RU2697001C1 - Connecting element for connection of blade to hub of industrial axial fan and blade device containing said connecting element - Google Patents

Connecting element for connection of blade to hub of industrial axial fan and blade device containing said connecting element Download PDF

Info

Publication number
RU2697001C1
RU2697001C1 RU2018111934A RU2018111934A RU2697001C1 RU 2697001 C1 RU2697001 C1 RU 2697001C1 RU 2018111934 A RU2018111934 A RU 2018111934A RU 2018111934 A RU2018111934 A RU 2018111934A RU 2697001 C1 RU2697001 C1 RU 2697001C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
connecting element
blade
axial fan
hub
fan according
Prior art date
Application number
RU2018111934A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роберто Эдуардо МОСЕВИЧ
Original Assignee
Р.Е.М. Холдинг С.Р.Л.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Р.Е.М. Холдинг С.Р.Л. filed Critical Р.Е.М. Холдинг С.Р.Л.
Application granted granted Critical
Publication of RU2697001C1 publication Critical patent/RU2697001C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/002Axial flow fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/34Blade mountings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/668Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/646Mounting or removal of fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05B2230/24Manufacture essentially without removing material by extrusion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/70Shape
    • F05B2250/71Shape curved
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/10Purpose of the control system
    • F05B2270/109Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05B2270/1095Purpose of the control system to prolong engine life by limiting mechanical stresses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/10Inorganic materials, e.g. metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/40Organic materials
    • F05B2280/4003Synthetic polymers, e.g. plastics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/60Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05B2280/6003Composites; e.g. fibre-reinforced
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/24Manufacture essentially without removing material by extrusion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/70Shape
    • F05D2250/71Shape curved
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/11Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05D2270/114Purpose of the control system to prolong engine life by limiting mechanical stresses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10Metals, alloys or intermetallic compounds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/40Organic materials
    • F05D2300/43Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603Composites; e.g. fibre-reinforced

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: present invention relates to connecting element for connection of blade or airfoil to industrial axial fan hub, and also relates to a vane device comprising said connecting element, and to an industrial axial fan comprising such a vane device. According to this invention, connecting element (1) for connection of blade (10) to hub (20) of industrial axial fan is made in form of a single L-shaped element comprising first part (1a), having a substantially rectilinear configuration, and second part (1b), having a substantially rectilinear configuration, wherein first part (1a) and second part (1b) are connected by binding part (1c), having a radius of curvature, and lie in substantially perpendicular planes.
EFFECT: connecting element according to this invention provides a number of advantages relative to the prior art, one of which is that this element has a very simple shape and is very easy to manufacture, which makes it preferable from an economic point of view.
9 cl, 16 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Данное изобретение относится к соединительному элементу, предназначенному для присоединения лопасти или аэродинамического профиля к ступице промышленного осевого вентилятора, а также относится к лопастному устройству, содержащему указанный соединительный элемент, и к промышленному осевому вентилятору, содержащему такое лопастное устройство.This invention relates to a connecting element for attaching a blade or aerodynamic profile to the hub of an industrial axial fan, and also relates to a blade device containing the specified connecting element, and to an industrial axial fan containing such a blade device.

Осевые вентиляторы промышленного назначения, как правило, содержат ступицу и аэродинамические профили.Axial fans for industrial use, as a rule, contain a hub and aerodynamic profiles.

Лопасть обычно имеет две части, а именно аэродинамический профиль, выполняющий функцию перемещения воздуха, и соединительный элемент или крепление, служащий (служащее) для обеспечения связи аэродинамического профиля со ступицей.The blade usually has two parts, namely the aerodynamic profile, which performs the function of moving air, and the connecting element or mount serving (serving) to ensure communication of the aerodynamic profile with the hub.

Предметом данного изобретения является соединительный элемент, обеспечивающий присоединение аэродинамического профиля к ступице, и лопастное устройство, содержащее лопасть, ступицу и соединительный элемент согласно данному изобретению.The subject of this invention is a connecting element for attaching an aerodynamic profile to a hub and a blade device comprising a blade, a hub and a connecting element according to this invention.

Еще одним предметом данного изобретения является промышленный осевой вентилятор, содержащий такое лопастное устройство.Another subject of this invention is an industrial axial fan comprising such a blade device.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В области осевых вентиляторов известны различные технические решения для присоединения аэродинамического профиля к ступице вентилятора.In the field of axial fans, various technical solutions are known for connecting an aerodynamic profile to a fan hub.

Для краткого обсуждения уровня техники важно напомнить о статических и динамических силах, действующих на лопасти промышленного осевого вентилятора в процессе его работы, в частности, о том, что касается влияния центробежных сил.For a brief discussion of the prior art, it is important to recall the static and dynamic forces acting on the blades of an industrial axial fan during its operation, in particular, regarding the influence of centrifugal forces.

Затем будет приведено описание различных решений, которые по существу известны в данной области техники и целью которых является уменьшение стационарных и, в конечном итоге, нестационарных нагрузок на элемент, соединяющий аэродинамический профиль со ступицей осевого вентилятора.Next, a description will be given of various solutions that are essentially known in the art and the purpose of which is to reduce the stationary and, ultimately, unsteady loads on the element connecting the aerodynamic profile with the hub of the axial fan.

Силы, действующие на лопасти осевого вентилятора в процессе его работы, могут быть разделены на стационарные силы А) и нестационарные силы В).The forces acting on the axial fan blades during its operation can be divided into stationary forces A) and unsteady forces B).

А) К стационарным силам, отмеченным на прилагаемой фиг. 4а, относятся следующие:A) To the stationary forces noted in the attached FIG. 4a include the following:

- аэродинамические или подъемные силы (L),- aerodynamic or lifting forces (L),

- сила (D) лобового сопротивления,- force (D) of drag,

- центробежная сила (С) и- centrifugal force (C) and

- вес (W) лопасти.- weight (W) of the blade.

Если ось лопасти наклонена под углом а к стороне всасывания воздуха относительно идеальной плоскости вращения, центробежная сила создает изгибающий момент в осевой плоскости, направление которого противоположно направлению момента, созданного подъемной силой и весом, как показано на фиг. 4b.If the axis of the blade is inclined at an angle a to the suction side of the air relative to the ideal plane of rotation, the centrifugal force creates a bending moment in the axial plane, the direction of which is opposite to the direction of the moment created by the lifting force and weight, as shown in FIG. 4b.

