PL225265B1

PL225265B1 - Axial fan

Info

Publication number: PL225265B1
Application number: PL406965A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Czerwiński; Kamil Urbański; Eugeniusz Rusiński; Przemysław Moczko; Wiesław Chmielarz; Andrzej Wróblewski
Original assignee: Masz Górnicze Serwis Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2017-03-31
Also published as: PL406965A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest wentylator osiowy, zwłaszcza dostosowany do miejscowego przewietrzania wyrobisk górniczych. Wentylatory tego typu są stosowane przy współpracy z lutnią jak też pracujące bez lutni - jako wolnostrumieniowe. W szczególności wentylatory wolnostrumieniowe w niektórych przypadkach eksploatacji są ostatnio rozpowszechniane. Wynika to z:The subject of the invention is an axial fan, especially adapted to the local ventilation of mine workings. Fans of this type are used in cooperation with a lute as well as working without a lute - as free stream. In particular, free-flow fans have recently become widespread in some cases of operation. This is due to:

- dużej ilości sprzętu o napędzie spalinowym pracującego na dole,- a large number of diesel-powered equipment working downstairs,

- występowania wysokiej temperatury skał.- high temperature of rocks.

Powoduje to konieczność rozbudowania wentylacji miejscowego przewietrzania. Następstwem tego jest wymóg stosowania dużej ilości wentylatorów, tylko w jednej kopalni powyżej 1000 sztuk, przy średniej mocy około 7 kW. Wynika z tego, że pobór mocy jest rzędu 7 MW. Przy tak dużej energ ochłonności wentylatorów dość istotną sprawą jest uzyskiwanie jak najwyższych sprawności eksploatacyjnych. W dotychczas stosowanych konstrukcjach i technologiach wytwarzania występują zasadnicze wady, które powodują, że uzyskiwane sprawności eksploatacyjne nie są zadawalające a co gorsze obniżają się w czasie eksploatacji. Główny wpływ na to mają stosowane rozwiązania konstrukcyjne układu przepływowego, to jest wirnika i kierownicy.This necessitates the expansion of local ventilation. The consequence of this is the requirement to use a large number of fans, only in one mine above 1000 pieces, with an average power of about 7 kW. It follows that the power consumption is in the order of 7 MW. With such a high energy absorbing capacity of the fans, it is quite important to obtain the highest operational efficiency. In the structures and manufacturing technologies used so far, there are fundamental disadvantages, which make the obtained operational efficiency not satisfactory and, what is worse, decrease during operation. This is mainly due to the applied design solutions of the flow system, i.e. the rotor and the steering wheel.

Wirniki są wykonywane przeważnie jako:Rotors are mainly made as:

- konstrukcje spawane ze stali a łopatki nieprofilowane lecz zwichrowane tłoczone z blachy,- structures welded from steel and blades not profiled but warped, pressed from sheet metal,

- odlewane ze stopów aluminium,- cast from aluminum alloys,

- konstrukcje kombinowane, to jest łopatki odlewane ze stopów aluminium lub z tworzywa sztucznego a tarcze stalowe.- combined structures, i.e. blades cast from aluminum alloys or plastic and steel discs.

Łopatki kierownicy zwykle są zwijane z blachy stalowej. W niektórych kopalniach występują specyficzne warunki eksploatacji, to jest:The steering wheel blades are usually coiled from sheet steel. Some mines have specific operating conditions, that is:

- duża wilgotność (nawet powyżej 90%),- high humidity (even above 90%),

- wysoka temperatura - powyżej 35°C,- high temperature - above 35 ° C,

- duże zasolenie,- high salinity,

- duże zapylenie.- high dustiness.

