CN113309718A

CN113309718A - 具有平衡环的轴流式或斜流式通风机的通风机叶

Info

Publication number: CN113309718A
Application number: CN202110095215.6A
Authority: CN
Inventors: M·巴尔; T·皮萨尔奇克; D·格伯特; J·多尔
Original assignee: Ebien Peter Mulfingen GmbH
Current assignee: Ebien Peter Mulfingen GmbH
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-08-27
Anticipated expiration: 2041-01-25
Also published as: EP3872351A1; CN113309718B; DE102020104985A1

Abstract

本发明涉及一种轴流式或斜流式通风机的通风机叶轮，其具有轮毂和多个围绕通风机叶轮的旋转轴线设置的叶轮叶片，这些叶轮叶片从轮毂径向向外延伸并且其径向外端部由环绕的挡环包围，其中，在所述挡环上设置有至少一个环绕挡环的平衡环，所述平衡环构造有自由的轴向边缘，以用于固定地设置至少一个平衡重量。

Description

具有平衡环的轴流式或斜流式通风机的通风机叶

技术领域

本发明涉及一种具有改善的平衡特性的轴流式或斜流式通风机的通风机叶轮。

背景技术

由于高转速或大的叶轮直径，轴流式或斜流式通风机的通风机叶轮必须平衡以降低噪声并且提高所装入的轴承的使用寿命。这通常通过将平衡重量插入到相应的口袋中或者通过安装平衡元件来实现。在实践中，已完成成型的通风机叶轮例如借助平衡夹进行平衡。所述平衡元件可以被引入到在通风机叶轮上为此设置的平衡口袋中。

DE102006057087B3公开了一种用于鼓风机的叶轮，该叶轮包括用于将叶轮与驱动马达的转子连接的轮毂以及设置在轮毂上的扇叶。此外，在叶轮的流动路径的外部设置有用于插入平衡重量的多个口袋，其中，这些口袋尤其是设置在叶轮的轮毂上。

在DE102011000208A1中公开了一种用于鼓风机的叶轮，该叶轮具有用于将叶轮与驱动马达和扇叶连接的轮毂，所述扇叶从轮毂径向向外延伸。此外，用于插入平衡重量的多个口袋至少部分地设置在这些扇叶中。通过将口袋设置在扇叶中，通风机叶轮的外部几何结构保持不变。用于平衡重量的口袋被埋入到扇叶中，从而使其通入到支承环中，扇叶安装在该支承环上。然而平衡元件在扇叶中的布置结构在转化时非常复杂。

所述解决方案的缺点是，平衡元件设置在空气流经的区域中，例如直接设置在鼓风机的喷嘴间隙中的挡环上或在其紧邻的附近。由此可能产生既受所述平衡元件本身的干扰也受空的平衡口袋干扰的流动噪声。此外，通过离心力有利于挡环的变形。在径向轮中的平衡袋的缺点是，平衡元件不能仅从一侧被插入。

发明内容

本发明的任务是，提供一种轴流式或斜流式通风机的通风机叶轮，其具有环绕的挡环，其中，不平衡用平衡重量平衡，而不会对声学以及强度产生比例影响，并且平衡重量可以从一侧被装配。

所述任务通过根据权利要求1的特征组合来解决。

按照本发明，提出一种轴流式或斜流式通风机的通风机叶轮，其具有轮毂和多个围绕通风机叶轮的旋转轴线设置的叶轮叶片，这些叶轮叶片从轮毂径向向外延伸并且其径向外端部由环绕的挡环包围。在所述挡环上设置有至少一个环绕挡环的平衡环，所述平衡环构造有自由的轴向边缘，以用于固定地设置至少一个平衡重量。

在环绕挡环的平衡环上有利的是，平衡重量不是设置在位于轴流式或斜流式通风机的入口喷嘴与挡环之间的喷嘴间隙中。平衡环和平衡重量都不与通过通风机叶轮产生的气流的流动路径相切，从而避免了对声学或空气流动的不利影响。此外，通过所述至少一个平衡环来改进挡环的强度，由此在出现构件失效之前提高了由于机械负荷引起的负荷能力。此外，因为挡环由于提高的强度在运行中不会显著地变形，所以轴流式或斜流式通风机的声学和效率的不利影响保持得尽可能小。

在一种有利的实施变型方案中规定，所述至少一个平衡环完全环绕地包围所述挡环。在此有利的是，完全环绕的平衡环进一步改善了通风机叶轮的刚性。此外，平衡重量可以在平衡环的每个角度位置上设置在该平衡环上。

