NO135950B

NO135950B -

Info

Publication number: NO135950B
Application number: NO815/72A
Authority: NO
Inventors: E Saeterdal
Original assignee: Svenska Flaektfabriken Ab
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1972-03-14
Publication date: 1977-03-21
Also published as: SE355646B; SU474164A3; JPS55149598U; BE781403A; AU461999B2; JPS6036800Y2; US3844680A; AU3958672A; IT950870B; FI53748C; FR2131728A5; CS157744B2; GB1382086A; NL7204079A; CA954486A; DE2265563C2; FI53748B; DE2215482A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ny lagrings- og stabiliseringsanordning ved en aksialvifte med et antall under drift innstillbare vifteskovler som for sin omstilling er forsynt med et med viftehjulet roterende og samtidig i forhold til viftehjulet aksialt forskyvbart medbringerorgan som er lagret på en fra viftehjulets drivaksel adskilt lagerinnretning, og omfattende midler til i avhengighet av medbringerorganets aksiale forskyvning å bibringe hver av vifteskovlene en tilsvarende vinkelstilling, og hvor hver vifteskovl ved sin mot navpartiet vendende ende går over i et lagerhus som er lagret på en i viftehjulets nav festet skovlaksel. The present invention relates to a new storage and stabilization device for an axial fan with a number of fan blades that can be adjusted during operation and which, for their adjustment, are provided with a carrier device that rotates with the fan wheel and is at the same time axially displaceable in relation to the fan wheel, which is stored on a storage device separate from the fan wheel's drive shaft, and extensive means for, depending on the axial displacement of the drive member, to give each of the fan blades a corresponding angular position, and where each fan blade at its end facing the hub part passes into a bearing housing which is stored on a blade shaft fixed in the hub of the fan wheel.

Anordninger' for omstilling av vifteskovlene i aksial-Viftehjul er tidligere kjent, idet viftehjulet sto stille under innstillingen av hver vifteskovl til tilsiktet stilling. Disse anordninger er senere blitt utviklet til konstruksjoner som tillater en omstilling av skovlene i et aksialviftehjuls nav under drift (eksempel herpå er SV-PS 214 645). Omstillingsanordningen består da av et i navet innadrettet, aksialt forskyvbart organ for påvirkning av på vifteskovlenes akseltapper anbragte armer. Omstillingsanordningen kan være innesluttet i et hus utformet som et på hjulets utløpsside anbragt stasjonært legeme med en stor diameter som svarer til viftenavet. Omstillingen kan skje med en kombinasjon av snekkehjul og tannstenger eller (som ved CH-PS 309 670) ved hjelp av en buet plate og en trykkmediumstyrt membran. Felles for sådanne kjente omstillingsanordninger er at de forutsetter tunge og plasskrevende navkonstruksjoner og er kostbarn å fremstille og montere. De innebærer også en stor svingmasse i konstruksjonen, hvilket gjør at det kreves kraftige og store bevegelser av omstillingsanordningen for hver bestemt størrelse av dreiningen av vifteskovlene og stiller også store krav til utbalanseringen av de roterende deler. En ytterligere ulempe ved denne tidligere kjente utførelse av vifteskovlenes lagring og samvirke med omstillingsanordningen er de store påkjenninger på lagerorga-net, hvilket ofte krever en særlig kostbar bearbeidelse av hver skovlaksel og en lagring ved hjelp av flere lågere (såsom ved CH-PS 309 670 og GB-PS 1 011 419. Devices for adjusting the fan blades in axial fan wheels are previously known, with the fan wheel standing still during the adjustment of each fan blade to the intended position. These devices have later been developed into constructions that allow a repositioning of the vanes in an axial fan wheel hub during operation (an example of this is SV-PS 214 645). The switching device then consists of an axially displaceable member directed inwards in the hub for influencing arms placed on the shaft pins of the fan blades. The switching device can be enclosed in a housing designed as a stationary body placed on the outlet side of the wheel with a large diameter that corresponds to the fan hub. The conversion can be done with a combination of worm wheels and toothed bars or (as with CH-PS 309 670) using a curved plate and a diaphragm controlled by pressure medium. Common to such known switching devices is that they require heavy and space-consuming hub structures and are expensive to manufacture and assemble. They also involve a large swing mass in the construction, which means that powerful and large movements of the switching device are required for each specific size of the rotation of the fan blades and also place great demands on the balancing of the rotating parts. A further disadvantage of this previously known embodiment of the storage of the fan blades and cooperation with the switching device is the large stresses on the bearing member, which often requires a particularly expensive machining of each blade shaft and a storage using several bearings (such as with CH-PS 309 670 and GB-PS 1,011,419.

