RU2596569C1

RU2596569C1 - Blast wheel

Info

Publication number: RU2596569C1
Application number: RU2015116623/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Метёлкин
Original assignee: Виктор Иванович Метёлкин
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: turbines.

SUBSTANCE: invention relates to blast wheels. Blast wheel comprises a housing, inner lining, flange with hub, impeller wheel with blades, impeller, guide sleeve and feed pipe. Impeller wheel consists of three discs, connected to each other by means of pins. First and second discs together are fixed on flange of hub and third disc is fixed on shoulders of pins at a distance equal to width of blade. Second and third discs are equipped with radial cuts on number of blades, not reaching edges of discs and having width equal to thickness of blade. Blades are equipped with shoulders, fixing in recesses of discs, and grooves on side of turbine axis with embedded spring rings arranged in said grooves.

EFFECT: simplified design of turbine and broader functional capabilities.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для абразивоструйной обработки, а именно к дробеметным машинам для очистки металлических деталей потоком дроби, создаваемым за счет центробежного ускорения от вращающейся турбины.The invention relates to devices for abrasive blasting, and in particular to shot blasting machines for cleaning metal parts with a shot stream created by centrifugal acceleration from a rotating turbine.

Известен дробеметный аппарат центробежного типа, содержащий корпус с выпускным отверстием, внутри которого установлен ротор с радиально расположенными лопастями, устройство для подвода дроби во внутреннюю полость ротора и привод. При этом центральная и периферийная части корпуса соединены между собой с помощью воздухопроводящей камеры (см., например, авт. св. СССР №709349). Недостатком данного устройства является низкое качество обрабатываемой поверхности в результате ярко выраженного неравномерного распределения плотности дроби в поперечном сечении факела при насечке, а именно - максимальной плотности дроби в центральной части обрабатываемой поверхности детали и минимальной - на периферии.A centrifugal-type shot blasting apparatus is known, comprising a housing with an outlet, inside of which a rotor with radially arranged blades is mounted, a device for feeding shot into the inner cavity of the rotor and a drive. At the same time, the central and peripheral parts of the housing are interconnected by means of an air-conducting chamber (see, for example, ed. St. USSR No. 709349). The disadvantage of this device is the low quality of the processed surface as a result of a pronounced uneven distribution of the density of the fraction in the cross section of the torch at the notch, namely, the maximum density of the fraction in the central part of the processed surface of the part and the minimum on the periphery.

Известна также дробеметная турбина (см., например, http://www.cst-prom.ru/glossariy.html), предлагаемая компанией «Центр Современных Технологий», состоящая из корпуса, внутренней футеровки, фланца со ступицей, рабочего колеса с метательными лопатками, импеллера, направляющей втулки и питательного патрубка. Рабочее колесо через ступицу установлено на валу привода. При работе дробь из резервуара с дозатором поступает самотеком через питательный патрубок в импеллер рабочего колеса. В импеллере дробь разгоняется и через окно направляющей втулки направляется на метательные лопатки рабочего колеса. Метательные лопатки разгоняют дробь до рабочей скорости и она вылетает из турбины через проем в основании турбины. Для защиты корпуса турбины от износа внутри корпуса установлена футеровка. Внутренняя футеровка, рабочее колесо и лопатки изготавливают из износостойкого материала, например из стали с высоким содержанием марганца. При этом такие детали изготавливаются, как правило, методом литья, а их последующая обработка очень трудоемка и требует использования специальных оборудования и инструмента.Also known is a shot blasting turbine (see, for example, http://www.cst-prom.ru/glossariy.html) offered by the Center for Modern Technologies company, consisting of a body, an inner lining, a flange with a hub, an impeller with throwing blades, impeller, guide bush and feed pipe. The impeller through the hub is mounted on the drive shaft. During operation, shot from the reservoir with the dispenser flows by gravity through the feed pipe into the impeller impeller. In the impeller, the shot is accelerated and sent through the window of the guide sleeve to the throwing blades of the impeller. Throwing blades accelerate the shot to operating speed and it flies out of the turbine through an opening in the base of the turbine. To protect the turbine housing from wear, a lining is installed inside the housing. The inner lining, impeller and vanes are made of wear-resistant material, for example, steel with a high manganese content. Moreover, such parts are made, as a rule, by casting, and their subsequent processing is very laborious and requires the use of special equipment and tools.

