RU2832503C1

RU2832503C1 - Cooling tower fan cylinder

Info

Publication number: RU2832503C1
Application number: RU2023102396A
Authority: RU
Inventors: Дональд А. ДОБНИ; Дэниэл Дж. РЕЙТ
Original assignee: Эваптек
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2024-12-24

Abstract

FIELD: heat exchange.

SUBSTANCE: invention relates to heat engineering and can be used in fan cooling towers. Cooling tower fan cylinder comprising main segments, an electric motor segment and an access segment, which are assembled together to obtain an hourglass-shaped cooling tower fan cylinder. Said segments are preferably composite structures moulded from fiberglass, characterized by the presence of solidly moulded vertical and horizontal ribs and a horizontal stiffening rib, which connects horizontal ribs of adjacent segments. In the joint between each two adjacent segments in the upper annular flange there is an upper stiffening rib. Inside the central vertical rib of the segment, lifting bars can be provided for attaching cables or slings for lifting the assembled fan cylinder to the final position or for securing safety belts for workers servicing the equipment in the inner space specified by the fan cylinder.

EFFECT: providing protection of fan blades, reducing noise and vibration level, as well as increasing efficiency.

2 cl, 27 dwg

Description

Область техники, к которой относится настоящее изобретениеField of technology to which the present invention relates

[0001] Настоящее изобретение относится к цилиндрам вентиляторов для градирен.[0001] The present invention relates to fan cylinders for cooling towers.

Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief summary of the present invention

[0002] Предметом настоящего изобретения является усовершенствованный модульный цилиндр вентилятора градирни, состоящий из множества модулей или «сегментов», включающих в себя множество основных сегментов, сегмент электродвигателя и сегмент доступа. Эти сегменты собираются, предпочтительно на уровне земли, образуя цилиндр вентилятора градирни, в общем, в форме песочных часов, который затем может быть поднят и установлен поверх градирни или иной структуры. Цилиндр вентилятора согласно настоящему изобретению выполнен с возможностью закрытия и защиты лопастей вентилятора, уменьшения шума и вибрации, а также повышения производительности. Указанные сегменты предпочтительно представляют собой композитные структуры, отформованные из стеклопластика, включающие в себя стеновой элемент, который характеризуется наличием противолежащих поверхностей, обращенных внутрь и наружу. Согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения обращенная внутрь поверхность стенового элемента каждого основного сегмента выполнена гладкой и относительно однообразной (за исключением по меньшей мере некоторых случаев, когда предусмотрен подъемный брус, описанный ниже). Обращенная наружу поверхность стенового элемента каждого сегмент характеризуется наличием цельноформованных вертикальных и горизонтальных ребер, которые пересекаются друг с другом под прямыми углами. На боковых краях сегментов предусмотрены фланцы, которые используются для скрепления сегментов между собой болтами. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения цилиндры вентилятора согласно заявленному изобретению включают в себя горизонтальное ребро жесткости, которое одним своим концом прикреплено к горизонтальному ребру одного сегмента, а вторым концом - к соответствующему горизонтальному ребру соседнего сегмента. Согласно одному из более предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения в каждом стыке между соседними сегментами предусмотрено по меньшей мере одно горизонтальное ребро жесткости. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения в каждом стыке между соседними сегментами предусмотрены по меньшей мере два ребра жесткости для соединения двух горизонтальных ребер в горловом сечении цилиндра вентилятора. Согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения в стыке между каждыми двумя соседними сегментами в верхнем кольцевом фланце предусмотрено верхнее ребро жесткости.[0002] The present invention provides an improved modular cooling tower fan cylinder comprising a plurality of modules or "segments" comprising a plurality of main segments, a motor segment and an access segment. These segments are assembled, preferably at ground level, to form a generally hourglass-shaped cooling tower fan cylinder which can then be lifted and positioned on top of a cooling tower or other structure. The fan cylinder of the present invention is configured to cover and protect the fan blades, reduce noise and vibration and improve performance. The segments are preferably composite structures molded from fiberglass and include a wall member that is characterized by having opposing inwardly and outwardly facing surfaces. According to preferred embodiments of the present invention, the inwardly facing surface of the wall member of each main segment is smooth and relatively uniform (except in at least some cases where a lifting bar is provided, as described below). The outwardly facing surface of the wall element of each segment is characterized by the presence of integrally molded vertical and horizontal ribs that intersect with each other at right angles. Flanges are provided on the lateral edges of the segments, which are used to fasten the segments together with bolts. In one of the preferred embodiments of the present invention, the fan cylinders according to the claimed invention include a horizontal stiffener, which is attached with one end to the horizontal rib of one segment, and with the second end to the corresponding horizontal rib of the adjacent segment. According to one of the more preferred embodiments of the present invention, at least one horizontal stiffener is provided in each joint between adjacent segments. According to another embodiment of the present invention, at least two stiffeners are provided in each joint between adjacent segments for connecting two horizontal ribs in the neck section of the fan cylinder. According to yet another embodiment of the present invention, an upper stiffener is provided in the joint between each two adjacent segments in the upper annular flange.