Nevnes kan også US-PS 2 375 326 som angår en fly-propell med variabel stigning, men denne publikasjon viser ikke lagringen av propellbladene og heller ikke anordningen for inn-stilling av stigningen. Mention can also be made of US-PS 2 375 326 which relates to an aircraft propeller with variable pitch, but this publication does not show the storage of the propeller blades nor the device for setting the pitch.

Oppfinnelsens hensikt er å eliminere de ulemper som The purpose of the invention is to eliminate the disadvantages which

er forbundet med de konvensjonelle omstillingsanordninger. Den nye utførelse har den fordel å være lett og billig å fremstille og medfører små dimensjoner i aksial retning, samtidig som den gir et lite dreiemoment. Aksialviftehjulet med en lagrings-og stabiliseringsanordning ifølge oppfinnelsen kan derfor ved små effekter monteres direkte på drivmotorens akseltapp. is connected to the conventional switching devices. The new design has the advantage of being easy and cheap to manufacture and entails small dimensions in the axial direction, while at the same time providing a small torque. The axial fan wheel with a storage and stabilization device according to the invention can therefore be mounted directly on the axle journal of the drive motor for small effects.

Det særegne ved lagrings- og stabiliseringsanordnin-gen ifølge oppfinnelsen er at hver skovl er særskilt opphengt og.dreibart lagret for omstillingen under drift og stabilisert ved lave turtall og stillstand til en i hovedsaken radialt utadrettet stilling fra skovlakselen som rager ut fra det på drivakselen påsatte nav, og som vfed sin indre ende på i og for seg kjent måte er fast forbundet med det.på drivakselen direkte påsatte nav, mens skovlakselen ved sin motsatte, ytre ende som vender mot vifteskovlen er avsluttet med en skive, og at hver -skovlaksels ytre ende og skiven er omgitt av lagerhuset, som ved hjelp av et eneste aksial-kulelager bare hviler mot den .faste skovlaksels ytre ende mellom et skovl-lokk som dekker lagerhuset helt, og et fjærelement som ligger an mot lagerhusets bunn. The distinctive feature of the storage and stabilization device according to the invention is that each blade is separately suspended and rotatably stored for the conversion during operation and stabilized at low rpm and standstill to a mainly radially outward position from the blade shaft which protrudes from what is attached to the drive shaft hub, and which vfed its inner end in a manner known per se is firmly connected to the hub directly attached to the drive shaft, while the vane shaft at its opposite, outer end facing the fan blade is finished with a disc, and that each vane shaft outer end and the disc are surrounded by the bearing housing, which by means of a single axial ball bearing only rests against the outer end of the fixed paddle shaft between a paddle cover that covers the bearing housing completely, and a spring element that rests against the bottom of the bearing housing.

Ifølge oppfinnelsen anvendes der således bare et eneste aksialkulelager til under viftehjulets rotasjon (med stor hastighetl å oppta de betydelige sentrifugalkrefter som sjøker å trekke vif teskovlene ut av det sentrale nav, samtidig som det fjærende element utnyttes til å oppta de motsatt ret-tede krefter, såsom vekten av skovelen i hvile og til dessuten under stillstand å holde hver av vifteskovlene i en i hovedsaken radial retning ut fra navdelen. Denne "styring" lettes på en enkel og effektiv måte ved at aksiallageret ifølge et ytterligere trekk ifølge oppfinnelsen er utført med en på skrå avfaset begrensningsflate, og at der mellom denne og skovllok-ket er anbragt en støttering som også er utført med en tilsvarende skrå avfaset begrensningsflate som ligger an mot aksial-lagerets skråflate. According to the invention, only a single axial ball bearing is used during the rotation of the fan wheel (at high speed) to absorb the significant centrifugal forces that tend to pull the fan blades out of the central hub, while the spring element is used to absorb the oppositely directed forces, such as the weight of the vane at rest and also during standstill to keep each of the fan vanes in a mainly radial direction from the hub part. This "steering" is facilitated in a simple and effective way by the fact that the axial bearing according to a further feature according to the invention is made with a on an obliquely beveled limiting surface, and that between this and the bucket cover is placed a support ring which is also made with a corresponding obliquely bevelled limiting surface which rests against the axial bearing's inclined surface.

