Робоче колесо димососа
Формула / Реферат
1. Робоче колесо димососа, що містить центральний та бокові диски з встановленими між ними основними лопатками і захисні лопатки, кількість яких дорівнює числу основних лопаток, яке відрізняється тим, що захисні лопатки, які мають трапецієподібну форму з висотою, що складає 0,4-0,6 ширини вхідної частини основної лопатки, жорстко закріплені на вхідних торцях основних лопаток під кутом 20-30 град. до їх робочої поверхні і прилягають більшою основою до центрального диска, причому підвищення верхньої кромки захисної лопатки над робочою поверхнею основної лопатки становить біля центрального диска 0,015-0,02, а на протилежному кінці захисної лопатки - 0,007-0,01 довжини основної лопатки.
2. Робоче колесо димососа по п. 1, яке відрізняється тим, що захисні лопатки приварені до вхідних торців основних лопаток одностороннім зварним швом.
3. Робоче колесо димососа по п. 1, яке відрізняється тим, що робоча поверхня та торці захисних лопаток наплавлені високотвердим сплавом шаром, завтовшки 0,1-0,2 товщини захисної лопатки.
Текст
1 Робоче колесо димососа, що містить центральний та бокові диски з встановленими між ними основними лопатками і захисні лопатки, КІЛЬКІСТЬ яких дорівнює числу основних лопаток, яке відрізняється тим, що захисні лопатки, які мають трапецієподібну форму з висотою, що складає 0,40,6 ширини вхідної частини основної лопатки, жорстко закріплені на вхідних торцях основних лопаток під кутом 20-30 град до їх робочої поверхні і прилягають більшою основою до центрального диска, причому підвищення верхньої кромки захисної лопатки над робочою поверхнею основної лопатки становить біля центрального диска 0,0150,02, а на протилежному КІНЦІ захисної лопатки 0,007-0,01 довжини основної лопатки 2 Робоче колесо димососа по п 1, яке відрізняється тим, що захисні лопатки приварені до вхідних торців основних лопаток одностороннім зварним швом 3 Робоче колесо димососа по п 1, яке відрізняється тим, що робоча поверхня та торці захисних лопаток наплавлені високотвердим сплавом шаром, завтовшки 0,1-0,2 товщини захисної лопатки О Винахід належить до галузі вентиляторного будування, а саме - до відцентрових вентиляторів для переміщення запилених газів і може бути використаним в конструкціях димососів агломераційного виробництва (ексгаустерів) З усіх димососів газовідводящих трактів металургійного виробництва, випалювальних агрегатів, котельних, теплових електростанцій і т п , в найвищій мірі піддаються зносу ексгаустери агломераційного виробництва, причому зношуються переважно лопатки робочих коліс Пил в колесі ексгаустера, як доведено багаторазовими обстеженнями знижених робочих коліс, концентрується вузькими жну-рами і прорізує лопатки біля центрального диска смугою завширшки менш ніж 20мм ВІДОМІ методи захисту лопаток робочих коліс від абразивного зносу шляхом нанесення на їх робочу поверхню високотвердих наплавок непридатні для ексгаустерів з-за високих окружних швидкостей колеса, а отже і великих відцентрових сил, руйнуючих захисні покриття (див А Д Брук, Дымососы газоочистных сооружений, М, Машиностроение, 1984, crop 42,55,88) Транспортуємий потік газу, заходячи до колеса в осьовому напрямі і впираючись в навколоосьову зону центрального диску, змінює напрям швидкості на радіальний, при цьому частки пилу, на багато порядків більш інерційні, ніж молекули газу, долітають практично до поверхні центрального диску На ВХІДНІЙ ДІЛЯНЦІ в міжлопаточному просторі частки пилу, вдаряючись об лопатки, розганяються у тангенціальному напрямі до окружної швидкості лопаток Сила тиску частки на лопатку, як відомо, дорівнює добутку 11 маси помноженої на прискорення, яке в зоні первинного контакту досягає