Известна также дробеметная турбина (см., например, патент Испании №2527900, МПК В24С 5/06), в которой применяются литые лопатки, установленные в клиновых пазах рабочего колеса, и футеровка из литых частей плит. Литые лопатки при этом должны быть обработаны с высокой точностью, чтобы соответствовать форме паза и занимать правильное положение в нем, иначе рабочее колесо будет иметь значительный дисбаланс, что приводит к выходу из строя и поломке турбины. Для исключения этого лопатки приходится подбирать в комплекты по массе и подгонять их по геометрическим размерам. Имеющиеся соединения внутренней футеровки образуют на их стыках зоны торможения части дроби, что также вызывает ускоренный износ рабочего колеса и лопаток.Also known is a shot blasting turbine (see, for example, Spanish patent No. 2527900, IPC В24С 5/06), in which cast vanes installed in the wedge grooves of the impeller and a lining of cast parts of plates are used. In this case, cast blades must be machined with high accuracy to match the shape of the groove and occupy the correct position in it, otherwise the impeller will have a significant imbalance, which leads to failure and breakdown of the turbine. To exclude this, the blades have to be selected into sets by weight and customized in geometric dimensions. The existing joints of the inner lining form fractions of the fraction at the joints of the braking zones, which also causes accelerated wear of the impeller and blades.

В качестве прототипа можно выбрать известную дробеметную турбину фирмы Umit Dokum, Турция (см., например, сайт www.umitdokum.com.tr), в которой литые лопатки фиксируются в рабочем колесе с помощью замков, расположенных со стороны нерабочей поверхности лопатки, а внутренняя футеровка выполнена в форме улитки, плавно расширяющейся в сторону выброса дроби. Однако внутренняя футеровка выполнена литой и требует трудоемкой подгонки после изготовления. Кроме того, наличие замка на одной из сторон лопатки делает невозможным реверс направления вращения рабочего колеса, что снижает технологические возможности турбины.As a prototype, you can choose the famous shot blasting turbine manufactured by Umit Dokum, Turkey (see, for example, the website www.umitdokum.com.tr), in which cast vanes are fixed in the impeller using locks located on the side of the idle surface of the blade, and the inner the lining is made in the form of a cochlea, expanding smoothly towards the ejection fraction. However, the inner lining is cast and requires laborious fitting after manufacture. In addition, the presence of a lock on one side of the blade makes it impossible to reverse the direction of rotation of the impeller, which reduces the technological capabilities of the turbine.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции турбины при расширении ее технологических возможностей и снижение затрат на ее эксплуатацию за счет упрощения технического обслуживания и стоимости расходных частей.The task of the invention is to simplify the design of the turbine while expanding its technological capabilities and reducing the cost of its operation by simplifying maintenance and the cost of consumables.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в появлении возможности изготовления в турбине рабочего колеса и его футеровки из набора листов, изготовленных из износостойкой стали, что позволяет избежать трудоемкого процесса изготовления рабочего колеса и защитной футеровки методом литья с последующей точной обработкой, а также при необходимости заменять их изношенные части.The technical result of the claimed invention consists in the possibility of manufacturing an impeller in the turbine and its lining from a set of sheets made of wear-resistant steel, which avoids the time-consuming process of manufacturing the impeller and protective lining by casting followed by precise machining, and also replace them if necessary parts.