Ved hjelp, av oppfinnelsen oppnås, som ovenfor nevnt, at det i radial retning "korte" lagerhus og de deler dette inneholder, medfører en lav GD 2-verdi som ikke innebærer så stor slitasje på lågere og lagerskåler som de kjente konstruksjoner og således ikke stiller så store krav til disse lågere og lagerskåler. With the help of the invention, it is achieved, as mentioned above, that the radially "short" bearing housing and the parts it contains result in a low GD 2 value which does not involve as much wear on bearings and bearing cups as the known constructions and thus does not makes such high demands on these bearings and bearing cups.

Oppfinnelsen skal nå nærmere beskrives under henvis-ning til tegningene som illustrerer et utførelseseksempel på anordningen ifølge oppfinnelsen, idet fig. 1 viser på sin øvre halvdel et snitt av anordningen, fig. la viser i forstørret målestokk vifteskovlen i en 90° vridd stilling og fig. 3 viser fremstillingen av aksialvifter av standardiserte elementer. The invention will now be described in more detail with reference to the drawings which illustrate an embodiment of the device according to the invention, as fig. 1 shows a section of the device on its upper half, fig. la shows on an enlarged scale the fan blade in a 90° twisted position and fig. 3 shows the production of axial fans from standardized elements.

På figurene er 1 en sammenfattende betegnelse for en aksialvifte, f.eks. for transport av røkgasser fra et industri-anlegg, 2 og 2' angir en vifteskovl i to ulike stillinger med 90° vinkelforskjell etter vridning om en skovlaksel 2a, og 2b angir et festeorgan for hver vifteskovl som ved den her beskrevne utførelse tjener til å fastholde en aksel til et nav 3a og kunne beveges om den ytre ende av skovlakselen 2a. Vifteskovlen er til dette formål utformet med et lagerhus 13 luk-ket mot et skovllokk 13a med et hull for akselen 2a. In the figures, 1 is a summary designation for an axial fan, e.g. for the transport of flue gases from an industrial plant, 2 and 2' indicate a fan blade in two different positions with a 90° angle difference after rotation about a blade shaft 2a, and 2b indicates a fastening device for each fan blade which, in the embodiment described here, serves to retain a shaft to a hub 3a and could be moved around the outer end of the paddle shaft 2a. For this purpose, the fan blade is designed with a bearing housing 13 closed against a blade cover 13a with a hole for the shaft 2a.

I lagerhuset 13 er der anordnet et aksiallager 15 med skrått avfaset begrensningsflate, til hvilket lager der hører en støttering 15a, likeledes utført med en skrått avfaset begrensningsflate. Ved' hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen med sin lettere konstruksjon, små dimensjoner i aksial retning og lav GD 2-verdi har det vist seg mulig å mestre dette styre-og lagringsproblem ved et eneste aksiallager av den nevnte ut-førelse. Det aksialtrykk som er nødvendig for vifteskovlens 2 stillingsfiksering ved viftehjulet li stillstand - hvilket trykk under aksialviftens drift tilveiebringes av den på vifteskovlen virkende sentrifugalkraft - tilveiebringes her av en fjærskive 16, hvis utseende og stilling tydeligst fremgår av fig. la. In the bearing housing 13 there is arranged an axial bearing 15 with an obliquely chamfered limiting surface, to which bearing there belongs a support ring 15a, likewise designed with an obliquely chamfered limiting surface. With the aid of the device according to the invention with its lighter construction, small dimensions in the axial direction and low GD 2 value, it has proved possible to master this control and storage problem with a single axial bearing of the aforementioned design. The axial pressure which is necessary for the position fixation of the fan blade 2 when the fan wheel 1 is stationary - which pressure during the operation of the axial fan is provided by the centrifugal force acting on the fan blade - is provided here by a spring disk 16, the appearance and position of which is most clearly shown in fig. let.