W tych warunkach powszechnie stosowane konstrukcje i materiały nie sprawdzają się w prakt yce. Ze względu na intensywną korozję stopy aluminium podlegają korozji międzykrystalicznej a na powierzchniach ze stali konstrukcyjnych tworzy się narost (korozja i osadzanie się pyłów). Prócz tego stosowane konstrukcje wirnika i kierownicy nie zapewniają wymaganej dokładności wykonania. Wpływa to na obniżenie parametrów przepływowych - głównie sprawności, a to powoduje wzrost kosztów eksploatacji i obniżenie skuteczności przewietrzania. Z tych względów jest konieczność poszukiwania nowatorskich rozwiązań konstrukcyjnych i odpowiedni dobór materiałów w celu w yeliminowania powyższych wad.Under these conditions, commonly used constructions and materials do not work in practice. Due to intense corrosion, aluminum alloys are subject to intergranular corrosion and build-up (corrosion and dust deposition) forms on the surfaces of structural steel. In addition, the rotor and steering wheel structures used do not provide the required accuracy of performance. This affects the reduction of flow parameters - mainly efficiency, and this causes an increase in operating costs and a reduction in the efficiency of ventilation. For these reasons, it is necessary to search for innovative design solutions and appropriate selection of materials in order to eliminate the above-mentioned disadvantages.

Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych wentylatorów osiowych, dostosowanych do specyficznych warunków eksploatacji i w ten sposób wyeliminowania wyżej wymienionych wad ich funkcjonowania. Skutkuje to opracowaniem nowej konstrukcji wirnika i kierownicy. Wentylator osiowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że wieniec wirnika, cylindryczny bądź stożkowy, posiada równomiernie rozmieszczone wycięcia o kształcie profilu łopatki na średnicy D_W. W te wycięcia wpasowane są łopatki i po stronie wewnętrznej przyspawane. Korzystnie, tarcza wirnika nakrywająca o grubości g_t wynoszącej od 1,5 do 3,5 grubości g_t łopatki połączona jest z wieńcem i piastą tarczy nośnej. Korzystnie, płaszcz wewnętrzny członu kierowniczego posiada na obwodzie równomiernie rozmieszczone wycięcia o kształcie profilu łopatki kierowniczej na średnicy D_W. Korzystnie, płaszcz zewnętrzny członu kierowniczego posiada na obwodzie równomiernie ro zmieszczone wycięcia o kształcie profilu łopatki kierowniczej na średnicy D_Z. Korzystne, w wycięcia płaszcza wewnętrznego i płaszcza zewnętrznego członu kierowniczego wpasowane są łopatki kierownicze i zespawane do płaszcza wewnętrznego od wewnątrz, a do płaszcza zewnętrznego od zewnątrz. Należy podkreślić, że wentylator osiowy według wynalazku jest bardziej pracochłonny w produkcji, a więc droższy w sprzedaży w stosunku do wentylatorów osiowych obecnie stosowanych. Tym niemniej korzystnym jest to, że sprawność wentylatora według wynalazku jest wyższa o kilka punktów procentowych jak również wyższa trwałość i pewność ruchu w stosunku do dotychczas stosowanych wentylatorów osiowych. Powyższe przynosi wymierne efekty ekonomiczne, co jest jego główną zaletą.The aim of the invention is to develop design and technological solutions for axial fans, adapted to specific operating conditions and thus to eliminate the above-mentioned disadvantages of their functioning. This results in the development of a new rotor and steering wheel design. An axial fan according to the invention is characterized in that the rotor ring, cylindrical or conical, has evenly spaced blade-shaped cutouts on the diameter D _W. The blades are fitted into these cutouts and welded on the inside. Preferably, a cover rotor disk with a thickness g _t ranging from 1.5 to 3.5 times the thickness g _{t of the} blade is connected to the rim and the hub of the support disk. Preferably, the inner mantle of the steering member has uniformly spaced cutouts on its periphery in the shape of a steer vane profile on the diameter D _W. Preferably, the outer jacket of the steering member has a peripheral cut-outs evenly ro zmieszczone profile shaped vane diameter D _Z. Preferably, the guide vanes are fitted into the cutouts of the inner shell and the outer shell of the steering member and welded to the inner shell from the inside and to the outer shell from the outside. It should be emphasized that the axial fan according to the invention is more labor-intensive to produce, and therefore more expensive to sell than the axial fans currently used. Nevertheless, it is advantageous that the efficiency of the fan according to the invention is higher by a few percentage points as well as higher durability and reliability of movement compared to the axial fans used so far. The above-mentioned brings measurable economic effects, which is its main advantage.

