DK149694B - Aksialblaeserhjul - Google Patents

Description

i 149694

Opfindelsen angår et aksialblæserhjul med en navkrans, hvori et antal skovle er drejeligt lejret med hver sin skovlfod i forbindelse med en skovlaksel, som er forbundet med en fælles, med hjulet roterende ind-5 stillingsindretning til drejning af samtlige skovle omkring deres og skovlakslernes akser under hjulets rotation, hvilken navkrans over en kropplade og en forplade er forbundet dels med en til fastgørelse på en drivaksel udformet navbøsning, dels med medbringerorganer for 10 nævnte indstillingsindretning.

Sådanne aksialblæserhjul er velkendte og finder bl.a. anvendelse i aksialventilatorer med meget stor ydeevne.

Hidtil har navkrans, kropplade og navbøsning været 15 formet ud i ét som et massivt støbt emne for at opnå en tilstrækkelig styrke og stabilitet til, at hjulet kan optage de meget store statiske og dynamiske belastninger, det udsættes for under acceleration, rotation med konstant omløbshastighed og opbremsning samt ved 20 regulering af skovlenes vinkelstilling under rotation.

Med opfindelsen tilsigtes det at anvise en opbygning af et ventilatorhjul af den angivne art, som muliggør udførelse af endog meget store blæserhjul som svejste konstruktioner sammensat hovedsageligt af plade- og 25 rørformede dele, hvilket indebærer betydeligt fremstillingsmæssige fordele, fordi blæserhjul af den angivne art ofte fremstilles i forholdsvis beskedne styktal.

Til opnåelse af dette formål og samtidig sikring af en for hjulets funktion fuldt ud tilfredsstillende 30 styrke og stabilitet er et aksialblæserhjul ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at navkransen som bæreelement for skovlene omfatter et inden for skovlfødderne liggende ringformet omdrejningslegeme, som er udformet med radiale gennemboringer for skovlakslerne og med en 35 udsparing til optagelse af et trykleje, og som er forbundet med kroppladen og forpladen gennem rørformede 2 U9694 forbindelsesstykker, som er hovedsageligt symmetriske i forhold til omdrejningslegemet og er elastisk deformerbare over for kraftpåvirkninger i hjulets radialplan, men udviser forholdsvis stor stivhed over for kraftpå-5 virkninger i akseretningen.

Opfindelsen beror på erkendelsen af, at man ved at udforme de omhandlede forbindelsesstykker, der med hensyn til belastningen har en særdeles kritisk placering i hjulet, navnlig ved en svejst konstruktion, som elas-10 tisk eftergivelige elementer kan opnå væsentlig bedre styrke- og stabilitetsegenskaber end ved at benytte mere konventionelle løsninger gående ud på en forøgelse af stivheden og godstykkelsen på steder, der er udsat for særligt store belastninger.

15 Forsøg i praksis har vist, at det med et som svejst konstruktion udført blæserhjul ifølge opfindelsen uden vanskelighed er muligt at holde de dynamiske spændinger i hjulet under de tilladelige værdier for svejseforbindelserne selv på de mest udsatte steder, som f.eks.

20 mellem det nævnte omdrejningslegeme i navkransen og forbindelsesstykkerne .

yderligere opnås med opfindelsen en sådan stabilitet, at de områder af navkransen, som danner understøtningsflader for tryklejerne i skovlophængene, holdes i 25 det væsentlige vinkelret på hjulets akse og tilnærmelsesvis i hjulets radiale symmetriplan.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et aksialsnit af en udførelsesform for 30 et aksialblæserhjul ifølge opfindelsen, og fig. 2 et forstørret udsnit af fig. 1,. og fig. 3-6 diagrammer til illustration af kraftpåvirkningerne på hjulet i forskellige belastningstilfælde.

Det aksiale snit i fig. 1 viser blæserhjulets op-35 bygning og ophængsarrangementet for en enkelt skovl, der kan være af konventionel udformning. Hjulet vil i praksis ved store hjuldiametre have et betydeligt antal skovle.

149694 3

Skovlene er med hver sin skovlfod 1 lejrede drejeligt i åbninger 2 i en navkrans, som i sin helhed er betegnet med 3. Skovl foden 1 er ved hjælp af et bajonetgreb, 5 fastgjort på yderenden af en skovlaksel 4, som strækker sig gennem en boring 5 i et inden for skovlfoden 1 som bærelegeme for skovlene liggende, ringformet omdrejningslegeme 6. Ved udmundingen af boringen 5 på 10 den indvendige side af omdrejningslegemet 6 er skovlakslen drejeligt lejret i forhold til omdrejningslegemet 6 ved hjælp af et trykleje 7.

Lejet 7 kan som vist være udformet som et dobbelt leje af den art, der er beskrevet i ansøgernes patent-15 ansøgning nr. 3715/80.