[0003] Согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения по меньшей мере три сегмента снабжены подъемным брусом, доступ к которому осуществляется со стороны внутренней поверхности стенки. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения подъемный брус горизонтально прикреплен к чашеобразному держателю подъемного бруса, который представляет собой цельноформованный элемент, расположенный внутри центрального вертикального ребра сегмента. Подъемный брус может быть использован для закрепления кабелей или строп, предназначенных для подъема собранного цилиндра вентилятора в конечное положение. Подъемный брус может быть также использован для закрепления страховочных ремней безопасности для рабочих, обслуживающих оборудование во внутреннем пространстве, заданном цилиндром вентилятора. При этом в предпочтительном варианте предусмотрена такая высота подъемного бруса от нижней части сегмента, чтобы его было удобно использовать, как в качестве такелажной точки подъема, так и в качестве точки закрепления страховочных ремней безопасности.[0003] According to another embodiment of the present invention, at least three segments are provided with a lifting bar, which is accessible from the inner surface of the wall. According to one of the preferred embodiments of the present invention, the lifting bar is horizontally attached to a cup-shaped lifting bar holder, which is a one-piece molded element located inside the central vertical rib of the segment. The lifting bar can be used to secure cables or slings intended for lifting the assembled fan cylinder to the final position. The lifting bar can also be used to secure safety belts for workers servicing the equipment in the internal space defined by the fan cylinder. In this case, in the preferred embodiment, the lifting bar is provided at such a height from the bottom of the segment that it can be conveniently used both as a rigging point for lifting and as a point for securing safety belts.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[0004] На фиг. 1 показан вид с наружной стороны цилиндра вентилятора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0004] Fig. 1 shows an exterior view of a fan cylinder according to one embodiment of the present invention.

[0005] На фиг. 2 показан внутренний вид цилиндра вентилятора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0005] Fig. 2 shows an internal view of a fan cylinder according to one embodiment of the present invention.

[0006] На фиг. 3 показан вид сверху цилиндра вентилятора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0006] Fig. 3 shows a top view of a fan cylinder according to one embodiment of the present invention.

[0007] На фиг. 4 показан вид в вертикальном разрезе одного из основных сегментов цилиндра вентилятора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0007] Fig. 4 shows a vertical sectional view of one of the main segments of a fan cylinder according to one embodiment of the present invention.

[0008] На фиг. 5 показан вид в вертикальном разрезе сегмента электродвигателя цилиндра вентилятора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0008] Fig. 5 is a vertical sectional view of a segment of a fan cylinder motor according to one embodiment of the present invention.

[0009] На фиг. 6 показан вид в вертикальном разрезе сегмента доступа цилиндра вентилятора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0009] Fig. 6 is a vertical sectional view of an access segment of a fan cylinder according to one embodiment of the present invention.

[0010] На фиг. 7 представлено изометрическое изображение горизонтального ребра жесткости согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0010] Fig. 7 is an isometric view of a horizontal stiffener according to one embodiment of the present invention.

[0011] На фиг. 8 представлен вид сверху горизонтального ребра жесткости, показанного на фиг. 7.[0011] Fig. 8 is a top view of the horizontal stiffener shown in Fig. 7.

[0012] На фиг. 9 представлен вид в разрезе по линии B-B, показанной на фиг. 10.[0012] Fig. 9 is a sectional view along line B-B shown in Fig. 10.

[0013] На фиг. 10 представлен вид в разрезе по линии C-C, показанной на фиг. 8.[0013] Fig. 10 is a sectional view along line C-C shown in Fig. 8.

[0014] На фиг. 11 показан другой вид в вертикальном разрезе одного из основных сегментов цилиндра вентилятора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0014] Fig. 11 shows another vertical sectional view of one of the main segments of a fan cylinder according to one embodiment of the present invention.

[0015] На фиг. 12 представлен вид в разрезе по линии A-A, показанной на фиг. 11.[0015] Fig. 12 is a sectional view along line A-A shown in Fig. 11.