Следовательно, результирующий изгибающий момент в стационарном режиме, передаваемый к ступице, уменьшается согласно следующей формуле:Therefore, the resulting bending moment in stationary mode transmitted to the hub is reduced according to the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где:Where:

Oxy - система координат, в которой начало координат находится в закрепленной части опорного элемента для лопасти, при этом ось x проходит в радиальном направлении, а ось у параллельна оси вращения,Oxy - a coordinate system in which the origin is in the fixed part of the supporting element for the blade, while the x axis passes in the radial direction, and the y axis is parallel to the rotation axis,

М - результирующий изгибающий момент в стационарном режиме,M - the resulting bending moment in stationary mode,

Хса - радиальное положение центра аэродинамической силы,X sa - the radial position of the center of aerodynamic force,

Xcg - радиальное положение центра тяжести,X cg is the radial position of the center of gravity,

Ycg - вертикальное положение центра тяжести.Y cg is the vertical position of the center of gravity.

В) Нестационарные силы представляют собой силы, образованные в результате:C) Non-stationary forces are forces formed as a result of:

Figure 00000002
взаимодействия между аэродинамическим полем, созданным вокруг лопасти, и конструкцией, поддерживающей вентилятор или корпус, в котором он находится, причем данные силы пропорциональны аэродинамическим силам в стационарном режиме,
Figure 00000002
the interaction between the aerodynamic field created around the blade and the structure supporting the fan or the housing in which it is located, and these forces are proportional to the aerodynamic forces in stationary mode,

Figure 00000003
работы в критических условиях, таких как резонанс лопасти или резонанс конструкции, при этом амплитуда данных сил зависит от пассивных и активных демпфирующих свойств лопасти,
Figure 00000003
work in critical conditions, such as blade resonance or structure resonance, while the amplitude of these forces depends on the passive and active damping properties of the blade,

Figure 00000004
взаимодействия с окружающей средой, например с потоком ветра или с другим оборудованием,
Figure 00000004
environmental interactions, such as wind flow or other equipment,

Figure 00000005
вихревых следов, созданных профилем лопасти, так что данные силы являются самоиндуцированными.
Figure 00000005
vortex traces created by the profile of the blade, so that these forces are self-induced.

Амплитуда указанных сил повторяется циклическим образом, и по этой причине их также часто называют периодическими силами.The amplitude of the indicated forces is repeated in a cyclical manner, and for this reason they are also often called periodic forces.

Указанные силы порождают явление усталости и поэтому представляют повышенную опасность с точки зрения ресурса лопасти по сравнению со стационарными силами. Кроме того, данные силы являются причиной вибрации конструкции, поддерживающей вентилятор.The indicated forces give rise to the phenomenon of fatigue and therefore pose an increased danger in terms of the resource of the blade compared to stationary forces. In addition, these forces cause vibration to the structure supporting the fan.

В настоящее время для уменьшения вышеописанных сил применяются различные решения, касающиеся прикрепления лопасти и обеспечивающие усовершенствование конструкции готового изделия с уменьшением действующих на него нагрузок и снижением его стоимости.Currently, to reduce the above forces, various solutions are applied regarding the attachment of the blade and providing improvement of the finished product design with a reduction in the loads acting on it and a decrease in its cost.

Кроме того, целью данного изобретения является создание нового крепления для лопастей промышленных осевых вентиляторов, способного уменьшить влияние как стационарных, так и нестационарных нагрузок, и снизить стоимость указанного крепления.In addition, the purpose of this invention is the creation of a new mount for the blades of industrial axial fans, capable of reducing the influence of both stationary and non-stationary loads, and reduce the cost of this mount.

На прилагаемых фиг. 2а, 2b, 2с, 2d и 2е изображены соединительные элементы, по существу известные в области промышленных осевых вентиляторов и применяемые на рынке для уменьшения стационарных и/или нестационарных нагрузок, созданных силами, действующими на лопасти в процессе эксплуатации, и ниже приведено краткое описание этих элементов.In the attached FIG. Figures 2a, 2b, 2c, 2d and 2e show the connecting elements, which are essentially known in the field of industrial axial fans and are used on the market to reduce stationary and / or unsteady loads created by forces acting on the blades during operation, and a brief description of these elements.

Первый соединительный элемент содержит жесткое соединение, изображенное на фиг. 2а и 2b: в данном случае используется жесткая соединительная часть или элемент, жесткость которого (которой) в радиальном направлении превышает жесткость профиля.The first connecting element comprises a rigid connection as shown in FIG. 2a and 2b: in this case, a rigid connecting part or element is used whose stiffness (of which) in the radial direction exceeds the stiffness of the profile.

Опора соединительного элемента на ступицу выполнена так, что ось аэродинамического профиля наклонена в вертикальной плоскости и имеет фиксированный угол а относительно идеальной плоскости вращения. Данная конфигурация, в которой центробежная сила направлена противоположно подъемной силе, обеспечивает возможность уменьшения стационарных нагрузок согласно вышеприведенной формуле (1), но не оказывает влияния на нестационарные нагрузки.The support of the connecting element on the hub is made so that the axis of the aerodynamic profile is inclined in the vertical plane and has a fixed angle a relative to the ideal plane of rotation. This configuration, in which the centrifugal force is directed opposite to the lifting force, provides the possibility of reducing stationary loads according to the above formula (1), but does not affect unsteady loads.

Другой соединительный элемент, известный в данной области техники, представляет собой шарнирное соединение, изображенное на фиг. 2с: шарнир, имеющий горизонтальную ось, действует как соединение между профилем и ступицей. В данном случае профиль может свободно поворачиваться перпендикулярно плоскости вращения вентилятора, таким образом, когда вентилятор находится в рабочем режиме, он стремится удерживать положение, в котором сила тяги уравновешена центробежной силой со сведением к минимуму стационарных нагрузок.Another connector known in the art is the swivel shown in FIG. 2c: a hinge having a horizontal axis acts as a connection between the profile and the hub. In this case, the profile can freely rotate perpendicular to the plane of rotation of the fan, so when the fan is in operating mode, it tends to hold a position in which the traction force is balanced by centrifugal force, minimizing stationary loads.

Еще один соединительный элемент, известный в данной области техники, представляет собой гибкое соединение, содержащее только один элемент, как показано на фиг. 2d, при этом один элемент, соединяющий профиль со ступицей, имеет такую высокую гибкость, что может изгибаться в вертикальной плоскости, не подвергаясь перенапряжению, что обеспечивает уменьшение как стационарных, так и нестационарных нагрузок.Another connecting element known in the art is a flexible connection containing only one element, as shown in FIG. 2d, while one element connecting the profile to the hub has such high flexibility that it can bend in the vertical plane without being subjected to overvoltage, which ensures a decrease in both stationary and non-stationary loads.

