RU2101640C1

RU2101640C1 - Blade of cooling tower fan

Info

Publication number: RU2101640C1
Application number: RU94029744A
Authority: RU
Inventors: Н.М. Якупов; Н.И. Хисматуллин; И.Г. Шаймарданов; В.Л. Федяев; С.Л. Реутов; М.М. Ястребов; Ю.А. Киреев; А.П. Комиссаров; Е.В. Якимов; А.А. Шишкин; Б.Л. Ибатуллин
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "ВЕНТ"
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: heat-power engineering. SUBSTANCE: blade of cooling tower fan includes spars, ribs, stringers and skin. Innovation of invention consists in form of spars consisting of two halves; parts nearest to center of rotation of fan located in fan-shaped patter; external parts of spars changing to stringers are located along blade and are coupled with above-mentioned parts. Parts of extreme spars are coupled on reinforced ribs nearest to axis of rotation and center parts are coupled on farthest reinforced ribs. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторным градирням и может быть использовано, например, в промышленной теплоэнергетике, в частности на химических, нефтехимических и других предприятиях, где требуется охлаждение оборотной воды. The invention relates to fan cooling towers and can be used, for example, in industrial heat power engineering, in particular at chemical, petrochemical and other enterprises where cooling of circulating water is required.

Известны вентиляторные градирни, содержащие корпус с воздуховходными окнами и размещенным в его нижней части водосборным бассейном, установленные в корпусе ороситель, водораспределитель и водоуловитель, закрепленное в верхней части корпуса вытяжное устройство, включающее конфузор с размещенным в его наименьшем сечении вентилятором диффузор (1). Fan towers are known that include a housing with air-inlets and a drainage basin located in its lower part, an irrigation device, a water distributor and a water trap installed in the housing, an exhaust device mounted in the upper part of the housing, including a confuser with a diffuser located in its smallest section (1).

Однако лопасти вентиляторов известных градирен неэффективны в работе и часто выходят из строя, известны одновентиляторные градирни, включающие башню с воздухопускными проемами, оросительное устройство, водосборный бассейн, вентилятор с втулкой и лопастями и электропривод вентилятора. Лопасти вентилятора известных градирен выполнены в виде винтовых лопастей и жестко закреплены на внутренней поверхности втулки, выполненной в виде цилиндрической оболочки диаметром, равным диаметру выходного отверстия вытяжной башни (2). Лопасти, выполненные в виде винтовых поверхностей и применяемые в вентиляторах известных градирен, неэффективны с точки зрения их работоспособности. However, the fan blades of known cooling towers are inefficient and often fail, single-fan cooling towers are known, including a tower with air openings, an irrigation device, a catchment basin, a fan with a sleeve and blades, and an electric fan drive. The fan blades of the known cooling towers are made in the form of screw blades and are rigidly fixed to the inner surface of the sleeve, made in the form of a cylindrical shell with a diameter equal to the diameter of the outlet of the exhaust tower (2). Blades made in the form of screw surfaces and used in fans of known cooling towers are ineffective in terms of their performance.

Известна также лопасть несущего винта, содержащая лонжерон, соединенные с ним нервюры и обшивку (3). Лопасть несущего винта на конце до одной трети ее длины выполнена серповидной в плане, выпуклой стороной вперед по движению, сужающейся к концу в 2,5 3,5 раза и с отклонением аэродинамической оси от прямолинейной оси основной части лопасти до 15^o вперед и до 60^o назад.The rotor blade is also known, containing a spar, ribs connected to it and a casing (3). The rotor blade at the end to one third of its length is made sickle-shaped in plan, convex side forward in motion, tapering towards the end 2.5-3.5 times and with the deviation of the aerodynamic axis from the rectilinear axis of the main part of the blade up to 15 ^o forward and up to 60 ^o back.

Однако известная лопасть несущего винта непригодна для использования в качестве лопасти вентилятора градирни с точки зрения функционального назначения. Лопасть работает как консольная балка и обладает неудовлетворительными жесткостными и аэродинамическими характеристиками. В элементах лопасти возникают повышенные напряжения от изгиба и кручения из-за особенностей формы ее в плане, для обеспечения необходимой скорости потока требуется большая угловая скорость, которую трудно достичь в вентиляторах. However, the known rotor blade is unsuitable for use as a fan blade of a cooling tower from a functional point of view. The blade works as a cantilever beam and has unsatisfactory stiffness and aerodynamic characteristics. Elevated stresses from bending and torsion occur in the blade elements due to the peculiarities of its shape in plan, to ensure the necessary flow rate, a large angular velocity is required, which is difficult to achieve in fans.