[0016] На фиг. 13 представлен вид в разрезе по линии B-B, показанной на фиг. 11.[0016] Fig. 13 is a sectional view along line B-B shown in Fig. 11.

[0017] На фиг. 14 представлен вид в разрезе по линии C-C, показанной на фиг. 11.[0017] Fig. 14 is a sectional view along line C-C shown in Fig. 11.

[0018] На фиг. 15 представлен вид в разрезе по линии D-D, показанной на фиг. 11.[0018] Fig. 15 is a sectional view along line D-D shown in Fig. 11.

[0019] На фиг. 16 показан детализированный вид фигуры 11, иллюстрирующий точки соединения горизонтального ребра жесткости.[0019] Fig. 16 is a detailed view of Fig. 11 illustrating the connection points of the horizontal stiffener.

[0020] На фиг. 17 представлено перспективное изображение горизонтального ребра жесткости, соединяющего два соседних сегмента цилиндра вентилятора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0020] Fig. 17 is a perspective view of a horizontal stiffener connecting two adjacent segments of a fan cylinder according to one embodiment of the present invention.

[0021] На фиг. 18 показан вид сверху верхнего ребра жесткости согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0021] Fig. 18 shows a top view of an upper stiffener according to one embodiment of the present invention.

[0022] На фиг. 19 представлено изометрическое изображение верхнего ребра жесткости согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0022] Fig. 19 is an isometric view of an upper stiffener according to one embodiment of the present invention.

[0023] На фиг. 20 показан другой вид сверху верхнего ребра жесткости согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0023] Fig. 20 shows another top view of a top stiffener according to one embodiment of the present invention.

[0024] На фиг. 21 представлен вид в разрезе по линии A-A, показанной на фиг. 20.[0024] Fig. 21 is a sectional view along line A-A shown in Fig. 20.

[0025] На фиг. 22 показан вид в вертикальном разрезе одного из сегментов согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0025] Fig. 22 shows a vertical sectional view of one of the segments according to one embodiment of the present invention.

[0026] На фиг. 23 представлен вид в разрезе по линии A-A, показанной на фиг. 22.[0026] Fig. 23 is a sectional view along line A-A shown in Fig. 22.

[0027] На фиг. 24 представлен вид в разрезе по линии B-B, показанной на фиг. 22.[0027] Fig. 24 is a sectional view along line B-B shown in Fig. 22.

[0028] На фиг. 25 показан детализированный вид подъемного бруса согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0028] Fig. 25 shows a detailed view of a lifting beam according to one embodiment of the present invention.

[0029] На фиг. 26 представлено детальное изображение видов 2 и 3, показанных на фиг. 24.[0029] Fig. 26 shows a detailed view of views 2 and 3 shown in Fig. 24.

[0030] На фиг. 27 представлено детальное изображение вида 4, показанного на фиг. 23.[0030] Fig. 27 is a detailed view of view 4 shown in Fig. 23.

[0031] Признакам на прилагаемых чертежах присвоены следующие номера позиций:[0031] The following position numbers are assigned to the features in the accompanying drawings:

1 Цилиндр вентилятора градирни1 Cooling tower fan cylinder

3 Основной сегмент3 Main segment

5 Сегмент электродвигателя5 Electric Motor Segment

7 Сегмент доступа7 Access Segment

9 Лопасти вентилятора9 Fan blades

11 Стеновой элемент11 Wall element

13 Обращенные внутрь поверхности13 Inward facing surfaces

15 Обращенные наружу поверхности15 Outward facing surfaces

17 Цельноформованное вертикальное ребро17 One-piece molded vertical rib

19 Цельноформованное горизонтальное ребро19 One-piece horizontal rib

21 Фланцы21 Flanges

23 Горизонтальное ребро жесткости23 Horizontal stiffener

25 Паз доступа25 Access groove

27 Верхнее ребро жесткости27 Upper stiffener

29 Подъемный брус29 Lifting beam

31 Чашеобразный держатель подъемного бруса31 Cup-shaped lifting beam holder

Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed disclosure of the present invention

[0032] Цилиндр 1 вентилятора градирни согласно настоящему изобретению может состоять из множества сегментов, включающих в себя основные сегменты 3, сегмент 5 электродвигателя и сегмент 7 доступа.[0032] The cylinder 1 of the cooling tower fan according to the present invention may consist of a plurality of segments, including main segments 3, an electric motor segment 5 and an access segment 7.