Указанный технический результат достигается тем, что в дробеметной турбине, содержащей корпус, внутреннюю футеровку, фланец со ступицей, рабочее колесо с лопатками, импеллер, направляющую втулку и питательный патрубок, рабочее колесо выполнено сборным и состоящим из трех дисков, соединенных друг с другом посредством пальцев, при этом первый и второй диски совместно закреплены на фланце ступицы, а третий диск закреплен на заплечиках пальцев на расстоянии, равном ширине лопатки, кроме того, второй и третий диски снабжены радиальными вырезами по числу лопаток, не доходящими до краев дисков и имеющими ширину, равную толщине лопатки, и при этом сами лопатки снабжены заплечиками, фиксирующими их в вырезах дисков, и канавками со стороны оси турбины с закладными пружинными кольцами, размещенными в этих канавках. Кроме того, в дробеметной турбине внутренняя футеровка выполнена в виде двух симметричных наборов соединяемых пластин из износостойкой стали, причем крайние пластины каждого набора имеют внутренний контур, эквидистантный контуру дисков рабочего колеса, а внутренние пластины каждого набора имеют внутренний контур, образованный дугой, эксцентричной контуру дисков рабочего колеса на участке от 70° до 75° от оси симметрии корпуса и прямой, касательной к этой дуге на остальном участке.The specified technical result is achieved by the fact that in a shot blasting turbine containing a housing, an inner lining, a flange with a hub, an impeller with blades, an impeller, a guide sleeve and a feed pipe, the impeller is prefabricated and consists of three disks connected to each other by fingers while the first and second discs are jointly mounted on the flange of the hub, and the third disc is mounted on the shoulders of the fingers at a distance equal to the width of the blade, in addition, the second and third discs are equipped with radial cutouts by the number of blades that do not reach the edges of the disks and having a width equal to the thickness of the blade, and the blades themselves are equipped with shoulders that fix them in the cutouts of the disks, and grooves on the side of the turbine axis with embedded spring rings placed in these grooves. In addition, in the shot blasting turbine, the inner lining is made in the form of two symmetrical sets of joined plates made of wear-resistant steel, the extreme plates of each set having an internal contour, an equidistant contour of the impeller disks, and the internal plates of each set have an internal contour formed by an arc, an eccentric contour of the disks the impeller in a section from 70 ° to 75 ° from the axis of symmetry of the housing and a straight line tangent to this arc in the rest of the section.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид дробеметной турбины (разрез по продольной оси турбины), на фиг. 2 - рабочее колесо турбины, на фиг. 3 - лопатка, на фиг. 4 - крайняя пластина набора футеровки, на фиг. 5 - внутренняя пластина набора футеровки, на фиг. 6 - схема сборки набора футеровки.The claimed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a shot blasting turbine (section along the longitudinal axis of the turbine), FIG. 2 - turbine impeller, in FIG. 3 - blade, in FIG. 4 is an extreme plate of the lining set; FIG. 5 is an inner plate of a lining set; FIG. 6 is an assembly diagram of a lining kit.

Дробеметная турбина состоит из корпуса 1, футеровки 2, фланца 3 со ступицей, на котором закреплены рабочее колесо 4 и импеллер 5. Направляющая втулка 6 закреплена в передней стенке корпуса 1, питательный патрубок 7 установлен на входе в направляющую втулку 6. Рабочее колесо 4 собрано из трех дисков 8, 9, 10, соединенных пальцами 11. Два диска 9 и 10 имеют радиальные вырезы для размещения лопаток 12, которые зафиксированы пружинными кольцами 13. Лопатки 12 имеют толщину, равную ширине радиальных вырезов дисков 9 и 10, и заплечики 14, которыми они опираются на диски 9 и 10. Для размещения пружинных колец 13 в лопатках выполнены вырезы 15.The shot blast turbine consists of a housing 1, a lining 2, a flange 3 with a hub, on which the impeller 4 and impeller 5 are fixed. The guide sleeve 6 is fixed in the front wall of the housing 1, the feed pipe 7 is installed at the entrance to the guide sleeve 6. The impeller 4 is assembled of three disks 8, 9, 10 connected by fingers 11. Two disks 9 and 10 have radial cutouts for accommodating blades 12, which are fixed by spring rings 13. The blades 12 have a thickness equal to the width of the radial cutouts of the disks 9 and 10, and the shoulders 14, with which they rely on di ski 9 and 10. To accommodate the spring rings 13 in the blades made cutouts 15.

Крайние пластины 16 набора футеровки имеют внутренний контур, образованный дугой 17 и прямой линией 18. Дуга 17 имеет центр, совпадающий с осью всех дисков 8, 9, 10 рабочего колеса 4, но отстоит от него на расстояние, достаточное для предотвращения заклинивания колеса 4 из-за попадания дроби. Прямая 18 параллельна продольной плоскости симметрии турбины.The end plates 16 of the lining set have an inner contour formed by an arc 17 and a straight line 18. The arc 17 has a center that coincides with the axis of all disks 8, 9, 10 of the impeller 4, but is separated from it by a distance sufficient to prevent jamming of the wheel 4 from due to the fraction. Line 18 is parallel to the longitudinal plane of symmetry of the turbine.

Внутренние пластины 19 набора футеровки имеют внутренний контур, состоящий из двух линий: дуги 20 в пределах сектора Δ°, центр которой смещен на величину «е» относительно оси вращения турбины, и прямой линии 21, расположенной под углом (180-Δ)° к плоскости симметрии турбины, т.е. по касательной к дуге 20 в точке ее окончания. Таким образом, набор из крайних пластин 16 и нескольких внутренних пластин 19 образует вокруг рабочего колеса 4 улиткообразный канал, плавно увеличивающейся глубины.The inner plates 19 of the lining set have an internal circuit consisting of two lines: an arc 20 within the sector Δ °, the center of which is offset by an amount "e" relative to the axis of rotation of the turbine, and a straight line 21 located at an angle of (180-Δ) ° to turbine symmetry plane, i.e. along the tangent to the arc 20 at the point of its end. Thus, a set of end plates 16 and several inner plates 19 forms a cochlear channel around the impeller 4, gradually increasing in depth.