Inden for lejet 7 er der til skovlakslen 4 fastgjort et par afbalanceringsarme 8, og ved sin inderste ende er skovlakslen 4 gennem en reguleringsarm 9 forbundet med en sammen med blæserhjulet roterende, men 20 i forhold til hjulet aksialt forskydelig indstillingsskive 10, der ved hjælp af en f.eks. af en hydraulikcylinder 11 frembragt reguleringskraft kan bibringes en aksial bevægelse til samtidig ændring af vinkelstillingen for samtlige skovle.

25 I navkransen 3 begrænses åbningerne for skovl fødderne 1 af korte rørstykker 12, som er fastgjort ved svejsning til ydersiden af omdrejningslegemet 6.

Ved den udvendige udmunding af hvert af disse rørstykker 12 er der anbragt et styr 13 passende til et flange-30 parti 14 på skovlfoden.

Rørstykkerne 12 er endvidere udvendigt forbundet med skaldele 15 og 16, som danner navkransen 3's og dermed blæserhjulets udvendige omkreds.

En navbøsning 17 udformet til fastgørelse på en 35 ikke vist drivaksel er gennem en svejst kropplade 18 og et rørformet forbindelsesstykke 19 forbundet med den ene side af omdrejningslegemet 6 ved overgangen 149694 4 til dettes indvendige periferi. På den modsatte side er omdrejningslegemet 6 gennem et andet rørformet forbindelsesstykke 20 forbundet med en som svejst konstruktion udført forplade 21, hvortil der med bolte 5 er fastgjort et ringdæksel 22. Til ringdækslet 22 er yderligere boltet et reguleringsdæksel 23. Ved fjernelse af disse dæksler opnås adgang til det indre af blæserhjulet med skovlreguleringsmekanismen og skovlophængenes tryklejer.

10 Et antal medbringere 24 for skovlreguleringsmeka nismen er i den ene ende fastholdt i navbøsningen 17 og i den anden ende forbundet med dækslerne 22 og 23.

Som følge af udførelsen af det viste hjul som svejst konstruktion findes der en række svejiseforbindel-15 ser mellem hjulets forskellige dele. Af disse er i det forstørrede udsnit i fig. 2 kun vist svejsesømmene 25 og 26 mellem hvert af forbindelsesstykkerne 19 og 20 og omdrejningslegemet 6 på den ene side og kroppladen 18 henholdsvis forpladen 21 på den anden side.

20 I overensstemmelse med opfindelsen er de rørfor mede forbindelsesstykker 19 og 20 mellem omdrejningslegemet 6 og henholdsvis kroppladen 18 og forpladen 21 udformet således, at de er elastisk deformerbare overfor kraftpåvirkninger i hjulets radialplan, men ud-25 viser forholdsvis stor stivhed overfor kraftpåvirkninger i akseretningen.

I den viste foretrukne udførelsesform er dette opnået ved, at forbindelsesstykkerne 19 og 20 mellem svejsesømmene 25 og 26 hvert har et område 27 med 30 reduceret vægtykkelse.

Kraftpåvirkningerne på hjulets navkonstruktion og skovle omfatter i hovedsagen følgende påvirkninger: a) Drivmomentet, som fra navbøsningen 17 overføres gennem kroppladen 18, forbindelsesstykket 19 og om-35 drejningslegemet 6 til skovlakslen, således som det er vist ved en optrukken linie 28 i fig. 3.

149694 5 b) Centrifugalkraften, som optræder under hjulets rotation og for store hjuldimensioner og omløbshastigheder kan udgøre mere end 50 ton pr. skovl. Denne kraft, som er vist ved 29 i fig. 4, påvirker navnlig omdrej- 5 ningslegemet 6 og skovlophængene og giver anledning til reaktionskræfter som vist ved 30, der optages i om-drejningslegemet 6. Den radiære deformation, som omdrejningslegemet 6 herved får, skal kunne optages i forbindelsesstykkerne 19 og 20, således at den kun i 10 ringe grad overføres til kroppladen 18 og forpladen 21.

c) Reguleringskraften for skovlindstillingen er aksi-alt rettet som vist ved 31 og 32 i fig. 5 og overføres gennem indstillingsskiven 10, skovlakslen 4 og omdrejningslegemet 6 og derfra til forbindelsesstykkerne 15 19 og 20. Reaktionskræfter i form af på skovlene virken de tværkræfter overføres overvejende gennem forbindelsesstykkerne 19 og 20 til kroppladen 18 og forpladen 21.

d) Reaktionskraften eller luftkraften, som under ventilatorhjulets drift fremkommer som en opdriftskraft, 20 der som vist ved 33 i fig. 6 virker vinkelret på luftens tilstrømningsretning, overføres primært fra skovl-akslen 4 gennem omdrejningslegemet 6 og forbindelsesstykkerne 19 og 20 til de øvrige navdele.