Et medbringerorgan 5 har en lageranordning 4 og en trykkluftboks, hvis vegger er betegnet 5a, 5b og hvis feste er betegnet med 5c. Trykkluftboksens ene vegg 5b utgjøres av en membran 5b av et bøyelig, tett materiale, såsom plast eller lær. Medbringerorganet 5, dvs. trykkluftdåsen, er forbundet med en trykkluftledning 6 med en tilkoblingsnippel 7. Den aksiale forskyvning - i dobbeltpilens 10 retning - skjer mot virkningen av en fjær 8, og bevegelsen under forskyvningen styres av en tapp 9. En fjær 8 er anordnet mellom medbringerorganets ytre vegg 5a og en kapsel 11 for aksialviftehjulet. En konvensjo-nell sylindrisk kappe om viftehjulet er betegnet med 17. Anordningen for omstilling av vifteskovlene 2 er vist i to ulike stillinger på fig. 1 hhv. fig. 2. Ved den først viste stilling ex-vifteskovlen betegnet med 2 og i den annen 90° dreide stilling er den betegnet med 2'. Fig. la viser i større målestokk det innbyrdes arrangement av vifteskovlens 2 rot, en del av skovlakselen 2a, utbalanseringselementet 14 samt aksiallageret 15 og den tilhørende støttering 15a. A driving member 5 has a storage device 4 and a compressed air box, the walls of which are designated 5a, 5b and the attachment of which is designated 5c. One wall 5b of the compressed air box consists of a membrane 5b of a flexible, dense material, such as plastic or leather. The drive member 5, i.e. the compressed air can, is connected by a compressed air line 6 with a connection nipple 7. The axial displacement - in the direction of the double arrow 10 - occurs against the action of a spring 8, and the movement during the displacement is controlled by a pin 9. A spring 8 is arranged between the drive member's outer wall 5a and a capsule 11 for the axial fan wheel. A conventional cylindrical casing around the fan wheel is denoted by 17. The device for changing the fan blades 2 is shown in two different positions in fig. 1 respectively fig. 2. In the first position shown, the ex-fan blade is denoted by 2 and in the second 90° rotated position it is denoted by 2'. Fig. la shows on a larger scale the mutual arrangement of the root of the fan blade 2, part of the blade shaft 2a, the balancing element 14 and the axial bearing 15 and the associated support ring 15a.

Størrelsen av viftehjulet og dermed en endring av kapasiteten innen vide grenser kan .ifølge fig. 3 skje ved opp-byggingen ved at vifteskovlakslene 2a (på fig. 1, la og 2). vel-ges av et antall på forhånd fabrikerte, utskiftbare aksler 18, 19 hhv. 20 for de ulike størrelser I, II hhv. III. Ved den ulike lengde endres stillingen av vifteskovlen 2'. Den angitte konstruksjon gjør det mulig å fremstille de mest forskjellige spesialstørrelser til meget lav pris, idet man bare behøver å fremstille skovlakslene 2a, 18, 19 og 20 av spesialstørrelse og bibeholde de øvrige deler (unntatt ytterkappen 17) som før og også det beskrevne arrangement for omstillingen. Man kan således også fra tid til annen gjøre denne endring, hvis hele ar-beidsområdet for viften skulle behøve en vesentlig endring. The size of the fan wheel and thus a change in capacity within wide limits can, according to fig. 3 happen during the build-up by the fan blade shafts 2a (in fig. 1, la and 2). selected from a number of pre-fabricated, replaceable axles 18, 19 respectively. 20 for the different sizes I, II respectively. III. With the different length, the position of the fan blade 2' changes. The specified construction makes it possible to produce the most different special sizes at a very low price, since one only needs to produce the special-sized paddle shafts 2a, 18, 19 and 20 and retain the other parts (except the outer casing 17) as before and also the described arrangement for the conversion. You can therefore also make this change from time to time, if the entire working area of the fan needs a significant change.

Claims

1. Storage and stabilization device for an axial fan (1) with a number of fan blades (2) which can be adjusted during operation and which, for their adjustment, are provided with a drive member which rotates with the fan wheel (1) and at the same time is axially displaceable in relation to the fan wheel, which is stored on one from the fan wheel's drive shaft (31 separate bearing device, and extensive means for, depending on the axial displacement of the driving member, to give each of the fan blades (2) a corresponding angular position, and where each fan blade (2) at its end facing the hub part (3a) passes over in a bearing housing (13) which is stored on a vane shaft (2a) fixed in the hub (3a) of the fan wheel (1), characterized in that each vane (2) is separately suspended and rotatably stored for the conversion during operation and stabilized at low speed and standstill to a mainly radially outward position from the paddle shaft (2a) which protrudes from the hub (3a) attached to the drive shaft (3), and which at its inner end (2b) in a manner known per se e is firmly connected to the hub directly attached to the drive shaft, while the vane shaft (2a) at its opposite, outer end facing the fan blade (2) is finished with a disc (2c), and that the outer end of each vane shaft and the disc is surrounded by the bearing housing (13), which by means of a single axial ball bearing (15) only rests against the outer end (2c) of the fixed blade shaft between a blade cover (13a) which completely covers the bearing housing, and a spring element (16) which rests against the bottom of the warehouse.

2. Device according to claim 1, characterized in that the axial bearing (15) is made with an obliquely chamfered limiting surface, and that between this and the bucket cover (13a) a support ring (15a) is arranged which is also made with a corresponding inclined chamfered limiting surface that abuts the axial bearing's (lt>l inclined surface.