此外，在通风机叶轮的一种替代的实施方式中还规定，所述至少一个平衡环一件式地构造在挡环上。由此改进了通风机叶轮的刚性并且降低了制造或装配花费。

优选地，所述通风机叶轮这样构成，使得所述至少一个平衡环从挡环的径向外周面伸出并且轴向地在一侧连接在所述外周面上。以这种方式，自由轴向边缘构造用于固定地设置所述至少一个平衡重量。通过将平衡环连接在挡环的径向外周面上，平衡环与挡环一起绕旋转轴线旋转并且可以将锁产生的不平衡与所述至少一个平衡重量一起补偿。

在本通风机叶轮的另一种实施方式中，所述至少一个平衡环相对于挡环的吸入侧的轴向边缘通过轴向距离沿轴向间隔开地设置。由此，所述至少一个平衡环和所述至少一个设置在其上的平衡重量都不设置在通过通风机叶轮产生的气流的流动路径的区域中，由此使对声音的或对空气流动的不利影响最小化。

在本发明的一种实施例中规定，在挡环的吸入侧的轴向边缘与所述至少一个平衡环的自由的轴向边缘之间的轴向距离A以与挡环的壁厚Ts成比例地构造，使得适用1≤A/Ts≤20、尤其是2≤A/Ts≤10。以这种方式限定的对于轴向距离的区域在影响声学或空气流动方面具有足够大的尺寸，以便减少不利影响。此外，通过与自由的轴向边缘间隔开的布置结构提高了强度。

在另一种有利的变型方案中按照本发明规定，所述至少一个平衡环从挡环的吹出侧的轴向边缘出发朝向通风机叶轮的吸入侧的方向延伸。其优点在于，平衡环的自由的轴向边缘为了固定地设置所述至少一个平衡重量而在轴向方向上始终指向吸入侧，从而平衡重量能够始终从该易于接近的侧被装配。此外，由装配方向和通风机叶轮的定向决定的平衡重量不会由于离心力而与平衡环脱开。

此外，一种实施方式是有利的，其中挡环的吹出侧的轴向边缘构造成沿轴向方向卷边并且在此产生卷边的区段，该区段形成所述至少一个平衡环。平衡环在挡环的吹出侧的轴向边缘上的布置结构是有利的，因为在该位置上通过通风机叶轮的空气流动不受平衡环的影响，这有利地影响声学。此外，挡环的吹出侧的轴向边缘形成通风机叶轮的极端位置。因此，由不平衡所产生的力在所述位置上的补偿是特别有利的。

在一种有利的实施例中规定，所述至少一个平衡环与所述叶轮叶片重叠地设置在轴向平面中。在本发明的一个优选实施方式中，所述至少一个平衡环设置在所述叶轮叶片的轴向端部区段的轴向平面中的挡环上。由此，平衡环总是在叶轮叶片在挡环上的连接位置的区域中定位。由于叶轮叶片连接在单独区域中，在那里由不平衡所产生的的作用于通风机叶轮上的力最大。因此，为了补偿不平衡，特别有利的是在叶轮叶片的所述区域中设置所述至少一个平衡环，以便能够将平衡重量定位在其中。

在一种实施变型方案中，按照本发明的通风机叶轮构造成，使得在挡环的外周面与所述至少一个平衡环的内周面之间设置有径向的加固肋。在此有利的是，平衡环和挡环的强度得到改善。这改善了构件保护并且有助于挡环在运行中不显著地变形，由此抑制了对通风机的声学和效率的不利影响。此外，多个肋是有利的，这些肋在周向方向上彼此均匀间隔地设置。优选地，所述加固肋具有平行于旋转轴线的纵向延伸部并且从挡环的外表面直线地径向向外延伸至平衡环的内周面。以这种方式，在所述加固肋之间构造有用于平衡重量的容纳部。

此外有利的是，在挡环与平衡环之间确定容纳区域，该容纳区域通过在挡环与平衡环之间的径向距离的增大而在轴向上变大。在其中一侧上由此增大了为了将平衡重量装配到挡环的自由轴向边缘上而提供的结构空间。另一方面由此防止了在某些使用情况中出现结冰时通风机叶轮不会被损坏，因为冰可能膨胀。

