RU2205990C1

RU2205990C1 - Axial-flow fan impeller

Info

Publication number: RU2205990C1
Application number: RU2001130322A
Authority: RU
Inventors: В.А. Маланичев; А.А. Ефремов; Е.Г. Зайцев; А.М. Галюченко
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Гидроаэроцентр"
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; fans. SUBSTANCE: invention relates to impellers of axial-flow fans. Proposed impeller contains blades with shanks provided with thread on end, and hub. Two-step rectangular cutouts are uniformly spaced over periphery of hub. Width of outer step is smaller than width of inner step. Coupling is rigidly secured on walls of outer step and corresponding shank is passed through said coupling. Nut turned onto end of shank is fitted in inner step of each cutout. Washer with outer diameter equal to outer diameter of coupling is installed between shank and coupling. EFFECT: re-distribution of centrifugal load from blades to hub, provision of change of blade setting angle. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области вентиляторостроения, более конкретно - к рабочим колесам осевых вентиляторов. The invention relates to the field of fan engineering, and more particularly to impellers of axial fans.

Изобретение может найти применение в самых широких технических областях, таких как энергетика, химическое машиностроение, легкая промышленность, пищевая промышленность и т.п. The invention can find application in the widest technical areas, such as energy, chemical engineering, light industry, food industry, etc.

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для вентиляторных установок, предназначенных для градирен, или для различных систем, например, масляного охлаждения, включающих теплообменные аппараты. Most effectively, the invention can be used for fan installations designed for cooling towers, or for various systems, for example, oil cooling, including heat exchangers.

Известно рабочее колесо турбомашины, которое может быть использовано и для осевых вентиляторов, содержащее лопасти с хвостовиками и ступицу (см., например, а.с. 1114820, кл. F 04 D 29/32, 1984). It is known the impeller of a turbomachine, which can be used for axial fans, containing blades with shanks and a hub (see, for example, AS 1114820, class F 04 D 29/32, 1984).

Ступица данного колеса вентилятора выполнена с ободом, на котором расположены хвостовики съемных вильчатых держателей с проушинами, причем хвостовики лопаток шарнирно соединены с проушинами. The hub of this fan wheel is made with a rim on which the shanks of removable forked holders with eyes are located, and the shanks of the blades are pivotally connected to the eyes.

Технический результат, достигаемый изобретением, в данном рабочем колесе обеспечен быть не может, поскольку в нем не достигается перераспределения центробежных нагрузок, хотя и возможно изменение угла установки лопастей. The technical result achieved by the invention cannot be provided in this impeller, since the redistribution of centrifugal loads is not achieved in it, although it is possible to change the angle of installation of the blades.

Известно также рабочее колесо осевого вентилятора, содержащее лопасти с хвостовиками и ступицу (см. а.с. 623007, кл. F 04 D 29/32, 1978). Ступица выполнена с выступами по периферии, а хвостовики выполнены в виде перемычек попарно соединенной лопасти. Also known is the impeller of an axial fan containing blades with shanks and a hub (see AS 623007, class F 04 D 29/32, 1978). The hub is made with protrusions on the periphery, and the shanks are made in the form of jumpers in pairs of connected blades.

Данное колесо в некоторой степени может обеспечить перераспределение центробежной нагрузки, но не обеспечивает изменение угла установки лопастей. This wheel to some extent can provide a redistribution of centrifugal load, but does not provide a change in the angle of installation of the blades.

Таким образом, технический результат, поставленный в изобретении, в этом рабочем колесе не достигается. Thus, the technical result set in the invention in this impeller is not achieved.

Данное колесо выбрано за прототип. This wheel is selected for the prototype.

Задача изобретения - создание конструктивно несложного и недорогого рабочего колеса осевого вентилятора путем обеспечения перераспределения центробежной нагрузки от лопастей к ступице. The objective of the invention is the creation of a structurally simple and inexpensive impeller of an axial fan by ensuring the redistribution of centrifugal load from the blades to the hub.

