RU2484310C1

RU2484310C1 - Axial-blow fan

Info

Publication number: RU2484310C1
Application number: RU2012117916/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Красюк; Евгений Юрьевич Русский
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-06-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: axial-blow fan impeller comprises hub, bushing, discs to couple said bushing with said hub, vanes with butts and attachments of said butts to said vanes. Vane butt has collar while vane attachment is equipped with barrel with inner annular groove and lock ring whereto pressed is the vane butt collar. Note here that said barrel is fixed in discs groves while lock ring is fixed in said barrel groove.

EFFECT: lower metal intensity and moment of inertia.

3 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к осевым турбомашинам, и может быть использовано в осевых вентиляторах для проветривания шахт, рудников и метрополитенов.The invention relates to fan building, namely, axial turbomachines, and can be used in axial fans for ventilation of mines, mines and subways.

Известен осевой вентилятор по патенту РФ №2235920, кл. F04D 29/36, опубл. 10.09.2004, содержащий ступицу и лопатки с элементами, фиксирующими угловое положение лопатки путем установки этих фиксирующих элементов в отверстия ступицы, расположенные вокруг отверстия под хвостовик лопатки, причем хвостовики лопаток закреплены в ступице, каждая лопатка имеет основание в виде плоского тела, хвостовик выполнен выходящим из основания лопатки, а фиксирующий элемент выполнен в виде штифта, установленного на опорной поверхности основания лопатки в зонах, определенных в зависимости от заданных углов установки лопаток.Known axial fan according to the patent of Russian Federation No. 2235920, class. F04D 29/36, publ. 09/10/2004, containing a hub and blades with elements fixing the angular position of the blade by installing these fixing elements in the holes of the hub located around the hole for the shank of the blade, with the shanks of the blades fixed in the hub, each blade has a base in the form of a flat body, the shank is made out from the base of the blade, and the fixing element is made in the form of a pin mounted on the supporting surface of the base of the blade in areas determined depending on the set angles of installation of the blades.

Недостатком данного технического решения является то, что часть ступицы, которая выполняет функцию втулки осевого вентилятора и воспринимает нормальные силы инерции лопаток при его вращении, имеет большие массу и момент инерции относительно оси вращения ротора. Это обусловлено необходимостью соблюдения условий прочности узла крепления лопатки. Поэтому для данного осевого вентилятора необходимы более грузоподъемные опоры ротора и большая мощность привода.The disadvantage of this technical solution is that the part of the hub, which performs the function of a hub axial fan and perceives the normal inertial forces of the blades during its rotation, has a large mass and moment of inertia relative to the axis of rotation of the rotor. This is due to the need to comply with the strength conditions of the blade mount. Therefore, for this axial fan, more load-bearing rotor bearings and greater drive power are required.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявляемому решению является рабочее колесо осевого вентилятора (Демочко С.И., Кузнецов А.В., Паршинцев В.П. Неисправности шахтных вентиляторных установок главного проветривания. - М., Изд-во "Недра". - С.127, рис.32а), содержащее ступицу, втулку, диски, которыми втулка соединена со ступицей, лопатки с хвостовиками и узлы крепления лопаток к втулке, при этом хвостовик лопатки имеет бурт, а узел ее крепления - стопорное кольцо, к которому поджат бурт хвостовика лопатки.The closest in technical essence and the set of essential features to the claimed solution is the impeller of the axial fan (Demochko SI, Kuznetsov AV, Parshintsev VP Faults of mine ventilation systems of the main ventilation. - M., Publishing House " Subsoil ". - P.127, Fig. 32a), containing a hub, a sleeve, disks that connect the sleeve to the hub, blades with shanks and attachment points for the blades to the sleeve, while the shank of the blade has a shoulder and its attachment has a retaining ring , to which the shoulder of the shoulder blade is pressed.

Недостатком такой конструкции является то, что нагрузка от нормальной силы инерции лопаток (центробежной силы), возникающей при вращении осевого вентилятора, передается хвостовиком лопатки через его бурт на стопорное кольцо и далее через втулку на диски. Нормальная сила инерции лопатки, например, у осевого вентилятора ВОМД-24 составляет 4,7 тонны, а у осевого вентилятора ВОД-21 - 15 тонн. Для обеспечения условий прочности втулка имеет большую толщину. Например, у осевого вентилятора ВОМД-24 она составляет 20 мм. Поэтому рабочее колесо имеет большие массу и момент инерции относительно оси вращения. Это обуславливает необходимость иметь более грузоподъемные опоры ротора осевого вентилятора и большую мощность приводного двигателя.The disadvantage of this design is that the load from the normal inertia of the blades (centrifugal force) arising from the rotation of the axial fan is transmitted by the shank of the blade through its collar to the retaining ring and then through the hub to the disks. The normal inertia of the blade, for example, for the axial fan VOMD-24 is 4.7 tons, and for the axial fan VOD-21 - 15 tons. To ensure the strength conditions, the sleeve has a large thickness. For example, for an axial fan VOMD-24 it is 20 mm. Therefore, the impeller has a large mass and moment of inertia about the axis of rotation. This makes it necessary to have more load-bearing bearings of the rotor of the axial fan and a greater power of the drive motor.

Задачей заявляемого устройства является снижение металлоемкости и момента инерции рабочего колеса осевого вентилятора за счет перераспределения нормальной силы инерции лопаток на диски, минуя втулку, т.е. путем снижения напряжений в последней.The objective of the claimed device is to reduce the metal consumption and the moment of inertia of the impeller of the axial fan due to the redistribution of the normal inertia of the blades on the disks, bypassing the sleeve, i.e. by reducing stress in the latter.

