RU2011017C1

RU2011017C1 - Working wheel for hydraulic fan

Info

Publication number: RU2011017C1
Authority: RU
Inventors: В.Д. Шадырь; Ж.В. Васильченко; Е.В. Сологуб; Д.В. Шадырь
Original assignee: Киевский политехнический институт
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: fan engineering. SUBSTANCE: working wheel for a hydraulic fan has hollow blades 2 provided with jet nozzles 3. The blades are set on hub 1. The nozzles are in communication with a high pressure source through spaces of blades 2. The wheel is additionally provided with short blades 6 and two rings 7,8 of rigidity having different diameters. Short blades 6 are interposed between hollow blades 2. Ring 7 having lesser diameter is secured to bases of blades 6. EFFECT: improved design. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к реактивным гидровентиляторам для брызгальных бассейнов, градирен и т. п. теплообменным аппаратам. The invention relates to a power system, in particular to reactive hydraulic fans for spray pools, cooling towers, etc., heat exchangers.

Известна конструкция рабочего колеса осевого электровентилятора (крыльчатки), включающая ступицу, к которой крепятся лопасти. A known design of the impeller of an axial electric fan (impeller), including a hub to which the blades are attached.

Недостаток такой конструкции рабочего колеса вентилятора заключается в том, что при увеличении количества лопастей для повышения напора и производительности по воздуху диаметр ступицы необходимо увеличивать выше расчетных показателей, так как закрепить 12-18 лопастей просто не хватает места, что приводит к повышению веса крыльчатки, увеличению материалоемкости, перерасходу электроэнергии при эксплуатации. The disadvantage of this design of the fan impeller is that with an increase in the number of blades to increase the pressure and air capacity, the diameter of the hub must be increased above the calculated values, since fixing 12-18 blades simply does not have enough space, which leads to an increase in the weight of the impeller, increasing material consumption, cost overrun during operation.

Кроме того, прикрепление лопасти к ступице не обеспечивает коэффициент равномерности заполнения лопастями, что приводит к ухудшению аэродинамических качеств. Особенно этот недостаток усугубляется из-за эффекта веерности при увеличении диаметра до 3-5-10-20 м. При увеличении диаметра вентилятора увеличивается также индивидуальная консольность лопасти, что приводит к целому ряду недостатков: вибрации лопастей, перерасходу материалов на достижение требуемой жесткости, усилению узла крепления лопасти к ступице и т. д. Принимаемые меры не обеспечивают необходимой прочности и жесткости и, как следствие, возле градирен лежат десятки поломанных крыльчаток, как отечественного так и зарубежного производства не проработавшие даже 5-10% паспортного срока, а при обмерзании лопасти ломаются в первые часы эксплуатации. In addition, the attachment of the blades to the hub does not provide a uniformity factor for filling the blades, which leads to a deterioration in aerodynamic qualities. This drawback is especially aggravated due to the fan effect when the diameter is increased to 3-5-10-20 m. When the fan diameter is increased, the individual cantileverness of the blade also increases, which leads to a number of disadvantages: vibration of the blades, material overruns to achieve the required stiffness, reinforcement the attachment point of the blade to the hub, etc. The measures taken do not provide the necessary strength and rigidity and, as a result, dozens of broken impellers, both domestic and foreign, are located near the cooling towers ARISING not worked even 5-10% of the passport deadline, and when frost build-up of the blade broken in the first hours of operation.

Известна конструкция рабочего колеса гидровентилятора (прототип) с ведомыми и ведущими полыми лопастями с реактивными и распылительными форсунками частично устраняющая указанные недостатки путем соединения ведущих и ведомых лопастей кольцом жесткости и тем самым уменьшающих индивидуальную консольность на радиус кольца жесткости. A known design of the hydraulic fan impeller (prototype) with driven and driving hollow blades with jet and spray nozzles partially eliminates these drawbacks by connecting the driving and driven blades with a stiffening ring and thereby reducing individual cantileverness by the radius of the stiffening ring.

Недостатком конструкции крыльчатки, взятой в качестве прототипа, остается тот же фактор, что при увеличении количества лопаток и диаметра вентилятора из-за веерности - неравномерность заполнения пространства и дефицита места для крепления многих лопаток. The disadvantage of the design of the impeller, taken as a prototype, remains the same factor that with an increase in the number of blades and the diameter of the fan due to the fan - uneven filling of the space and lack of space for mounting many of the blades.

Целью изобретения является повышение надежности. The aim of the invention is to increase reliability.

На фиг. 1 показана крыльчатка гидровентилятора, вид снизу; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows a fan fan impeller, bottom view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1.

