PL243815B1 - Wirnik wentylatora promieniowego - Google Patents

Abstract

Wirnik wentylatora promieniowego charakteryzuje się tym, że końcówka (1) łopatki (2) na średnicy D2' równej od 0,85 do 0,93 średnicy D2 zewnętrznej wirnika (3) mocowana jest za pomocą śruby (4) o średnicy d1 równej od 1,1 do 1,8 grubości gT tarczy (5) nośnej poprzez otwór w tarczy (5) nośnej wkręcaną bezpośrednio w rurę (7) lub we wkładkę wspawaną w rurę (7) i zabezpieczona podkładkami typu Nord-Lock oraz za pomocą śruby (10) o średnicy d1 i wymiarach jak wyżej poprzez otwór w pokrywie (12) wkręcana bezpośrednio w rurę (7) lub we wkładkę wspawaną w rurę (7) i zabezpieczoną podkładkami typu Nord-Lock.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wirnik wentylatora promieniowego o mocach rzędu 500 kW i powyżej. Wentylatory tego typu są stosowane w różnych gałęziach przemysłu, począwszy od przemysłu chemicznego, cementowego, przetwórczego, hutniczego, wydobywczego a również powszechnie w energetyce zawodowej. Ze względu na duże moce, niezbędne do ich napędu średnio 1 MW a nawet powyżej 3 MW, istnieje konieczność uzyskiwania przez wentylatory wysokiej sprawności. Nie chodzi tu tylko o wysoką sprawność w punkcie znamionowym, ale również w obszarze parametrów pracy wentylatorów. Dotychczas w praktyce niewiele jest sposobów regulacji parametrów przepływowych wentylatorów promieniowych. Zasadniczym i ekonomicznym sposobem regulacji parametrów wentylatorów promieniowych jest zmiana prędkości obrotowej przez:

- stosowanie napędowych silników elektrycznych dwubiegowych,

- stosowanie kaskady lub falowników.

Niestety stosowanie kaskad lub falowników wiąże się z dużymi nakładami inwestycyjnymi. Mniej kosztowny sposób, ale mało skuteczny to są urządzenia instalowane na wlocie do wentylatora takie jak: - osiowe kierownice wlotowe - znane między innymi z patentu PL 225452B1 - aparaty żaluzjowe - klapy żaluzjowe.

Dobrą metodą, skopiowaną z wentylatorów osiowych, jest przestawianie kątów fragmentów łopatek po stronie wylotowej tak zwanych końcówek.

Pozytywne wyniki badań stoiskowych wykazują, że metoda ta może być w krótkim czasie rozpowszechniona. Aktualnie prowadzone są liczne prace konstrukcyjno-technologiczne nad zastosowaniem tego rozwiązania w produkcji przemysłowej. Dowodem tego są udzielane patenty i zgłoszenia patentowe. Rozwiązanie takie obejmuje patent PL230491B1. W tym przypadku końcówki łopatek są przestawiane podczas ruchu wentylatora. Jest to rozwiązanie bardzo skomplikowane, kosztowne w produkcji i mało pewne ruchowo, co wyklucza stosowanie tego rozwiązania na skalę przemysłową. Innym rozwiązaniem umożliwiającym skuteczną regulację parametrów wentylatorów promieniowych podczas ruchu jest zmiana czynnej szerokości wirnika poprzez stosowanie przesuwnej tarczy w obrębie kanału wirnika. Takie rozwiązanie znane jest między innymi z patentu PL 233167B1. Rozwiązane to ze względu na usytuowanie mechanizmu do przestawiania tarczy regulacyjnej w obrębie wlotu wirnika odbywa się przy znacznie mniejszych prędkościach obwodowych, a więc poddawane jest mniejszym obciążeniem w porównaniu do rozwiązania według patentu PL230491B1.

Niestety rozwiązanie to jest również kosztowne w produkcji i nie wyszło dotychczas poza obszar prac badawczych. Praktyka wykazuje, że nie zawsze jest konieczność płynnej regulacji parametrów a przy tym podczas ruchu wentylatora. Dobrym rozwiązaniem jest możliwość przestawiania końcówek łopatek podczas postoju wentylatora i dokonywanie skokowej zmiany parametrów. Takie rozwiązanie jest możliwe do stosowania w wentylatorach promieniowych, eksploatowanych zwłaszcza w przewietrzaniu kopalń głębinowych. Znane i stosowane jest rozwiązanie według patentu PL 230637B1. Istnieje możliwość i potrzeba udoskonalenia tego rozwiązania poprzez uproszczenie i obniżenie kosztów produkcji. To było powodem podjęcia prac nad nowym, poniżej przedstawionym wynalazkiem. Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania konstrukcyjno-technologicznego wirnika wentylatora promieniowego, w którym jest możliwość przestawiania końcówek łopatek podczas postoju wentylatora, przy utrzymaniu wysokiej pewności ruchu wentylatora i produkcja jego odbywa się przy niskich kosztach.