Технический результат, достигаемый изобретением, - перераспределение центробежной нагрузки от лопастей к ступице и обеспечение изменения угла установки лопастей. The technical result achieved by the invention is the redistribution of the centrifugal load from the blades to the hub and providing changes in the angle of installation of the blades.

Данный технический результат достигается тем, что рабочее колесо осевого вентилятора содержит лопасти с хвостовиками, имеющими резьбу на концах, и ступицу с равномерно распределенными по ее периферии на диаметральных осях двухступенчатыми прямоугольными вырезами, при этом внешние ступени каждого выреза выполнены с меньшей шириной, и к стенкам этой ступени жестко прикреплена муфта, через которую пропущен соответствующий хвостовик, а во внутренней ступени каждого выреза размещена гайка, навинченная на конец хвостовика, причем между каждой гайкой и муфтой установлена шайба с диаметром, равным наружному диаметру последней. This technical result is achieved in that the impeller of the axial fan contains blades with shanks having threads at the ends, and a hub with two-stage rectangular cuts evenly distributed on its periphery on the diametrical axes, while the outer steps of each cut are made with a smaller width, and to the walls a clutch is rigidly attached to this stage, through which the corresponding shank is passed, and in the inner stage of each cutout there is a nut screwed onto the end of the shank, between A nut with a diameter equal to the outer diameter of the latter was installed with a nut and a coupling.

Еще в большей степени технический результат достигается тем, что в рабочем колесе, характеризуемом вышеперечисленными признаками, в зоне расположения вырезов установлены под острым углом к плоскости ступицы ребра жесткости, которые имеют переменную ширину, увеличивающуюся в направлении от центра ступицы к ее периферии, при этом одна сторона каждого ребра закреплена на муфте; лопасти могут быть выполнены из тканых материалов. An even greater technical result is achieved by the fact that in the impeller, characterized by the above features, in the area of the cutouts are installed at an acute angle to the plane of the hub stiffeners, which have a variable width that increases in the direction from the center of the hub to its periphery, while one the side of each rib is fixed to the coupling; the blades can be made of woven materials.

На фиг.1 схематически изображено описываемое рабочее колесо осевого вентилятора;
на фиг.2 - вид сбоку рабочего колеса;
на фиг. 3 - ступица рабочего колеса без лопастей с хвостовиками, муфт и ребер жесткости.Figure 1 schematically depicts the described impeller of the axial fan;
figure 2 is a side view of the impeller;
in FIG. 3 - the impeller hub without blades with shanks, couplings and stiffeners.

Рабочее колесо осевого вентилятора содержит лопасти 1 с хвостовиками 2, имеющими резьбу 3 на концах. Рабочее колесо включает также ступицу 4 с равномерно распределенными по ее периферии прямоугольными вырезами. Каждый вырез имеет внешнюю ступень 5 меньшей ширины и внутреннюю ступень 6 большей ширины. К стенкам 7 внешней ступени жестко прикреплена муфта 8, через которую пропущен соответствующий хвостовик 2. Во внутренней ступени 6 каждого выреза размещена гайка 9, навинченная на конец хвостовика через шайбу 10, которая таким образом установлена между гайкой 9 и муфтой 8 и имеет наружный диаметр D, равный внешнему диаметру D₂ муфты.The impeller of the axial fan contains blades 1 with shanks 2 having a thread 3 at the ends. The impeller also includes a hub 4 with rectangular cutouts evenly distributed around its periphery. Each cutout has an outer step 5 of a smaller width and an inner step 6 of a larger width. A clutch 8 is rigidly attached to the walls 7 of the external stage, through which the corresponding shank 2 is passed. In the internal stage 6 of each cut-out, a nut 9 is screwed onto the end of the shank through a washer 10, which is thus installed between the nut 9 and the clutch 8 and has an outer diameter D equal to the outer diameter D _{2 of the} coupling.