Как и в предыдущем примере, следующий соединительный элемент представляет собой гибкое соединение, содержащее два наложенных друг на друга элемента, как показано на фиг. 2е, при этом два элемента, соединяющие профиль со ступицей, взаимодействуя друг с другом, изгибаются контролируемым образом в вертикальной плоскости, не испытывая перенапряжения. Стационарные и нестационарные нагрузки уменьшаются.As in the previous example, the next connecting element is a flexible connection containing two superimposed elements, as shown in FIG. 2e, while the two elements connecting the profile to the hub, interacting with each other, bend in a controlled manner in a vertical plane, without experiencing overvoltage. Stationary and non-stationary loads are reduced.

Еще одно соединительное устройство, известное в данной области техники, содержит соединительный элемент, изображенный на фиг. 2f Указанный соединительный элемент имеет переменную жесткость, соответствующее удлинение и дополнительный вес вблизи вершины лопасти, что вызывает вибрацию лопасти согласно второй моде колебаний с уменьшением тем самым как стационарных, так и нестационарных сил.Another connecting device known in the art comprises the connecting element shown in FIG. 2f The specified connecting element has variable stiffness, corresponding elongation and additional weight near the top of the blade, which causes the blade to vibrate according to the second mode of vibration, thereby reducing both stationary and non-stationary forces.

Следует подчеркнуть, что в процессе эксплуатации силы, действующие в стационарном режиме, стремятся деформировать лопасть так, чтобы она приобрела форму, соответствующую первой моде колебаний консольной балки.It should be emphasized that during operation, forces acting in a stationary mode tend to deform the blade so that it acquires a shape corresponding to the first mode of oscillation of the cantilever beam.

В то же время центробежная сила стремится противодействовать деформации лопасти. Таким образом, чем длиннее соединительный элемент лопасти, тем больше смещение центра тяжести и тем больше уменьшение результирующего изгибающего момента в стационарном состоянии.At the same time, the centrifugal force tends to counteract the deformation of the blade. Thus, the longer the connecting element of the blade, the greater the displacement of the center of gravity and the greater the decrease in the resulting bending moment in a stationary state.

Воздействие центробежной силы линейным образом зависит от смещения центра тяжести, которое также линейным образом зависит от длины крепления лопасти.The effect of centrifugal force in a linear manner depends on the displacement of the center of gravity, which also linearly depends on the length of the blade attachment.

Динамическая реакция лопасти на переменные нагрузки зависит от ее модальных характеристик.The dynamic response of the blade to variable loads depends on its modal characteristics.

Лопасть вентилятора можно схематически представить как консольную балку (крепление), закрепленную на одном конце и содержащую подвешенную жесткую массу (профиль) на свободном конце. Безотносительно обсуждения, если считать, что крепление имеет неизменное поперечное сечение, собственные частоты лопасти обратно пропорциональны квадрату длины крепления согласно следующему выражению:The fan blade can be schematically represented as a cantilever beam (mount), mounted on one end and containing a suspended rigid mass (profile) on the free end. Regardless of the discussion, if we assume that the mount has an unchanged cross section, the natural frequencies of the blade are inversely proportional to the square of the length of the mount according to the following expression:

Figure 00000006
Figure 00000006

где:Where:

ωi-i-я собственная частота,ω i -i-th natural frequency,

L - длина крепления,L is the length of the mount,

Е - модуль Юнга,E is Young's modulus,

J - момент инерции при изгибе,J is the moment of inertia during bending,

m = приведенная масса, приходящаяся на единицу длины.m = reduced mass per unit length.

Принимая во внимание одинаковую радиальную протяженность крепления, изобретение обеспечивает увеличение длины вследствие кривизны профиля по сравнению с известными устройствами, а это означает, что для идентичной лопасти вентилятора собственные частоты лопасти будут значительно ниже.Taking into account the same radial length of the fastening, the invention provides an increase in length due to the curvature of the profile compared to known devices, which means that for an identical fan blade, the natural frequencies of the blade will be significantly lower.

Если рассматривать лопасть осевого вентилятора как систему с взаимной зависимостью массы, затухания и жесткости, и предположить, что она аналогична системе с несколькими степенями свободы (MDoF системе), то при возбуждении в системе динамических колебаний под действием сил, являющихся функцией времени f(t), уравнение движения выглядит следующим образом:If we consider the axial fan blade as a system with an interdependence of mass, attenuation, and stiffness, and assume that it is similar to a system with several degrees of freedom (MDoF system), then when dynamic oscillations are excited in the system under the action of forces that are a function of time f (t) , the equation of motion is as follows:

Figure 00000007
Figure 00000007

где:Where:

М - матрица массы лопасти,M is the mass matrix of the blade,

С - матрица коэффициента затухания,C is the attenuation coefficient matrix,

К - матрица жесткости лопасти,K is the stiffness matrix of the blade,

x(t) - вектор реакции системы,x (t) is the reaction vector of the system,

f(t) - вектор силовой функции.f (t) is the vector of the force function.

Система связанных дифференциальных уравнений (3) может быть преобразована из геометрической системы координат в систему из N несвязанных дифференциальных уравнений в модальных координатах с помощью хорошо известного метода модального анализа:The system of coupled differential equations (3) can be transformed from a geometric coordinate system to a system of N unrelated differential equations in modal coordinates using the well-known modal analysis method:

Figure 00000008
Figure 00000008

где:Where:

mi - масса, соответствующая i-й моде,m i is the mass corresponding to the i-th mode,

ci - затухание, соответствующее i-й моде,c i - attenuation corresponding to the i-th mode,

ki - жесткость, соответствующая i-й моде,k i - stiffness corresponding to the i-th mode,

pi(t) - нагрузка, соответствующая i-u моде,p i (t) is the load corresponding to the iu mode,

qi(t) - координата, соответствующая i-й моде,q i (t) is the coordinate corresponding to the i-th mode,

i=1, 2, … N.i = 1, 2, ... N.

Уравнение (4) может быть переписано в терминах динамических переменных: ωi, которая представляет собой частоту системы, и δi, которая представляет собой коэффициент затухания моды, при этом указанные переменные определяются следующим образом:Equation (4) can be rewritten in terms of dynamic variables: ω i , which is the frequency of the system, and δ i , which is the mode attenuation coefficient, while these variables are determined as follows:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Формула Рэлея для коэффициента затухания моды является хорошим приближением нелинейного затухания, типичного для узла из нескольких элементов:The Rayleigh formula for the mode attenuation coefficient is a good approximation of the nonlinear attenuation typical of an assembly of several elements:

Figure 00000011
Figure 00000011

Подставляя уравнение (7) в уравнение (6), затухание моды можно переписать в терминах собственной частоты:Substituting equation (7) into equation (6), the mode attenuation can be rewritten in terms of the natural frequency:

Figure 00000012
Figure 00000012

где а0 и a1 представляют собой постоянные коэффициенты, зависящие от массы и параметров жесткости системы.where a 0 and a 1 are constant coefficients depending on the mass and stiffness parameters of the system.