Wirnik wentylatora promieniowego, według wynalazku, którego końcówka łopatki na średnicy D2’ równej od 0,85 do 0,93 średnicy D2 zewnętrznej wirnika mocowana jest do tarczy nośnej za pomocą śruby o średnicy d-1 równej od 1,1 do 1,8 grubości gT tarczy nośnej przechodzącej przez otwór w tarczy nośnej wkręcanej bezpośrednio w rurę będącą częścią końcówki lub we wkładkę wspawana w rurę i zabezpieczoną podkładkami samoklinującymi oraz końcówka łopatki na średnicy D2’ mocowana jest za pomocą śruby o średnicy d-1 przechodzącej przez otwór w pokrywie wkręcanej bezpośrednio w rurę lub we wkładkę wspawana w rurę i zabezpieczona podkładkami samoklinującymi. Korzystnie, na krawędzi spływu końcówki łopatki wspawana jest rura do żeber profilujących w ilości od 3 do 8 i grubości gż równej od 0,15 do 0,35, grubości gT tarczy nośnej połączonych z rurą i wzmocnione żebrami poprzecznymi, ustawianymi prostopadle do żeber profilujących i wzajemnie ze sobą połączonych poprzez wycięcia i spoiny a całość obustronnie pokryta poszyciem o grubości gpk równej od 0,3 do 0,8 grubości gpł poszycia łopatki. Korzystnie, na krawędzi spływu końcówka połączona jest z tarczą nośną i pokrywą poprzez otwór w tarczy nośnej i otwór w pokrywie za pomocą śrub o średnicy da równej od 1,0 do 1,7 grubości gT tarczy nośnej wkręcane bezpośrednio w rurę lub we wkładki wspawane w rurę i zabezpieczone podkładkami samoklinującymi.

Korzystnie, zmiana kątów ustawienia końcówek dokonywana jest poprzez zmianę położenia śrub i wkręcania ich poprzez otwory w tarczy nośnej i otwory odpowiednio skojarzone w pokrywie, których na obwodzie tarczy nośnej i pokrywie jest po od 2 do 10. Korzystnie, w przypadku wykonywania końcówek ze stopów lekkich typu aluminium lub tytan albo z kompozytów szklano-węglowych otwory w tarczy nośnej oraz otwory w pokrywie są gwintowane i wkręcane odpowiednio śruby wpasowane w rury.

Nowe, przedstawione wyżej rozwiązanie konstrukcyjne zapewnia dostateczną dokładność zmian kątów ustawienia końcówek i jest tańsze w produkcji oraz bardziej funkcjonalne w eksploatacji w stosunku do znanych i stosowanych rozwiązań.

Przedmiot wynalazku pokazano na przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój osiowy wirnika, fig. 2 - przekrój merydionalny wirnika, fig. 3 - przekrój poprzeczny łopatki wraz z końcówką, fig. 4 - przekrój poprzeczny końcówki łopatki, fig. 5 - przekrój wzdłużny końcówki, fig. 6 - fragment połączenia końcówki z tarczą nośną, fig. 7 - fragment połączenia końcówki z pokrywą.

