PL245796B1 - Wirnik wentylatora promieniowego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest wirnik wentylatora promieniowego wielko-gabarytowego i wysoko-obciążonego. Cel ten osiągnięto poprzez nakładki (3) mocowane na ścięciach tarczy (1) nośnej i wzmocnieniu (14) w formie żeber (15) o zmiennej wysokości h przyspawane na tylnej części tarczy (1) nośnej.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wirnik wentylatora promieniowego wielko-gabarytowego i wysokoobciążonego. Wentylatory tego typu są stosowane w szczególności w przewietrzaniu kopalń głębinowych węgla kamiennego i surowców mineralnych.

Wynika to z ich walorów użytkowych w postaci:

- dużej pewności ruchu,

- wysokiej trwałości,

- wysokiej sprawności dochodzącej do 90%,

- prostej obsługi.

To przekłada się korzystnie na ponoszone koszty eksploatacji. Ze względu na szerokie zastosowanie tych wentylatorów w eksploatacji istnieje zapotrzebowanie na ciągłe doskonalenie konstrukcji i technologii wytwarzania tych wentylatorów, a w szczególności wirników i kierownic wlotowych, aparatów żaluzjowych. Stąd są liczne patenty i zgłoszenia patentowe w zakresie rozwiązań konstrukcyjnych wyżej wymienionych zespołów.

Zastosowanie rozwiązania konstrukcyjnego wirnika wentylatora promieniowego według patentu PL228694B1 spowodowało poprawę trwałości i pewności ruchu wentylatora. Jednak wpłynęło to negatywnie na masę wirnika a co za tym idzie obciążenie łożysk i wzrost momentu zamachowego i w konsekwencji pogorszony rozruch wentylatora.

Rozwiązanie konstrukcyjne wirnika według patentu Wirnik wentylatora promieniowego PL238568 posiada również wady w postaci zdecydowanie podwyższonej masy wirnika i dużego momentu zamachowego. Tym niemniej zastosowanie rozwiązania według zgłoszenia jak wyżej wyeliminowało usterkę w postaci cyklicznego pękania łopatek i tarczy nośnej w obrębie wlotu wirnika. Następnym rozwiązaniem konstrukcyjnym wirnika wentylatora promieniowego jest patent PL234032. Celem tego rozwiązania konstrukcyjnego jest obniżenie masy wirnika i momentu zamachowego. Realizacja tego rozwiązania w praktyce spowodowała wystąpienie pewnych negatywnych skutków wynikłych ze stosowania wielokąta głównie tarczy nośnej. Tarcza nośna w tego typu wirnikach wentylatorów promieniowych posiada grubość rzędu 22 mm. To powoduje przy prędkości obwodowej tarczy nośnej wirnika powyżej 100 m/s występowanie turbulencji na wskutek wirowania wielokąta. To wpływa na obniżenie sprawności wentylatora na poziomie od 1 do 2 punktów procentowych i dodatkowo wywołuje drgania. Takie obniżanie sprawności przy mocy wentylatora 2 MW i powyżej powoduje znaczące straty energetyczne. Powstaje problem jak to rozwiązanie udoskonalić. W odpowiedzi na to jest opracowany przedmiotowy projekt wynalazczy.

Rozwiązanie konstrukcyjne wirnika wentylatora promieniowego według wynalazku zapewnia uzyskiwanie optymalnej sprawności wentylatora, wymaganej jego pewności ruchu przy nieznacznym wzroście masy wirnika.

Wirnik wentylatora promieniowego z tarczą nośną w postaci wieloboku posiadający na ścięciach tarczy nośnej nakładki według wynalazku charakteryzuje się tym, że nakładki składają się z pierścienia połączonego z tarczą nośną spoiną obwodową, do którego przymocowane są żebra w ilości od 2 do 6 pokryte osłoną połączoną z żebrami spoinami otworowymi oraz półką z otworami połączoną z osłoną i pierścieniem spoinami. Korzystnie, tylna część tarczy nośnej posiada wzmocnienie w formie żeber o kształcie łukowym w ilości od równej ilości łopatek do 3 krotnej ich ilości i zmiennej w sposób płynny wysokości h1 żeber równej od wielkości 2 do 5 grubości g-r tarczy nośnej na średnicy Di' równej od 0,5 do 0,9 średnicy Di wlotowej do wysokości h2 równej od 0,3 do 1 grubości qr na średnicy D2’ równej od 0,7 do 0,9 średnicy D2 wylotowej.

