnych wirników wentylatorów promieniowych.

Celem projektu jest opracowanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych wirnika wentylatora promieniowego, dostosowanego do ekstremalnych obciążeń, głównie od sił masowych i zapewnienie długotrwałej, bezusterkowej jego eksploatacji. Skutkuje to opracowaniem nowej konstrukcji wirnika wentylatora promieniowego.

Wirnik wentylatora promieniowego według wynalazku charakteryzuje się tym, że tarcza nośna wirnika posiada żebra wzmacniające o grubości gż równej od 0,25 do 0,4 grubości gT tarczy nośnej i wysokości Wż, równej od 1,5 do 3,5 grubości gT tarczy nośnej w ilości od 8 do 20 sztuk na obwodzie usytuowanych promieniowo na średnicy φDw1 równej od 0,5 do 0,8 średnicy wlotowej φD1 do średnicy φDW2 równej od 1,05 do 1,3 średnicy wlotowej φD1. Korzystnie, na średnicy podziałowej φDs usytuowane są śruby złączne zabezpieczone wkładkami połączonymi na obwodzie spoiną i jednocześnie przyspawane punktowo spoiną. Korzystnie, każda śruba złączna posiada osłonę o wysokości wż przyspawaną do tarczy nośnej spoiną.

Korzystnie, żebra wzmacniające i osłony są połączone spoinami otworowymi z tarczą nośną. Korzystnie, w tarczy nakrywającej przy każdej śrubie złącznej są otwory o średnicy φDsβ łba śruby złącznej i zaślepione pierścieniem najlepiej ze stali nierdzewnej i grubości ok. 1,5 mm.

Korzystnie, na śruby złączne założony jest kołnierz stożka piasty i przykręcony nakrętkami, zabezpieczonymi podkładkami.

Należy podkreślić, że wirnik według wynalazku gwarantuje dużą trwałość i pewność ruchu i z tego powodu będą wymierne korzyści w eksploatacji.

Wirnik według wynalazku z powodu specyficznej konstrukcji będzie droższy w produkcji ale skompensowane to będzie obniżką kosztów eksploatacji. Przedmiot wynalazku pokazano na przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój osiowy wirnika, fig. 2 - wycinek przekroju osiowego wirnika w obrębie połączenia stożka piasty z tarczą nośną, fig. 3 - szczegół połączenia stożka piasty z tarczą nośną, fig. 4 - szczegół widoku wirnika od strony tarczy nośnej.

Wirnik wentylatora promieniowego, którego tarcza 1 nośna wirnika 2 posiada żebra 3 wzmacniające o grubości gż równej od 0,25 do 0,4 grubości gT tarczy 1 nośnej i wysokości wż równej od 1,5 do

PL 238 568 B1 grubości gT tarczy 1 nośnej w ilości od 8 do 20 szt. na obwodzie usytuowanych promieniowo na średnicy od φDw1 równej od 0,5 do 0,8 średnicy wlotowej φϋι do średnicy φDw2 równej od do 1,3 średnicy wlotowej φϋκ Na średnicy podziałowej φϋδ usytuowane są śruby 4 złączne zabezpieczone wkładkami 5 połączonymi na obwodzie spoiną 6 i jednocześnie przyspawane punktowo spoiną 7. Każda śruba 4 złączna posiada osłonę 8 o wysokości Wż przyspawaną do tarczy 1 nośnej spoiną 9. Żebra 3 wzmacniające i osłony 8 są połączone spoinami 10 i 11 otworowymi z tarczą 12 nakrywającą.

W tarczy 12 nakrywającej są otwory 13 o średnicy φϋρδ równej od 1,03 do 1,5 średnicy φϋδβ łba 14 śruby 4 złącznej i zaślepione są pierścieniem 15 najkorzystniej ze stali nierdzewnej i grubości ok. 1,5 mm. Na śruby 4 złączne założony jest kołnierz 16 stożka 17 piasty i przykręcony nakrętkami 18 zabezpieczonymi podkładkami 19.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wirnik wentylatora promieniowego znamienny tym, że tarcza (1) nośna wirnika (2) posiada żebra (3) wzmacniające o grubości gż równej od 0,25 do 0,4 grubości gT tarczy (1) nośnej i wysokości Wż równej od 1,5 do 3,5 grubości gT tarczy (1) nośnej w ilości od 8 do 20 sztuk na obwodzie usytuowanych promieniowo na średnicy od φDw1 równej od 0,5 do 0,8 średnicy wlotowej φϋ1 do średnicy φϋ2 równej od 1,05 do 1,3 średnicy wlotowej φϋ1.
2. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrz. 1 znamienny tym, że na średnicy podziałowej φDs usytuowane są śruby (4) złączne zabezpieczone wkładkami (5) połączonymi na obwodzie spoiną (6) i jednocześnie przyspawane punktowo spoiną (7).
3. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrz. 1 lub 2 znamienny tym, że każda śruba (4) złączna posiada osłonę (8) o wysokości Wż przyspawaną to tarczy (1) nośnej spoiną (9).
4. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrzeżenia 1 lub 2 albo 3 znamienny tym, że żebra (3) wzmacniające i osłony (8) są połączone spoinami (10) i (11) otworowymi z tarczą (12) nakrywającą.
5. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrz. 1 lub 2 albo 3 lub 4 znamienny tym, że w tarczy (12) nakrywającej przy każdej śrubie (4) złącznej są otwory (13) o średnicy φDps równej od 1,03 do 1,5 średnicy φDsβ łba (14) śruby (4) złącznej i zaślepione pierścieniem (15) najkorzystniej ze stali nierdzewnej i grubości ok. 1,5 mm.
6. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrz. 1 lub 2 albo 3 lub 4 albo 5 znamienny tym, że na śruby (4) złączne założony jest kołnierz (16) stożka (17) piasty i przykręcony nakrętkami (18) zabezpieczonymi podkładkami (19).