Wirnik wentylatora promieniowego, którego końcówka 1 łopatki 2 na średnicy D2’ równej od 0,85 do 0,93 średnicy D2 zewnętrznej wirnika 3 mocowana jest za pomocą śruby 5 o średnicy d1 równej od 1,1 do 1,8 grubości gT tarczy nośnej 4 przechodzącej przez otwór 6 w tarczy nośnej 4 wkręcanej bezpośrednio w rurę 7 będącą częścią końcówki 1 lub we wkładkę 8 wspawaną w rurę 7 i zabezpieczoną podkładkami samoklinującymi 9 oraz końcówką 1 łopatki 2 na średnicy D2’ mocowana jest do pokrywy 10 za pomocą śruby 11 o średnicy d1 przechodzącej przez otwór 12 w pokrywie 10 wkręcanej bezpośrednio w rurę 7 lub we wkładkę 13 wspawaną w rurę 7 i zabezpieczoną podkładkami samoklinującymi 14. Na krawędzi 15 spływu końcówki 1 łopatki 2 wspawana jest rura 16 do żeber profilujących 17 w ilości od 3 do 8 i grubości gż równej od 0,15 do 0,35 grubości gT tarczy nośnej 4 połączonych z rurą 7 i wzmocnione żebrami poprzecznymi 18, ustawionymi prostopadle do żeber profilujących 17 i wzajemnie ze sobą połączonych poprzez wycięcia 19 i spoiny 20 a całość obustronnie pokryta poszyciem 21 i 22 o grubości gpk równej od 0,3 do 0,8 grubości gpł poszycia 23 łopatek 2. Na krawędzi spływu 15 końcówka 1 połączona jest z tarczą nośną 4 i pokrywą 10 poprzez otwór 24 w tarczy nośnej 4 i otwór 25 w pokrywie 10 za pomocą śrub 26 o średnicy d2 równej od 1,0 do 1,7 grubości gT tarczy nośnej 4 wkręcane bezpośrednio w rurę 16 lub we wkładki 27 wspawane w rurę 16 i zabezpieczone podkładkami samoklinującymi 28. Zmiana kątów ustawienia końcówek 1 dokonywana jest poprzez zmianę położenia śrub 26 i wkręcenia ich poprzez otwory 24 w tarczy nośnej i otwory 25 odpowiednio skojarzone w pokrywie 10, których na obwodzie tarczy nośnej 4 i pokrywie 10 jest po od 2 do 10. W przypadku wykonywania końcówek 1 ze stopów lekkich typu aluminium lub tytan albo z kompozytów szklano-węglowych otwory 6 i 24 w tarczy nośnej 4 i otwory 12 i 25 w pokrywie 10 są gwintowane i wkręcane odpowiednio śruby 5, 11 i 26 wpasowane w rury 7 i 16.

Claims (5)

1. Wirnik wentylatora promieniowego znamienny tym, że końcówka (1) łopatki (2) na średnicy D2’ równej od 0,85 do 0,93 średnicy D2 zewnętrznej wirnika (3) mocowana jest do tarczy nośnej (4) za pomocą śruby (5) o średnicy d-1 równej od 1,1 do 1,8 grubości gT tarczy nośnej (4) przechodzącej przez otwór (6) w tarczy nośnej (4) wkręcanej bezpośrednio w rurę (7) będącą częścią końcówki (1) lub we wkładkę (8) wspawaną w rurę (7) i zabezpieczoną podkładkami samoklinującymi (9) oraz końcówka (1) łopatki (2) na średnicy D 2’ mocowana jest do pokrywy (10) za pomocą śruby (11) o średnicy d1 przechodzącej przez otwór (12) w pokrywie (10) wkręcanej bezpośrednio w rurę (7) lub we wkładkę (13) wspawaną w rurę (7) i zabezpieczoną podkładkami samoklinującymi (14).

2. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrz. 1 znamienny tym, że na krawędzi (15) spływu końcówki (1) łopatki (2) wspawana jest rura (16) do żeber profilujących (17) w ilości od 3 do 8 i grubości gż równej o 0,15 do 0,35 grubości gT tarczy nośnej (4) połączonych z rurą (7) i wzmocnione żebrami poprzecznymi (18), ustawionymi prostopadle do żeber profilujących (17) i wzajemnie ze sobą połączonymi poprzez wycięcia (19) i spoiny (20) a całość obustronnie pokryta poszyciem (21) i (22) o grubości gpk równej od 0,3 do 0,8 grubości gpł poszycia (23) łopatek (2).

3. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrz. 1 lub 2 znamienny tym, że na krawędzi spływu (15) końcówka (1) połączona jest z tarczą nośną (4) i pokrywą (10) poprzez otwór (24) w tarczy nośnej (4) i otwór (25) w pokrywie (10) za pomocą śrub (26) o średnicy d2 równej od 1,0 do 1,7 grubości gT tarczy nośnej (4) wkręcone bezpośrednio w rurę (16) będącą częścią końcówki (1) lub we wkładki (27) wspawane w rurę (16) i zabezpieczone podkładkami samoklinującymi (28).

4. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrz. 1 lub 2 albo 3 znamienny tym, że zmiana kątów ustawienia końcówek (1) dokonywana jest poprzez zmianę położenia śrub (26) i wkręcania ich poprzez otwory (24) w tarczy nośnej (4) i otwory (25) odpowiednio skojarzone w pokrywie (10), których na obwodzie tarczy nośnej (4) i pokrywie (10) jest po od 2 do 10.

5. Wirnik wentylatora promieniowego według zastrzeżenia 1 lub 2 albo 3 lub 4 znamienny tym, że w przypadku wykonywania końcówek (1) ze stopów lekkich typu aluminium lub tytan albo z kompozytów szklano-węglowych otwory (6) i (24) w tarczy nośnej (4) oraz otwory (11) i (25) w pokrywie (10) są gwintowane i wkręcane odpowiednio śruby (5), (11) i (26) wpasowane w rury (7) i (16).