Korzystnie, żebra w ilości od 6 do 20 przyspawane są promieniowo i równomiernie rozmieszczone na obwodzie tylnej części tarczy nośnej posiadają zmienną w sposób płynny wysokość hi od wielkości 2 do 6 grubości gr tarczy nośnej na średnicy Di' równej od 0,5 do 0,9 średnicy Di wlotowej do wysokości h2 równej od 0,3 do 1 grubości gr na średnicy D2' równej od 0,7 do 0,9 średnicy D2 wylotowej. Korzystnie, żebra pokryte są płaszczem przyspawanym spoiną otworową a na średnicy Di' przyspawany jest wieniec wewnętrzny, natomiast na średnicy D2' przyspawany jest wieniec zewnętrzny z otworami. Rozwiązanie konstrukcyjne wirnika według wynalazku będzie nieznacznie droższe w produkcji, lecz skompensuje to walorami użytkowymi wentylatora w postaci wysokiej sprawności i dużej pewności ruchu wentylatora.

Przedmiot wynalazku pokazano na przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój osiowy wirnika, fig. 2 wycinek przekroju wirnika w obrębie tarczy nośnej, fig. 3 przekrój merydionalny wirnika, fig. 4 przekrój merydionalny wzmocnienia tarczy nośnej żebrami łukowymi, fig. 5 przekrój merydionalny wzmocnienia tarczy nośnej żebrami promieniowymi.

Wirnik wentylatora promieniowego z tarczą nośną w postaci wieloboku posiadający na ścięciach tarczy nośnej nakładki, w którym nakładki 1 składają się z pierścienia 2 połączonego z tarczą nośną 3 spoiną obwodową 4 do którego przymocowane są żebra 5 w ilości od 2 do 6 pokryte osłoną 6 połączoną z żebrami 5 spoinami otworowymi 7 oraz półką 8 z otworami 9 połączoną z osłoną 6 i pierścieniem 2 spoinami 10 i 11. Tylna część 12 tarczy nośnej 3 posiada wzmocnienie 13, w formie żeber 14 o kształcie łukowym w ilości od równej ilości łopatek 15 do 3 krotnej ilości i zmiennej w sposób płynny wysokości h1 żeber 14 równej od wielkości 2 do 5 grubości gT tarczy 3 nośnej na średnicy Di' równej od 0,5 do 0,9 średnicy Di wlotowej do wysokości h2 równej od 0,3 do 1 grubości gT na średnicy D2' równej od 0,7 do 0,9 średnicy D2 wylotowej. Żebra 18 w ilości od 6 do 20 przyspawane są promieniowo i równomiernie rozmieszczone na obwodzie tylnej części 12 tarczy nośnej 3 posiadają zmienną w sposób płynny wysokość h1 od 2 do 6 grubości gT tarczy nośnej 3 na średnicy Di' równej od 0,5 do 0,9 średnicy Di wlotowej do wysokości h2 równej od 0,3 do 1 grubości gT na średnicy D2' równej od 0,7 do 0,9 średnicy D2 wylotowej. Żebra 14 i 16 pokryte są płaszczem 17 przyspawanym spoiną otworową 18 a na średnicy Di' przyspawany jest wieniec wewnętrzny 19, natomiast na średnicy D2' przyspawany jest wieniec zewnętrzny 20 z otworami 21.

Claims (4)

1. Wirnik wentylatora promieniowego z tarczą nośną w postaci wieloboku posiadający na ścięciach tarczy nośnej nakładki, znamienny tym, że nakładki (1) składają się z pierścienia połączonego z tarczą nośną (3) spoiną obwodową (4) do którego przymocowane są żebra (5) w ilości od 2 do 6 pokryte osłoną (6) połączoną z żebrami (5) spoinami otworowymi (7) oraz półką (8) z otworami (9) połączoną z osłoną (6) i pierścieniem (2) spoinami (10) i (11).

2. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że tylna część (12) tarczy nośnej (3) posiada wzmocnienie (13) w formie żeber (14) o kształcie łukowym w ilości od równej ilości łopatek (15) do 3 krotnej ich ilości i zmiennej w sposób płynny wysokości h1 żeber (14) równej od wielkości 2 do 5 grubości gT tarczy nośnej (3) na średnicy Di' równej od 0,5 do 0,9 średnicy Di wlotowej do wysokości h2 równej od 0,3 do 1 grubości gT na średnicy D2' równej od 0,7 do 0,9 średnicy D2 wylotowej.

3. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrzeżenia 1 lub 2, znamienny tym, że żebra (16) w ilości od 6 do 20 przyspawane są promieniowo i równomiernie rozmieszczone na obwodzie tylnej części (12) tarczy nośnej (3) posiadają zmienną w sposób płynny wysokość h1 od wielkości 2 do 6 grubości gT tarczy nośnej (3) na średnicy Di' równej od 0,5 do 0,9 średnicy Di wlotowej do wysokości h2 równej od 0,3 do 1 grubości gT na średnicy D2' równej od 0,7 do 0,9 średnicy D2 wylotowej.

4. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrzeżenia 1 lub 2 lub 3, znamienny tym, że żebra (14) i (16) pokryte są płaszczem (17) przyspawanym spoiną otworową (18) a na średnicy Di' przyspawany jest wieniec wewnętrzny (19), natomiast na średnicy D2' przyspawany jest wieniec zewnętrzny (20) z otworami (21).