Функция (8) показана на фиг. 10.Function (8) is shown in FIG. ten.

Реакция лопасти в системе геометрических координат может быть получена в результате суперпозиции сдвигов, соответствующих каждой отдельной моде.The reaction of the blade in the system of geometric coordinates can be obtained as a result of a superposition of the shifts corresponding to each individual mode.

Очевидно, что уменьшение вклада, вносимого сдвигом для каждой отдельной моды, приводит к уменьшению общей реакции лопасти и, следовательно, к уменьшению влияния нагрузки на лопасть.Obviously, a decrease in the contribution made by the shift for each individual mode leads to a decrease in the overall reaction of the blade and, therefore, to a decrease in the effect of the load on the blade.

Вклад отдельной моды строго зависит от двух основных модальных параметров, указанных выше: частоты и затухания моды. Как показано на фиг. 10, уменьшение частоты лопасти приводит к большему затуханию, что означает уменьшение реакции лопасти и, как указанно выше, нагрузок на лопасть.The contribution of an individual mode strictly depends on two main modal parameters indicated above: frequency and mode attenuation. As shown in FIG. 10, a decrease in the frequency of the blade results in more attenuation, which means a decrease in the response of the blade and, as indicated above, the loads on the blade.

Таким образом, в данной области техники существует необходимость создания соединительного элемента, который при одном и том же радиальном размере и под воздействием одинаковых нагрузок обеспечивает возможность получения большего сдвига и, следовательно, большего противодействующего эффекта по сравнению с известными лопастными узлами.Thus, in the art there is a need to create a connecting element, which at the same radial size and under the influence of the same loads provides the possibility of obtaining a greater shear and, therefore, a greater counteracting effect compared with the known blade units.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Целью данного изобретения, соответственно, является создание соединительного элемента для промышленных осевых вентиляторов, который может обеспечить вынужденное изменение модальных параметров лопасти, а именно частот и видов деформации, при воздействии на нее нестационарных нагрузок. В рамках указанной цели задачей данного изобретения является создание соединительного элемента, предназначенного для присоединения аэродинамического профиля к ступице осевого промышленного вентилятора и способного минимизировать влияние нестационарных нагрузок на лопастное устройство.The aim of this invention, respectively, is to create a connecting element for industrial axial fans, which can provide a forced change in the modal parameters of the blade, namely the frequencies and types of deformation, when exposed to unsteady loads. Within the framework of this goal, the object of the present invention is to provide a connecting element for attaching an aerodynamic profile to the hub of an axial industrial fan and able to minimize the effect of unsteady loads on the blade device.

Более конкретно, задачей данного изобретения также является создание соединительного элемента, который может обеспечить уменьшение реакции лопасти на переменные нагрузки в целом и на резонансный режим в частности.More specifically, an object of the present invention is also to provide a connecting element that can provide a reduction in the reaction of the blade to variable loads in general and to the resonance mode in particular.

Другой задачей данного изобретения является создание соединительного элемента, который обеспечивает возможность минимизации собственных частот устройства относительно известных устройств, при этом для первых мод соответствующее затухание выше по сравнению с известными решениями, а для мод более высокого порядка соответствующее затухание ниже.Another objective of the present invention is to provide a connecting element that makes it possible to minimize the eigenfrequencies of the device with respect to known devices, while for the first modes, the corresponding attenuation is higher compared to the known solutions, and for higher modes, the corresponding attenuation is lower.

Для достижения указанной цели, а также указанных и других задач, которые станут более понятны из нижеприведенного подробного описания предпочтительного варианта выполнения, являющегося исключительно иллюстративным и не ограничивающего данное изобретения, в изобретении предложен соединительный элемент, имеющий прямоугольное поперечное сечение и L-образное продольное сечение, причем короткая сторона буквы «L» соединена со ступицей, а ее длинная сторона - с профилем, при этом типичное соотношение между указанными двумя сторонами составляет 0,1.To achieve this goal, as well as these and other tasks that will become clearer from the following detailed description of a preferred embodiment, which is solely illustrative and not limiting of the invention, the invention proposes a connecting element having a rectangular cross section and an L-shaped longitudinal section, moreover, the short side of the letter “L” is connected to the hub, and its long side to the profile, with a typical ratio between the two sides indicated yaet 0.1.

Собственные частоты лопастного устройства, содержащего соединительный элемент согласно данному изобретению, ниже собственных частот известных устройств, при этом для первых мод соответствующее затухание выше, чем в известных решениях, а для мод более высокого порядка соответствующее затухание ниже. Вследствие распределения возбуждающих сил, только первые три моды вносят существенный вклад в реакцию лопасти, таким образом, реакция лопасти на циклические нагрузки сильно ослаблена. Кроме того, возбуждающие циклические нагрузки имеют пространственное (радиальное) распределение, амплитуда которого является функцией времени согласно следующей формуле:The natural frequencies of the blade device containing the connecting element according to this invention are lower than the natural frequencies of known devices, while for the first modes, the corresponding attenuation is higher than in known solutions, and for higher modes, the corresponding attenuation is lower. Due to the distribution of the exciting forces, only the first three modes make a significant contribution to the reaction of the blade, thus, the reaction of the blade to cyclic loads is greatly weakened. In addition, exciting cyclic loads have a spatial (radial) distribution, the amplitude of which is a function of time according to the following formula:

Figure 00000013
Figure 00000013

где:Where:

g(x) - функция только радиального положения,g (x) is a function of only the radial position,

h(t) - периодическая функция.h (t) is a periodic function.

Это означает, что по прошествии половины периода силовая функция имеет точно такую же амплитуду, но с противоположным знаком. Деформированная форма устройства имеет другую симметрию, поскольку закрепление не является симметричным, как лучше видно на фиг. 3а и 3b. Первым главным следствием данного конкретного вида деформации является тот факт, что реакция лопасти является более ослабленной. Вторым следствием является то, что собственная частота лопасти не является постоянной и, следовательно, фактически отсутствует резонансное состояние.This means that after half the period the power function has exactly the same amplitude, but with the opposite sign. The deformed shape of the device has a different symmetry, since the fastening is not symmetrical, as is best seen in FIG. 3a and 3b. The first main consequence of this particular type of deformation is the fact that the reaction of the blade is more weakened. The second consequence is that the natural frequency of the blade is not constant and, therefore, there is virtually no resonance state.