Przedmiot wynalazku pokazano na przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój osiowy wentylatora, fig. 2 przekrój osiowy wirnika z wieńcem cylindrycznym,The subject of the invention is shown on an exemplary embodiment in the drawings, in which fig. 1 shows an axial section of a fan, fig. 2 an axial section of a rotor with a cylindrical rim, fig.

PL 225 265 B1 fig. 3 przekrój osiowy wirnika z wieńcem stożkowym, fig. 4 i fig. 5 fragment wieńca w rozwinięciu, fig. 6 i fig. 7 fragmenty płaszczy w rozwinięciu.Fig. 3 is an axial section of the rotor with a conical rim, Fig. 4 and Fig. 5, a fragment of a rim in an exploded view, Fig. 6 and Fig. 7, a fragment of a rim in an exploded view.

Wentylator osiowy z wirnikiem 2 o wieńcu 1 cylindrycznym lub stożkowym, który posiada na obwodzie równomiernie rozmieszczone wycięcia 3 o kształcie profilu łopatki 4 na średnicy D_W. W wycięcia 3 są wpasowane łopatki 4 i po stronie wewnętrznej wieńca 1 zaspawane. Wirnik 2 posiada tarczę 5 nakrywającą o grubości g_t wynoszącej od 1,5 do 3,5 grubości g_ł łopatki 4, połączoną z wieńcem 1 i piastą 6 tarczy 7 nośnej. Płaszcz 8 wewnętrzny członu 9 kierowniczego posiada na obwodzie równomiernie rozmieszczone wycięcia 10 o kształcie profilu łopatki 11 kierowniczej na średnicy D_W. Płaszcz 12 zewnętrzny członu 9 kierowniczego posiada na obwodzie równomiernie rozmieszczone wycięcia 13 o kształcie profilu łopatki 11 kierowniczej na średnicy D_Z. W wycięcia 10 i 13 w płaszczach 8 i 12 wewnętrznym i zewnętrznym członu 9 kierowniczego pasowane są łopatki 11 kierownicze i zaspawane do płaszcza 8 wewnętrznego od wewnątrz, a do płaszcza 12 zewnętrznego od zewnątrz.Axial fan with an impeller 2 with a cylindrical or conical rim 1, which has on the circumference evenly distributed notches 3 in the shape of a blade profile 4 on the diameter D _W. The blades 4 are fitted into the cutouts 3 and welded on the inner side of the collar 1. The rotor 2 has a covering disk 5 having a thickness _t g of between 1.5 to 3.5 g of _L the thickness of the blade 4 connected to the rim 1 and the hub 6 of the disk 7 of the carrier. The inner shell 8 of the steering member 9 has, on its periphery, evenly spaced cutouts 10 in the shape of a profile of a steering vane 11 on the diameter D _W. Exterior coat 12 steering member 9 has a peripheral equally spaced notches 13 in the shape of the blade profile 11 for managing the diameter D _Z. The guide vanes 11 are fitted in the cutouts 10 and 13 in the inner and outer shells 8 and 12 of the steering member 9 and welded to the inner shell 8 from the inside and to the outer shell 12 from the outside.

Claims

1. Axial fan for local ventilation of mines, characterized in that the rotor's cylindrical or conical rim (1) (2) has on its perimeter evenly distributed notches (3) in the shape of a blade profile (4) on the DW diameter.

Axial fan according to claim 1, characterized in that blades (4) are fitted into the cutouts (3) of the flange (1) and welded on the inside of the flange (1).

Axial fan according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor (2) has a cover plate (5) with a thickness g _t ranging from 1.5 to 3.5 g _{t of the} blade (4) connected to the rim (1) ) and the hub (6) of the support disk (7).

Axial fan according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that the inner casing (8) of the steering member (9) has, on the circumference, evenly spaced recesses (10) in the shape of a steering vane (11) profile on the diameter DW.

Axial fan according to claim 1 or 2 or 3 or 4, characterized in that the outer casing (12) of the steering member (9) has, on the circumference, evenly spaced recesses (13) in the shape of a steering vane (11) profile on the diameter DZ.

Axial fan according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5, characterized in that blades ( 11) steering and welded to the inner shell (8) from the inside, and to the outer shell (12) from the outside.