десятків тисяч м/сек2 Із цього виходить, що попередній розгін часток у тангенціальному напрямі на меншому радіусі значно зменшує їх дів на робочі лопатки Ця задача в техніці вирішується шляхом встановлення перед робочими лопатками додаткових захисних лопаток на меншому радіусі колеса, котрі і сприймають первинні удари пилових часток і, таким чином, захищають робочі лопатки від інтенсивного зношування Відоме робоче колесо відцентрового вентилятора однобічного всмоктування, що містить несу ю 45474 хом удосконалення конструкції робочого колеса, чий і передній диски з закріпленими між ними ропідвищити надійність роботи, ремонтопридатність бочими лопатками, в якому на несучому диску в та продовжити строк його служби без значного проточній частині перед робочими лопатками погіршення технологічних параметрів димососу встановлений легкознімний лопаточний вінець з Поставлена задача вирішується тим, що в рорешіткою, який має порівняно з робочими в 2 - З бочому колесі димососу, що містить центральний рази більму КІЛЬКІСТЬ захисних лопаток меншої та бокові диски з встановленими між ними основширини з кутом виходу на 22 - 25град, переважаними лопатками і захисні лопатки, КІЛЬКІСТЬ ЯКИХ ючим кут виходу газового потоку з робочих лопадорівнює числові основних лопаток, згідно з винаток ходом, захисні лопатки, які мають трапецієвидну (див а с М 259315 кл 27с, 12/02, МПК F 04 с) форму з висотою, що складає 0,4 - 0,6 ширини Частки пилу, діючи переважно на захисні ловхідної частини основної лопатки, жорстко закріппатки, розганяються ними у тангенціальному налені на вхідних торцях основних лопаток під кутом прямі до швидкості, порівняної зі швидкість робо&=20 - ЗО град, до їх робочої поверхні і прилягають чих лопаток, а малий кут нахилу захисних лопаток більшою основою до центрального диску, причому до радіусу забезпечує створення вихрової зони підвищення верхньої кромки захисної лопатки над вздовж поверхні несучого диску, що сприяє розсіробочою поверхнею основної лопатки становить юванню пилових часток по міжлопаточній зоні біля центрального диску h = 0,015 - 0,02, а на проДо найбільш значних недоліків цього рішення тилежному КІНЦІ захисної лопатки h = 0,007 - 0,01 ВІДНОСЯТЬСЯ довжини основної лопатки вихрова зона, створена великою КІЛЬКІСТЮ захисних лопаток, займає значний об'єм міжлопаточного простору, що веде до зниження напору газового потоку, установка лопаточного вінця на плоскому несучому диску доцільна тільки для малопотужних відцентрових вентиляторів загал ьнотехнічного призначення, оскільки підвищення швидкості газового потоку в даній конструкції робочого колеса приводить до відриву газового потоку від переднього диску і створює там вихрову зону, що підвищує аеродинамічний опір колеса Таким чином, вирішуючи задачу захисту робочих лопаток від знижування, ця конструкція значно знижує створюємий напір Крім того, при вібрації робочого колеса із-за нерівномірного знижування робочих лопаток, різьбове кріплення деталей ненадійне, а відрив їх від колеса при швидкості обертання понад 1000об/хв неодмінно приведе до аварії Таким чином, легкознімність захисних лопаток знижує надійність роботи вентилятора Відомо І прийнято за прототип робоче колесо димососу двобічного всмоктування, що містить центральний і бокові диски з закріпленими між ними основними лопатками та захисні лопатки, КІЛЬКІСТЬ яких дорівнює числові основних лопаток, в якому захисні лопатки встановлені у радіальному напрямку поміж торцями основних лопаток, нахилені в бік, протилежний напряму окружної швидкості колеса і приварені до центрального диску на ділянках з псевдосферичною і плоскою поверхнями в зоні повороту від осьової до радіальної швидкості потоку Захисні лопатки цієї