Af de ovennævnte kraftpåvirkninger udgør centrifu-25 galkraften langt den største deformationsfremkaldende belastning. I forhold til denne belastning bevirker den for opfindelsen ejendommelige udførelse af forbindelsesstykkerne 19 og 20, således at disse er elastisk deformerbare over for kraftpåvirkninger i radialplanet, 30 at den statiske belastning fra centrifugalkraften i langt overvejende grad optages af det bærende omdrejningslegeme 6 og kun i ringe grad overføres til de øvrige, som svejste konstruktioner; udførte navdele, idet forbindelsesstykkerne 19 og 20's elastiske eftergivers lighed i radial retning tillader en udbøjning, således som det i noget forstørret målestok er vist ved punkterede liniér 3.4 i fig. 1, uden at de tilladelige spændinger i svejsesømmene 25 og 26 overskrides.

149694 6

Den væsentlige dynamiske belastning opstår som følge af den reguleringskraft, som under hjulets rotation frembringes af indstillingsorganet 11 til ændring af skovlenes vinkelstilling. For at undgå aksial belastning af 5 blæserhjulets hovedlejer skal denne kraft, hvis størrelse navnlig afhænger af friktionen i tryklejerne 7, kunne optages i selve navkonstruktionen. Den overvejende del af reguleringskraften optages i medbringerne 24 for skovlreguleringsmekanismen og i forbindelsesstykkerne 10 19 og 20, idet disse udgør navets stiveste elementer i aksial retning. Reguleringskraften overføres af medbrin-geme 24 til kroppladen 21 gennem dækslerne 22 og 23. Den elastisk eftergivelige udformning af forbindelsesstykkerne 19 og 20, hvorved den overvejende statiske 15 belastning som nævnt ovenfor optages i det bærende omdrejningslegeme 6, bevirker imidlertid, at reguleringskraften og de heraf fremkaldte reaktionskræfter overføres mellem omdrejningslegemet 6 og de øvrige navdele, uden at der opstår skadelige dynamiske påvirkninger i svejse-20 sømmene 25 og 26.

Endelig bevirker udformningen af de rørformede forbindelsesstykker 19 og 20 en forholdsvis stor torsions-stivhed til overføring af drivmomentet fra hjulets hovedaksel til skovlene.

25 Hertil kommer, at den hovedsageligt symmetriske ud førelse af forbindelsesstykkerne 19 og 20 bevirker en ligelig fordeling af de statiske og dynamiske belastninger i det væsentlige symmetrisk i forhold til hjulets radiale belastningsmæssige symmetriplan. Dette medfører, 30 at den indvendige side af det bærende ringformede omdrejningslegeme 6 og den ved udmundingen af boringen 5 beliggende anlægsflade for tryklejet 7 altid holdes vinkelret på radialplanet, svarende til at akslen for tryklejet 7 holdes vinkelret på blæserhjulets akse, 35 således at skovllejerne ikke udsættes for forskydninger i forhold til radialpianet.

Claims (4)

149694

1. Aksialblæserhjul med en navkrans (3), hvori et antal skovle er drejeligt lejrede med hver sin skovlfod (1) i forbindelse med en skovlaksel (4), som er forbundet med en fælles, med hjulet roterende indstillingsindretning 5 (10) til drejning af samtlige skovle omkring deres og skovlakslernes (4) akser under hjulets rotation, hvilken navkrans (3) over en kropplade (18) og en forplade (21) er forbundet dels med en til fastgørelse på en drivaksel udformet navbøsning (17), dels med medbringerorganer (24) 10 for nævnte indstillingsindretning (10), kendetegnet ved, at navkransen (3) som bæreelement for skovlene omfatter et inden for skovlfødderne (1) liggende ringformet omdrejningslegeme (6), som er udformet med radiale gennemboringer (5) for skovlakslerne (4) og med 15 en udsparing til optagelse af et trykleje (7), og som er forbundet med kroppladen (18) og forpladen (21) gennem rørformede forbindelsesstykker (19, 20), som er hovedsageligt symmetriske i forhold til omdrejningslegemet og er elastisk deformerbare over for kraftpåvirkninger 20 i hjulets radialplan, men udviser forholdsvis stor stivhed over for kraftpåvirkninger i akseretningen.

2. Aksialblæserhjul ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nævnte omdrejningslegeme (6) på sin udvendige side for hver skovl er forbundet med et radi- 25 alt rørstykke (12), som ved sin udvendige udmunding er udformet som sæde for et styr (13) for skovlfoden.

3. Aksialblæserhjul ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at de rørformede forbindelsesstykker (19, 20) mellem omdrejningslegemet og krop- 30 og forpladen har et område (27) med reduceret vægtykkelse.

4. Aksialblæserhjul ifølge krav 3, kendetegnet ved, at hjulet er udført som svejst konstruktion af hovedsageligt plade- og rørformede dele, 35 og at nævnte område (27) af de ringformede forbindelsesstykker ligger mellem disses svejseforbindelser (25, 26)