Таким образом, по сравнению с известным лопастным устройством, которое вследствие усиления реакции, как правило, не может работать в большом диапазоне скоростей, приближенных к критической, в лопастном устройстве согласно данному изобретению, которое содержит соединительный элемент согласно данному изобретению и также является частью данного изобретения, указанный диапазон скоростей существенно уменьшен, и во многих случаях ограничение по диапазону рабочих скоростей отсутствует.Thus, in comparison with the known blade device, which due to the intensification of the reaction, as a rule, cannot work in a wide range of speeds close to the critical, in the blade device according to this invention, which contains a connecting element according to this invention and is also part of this invention , the specified range of speeds is significantly reduced, and in many cases there is no restriction on the range of operating speeds.

В сравнении с уровнем техники соединительный элемент согласно данному изобретению обеспечивает возможность уменьшения реакции лопастного устройства на переменные нагрузки в целом и на резонансный режим в частности.Compared with the prior art, the connecting element according to this invention makes it possible to reduce the reaction of the blade device to variable loads in general and to the resonant mode in particular.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Дополнительные особенности и преимущества данного изобретения станут более понятны из нижеприведенного подробного описания предпочтительного варианта выполнения, являющегося исключительно иллюстративным, а не ограничивающим, и изображенного на прилагаемых чертежах, на которых:Additional features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of a preferred embodiment, which is purely illustrative and not limiting, and is shown in the accompanying drawings, in which:

фиг. 1a, 1b, 2а, 2b, 2с, 2d, 2е и 2f изображают различные примеры лопастных узлов осевых вентиляторов согласно уровню техники,FIG. 1a, 1b, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e and 2f depict various examples of blade units of axial fans according to the prior art,

фиг. 3а и 3b изображают два состояния деформации лопастного устройства, содержащего соединительный элемент согласно данному изобретению,FIG. 3a and 3b depict two deformation states of a blade device comprising a connecting member according to the invention,

фиг. 4а и 4b изображают силы, действующие на лопастное устройство, содержащее соединительный элемент согласно данному изобретению,FIG. 4a and 4b show forces acting on a blade device comprising a connecting member according to the invention,

фиг. 5 изображает вид сбоку лопасти, присоединенной к ступице с помощью соединительного элемента согласно данному изобретению,FIG. 5 is a side view of a blade attached to a hub by means of a connecting element according to this invention,

фиг. 6 изображает вид сверху соединительного элемента согласно одному варианту выполнения данного изобретения,FIG. 6 is a plan view of a connecting member according to one embodiment of the present invention,

фиг. 7 изображает вид в аксонометрии соединительного элемента, показанного на фиг. 6, после изгибания,FIG. 7 is a perspective view of the connecting member shown in FIG. 6, after bending,

фиг. 8 изображает соединительный элемент согласно второму варианту выполнения данного изобретения, полученный путем поперечной экструзии или пултрузии,FIG. 8 depicts a connecting member according to a second embodiment of the present invention obtained by transverse extrusion or pultrusion,

фиг. 9 изображает вид сбоку соединительного элемента, показанного на фиг. 8, на котором можно видеть переменное поперечное сечение, полученное путем экструзии или пултрузии, и увеличение толщины в самой критической области,FIG. 9 is a side view of the connecting member shown in FIG. 8, in which a variable cross section obtained by extrusion or pultrusion can be seen, and an increase in thickness in the critical region itself,

фиг. 10 изображает график затухания колебаний как функции собственной частоты лопастного устройства,FIG. 10 is a graph of vibration damping as a function of the natural frequency of a blade device,

фиг. 11а и 11b изображают различные возможные конфигурации соединительного элемента согласно данному изобретению, повернутого соответственно вверх и вниз,FIG. 11a and 11b depict various possible configurations of a connecting element according to this invention, rotated up and down, respectively

фиг. 12 иллюстрирует пример установки промышленного осевого вентилятора, содержащего лопастное устройство с соединительным элементом согласно данному изобретению,FIG. 12 illustrates an example installation of an industrial axial fan comprising a blade device with a connecting member according to the invention,

фиг. 13 изображает соединительный элемент согласно данному изобретению, присоединенный к ступице болтами,FIG. 13 shows a connecting element according to the invention, bolted to the hub,

фиг. 14 изображает соединительный элемент согласно третьему варианту выполнения данного изобретения, в котором угол между двумя частями соединительного элемента представляет собой угол конусности лопасти,FIG. 14 shows a connecting element according to a third embodiment of the present invention, in which the angle between the two parts of the connecting element is the taper angle of the blade,

фиг. 15 и 16 изображают соединительный элемент согласно третьему варианту выполнения данного изобретения, в котором угол конусности получают различными, но простыми способами.FIG. 15 and 16 depict a connecting element according to a third embodiment of the present invention, in which the taper angle is obtained in various but simple ways.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В соответствии с вышеперечисленными чертежами основной задачей данного изобретения является создание соединительного элемента для присоединения аэродинамического профиля к ступице промышленного осевого вентилятора.In accordance with the above drawings, the main objective of this invention is to provide a connecting element for attaching an aerodynamic profile to the hub of an industrial axial fan.

Как указано выше, данное изобретение относится к соединительному элементу 1, который состоит из очень простого элемента (см., например, фиг. 5-7), имеющего по существу прямоугольное поперечное сечение и L-образное продольное сечение, имеющее первую часть 1а, проходящую по существу прямолинейным образом, и вторую часть 1b, проходящую прямолинейным образом, при этом первая часть 1а и вторая часть 1b соединены связующей частью 1с, имеющей радиус кривизны, так, что указанные части 1а и 1b лежат в по существу перпендикулярных плоскостях.As indicated above, this invention relates to a connecting element 1, which consists of a very simple element (see, for example, Fig. 5-7) having a substantially rectangular cross section and an L-shaped longitudinal section having a first part 1a extending in a substantially rectilinear manner, and a second portion 1b extending in a rectilinear manner, wherein the first portion 1a and the second portion 1b are connected by a connecting portion 1c having a radius of curvature so that said portions 1a and 1b lie in substantially perpendicular planes.

Первая часть 1а L-образного профиля, которая является более короткой частью, предназначена для присоединения к ступице 20, тогда как вторая часть 1b, являющаяся более длинной частью, предназначена для присоединения к аэродинамическому профилю 10, при этом связующая часть 1с соединяет короткую часть 1а и длинную часть 1b.The first part 1a of the L-shaped profile, which is the shorter part, is intended to be attached to the hub 20, while the second part 1b, which is the longer part, is intended to be connected to the aerodynamic profile 10, while the connecting part 1c connects the short part 1a and the long part 1b.