Сегменты 3, 5 и 7 собираются таким образом, что они образуют цилиндр 1 вентилятора градирни, в общем, в форме песочных часов (см., например, фиг. 3). Цилиндр 1 вентилятора согласно настоящему изобретению выполнен с возможностью закрытия и защиты лопастей 9 вентилятора, снижения уровня шума и вибрации, а также повышения производительности.Segments 3, 5 and 7 are assembled in such a way that they form a cylinder 1 of a cooling tower fan, generally in the shape of an hourglass (see, for example, Fig. 3). The cylinder 1 of the fan according to the present invention is designed with the possibility of covering and protecting the blades 9 of the fan, reducing the noise and vibration level, and increasing the performance.

[0033] Сегменты 3, 5 и 7 предпочтительно представляют собой композитные структуры, отформованные из стеклопластика, включающие в себя стеновой элемент 11, который характеризуется наличием обращенной внутрь поверхности 13 и обращенной наружу поверхности 15. Обращенная внутрь поверхность 13 стенового элемента 11 каждого основного сегмента 3 выполнена гладкой и относительно однообразной (за исключением по меньшей мере некоторых случаев, когда предусмотрен подъемный брус, описанный ниже).[0033] The segments 3, 5 and 7 are preferably composite structures molded from fiberglass, including a wall element 11, which is characterized by the presence of an inwardly facing surface 13 and an outwardly facing surface 15. The inwardly facing surface 13 of the wall element 11 of each main segment 3 is made smooth and relatively uniform (except in at least some cases where a lifting beam, described below, is provided).

Как показано на фиг. 4 и 11-15, обращенная наружу поверхность 15 стенового элемента 11 каждого сегмента характеризуется наличием цельноформованных вертикальных и горизонтальных ребер (17 и 19, соответственно), которые пересекаются друг с другом под прямыми углами. На боковых краях сегментов предусмотрены фланцы 21, которые используются для скрепления сегментов между собой болтами (см., например, фиг. 17).As shown in Fig. 4 and 11-15, the outwardly facing surface 15 of the wall element 11 of each segment is characterized by the presence of integrally molded vertical and horizontal ribs (17 and 19, respectively), which intersect with each other at right angles. Flanges 21 are provided on the lateral edges of the segments, which are used to fasten the segments together with bolts (see, for example, Fig. 17).

[0034] Цилиндры 1 вентилятора могут дополнительно включать в себя горизонтальное ребро 23 жесткости, которое одним своим концом прикреплено к горизонтальному ребру 19a одного сегмента, а вторым концом - к соответствующему горизонтальному ребру 19b соседнего сегмента (см. фиг. 4-10 и 17). Одно горизонтальное ребро 23 жесткости предпочтительно устанавливается в стыке между соседними сегментами. В необязательном варианте может быть предусмотрено два ребра 23 жесткости в каждом стыке между соседними сегментами для соединения двух горизонтальных ребер 19 в горловом сечении цилиндра 1 вентилятора, как это показано на фиг. 4-6.[0034] The fan cylinders 1 may further include a horizontal stiffening rib 23, which is attached at one end to the horizontal stiffening rib 19a of one segment and at the other end to the corresponding horizontal stiffening rib 19b of the adjacent segment (see Figs. 4-10 and 17). One horizontal stiffening rib 23 is preferably installed in the joint between adjacent segments. In an optional embodiment, two stiffening ribs 23 may be provided in each joint between adjacent segments for connecting two horizontal stiffening ribs 19 in the throat section of the fan cylinder 1, as shown in Fig. 4-6.

[0035] Паз 25 доступа может быть предусмотрен на каждом конце горизонтального ребра в его нижней части для облегчения болтового соединения ребер 23 жесткости с горизонтальными ребрами 19a и 19b соседних сегментов (см. фиг. 11, 16 и 17). Верхнее ребро 27 жесткости может быть установлено в стыке между каждыми двумя соседними сегментами в верхнем кольцевом фланце (см. фиг. 18-21).[0035] An access groove 25 may be provided at each end of the horizontal rib in its lower part to facilitate the bolted connection of the stiffening ribs 23 with the horizontal ribs 19a and 19b of the adjacent segments (see Figs. 11, 16 and 17). The upper stiffening rib 27 may be installed in the joint between every two adjacent segments in the upper annular flange (see Figs. 18-21).