Задачами изобретения являются упрочнение и облегчение конструкции лопасти путем совершенствования силовой схемы (при неизменных аэродинамических характеристиках). The objectives of the invention are to strengthen and facilitate the design of the blades by improving the power circuit (with constant aerodynamic characteristics).

Указанные задачи достигаются тем, что в лопасти вентилятора градирни, выполненной сужающейся к концу и содержащей лонжероны, соединенные с ними нервюры, стрингеры и обшивку, лонжероны выполнены в виде расходящихся от несущей оси продольных элементов, причем каждый лонжерон (продольный элемент) состоит из двух пересекающихся в зоне усиленных нервюр половин. Первая половина продольных элементов (лонжеронов) расположена ближе к центру вращения вентилятора градирни и представляет собой веерообразно расходящиеся части лонжеронов. Вторая половина продольных элементов представляет собой части лонжеронов, проложенные вдоль лопасти и направленные от внешних концов веерообразно расходящихся частей в сторону внешнего донца лопасти. Вторая часть лонжеронов в зоне внутреннего конца лопасти, свободной от первой части лонжеронов, переходит в стрингеры. Продольные элементы совместно с поперечными элементами (нервюрами) образуют карнас лопасти вентилятора градирни. These tasks are achieved by the fact that in the fan blade of the cooling tower, tapering towards the end and containing spars, ribs, stringers and sheathing connected to them, the spars are made in the form of longitudinal elements diverging from the bearing axis, and each spar (longitudinal element) consists of two intersecting in the zone of reinforced ribs of the halves. The first half of the longitudinal elements (side members) is located closer to the center of rotation of the cooling tower fan and represents fan-shaped diverging parts of the side members. The second half of the longitudinal elements is the part of the side members laid along the blade and directed from the outer ends of the fan-shaped diverging parts towards the outer bottom of the blade. The second part of the spars in the area of the inner end of the blade, free from the first part of the spars, passes into the stringers. The longitudinal elements together with the transverse elements (ribs) form the carnas of the fan blades of the cooling tower.

На фиг. 1 схематически показан вентилятор градирни в составе общей компоновки градирни; на фиг. 2 схема установки лопастей на ступице вентилятора; на фиг. 3 лопасть вентилятора в плане. In FIG. 1 schematically shows a fan of a cooling tower as part of the overall layout of a cooling tower; in FIG. 2 diagram of the installation of the blades on the fan hub; in FIG. 3 fan blade in plan.