Лопастное устройство 100, содержащее соединительный элемент 1 согласно данному изобретению, также является частью изобретения.A paddle device 100 comprising a connector 1 according to the invention is also part of the invention.

Лопастное устройство 100 для промышленных осевых вентиляторов отличается тем, что под воздействием нестационарных нагрузок лопасть вынужденно изменяет свои модальные характеристики, а именно частоты и виды деформации, как описано выше.The blade device 100 for industrial axial fans is characterized in that under the influence of unsteady loads the blade is forced to change its modal characteristics, namely the frequencies and types of deformation, as described above.

Авторами изобретения были проведены функциональные испытания для сравнения лопастного устройства 100, выполненного согласно данному изобретению и содержащего соединительный элемент 1 согласно изобретению, с устройствами, известными из уровня техники. Результаты подтвердили, что при использовании соединительного элемента 1 согласно данному изобретению собственные частоты устройства на 20% ниже по сравнению с уровнем техники, а коэффициенты затухания первых трех мод колебаний соответственно на 24%, 15% и 3% выше, чем те же коэффициенты для известного лопастного устройства, при этом только затухание четвертой моды на 4% ниже.The inventors carried out functional tests to compare the blade device 100, made according to this invention and containing the connecting element 1 according to the invention, with devices known from the prior art. The results confirmed that when using the connecting element 1 according to this invention, the eigenfrequencies of the device are 20% lower compared to the prior art, and the attenuation coefficients of the first three vibration modes are 24%, 15% and 3% respectively higher than the same coefficients for the known blade device, while only the attenuation of the fourth mode is 4% lower.

Для обычного режима нагрузки лопастного устройства относительный коэффициент участия первых четырех мод составляет соответственно 0,43, 0,24, 0,14 и 0,09. Таким образом, реакция лопасти устройства на данную систему нагрузок полностью определяется суперпозицией реакций указанных четырех мод.For the usual load mode of the blade device, the relative participation coefficient of the first four modes is 0.43, 0.24, 0.14, and 0.09, respectively. Thus, the reaction of the device blade to this load system is completely determined by the superposition of the reactions of these four modes.

Вследствие разностей в коэффициенте затухания максимальная реакция лопастного устройства 100 согласно данному изобретению, содержащего предложенный соединительный элемент 1, на 22% ниже по сравнению с реакцией лопастного устройства, известного из уровня техники. Учитывая, что нагрузки на лопасть пропорциональны ее реакции, изобретение обеспечивает существенное уменьшение нагрузок, действующих на лопасть.Due to differences in attenuation coefficient, the maximum reaction of the blade device 100 according to this invention containing the proposed connecting element 1 is 22% lower compared to the reaction of the blade device known in the art. Given that the loads on the blade are proportional to its reaction, the invention provides a significant reduction in the loads acting on the blade.

Кроме того, соединительный элемент 1 согласно данному изобретению имеет дополнительную, очень важную характеристику, а именно является несимметричным.In addition, the connecting element 1 according to this invention has an additional, very important characteristic, namely, it is asymmetrical.

Влияние указанных факторов на поведение устройства пояснено ниже со ссылкой на фиг. 3а и 3b.The influence of these factors on the behavior of the device is explained below with reference to FIG. 3a and 3b.

В процессе эксплуатации стационарные статические силы (вес W и подъемная сила L) стремятся деформировать лопасть 10 так, чтобы она приобрела форму, соответствующую первой моде колебаний консольной балки.During operation, stationary static forces (weight W and lifting force L) tend to deform the blade 10 so that it acquires a shape corresponding to the first vibration mode of the cantilever beam.

В то же время центробежная сила С стремится противодействовать деформации лопасти.At the same time, the centrifugal force C tends to counteract the deformation of the blade.

Воздействие центробежной силы С линейным образом зависит от смещения центра тяжести, которое также линейным образом зависит от длины крепления лопасти.The effect of centrifugal force C linearly depends on the displacement of the center of gravity, which also linearly depends on the length of the blade attachment.

Для одного и того же радиального размера и под воздействием одинаковых нагрузок лопастное устройство согласно данному изобретению, содержащее соединительный элемент, длина которого больше длины известных соединительных элементов, может обеспечить большее смещение лопасти и, следовательно, больший противодействующий эффект по сравнению с лопастью, известной из уровня техники.For the same radial size and under the same loads, the blade device according to this invention, containing a connecting element, the length of which is longer than the length of the known connecting elements, can provide a greater displacement of the blade and, therefore, a greater counteracting effect compared to a blade known from the level technicians.

Как ясно видно из фиг. 5-7, конструкция и профиль соединительного элемента 1 согласно данному изобретению являются очень простыми для изготовления. Соединительный элемент 1 может быть выполнен с сохранением его индивидуальных особенностей несколькими различными способами, что обеспечивает возможность достижения очень низких производственных расходов по сравнению с расходами на соединительные элементы, доступные на рынке в настоящее время.As clearly seen from FIG. 5-7, the structure and profile of the connecting element 1 according to this invention are very simple to manufacture. The connecting element 1 can be performed while maintaining its individual characteristics in several different ways, which makes it possible to achieve very low production costs compared to the costs of the connecting elements currently available on the market.

Другие преимущества, обеспечиваемые лопастным устройством согласно данному изобретению благодаря соединительному элементу согласно изобретению, заключаются в следующем:Other advantages provided by the paddle device according to this invention due to the connecting element according to the invention are as follows:

- соединительный элемент 1 может быть получен в результате простого процесса изготовления, включающего первый этап резки и второй этап сверления, начиная с заготовки листа из алюминия, стали или другого соответствующего материала и в соответствии с требуемой формой, и окончательный этап изгибания (см. фиг. 5-7),- the connecting element 1 can be obtained as a result of a simple manufacturing process, including the first cutting step and the second drilling step, starting from the blank of a sheet of aluminum, steel or other appropriate material and in accordance with the desired shape, and the final bending step (see Fig. 5-7)

- соединительный элемент 1 может быть получен в результате процесса изготовления, включающего первый этап резки и второй этап сверления, начиная с заготовки, полученной путем экструзии или пултрузии (ссылка сделана на фиг. 8 и 9), при этом следует понимать, что данная экструзия обеспечивает возможность простой реализации различных форм, которые могут обеспечить дополнительные важные преимущества: например, может быть обеспечена увеличенная толщина там, где предполагаются более высокие механические напряжения, т.е. в зоне соединения со ступицей (см. фиг. 9),- the connecting element 1 can be obtained as a result of the manufacturing process, including the first stage of cutting and the second stage of drilling, starting with the workpiece obtained by extrusion or pultrusion (reference is made to Fig. 8 and 9), it should be understood that this extrusion provides the possibility of simple implementation of various forms that can provide additional important advantages: for example, increased thickness can be provided where higher mechanical stresses are expected, i.e. in the zone of connection with the hub (see Fig. 9),

- соединительный элемент 1 может быть получен в результате процесса изготовления, включающего первый этап резки и второй этап сверления, начиная с элемента, полученного путем пултрузии или формования из пластмассового или стекловолокнистого материала,- the connecting element 1 can be obtained as a result of the manufacturing process, including the first cutting step and the second drilling step, starting from the element obtained by pultrusion or molding of plastic or fiberglass material,

- соединительный элемент 1 может быть получен в результате процесса изготовления, включающего первый этап резки и второй этап сверления, начиная с простого L-образного профиля.- the connecting element 1 can be obtained as a result of the manufacturing process, including the first cutting step and the second drilling step, starting with a simple L-shaped profile.