此外，整个通风机叶轮一件式地构造的实施例是有利的。

其优点在于，通风机叶轮可以在制造过程中、例如注塑中制造并且取消了平衡环在挡环上的其它复杂的装配步骤。此外，一件式的通风机叶轮具有高强度。

此外，在通风机叶轮的一种进一步改进方案中规定，平衡环的壁厚Tw和挡环的壁厚Ts以如下比例构造，即适用0.3≤Tw/Ts≤3.0、尤其是0.5≤Tw/Ts≤2.0。在挡环中实现了近似恒定的壁厚之后，改善了注塑过程并且此外优化了挡环的变形特性。

一种实施变型方案是有利的，其中在挡环上设置有两个轴向地彼此隔开的平衡环。通过所述两个平衡环显著地改进了挡环的强度并且由此具有前面已经描述的优点。此外，沿旋转轴线提供两个位置用于平衡。

在本发明的一种优选的实施变型方案中，设置有轴流式或斜流式通风机，其具有带前述特征之一的通风机叶轮。

附图说明

本发明的其它有利的改进方案在从属权利要求中得以表征或者下面与本发明的优选的实施方式的说明一起借助附图详细示出。

其中：

图1示出具有两个平衡环的斜流式通风机的通风机叶轮的透视图，

图2示出具有两个平衡环的斜流式通风机的通风机叶轮的剖面图，

图3示出轴流式通风机与具有两个平衡环的斜流式通风机的剖面图。

具体实施方式

在图1中示出具有两个平衡环5、5’的斜流式通风机的通风机叶轮1的透视图。通风机叶轮1具有轮毂2和多个叶轮叶片3，这些叶轮叶片3从轮毂2径向向外延伸并且其径向外端部由环绕的挡环4包围。

在挡环4的外周面7上设置有两个完全环绕的平衡环5、5’，它们分别构造有自由的轴向边缘6、6’，以用于固定地设置平衡重量14。平衡重量14例如是平衡夹，其通过在自由轴向边缘6上的滑动而固定在平衡环5、5的相应的自由轴向边缘6、6’上。

所述两个平衡环5、5’完全环绕地包围挡环4并且在挡环4的外周面7上彼此轴向间隔开地设置。此外，其中一个平衡环5从挡环4的吹出侧的轴向边缘9出发朝向通风机叶轮1的吸入侧10的方向延伸。另一个平衡环5相对于挡环4的吸入侧的轴向边缘8轴向间隔开地设置并且同样朝着吸入侧10的方向延伸。

此外，平衡环5、5’这样设置在挡环4上，从而在挡环4与平衡环5、5’之间确定容纳区域12，该容纳区域通过在挡环4与平衡环5、5’之间的径向距离的增大而在轴向上变大。此外，在挡环4的外周面7与平衡环5、5’的内周面之间设有径向的加固肋11，这些加固肋在挡环4的整个周边上均匀间隔地设置在外周面7上。所述加固肋11具有平行于旋转轴线RA的纵向延伸部并且从挡环4的外表面7直线地径向向外延伸至平衡环5、5’的内周面。以这种方式，容纳区域12借助加固肋11被划分成多个对应的单个区域，所述单个区域分别确定尺寸以用于容纳平衡重量14。与此对应地，通风机叶轮1的加固通过在设置有平衡重量14的区域中的加固肋11实现。替代的实施方式包括相对于径向延伸部成角度地延伸的加固肋11。

图2示出在图1中描述的斜流式通风机的通风机叶轮1的剖面图。通风机叶轮1的直径从吸入侧10出发朝向吹出侧的轴向边缘9凸形地增大。轮毂2的外周面从吸入侧10朝向吹出侧凹入地延伸。此外，图2公开了所述两个平衡环5、5’一件式地构造在挡环4上。此外，平衡环5、5’从挡环4的径向外周面7伸出并且轴向地在一侧连接在所述外周面7上整个通风机叶轮1一件式地构造。

挡环4的吹出侧的轴向边缘9构造成沿轴向方向卷边并且在此产生卷边的区段，该区段形成所述至少一个平衡环5’。此外，另一个平衡环5以轴向距离A相对于挡环4的吸入侧的轴向边缘8轴向间隔开地设置并且同样朝向通风机叶轮1的吸入侧10的方向延伸。通过平衡环5、5’在外周面7上轴向地在一侧的连接以及相应的在吸入侧10的方向上的延伸，在挡环4与平衡环5、5’之间确定了容纳区域12。在挡环4的吸入侧的轴向边缘8与所述其中一个平衡环5的自由的轴向边缘6之间的轴向距离A以与挡环4的壁厚Ts在2≤A/Ts≤10的范围内成比例地构造，在所示的实施方式中A/Ts＝5.5。壁厚Ts是恒定的。