Рабочее колесо гидровентилятора включает ступицу 1, ведущие полые лопасти 2 с реактивными и распылительными форсунками 3 и 4 и ведомые длинные лопасти, прикрепленные к ступице. Между длинными ведомыми и ведущими лопастями закреплены короткие ведомые лопасти 6 (L = 0,75-0,5 радиуса вентилятора) к малому кольцу 7 жесткости, радиус которого равен 0,3-0,5 радиуса вентилятора и к кольцу большого диаметра, радиус которого равен 0,5-0,75 радиуса вентилятора с помощью косынок 9. При разборном варианте (не показано) косынки привариваются к кольцам, лопастям и ступице и соединяются между собой болтами и гайками. При больших диаметрах кольца жесткости выполняются в виде кольцевой фермы или полосы, высота которой определяется по расчету для каждого конкретного случая. The hydraulic fan impeller includes a hub 1, leading hollow blades 2 with jet and spray nozzles 3 and 4, and driven long blades attached to the hub. Between the long driven and leading blades, short driven blades 6 (L = 0.75-0.5 of the radius of the fan) are fixed to a small ring 7 of stiffness, the radius of which is 0.3-0.5 of the radius of the fan and to a ring of large diameter, the radius of which equal to 0.5-0.75 of the radius of the fan with the help of scarves 9. With a collapsible version (not shown), the scarves are welded to the rings, blades and hub and are interconnected by bolts and nuts. With large diameters, the stiffening rings are made in the form of an annular truss or strip, the height of which is determined by calculation for each particular case.

Рабочее колесо работает следующим образом. The impeller operates as follows.

Циркуляционная вода, подаваемая на охлаждение, поступает в ступицу 1, полую лопасть 2 и вытекает из реактивных и распылительных форсунок 3 и 4, при этом реактивными силами струй воды вращает ведущие лопасти, а также соединенные с ней через ступицу и кольца 7 и 8 жесткости ведомые длинные и короткие лопасти 5 и 6. The circulation water supplied for cooling enters the hub 1, the hollow blade 2 and flows out of the jet and spray nozzles 3 and 4, while the jet blades rotate the driving blades, as well as the driven blades connected to it through the hub and stiffening rings 7 and 8 long and short blades 5 and 6.

Вес лопастей, аэродинамические усилия передаются на кольца жесткости и на ступицу, причем, например, при неравномерной (несимметричной) нагрузке на одну из лопастей нагрузка через кольца жесткости передается на близлежащие (на все) лопасти. Центробежные силы кольцами жесткости практически также взаимоуничтожаются. Так, например, если вес лопасти стремится оторвать лопасть от ступицы и кольца жесткости, то при этом с противоположной стороны кольцом жесткости лопасть прижимается к ступице. Индивидуальная консольность каждой лопасти составляет всего 0,75-0,5 радиуса гидровентилятора, т. е. только та часть лопасти, которая выступает за большее кольцо жесткости, при этом кольца жесткости практически исключают вибрацию лопасти, обеспечивая необходимую жесткость. The weight of the blades, aerodynamic forces are transmitted to the stiffening rings and to the hub, and, for example, with an uneven (asymmetric) load on one of the blades, the load through the stiffening rings is transferred to nearby (all) blades. Centrifugal forces by stiffening rings are also almost mutually destroyed. So, for example, if the weight of the blade tends to tear the blade away from the hub and the stiffening ring, then from the opposite side the stiffness ring presses the blade against the hub. The individual cantileverness of each blade is only 0.75-0.5 of the radius of the fan, i.e. only the part of the blade that protrudes beyond the larger stiffness ring, while the stiffness rings virtually eliminate the vibration of the blade, providing the necessary stiffness.

Использование предложенного технического решения позволяет обеспечить высокую степень равномерности заполнения лопастями как возле ступицы, так и на периферии крыльчатки, повысить эффективность работы по напору и производительность по воздуху, обеспечить место крепления для максимального количества лопастей 12-24 штуки и более, которое необходимо по расчету с минимальным размером ступицы, который необходим для крепления шести ведущих и ведомых длинных лопастей, уменьшить индивидуальную консольность на радиус большего кольца жесткости, обеспечить высокую жесткость и надежность конструкции даже при несимметричных нагрузках, например, при неравномерном обмерзании лопастей. (56) Брусиловский И. В. Аэродинамический расчет осевых вентиляторов, М. , Машиностроение, 1986, с. 480 рис. 3. Using the proposed technical solution allows us to provide a high degree of uniformity of filling with blades both near the hub and on the periphery of the impeller, increase the efficiency of the head and air performance, provide a mounting location for a maximum number of blades of 12-24 pieces or more, which is necessary according to calculation with the minimum hub size, which is necessary for fastening the six leading and driven long blades, to reduce individual cantileverness by the radius of the larger rigid ring and provide high stiffness and structural reliability even under asymmetrical load, e.g., at non-uniform frost build-up blades. (56) Brusilovsky I.V. Aerodynamic calculation of axial fans, M., Mechanical Engineering, 1986, p. 480 pics 3.

Заявка N 3635948/06 "Реактивный гидровентилятор". Application N 3635948/06 "Jet fan."

Claims

1. A HYDRAULIC FAN WHEEL, containing hollow blades mounted on the hub with jet nozzles fixed on them, communicated through cavities with a high pressure water source, characterized in that, in order to increase reliability, it is additionally equipped with short blades and two stiffening rings of different diameters, while the short blades are located between the hollow blades, and the stiffening rings are concentrically attached to the blades, with each short blade attached with its base to the rigid ring and a smaller diameter.

2. The wheel according to claim 1, characterized in that the diameters of the smaller and larger stiffness rings are equal to 0.3 - 0.5 and 0.5 - 0.75 of the outer diameter of the wheel, respectively.

3. The wheel according to claim 1, characterized in that the blades are equipped with scarves installed in the places of their attachment with stiffening rings.