L-образный соединительный элемент согласно данному изобретению может быть в конечном счете объединен с известным устройством для усиления его полезных эффектов.The L-shaped connector according to this invention can ultimately be combined with a known device to enhance its beneficial effects.

Другое преимущество, обеспечиваемое соединительным элементом согласно данному изобретению, заключается в его асимметричной форме: благодаря L-образному несимметричному профилю элемент 1 может быть собран так, что связующая часть 1с повернута либо вверх, либо вниз (фиг. 5а и 5b), при этом несимметричная форма соединительного элемента обеспечивает возможность подъема или опускания плоскости вращения лопасти в соответствии с требованиями установки (см. фиг. 12).Another advantage provided by the connecting element according to this invention is its asymmetric shape: due to the L-shaped asymmetric profile, the element 1 can be assembled so that the connecting part 1c is turned either up or down (Figs. 5a and 5b), while it is asymmetric the shape of the connecting element makes it possible to raise or lower the plane of rotation of the blade in accordance with the requirements of the installation (see Fig. 12).

Разумеется, соединительный элемент может быть прикреплен к ступице 20 при помощи одного или нескольких болтов в зависимости от условий эксплуатации (см. фиг. 13).Of course, the connecting element can be attached to the hub 20 with one or more bolts depending on the operating conditions (see Fig. 13).

Claims (19)

1. Канальный промышленный осевой вентилятор, содержащий лопастные устройства (100), причем каждое лопастное устройство (100) содержит:1. Channel industrial axial fan containing a blade device (100), and each blade device (100) contains: - лопасть (10),- blade (10), - ступицу (20),- hub (20), - соединительный элемент (1) для присоединения лопасти (10) к ступице (20), выполненный в виде единого L-образного элемента, содержащего первую, более короткую часть (1а), имеющую по существу прямолинейную конфигурацию, и вторую, более длинную часть (1b), имеющую по существу прямолинейную конфигурацию, при этом указанные первая часть (1а) и вторая часть (1b) соединены связующей частью (1c), имеющей радиус кривизны, и лежат в по существу перпендикулярных плоскостях, и- a connecting element (1) for attaching the blade (10) to the hub (20), made in the form of a single L-shaped element containing the first, shorter part (1a) having a substantially rectilinear configuration, and the second, longer part ( 1b) having a substantially rectilinear configuration, wherein said first part (1a) and second part (1b) are connected by a connecting part (1c) having a radius of curvature and lie in substantially perpendicular planes, and при этом указанный соединительный элемент (1) прикреплен к ступице (20) с помощью одного или нескольких болтов.wherein said connecting element (1) is attached to the hub (20) with one or more bolts. 2. Осевой вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что указанная первая часть (1а) и указанная вторая часть (lb) лежат в плоскостях, наклоненных под углом, образующим конструктивный угол конусности лопасти непосредственно на соединительном элементе, а не на ступице.2. The axial fan according to claim 1, characterized in that said first part (1a) and said second part (lb) lie in planes inclined at an angle forming a constructive taper angle of the blade directly on the connecting element, and not on the hub. 3. Осевой вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что соединительный элемент (1) имеет четырехугольное поперечное сечение.3. Axial fan according to claim 1, characterized in that the connecting element (1) has a quadrangular cross section. 4. Осевой вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что соединительный элемент (1) имеет прямоугольное поперечное сечение.4. Axial fan according to claim 1, characterized in that the connecting element (1) has a rectangular cross section. 5. Осевой вентилятор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соединительный элемент (1) выполнен из металлического материала.5. Axial fan according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the connecting element (1) is made of metal material. 6. Осевой вентилятор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соединительный элемент (1) выполнен из пластмассового материала.6. Axial fan according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the connecting element (1) is made of plastic material. 7. Осевой вентилятор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соединительный элемент (1) выполнен из стекловолокнистого материала.7. Axial fan according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the connecting element (1) is made of fiberglass material. 8. Осевой вентилятор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соединительный элемент (1) получен в результате процесса изготовления, включающего следующие этапы:8. An axial fan according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the connecting element (1) is obtained as a result of a manufacturing process comprising the following steps: использование листа из металлического, пластмассового или стекловолокнистого материала,the use of a sheet of metal, plastic or fiberglass material, резку и сверление указанного металлического листа,cutting and drilling said metal sheet, изгибание вырезанного и просверленного листа с получением готового L-образного элемента.bending the cut and drilled sheet to obtain a finished L-shaped element. 9. Осевой вентилятор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соединительный элемент (1) получен в результате процесса изготовления, включающего следующие этапы:9. Axial fan according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the connecting element (1) is obtained as a result of a manufacturing process comprising the following steps: использование заготовки, полученной путем экструзии или пултрузии,the use of billets obtained by extrusion or pultrusion, резку и сверление указанной заготовки,cutting and drilling said workpiece, изгибание вырезанной и просверленной заготовки.bending of cut and drilled workpiece.
RU2018111934A 2015-10-16 2015-10-16 Connecting element for connection of blade to hub of industrial axial fan and blade device containing said connecting element RU2697001C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2015/074027 WO2017063712A1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Connecting element for connecting a blade to the hub in an industrial axial fan, and blade system comprising said connecting element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697001C1 true RU2697001C1 (en) 2019-08-08

Family

ID=54697535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018111934A RU2697001C1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Connecting element for connection of blade to hub of industrial axial fan and blade device containing said connecting element