Вентиляторная градирня содержит каркас, выполненный обычно из металла и состоящий из диффузора 1, горловины 2 и конфузора 3. Конфузор 3 опирается на железобетонную часть 4, которая в большинстве случаев выполнена цилиндрической и поддерживается посредством стоек 5, обычно наклонного типа. Под колоннадой 5 расположен водосборный бассейн 6. Внутри каркаса градирни смонтирована оросительная система 7, водораспределитель 8 и каплеуловитель 9. Внутри центральной стойки 10 установлен вал 11 привода 12 вентилятора. Вентилятор содержит ступицу 13, на которую крепится ось 14 лопасти 15 вентилятора градирни. В плане лопасти выполнены в виде трапеции (фиг. 3). Каркас лопасти 15 сформирован из продольных элементов лонжеронов и поперечных элементов нервюр 16. К каркасу лопасти 15 крепится обшивка (обечайка) 17. Продольные элементы (лонжероны) состоят из двух половин внутренних частей 18 и внешних частей 19. Внутренние части 18 расположены ближе к центру вращения вентилятора и веерообразно расходятся от несущей оси 14. Внешние части 19 проложены вдоль лопасти в сторону внешнего конца лопасти (меньшего основания трапеции). Внешние части 19 и внутренние части I8 лонжеронов стыкуются друг с другом (переходят друг в друга) в зоне усиленных нервюр 16. При этом крайние (расположенные с краев лопасти) лонжероны имеют точку изгиба (стыковки) на ближних к оси вращения вентилятора усиленных нервюрах, а средние лонжероны на более удаленных. Внешние части 19 лонжеронов в зоне внутреннего конца лопасти, свободной от первой части лонжеронов, переходят в стрингеры 2О. The fan tower contains a frame, usually made of metal and consisting of a diffuser 1, a neck 2 and a confuser 3. The confuser 3 rests on a reinforced concrete part 4, which in most cases is cylindrical and supported by struts 5, usually of an inclined type. A drainage basin 6 is located under the colonnade 5. An irrigation system 7, a water distributor 8 and a droplet eliminator 9 are mounted inside the tower frame. Inside the central rack 10, a shaft 11 of the fan drive 12 is installed. The fan comprises a hub 13, on which the axis 14 of the fan blade 15 of the cooling tower is mounted. In terms of the blades are made in the form of a trapezoid (Fig. 3). The frame of the blade 15 is formed from the longitudinal elements of the side members and the transverse elements of the ribs 16. A skin (shell) is attached to the frame of the blade 15. The longitudinal elements (side members) consist of two halves of the inner parts 18 and the outer parts 19. The inner parts 18 are located closer to the center of rotation fan and fan-shaped diverge from the bearing axis 14. The outer parts 19 are laid along the blade towards the outer end of the blade (the smaller base of the trapezoid). The outer parts 19 and the inner parts I8 of the side members are joined together (turn into each other) in the area of reinforced ribs 16. In this case, the extreme (located from the edges of the blades) side members have a bending point (joining) on the reinforced ribs closest to the axis of rotation of the fan, and middle spars on more remote ones. The outer parts of the 19 side members in the area of the inner end of the blade, free from the first part of the side members, pass into the stringers 2O.

Лопасть вентилятора градирни работает следующим образом. Вращение от привода 12 через вал 11 передается ступице I3 вентилятора, и таким образом лопасти 15 приводятся во вращение. Вращаясь, лопасти 15 захватывают воздух снизу и прокачивают его вверх. Тем самым в конфузоре 3 создается разрежение, которое приводит к подсосу воздуха сквозь окна между стойками 5 из атмосферы. Восходящие потоки воздуха охлаждают падающие вниз капли воды из водораспределителя 8. The fan blade of the tower is as follows. The rotation from the drive 12 through the shaft 11 is transmitted to the hub I3 of the fan, and thus the blades 15 are driven into rotation. Rotating, the blades 15 capture air from below and pump it up. Thus, a vacuum is created in the confuser 3, which leads to air leakage through the windows between the uprights 5 from the atmosphere. The ascending air flows cool the falling drops of water from the water distributor 8.

При вращении вентилятора на каркас лопасти 15 действуют гравитационные, центробежные и аэродинамические силы через обшивку 17. When the fan rotates on the frame of the blade 15, gravitational, centrifugal and aerodynamic forces act through the casing 17.

Выполнение силовой схемы лопасти вентилятора в описанном порядке позволяет упрочить и облегчить конструкцию, обеспечивает передачу сил и изгибающих моментов непосредственно к опорным звеньям. Обеспечивается большая равнопрочность элементов лопасти. Благодаря повышению прочности достигается безаварийность работы и тем самым лопасти не повреждают каркас градирен. The implementation of the power circuit of the fan blades in the described order allows to strengthen and facilitate the design, provides the transfer of forces and bending moments directly to the support links. Provides greater uniform strength of the blade elements. Due to the increase in strength, trouble-free operation is achieved and thus the blades do not damage the frame of the cooling towers.

Claims

1. The fan blade of the tower, made tapering to the end and containing spars, ribs connected to them, stringers and casing, characterized in that the spars are made in the form of longitudinal elements diverging from the bearing axis, each spar consisting of two halves intersecting in the zone of reinforced ribs while the outer parts closer to the center of rotation of the fan are connected to their ends and laid along the blade.

2. The blade according to claim 1, characterized in that the extreme spars have a docking point on the reinforced ribs closest to the fan axis of rotation, and the middle spars are joined on reinforced ribs more remote from the fan rotation center.

3. The blade according to claims 1 and 2, characterized in that the outer parts of the spars in the area of the inner end of the blade pass into the stringers.