Поставленная задача решается тем, что в рабочем колесе осевого вентилятора, содержащем ступицу, втулку, диски, которыми втулка соединена со ступицей, лопатки с хвостовиками и узлы крепления лопаток к втулке, при этом хвостовик лопатки имеет бурт, а узел ее крепления - стопорное кольцо, к которому поджат бурт хвостовика лопатки, согласно техническому решению диски имеют пазы, а узел крепления лопатки снабжен стаканом, имеющим внутри кольцевую канавку, при этом стакан неподвижно установлен в пазах дисков, а стопорное кольцо - в указанной канавке стакана.The problem is solved in that in the impeller of the axial fan containing the hub, the hub, the disks that connect the hub to the hub, the blades with shanks and the attachment points of the blades to the hub, while the shank of the blade has a shoulder and the attachment site has a retaining ring, to which the shoulder of the blade shank is pressed, according to the technical solution, the disks have grooves, and the blade mounting unit is equipped with a glass having an annular groove inside, while the glass is fixedly mounted in the grooves of the disks, and the retaining ring in the specified channel cup ke.

При указанной совокупности признаков нормальная сила инерции лопатки (центробежная сила), возникающая при вращении рабочего колеса, передается через бурт хвостовика лопатки и стопорное кольцо на стакан и далее на диски. Тем самым втулка не воспринимает центробежные силы от лопаток и может иметь значительно меньшую толщину. При этом рабочее колесо осевого вентилятора становится не только менее металлоемким, но и имеет существенно меньший момент инерции относительно оси вращения, т.к. уменьшение массы осуществлено у детали (втулки), наиболее удаленной от оси вращения рабочего колеса осевого вентилятора.With this set of features, the normal inertia of the blade (centrifugal force) that occurs when the impeller rotates is transmitted through the shoulder of the blade shaft and the retaining ring to the glass and then to the disks. Thus, the sleeve does not absorb centrifugal forces from the blades and can have a significantly smaller thickness. In this case, the impeller of the axial fan becomes not only less metal-intensive, but also has a significantly lower moment of inertia relative to the axis of rotation, because weight reduction was carried out at the part (sleeve), the most remote from the axis of rotation of the impeller of the axial fan.

Сущность технического решения поясняется примером конструктивного исполнения рабочего колеса осевого вентилятора и чертежами фиг.1-3, где показано: на фиг.1 - фрагмент рабочего колеса осевого вентилятора (продольный разрез), на фиг.2 - вид Б на фиг.1, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.The essence of the technical solution is illustrated by an example of the structural design of the axial fan impeller and by drawings 1-3, where it is shown: in Fig. 1 - a fragment of the axial fan impeller (longitudinal section), in Fig. 2 - view B in Fig. 1, figure 3 - section aa in figure 2.

Рабочее колесо осевого вентилятора включает ступицу 1, втулку 2, которая соединена со ступицей 1 дисками 3, лопатки 4 с хвостовиками 5, имеющими бурт 6, и узел крепления лопаток 4 к втулке 2, включающий стопорное кольцо 7, к которому поджат, например пружиной 8, бурт 6 хвостовика 5 лопатки 4. Диски 3 имеют пазы 9, а узел крепления лопатки 4 снабжен стаканом 10, имеющим внутри кольцевую канавку (позиция не обозначена), в которой установлено стопорное кольцо 7, при этом стакан 10 неподвижно установлен в пазах 9 дисков 3.The impeller of the axial fan includes a hub 1, a sleeve 2, which is connected to the hub 1 by disks 3, blades 4 with shanks 5 having a shoulder 6, and a mounting unit for the blades 4 to the sleeve 2, including a retaining ring 7, to which is pressed, for example by a spring 8 , shoulder 6 of the shank 5 of the blade 4. The disks 3 have grooves 9, and the attachment point of the blade 4 is equipped with a glass 10 having an annular groove inside (the position is not indicated), in which the retaining ring 7 is installed, while the glass 10 is fixedly mounted in the grooves 9 of the disks 3.

Устройство работает следующим образом. При невращающемся рабочем колесе осевого вентилятора пружина 8 поджимает бурт 6 хвостовика 5 лопатки 4 к стопорному кольцу 7 и не дает лопатке 4 опуститься вниз под действием ее веса. При вращении рабочего колеса осевого вентилятора на лопатку 4 действует нормальная сила инерции (центробежная), направленная вдоль оси лопатки 4. Эта сила через хвостовик 5, бурт 6 и стопорное кольцо 7 передается на стакан 10, который неподвижно соединен с дисками 3. Поэтому силу инерции лопатки 4 воспринимают диски 3, а втулка 2 рабочего колеса осевого вентилятора этой силой не нагружена.The device operates as follows. When the impeller of the axial fan does not rotate, the spring 8 compresses the shoulder 6 of the shank 5 of the blade 4 to the retaining ring 7 and prevents the blade 4 from dropping down due to its weight. When the rotor of the axial fan rotates, the blade 4 is affected by the normal inertia force (centrifugal) directed along the axis of the blade 4. This force is transmitted through the shank 5, shoulder 6 and retaining ring 7 to the cup 10, which is fixedly connected to the disks 3. Therefore, the inertia force the blades 4 perceive the disks 3, and the hub 2 of the axial fan impeller is not loaded with this force.

Claims

An impeller of an axial fan containing a hub, a hub, disks that connect the hub to the hub, blades with shanks and attachment points for the blades to the hub, while the blade shank has a shoulder and its attachment node has a retaining ring to which the shoulder of the blade shank is pressed, characterized in that the disks have grooves, and the blade mounting unit is provided with a glass having an annular groove inside, while the glass is fixedly mounted in the grooves of the disks, and the retaining ring in the specified glass groove.