Дробеметная турбина работает следующим образом. Дробь из дозирующего устройства через патрубок 7 попадает во вращающийся импеллер 5, который выбрасывает ее через окно направляющей втулки 6 на лопатки 12 рабочего колеса 4. Лопатки 12 разгоняют дробь и выбрасывают ее из турбины через проем футеровки 2. Направление вращения рабочего колеса 4 может быть любым. Положение направляющей втулки 6 зависит от направления вращения рабочего колеса 4 и от его скорости.Shot blast turbine operates as follows. The shot from the metering device through the nozzle 7 enters a rotating impeller 5, which throws it through the window of the guide sleeve 6 onto the blades 12 of the impeller 4. The blades 12 accelerate the shot and eject it from the turbine through the lining of the liner 2. The direction of rotation of the impeller 4 can be any . The position of the guide sleeve 6 depends on the direction of rotation of the impeller 4 and its speed.

Смену лопаток 12 при техническом обслуживании турбины осуществляют в следующем порядке. Демонтируют патрубок 7 и направляющую втулку 6. Отвинчивают центральный болт ступицы 3 и снимают импеллер 5. Удаляют пружинные кольца 13 и ударами киянки выбивают лопатки 12 в направлении к оси турбины. Затем продувают все детали от продуктов износа, устанавливают новые лопатки 12 и фиксируют их пружинными кольцами 13. Далее сборку ведут в порядке, обратном разборке.The change of blades 12 during maintenance of the turbine is carried out in the following order. Dismantle the nozzle 7 and the guide sleeve 6. Unscrew the central bolt of the hub 3 and remove the impeller 5. Remove the spring rings 13 and beat the blades 12 to knock the blades 12 in the direction of the turbine axis. Then all parts are blown away from wear products, new blades 12 are installed and fixed with spring rings 13. Next, assembly is carried out in the reverse order of disassembly.

Смену футеровки 2 при ее износе производят путем разборки и замены изношенных пластин 16 и 19. Для этого снимают патрубок 7 и направляющую втулку 6. Откручивают гайки болтов, стягивающих пакет пластин 16 и 19 футеровки 2, снимают с болтов изношенные пластины 16 и 19 и одевают новые или переставляют пластины 16 и 19 местами для равномерного износа. Стягивают пакет пластин 16 и 19 болтами и устанавливают втулку 6 и патрубок 7.The lining 2 is changed during its wear by disassembling and replacing the worn plates 16 and 19. To do this, remove the pipe 7 and the guide sleeve 6. Unscrew the nuts of the bolts tightening the package of plates 16 and 19 of the lining 2, remove the worn plates 16 and 19 from the bolts and put on new or rearrange plates 16 and 19 places for uniform wear. They tighten the package of plates 16 and 19 with bolts and install the sleeve 6 and the pipe 7.

Заявленная конструкция позволяет отказаться от литья и последующей дорогостоящей механической обработки. Появляется возможность использования лазерной резки, широко освоенной промышленностью и обладающей высокой точностью. Кроме того, внутренняя футеровка может быть использована повторно после замены части пластин.The claimed design allows you to abandon casting and subsequent expensive machining. There is the possibility of using laser cutting, widely mastered by the industry and with high accuracy. In addition, the inner lining can be reused after replacing part of the plates.

Claims

1. Shot blasting turbine comprising a housing, an inner lining, a flange with a hub, an impeller with blades, an impeller, a guide sleeve and a feed pipe, characterized in that the impeller is prefabricated and consists of three disks connected to each other by fingers, with the first and second discs are jointly mounted on the hub flange, and the third disc is mounted on the shoulders of the fingers at a distance equal to the width of the blades, while the second and third discs are provided with radial cuts in the number of blades not reaching edges of disks and having a width equal to the thickness of the blade, and blades themselves are provided with shoulders, retaining them in the recesses discs and grooves from the axis of the turbine with embedded spring rings arranged in these grooves.

2. Shot blasting turbine according to claim 1, characterized in that its inner lining is made in the form of two symmetrical sets of joined plates made of wear-resistant steel, the extreme plates of each set having an inner contour, an equidistant contour of the impeller disks, and the inner plates of each set have an inner a contour formed by an arc, an eccentric contour of the impeller disks in a section from 70 ° to 75 ° from the axis of symmetry of the casing and a straight line tangent to this arc in the rest of the section.