[0036] Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения по меньшей мере три сегмента снабжены подъемным брусом 29, доступ к которому осуществляется со стороны внутренней поверхности стенки (см. фиг. 22-27). Подъемный брус 29 может быть горизонтально прикреплен к чашеобразному держателю 31 подъемного бруса, который представляет собой цельноформованный элемент, расположенный внутри центрального вертикального ребра сегмента. Подъемный брус 29 может быть использован для закрепления кабелей или строп, предназначенных для подъема собранного цилиндра вентилятора в конечное положение. Подъемный брус 29 может быть также использован для закрепления страховочных ремней безопасности для рабочих, обслуживающих оборудование во внутреннем пространстве, заданном цилиндром вентилятора. При этом в предпочтительном варианте предусмотрена такая высота подъемного бруса 29 от нижней части сегмента, чтобы его было удобно использовать, как в качестве такелажной точки подъема, так и в качестве точки закрепления страховочных ремней безопасности.[0036] According to another embodiment of the present invention, at least three segments are provided with a lifting bar 29, which is accessible from the inner surface of the wall (see Figs. 22-27). The lifting bar 29 can be horizontally attached to a cup-shaped holder 31 of the lifting bar, which is an integrally molded element located inside the central vertical rib of the segment. The lifting bar 29 can be used to secure cables or slings intended for lifting the assembled fan cylinder to the final position. The lifting bar 29 can also be used to secure safety belts for workers servicing the equipment in the internal space defined by the fan cylinder. In this case, in the preferred embodiment, the height of the lifting bar 29 from the bottom of the segment is provided so that it can be conveniently used both as a rigging point for lifting and as a point for securing safety belts.

[0037] В частности, предусмотрено, что любой вариант осуществления какого-либо признака, раскрытый в настоящем документе, может быть использован вместе с любым другим признаком и вариантом осуществления, описанным в настоящем документе.[0037] In particular, it is envisaged that any embodiment of any feature disclosed herein may be used in conjunction with any other feature and embodiment described herein.

[0038] Представленное описание настоящего изобретения носит исключительно иллюстративный характер; и, таким образом, предполагается, что в объем заявленного изобретения входят все изменения, которые не отступают от идеи сегментированного цилиндра вентилятора градирни. Любые отличия от конкретных вариантов осуществления заявленного изобретения, описанных в настоящем документе, которые во всем остальном соответствуют сегментированному цилиндру вентилятора градирни, не должны рассматриваться как отступление от сущности и объема настоящего изобретения, которые изложены в последующей формуле.[0038] The description of the present invention has been provided for illustrative purposes only; and, therefore, it is intended that all changes that do not depart from the concept of a segmented cooling tower fan cylinder be included within the scope of the claimed invention. Any differences from the specific embodiments of the claimed invention described herein, which otherwise correspond to a segmented cooling tower fan cylinder, should not be considered as a departure from the spirit and scope of the present invention, which are set forth in the following claims.

Claims

1. A cooling tower fan cylinder containing:

many modular standard segments;

an electric motor segment configured to accommodate power and mechanical elements associated with driving the fan electric motor; and

an access segment configured to provide access for a technical worker to the interior of said cooling tower fan cylinder;

wherein said plurality of standard segments, said electric motor segment and said access segment are designed in such a way that it is possible to assemble them to obtain said cooling tower fan cylinder;

each segment of said plurality of standard segments, said motor segment and said access segment comprises on an outward facing surface a plurality of integrally molded vertical ribs and integrally molded horizontal ribs; and

the said cooling tower fan cylinder additionally contains:

a plurality of horizontal stiffening ribs configured to connect horizontal ribs on adjacent segments;

a plurality of upper stiffening ribs configured to connect upper annular flanges on adjacent segments; and

a lifting beam provided inside the central vertical rib of each of the three segments, spaced equally apart relative to the cooling tower fan cylinder, and accessible from inside the said cooling tower fan cylinder.

2. A method for assembling and installing a modular fan cylinder on a cooling tower, wherein this method provides for:

assembling, at ground level, a plurality of standard fan cylinder segments, a fan cylinder motor segment, and a fan cylinder access segment to form said modular fan cylinder by connecting flanges of adjacent segments together;

wherein each segment from among said plurality of standard segments of the fan cylinder, said segment of the electric motor of the fan cylinder and said access segment of the fan cylinder comprises on the outward facing surface a plurality of integrally molded vertical ribs and integrally molded horizontal ribs;

Moreover, the specified method additionally provides for:

attachment of horizontal stiffeners to integrally molded horizontal ribs of adjacent segments;

attaching the lifting equipment to lifting bars provided in at least three segments of the standard fan cylinder segments and accessible from inside the said cooling tower fan cylinder; and

lifting said modular fan cylinder using said lifting equipment and lifting bars and placing said modular fan cylinder on top of the cooling tower.