从轴向端部区段13出发，叶轮叶片3在挡环4上弯曲地朝向吹出侧的轴向边缘9延伸，并且在轮毂2上叶轮叶片3弯曲地在整个外周面上延伸。此外，在图2中示出所述其中一个平衡环5在叶轮叶片3的轴向端部区段13的轴向平面中设置在挡环4上。平衡环5、5的壁厚Tw和挡环4的壁厚Ts以在0.5≤Tw/Ts≤2.0的范围内成比例地构造，在所示的实施方式中为Tw/Ts＝0.8。壁厚Tw是恒定的。

在图3中示出具有带有两个平衡环5、5’的通风机叶轮1的斜流式风机100的剖面图，其根据在图1和图2中所描述的通风机叶轮1来构造。两个平衡环5在轴向平面中与叶轮叶片3重叠地设置。斜流式通风机100的壳体在吸入侧形成一个凹形延伸的入口喷嘴，通过该入口喷嘴吸入斜流式通风机的空气流并且该入口喷嘴在轴向平面中重叠地延伸至挡环4。以这种方式在入口喷嘴与挡环4之间构造喷嘴间隙DS。此外，斜流式通风机100具有用于均匀排出流动的出气导向装置，该出气导向装置具有多个在周向方向上分布的叶轮叶片，这些叶轮叶片从吸入侧10出发连接到通风机叶轮1或轮毂2上。

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Claims

1.轴流式或斜流式通风机的通风机叶轮(1)，其具有轮毂(2)和多个围绕通风机叶轮(1)的旋转轴线(RA)设置的叶轮叶片(3)，这些叶轮叶片从轮毂(2)径向向外延伸并且其径向外端部由环绕的挡环(4)包围，其中，在所述挡环(4)上设置有至少一个环绕挡环(4)的平衡环(5、5’)，所述平衡环构造有自由的轴向边缘(6)，以用于固定地设置至少一个平衡重量(14)。

2.根据权利要求1所述的通风机叶轮，其特征在于，所述至少一个平衡环(5、5’)完全环绕地包围所述挡环(4)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，所述至少一个平衡环(5、5’)一件式构造在挡环(4)上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，所述至少一个平衡环(5、5’)从挡环(4)的径向外周面(7)伸出并且轴向地在一侧连接在所述外周面(7)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，所述至少一个平衡环(5、5’)相对于挡环(4)的吸入侧的轴向边缘(8)通过轴向距离(A)沿轴向间隔开地设置。

6.根据前述权利要求所述的通风机叶轮，其特征在于，在挡环(4)的吸入侧的轴向边缘(8)与所述至少一个平衡环(5)的自由的轴向边缘之间的轴向距离A以与挡环(4)的壁厚Ts成比例地构造，使得适用1≤A/Ts≤20、尤其是2≤A/Ts≤10。

7.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，所述至少一个平衡环(5’)从挡环(4)的吹出侧的轴向边缘(9)出发朝向通风机叶轮(1)的吸入侧(10)的方向延伸。

8.根据前述权利要求所述的通风机叶轮，其特征在于，挡环(4)的吹出侧的轴向边缘(9)构造成沿轴向方向卷边并且在此产生卷边的区段，该区段形成所述至少一个平衡环(5’)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，所述至少一个平衡环(5、5’)与所述叶轮叶片(3)重叠地设置在轴向平面中。

10.根据前述权利要求所述的通风机叶轮，其特征在于，所述至少一个平衡环(5)设置在所述叶轮叶片(3)的轴向端部区段(13)的轴向平面中的挡环(4)上。

11.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，在挡环(4)的外周面(7)与所述至少一个平衡环(5、5’)的内周面之间设置有径向的加固肋(11)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，在挡环(4)与平衡环(5、5’)之间确定容纳区域(12)，该容纳区域通过在挡环(4)与平衡环(5、5’)之间的径向距离的增大而在轴向上变大。

13.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，所述通风机叶轮一件式地构造。

14.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，平衡环(5、5’)的壁厚Tw和挡环(4)的壁厚Ts以如下比例构造，即适用0.3≤Tw/Ts≤3.0、尤其是0.5≤Tw/Ts≤2.0。

15.根据前述权利要求中任一项所述的通风机叶轮，其特征在于，在挡环(4)上设置有两个轴向彼此间隔开的平衡环(5、5’)。