В зоне расположения вырезов установлены под острым углом к плоскости ступицы ребра 11 жесткости. Наиболее перспективным представляется выполнение описанных рабочих колес из тканых материалов, преимущественно из стеклоткани. Выполненные из таких материалов лопасти могут быть полыми. In the area of the cutouts are installed at an acute angle to the plane of the hub ribs 11 stiffness. The most promising is the implementation of the described impellers from woven materials, mainly from fiberglass. Blades made from such materials may be hollow.

Сборка и работа рабочего колеса осевого вентилятора. Assembly and operation of the impeller of the axial fan.

Ступица рабочего колеса изготавливается из стальной заготовки (см. фиг. 3), в которой выполняют двухступенчатые вырезы с внешней ступенью 5 и внутренней ступенью 6. Затем к стенкам ступени 5 приваривают стальные муфты 8 и через отверстия муфт пропускают хвостовики 2 таким образом, что их концы с резьбой располагаются во внутренней ступени 6 вырезов, затем на концы хвостовиков помещают шайбы 10 и закрепляют ее гайками 9. Таким образом, гайки располагают во внутренней ступени 6 вырезов. Рабочее колесо собрано. Благодаря жесткой конструкции крепления хвостовиков к ступице обеспечивается передача центробежной нагрузки от лопастей к ступице, что позволяет, в свою очередь, изготавливать лопасти из легких тканых материалов, например стекловолокна. Благодаря резьбовому соединению (резьба хвостовика 2 с гайкой 9) перед запуском вентилятора в каждом конкретном случае можно установить необходимый угол установки для лопастей, после чего вентилятор готов к запуску. Во время работы вентилятора ребра 11 жесткости повышают надежность конструкции и предохраняют ее от преждевременного разрушения. The impeller hub is made of a steel billet (see Fig. 3), in which two-stage cutouts are made with an external step 5 and an internal step 6. Then, steel couplings 8 are welded to the walls of the step 5 and shanks 2 are passed through the holes of the couplings so that they the threaded ends are located in the inner stage 6 of the cutouts, then the washers 10 are placed on the ends of the shanks and fixed with nuts 9. Thus, the nuts are located in the inner stage 6 of the cuts. Impeller assembled. Due to the rigid construction of the shank attachment to the hub, the centrifugal load is transferred from the blades to the hub, which in turn allows the blades to be made of lightweight woven materials, such as fiberglass. Thanks to the threaded connection (thread of the shank 2 with nut 9), before starting the fan, in each case, it is possible to set the required installation angle for the blades, after which the fan is ready to start. During operation of the fan, the stiffening ribs 11 increase the reliability of the structure and protect it from premature failure.

В настоящее время изготовлено опытное рабочее колесо осевого вентилятора согласно настоящему изобретению. Натурные испытания показали, что описываемый принцип перераспределения центробежных нагрузок соблюдается, и угол установки лопастей может меняться в широких пределах. An experimental axial fan impeller according to the present invention is currently manufactured. Field tests showed that the described principle of redistribution of centrifugal loads is observed, and the angle of installation of the blades can vary widely.

Claims

1. The impeller of the axial fan, containing blades with shanks having threads at the ends and a hub with two-stage rectangular cuts evenly distributed on its periphery on the diametrical axes, while the outer step of each cut-out is made with a smaller width, and a coupling is rigidly attached to the walls of this step through which the corresponding shank is passed, and in the inner stage of each cutout there is a nut screwed on to the end of the shank, while a washer is installed between each nut and coupling diameter equal to the outer diameter of the latter.

2. The impeller of the axial fan according to claim 1, characterized in that in the area of the cutouts are installed at an acute angle to the plane of the hub stiffeners.

3. The impeller of the axial fan according to claim 2, characterized in that the stiffeners have a variable width that increases in the direction from the center of the hub to its periphery, while one side of each rib is mounted on the coupling.

4. The impeller of the axial fan according to claim 1, characterized in that the blades are made of woven materials.