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180291913A1 (en)
EP (1) EP3362689A1 (en)
CN (1) CN108138786A (en)
RU (1) RU2697001C1 (en)
WO (1) WO2017063712A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665191C2 (en) * 2014-05-13 2018-08-28 Р.Е.М. Холдинг С.Р.Л. Blade for industrial axial fan and industrial axial fan comprising such blade
DE102017106233A1 (en) 2017-03-23 2018-09-27 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg connecting element
TWI667415B (en) * 2018-06-22 2019-08-01 建準電機工業股份有限公司 Conversion plate for blades and ceiling fan including the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6010308A (en) * 1997-12-01 2000-01-04 Youn; Fang-Chan Ceiling fan blade
RU2172434C2 (en) * 1996-04-17 2001-08-20 АББ Флэкт АБ Blade
RU2270936C2 (en) * 2000-10-05 2006-02-27 Диандра С.А. Axial-flow fan
JP2008248700A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Kobe Steel Ltd Impeller and manufacturing method for impeller
US20170314569A1 (en) * 2014-11-11 2017-11-02 Cofimco S.R.L. Blade unit for industrial fans

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US979949A (en) * 1910-04-04 1910-12-27 Frederick Herkert Jr Pull-out bracket.
IL46416A (en) * 1974-01-22 1978-09-29 Paturle Sa Ets Construction material containing plastics and process and apparatus for its production
JPS54135709U (en) * 1978-03-14 1979-09-20
DK142624B (en) * 1978-04-13 1980-12-01 Topsoe Haldor As Process for producing a methane-rich gas.
GB2263943B (en) * 1992-01-29 1996-05-08 Hunter Fan Co Ceiling fan
US5441391A (en) * 1994-01-05 1995-08-15 Patton Electric Company, Inc. Air propelling apparatus with fan shaft mounted on guards
CN2332837Y (en) * 1998-03-24 1999-08-11 刘安盛 Ceiling fan with improved structure
CN2345753Y (en) * 1998-06-01 1999-10-27 王裕雄 Ceiling fan
EP0979949A1 (en) * 1998-08-10 2000-02-16 San-Chi Wu Fan blade assembly of a ceiling fan
US6139276A (en) * 1998-11-20 2000-10-31 Aloha Housewares Co., Ltd. Ceiling fan assembly and method for assembling same
CN2437887Y (en) * 2000-07-10 2001-07-04 安徽天大(集团)股份有限公司工程塑料厂 Axial ventilator with hemmed blade
US6431834B1 (en) * 2000-08-30 2002-08-13 Prime Home Impressions, Llc Multi-connection, stable fan blade attachment mount
CN2575346Y (en) * 2002-10-25 2003-09-24 无锡申达空调设备有限公司 Three-position actuator
US6758626B1 (en) * 2003-01-09 2004-07-06 Min-Chi Tseng Connecting device of a ceiling fan for connecting a blade to a bracket
CN2823617Y (en) * 2005-07-22 2006-10-04 盛才良 Large axial flow fan with zero bending monent structure blade root
US20070154315A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-05 Bucher John C Ceiling fan with high efficiency ceiling fan blades
US7955055B1 (en) * 2006-04-14 2011-06-07 Macroair Technologies, Inc. Safety retaining system for large industrial fan
EP2025947B1 (en) * 2007-07-31 2013-02-27 R.E.M. Holding S.R.L. Hub-profile connection system for axial fan and axial fan provided with this connection system
AU2009228858B2 (en) * 2008-03-24 2013-01-10 Prime Datum, Inc. Integrated fan drive system for air-cooled heat exchanger (ACHE)
CN201650791U (en) * 2009-11-16 2010-11-24 佛山市顺德区科霸菱电机有限公司 AC brushless ceiling fan
US9039377B2 (en) * 2010-08-09 2015-05-26 Lowe's Companies, Inc. Fan assemblies and methods for assembling same
CN102297159B (en) * 2011-09-16 2013-09-18 威海克莱特菲尔风机股份有限公司 Axial impeller with vanes and hubs in composite hinge
CN102588340A (en) * 2012-04-01 2012-07-18 上海尔华杰机电装备制造有限公司 Fan impeller with preset taper angle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2172434C2 (en) * 1996-04-17 2001-08-20 АББ Флэкт АБ Blade
US6010308A (en) * 1997-12-01 2000-01-04 Youn; Fang-Chan Ceiling fan blade
RU2270936C2 (en) * 2000-10-05 2006-02-27 Диандра С.А. Axial-flow fan
JP2008248700A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Kobe Steel Ltd Impeller and manufacturing method for impeller
US20170314569A1 (en) * 2014-11-11 2017-11-02 Cofimco S.R.L. Blade unit for industrial fans

Also Published As

Publication number Publication date
CN108138786A (en) 2018-06-08
EP3362689A1 (en) 2018-08-22
US20180291913A1 (en) 2018-10-11
WO2017063712A1 (en) 2017-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2697001C1 (en) Connecting element for connection of blade to hub of industrial axial fan and blade device containing said connecting element
Hansen Improved modal dynamics of wind turbines to avoid stall‐induced vibrations
Hamdi et al. Dynamic response of a horizontal axis wind turbine blade under aerodynamic, gravity and gyroscopic effects
KR20130025861A (en) Stator and method for manufacturing stator
Chen et al. Control of wind-induced response of transmission tower-line system by using magnetorheological dampers
KR20150119990A (en) Flapwise fatigue testing method and Dual-axis resornace fatige testing method of a wind turbine blade using excitation in horizontal direction
Phan Passive winglet control of flutter and buffeting responses of suspension bridges
Cunningham, Jr The role of non-linear aerodynamics in fluid-structure interaction
KR101041016B1 (en) Vibration analysis of rotator blade
KR20230047166A (en) Mooring systems for floating wind turbines
RU2665191C2 (en) Blade for industrial axial fan and industrial axial fan comprising such blade
Kwon et al. Vibration localization of a mistuned rotating multi-packet blade system undergoing external cyclic harmonic force
Liu et al. Influence of the vibration of large-scale wind turbine blade on the aerodynamic load
CN115391881B (en) Bridge tower wake region sling wind-induced vibration numerical value prediction method
EP2942484A1 (en) Blade element cross-ties
Mane et al. Comparative analysis of natural frequency for cantilever beam through analytical and software approach
CN210838892U (en) Inertia amplification type transmission line vibration damping cable
CN109946029A (en) A kind of multifrequency fatigue test method of turbocharger
Kim et al. A development and assessment of variable-incidence angle vortex generator at low Reynolds number of~ 5× 10 4
Sado et al. Note on chaos in three degree of freedom dynamical system with double pendulum
Gordan et al. Interaction of across-wind and along-wind with tall buildings
JP2019157495A (en) Vibration damping structure of towering construction
CN113865853B (en) Wind power blade static structure test device and test method
Nagasaka et al. Vibration suppression of a helicopter fuselage by pendulum absorbers: rigid-body blades with aerodynamic excitation force
CN115539560A (en) Fan blade vibration reduction system