конструкції створюють вихрову зону значно меншого об'єму, тобто менше впливають на технологічні параметри димососу (див Й Д, Брук, Дымососы газоочистных сооружений, М , Машиностроение, 1984, crop 60) Недоліком прототипу є те, що при заміні захисних лопаток (найбільш зношуємих деталей робочого колеса), неодмінно пошкоджується поверхня центрального диску в найбільш напруженій і відповідальній його частині, що значно знижує надійність роботи колеса та скорочує строк його служби В основу винаходу поставлено задачу шля При цьому, захисні лопатки приварені до торців основних лопаток одностороннім зварним швом Крім того, робоча поверхня та торці захисних лопаток наплавлені високотвердим сплавом з жаром наплавки завтовшки 0,1-0,2 товщини захисної лопатки При роботі димососу найбільш значному абразивному зносу піддаються захисні лопатки, їх кріплення до торців основних лопаток виключає ушкодження центрального диску при заміні захисних лопаток Кріплення зварюванням забезпечує надійність фіксації, а однобічний шов, розташований на торці основної лопатки, дає можливість відрізати зношені захисні лопатки без ушкодження основних лопаток Таким чином, винахід дає можливість багаторазово замінювати захисні лопатки без пошкодження основних елементів робочого колеса У зв'язку з тим, що пилові частки в силу своєї шерційності на вході в міжлопастевий простір концентруються біля центрального диску, а захисні лопатки прилягають до центрального диску, та при їх довжині, що складає 0,4 - 0,6 ширини основних лопаток, практично увесь потік пилу потрапляє на захисні лопатки, проте, якщо їх довжина перевершує 0,6 ширини основних лопаток, то це не тільки некорисно у плані захисту, але і шкідливо, оскільки підвищує напруження в основних лопатках від дії відцентрових сил Розташування захисних лопаток під кутом до робочої поверхні основних лопаток забезпечує створення вздовж поверхні основних лопаток вихрової зони, необхідної для розсіювання пилового потоку по міжлопастевому простору, при цьому, зі зменшенням кута нахилу між поверхнями лопаток, поліпшується обтікання захисних лопаток потоком газу та збільшується їх вплив на пилові частки при прискоренні останніх в тангенціальному напрямі, але разом з тим збільшується і ширина захисних лопаток, необхідна для створення вихрової зони оптимальної товщини, що, в свою чергу, збільшує масу захисних лопаток, а отже і відцентрову силу, діючу на основні лопатки Оптимальною є величина кута між поверхнями лопаток &=20 - ЗО град 45474 Товщина жару вихрової зони вздовж робочої Суть запропонованого винаходу пояснюється поверхні основних лопаток обумовлюється переприкладеними кресленнями, на яких зображено важно підвищенням верхньої кромки захисних лоФіг 1 - загальний вигляд робочого колеса, паток над робочою поверхнею основних лопаток Фіг 2 - розріз по Й-й, фіг 1, (h) Фіг 3 - розріз по Б-Б, фіг 1 Біля центрального диску концентрація пилових Робоче колесо димососу складається з центчасток перед лопатками найбільша, тому і товщирального диска і та двох бокових дисків 2, між на шару вихрової зони має бути найбільша, але зі якими встановлені основні лопатки 3 На вхідних збільшенням товщини вихрової зони збільшується торцях основних лопаток 3 приварені захисні лооб'єм, який вона займає в міжлопастевому проспатки 4,КІЛЬКІСТЬ яких дорівнює числові основних торі, а разом з тим і затрати енергії на Ті створенлопаток Захисні лопатки встановлені під кутом & = ня, що зменшує перепад тисків, створюваних ро20 - ЗОград, до робочої поверхні 5 основних лопабочим колесом, тобто напір на виході ток вентилятора Захисні лопатки мають трапецієвидну форму і прилягають більшою основою до центрального При відношенні (п) до довжини основної лопадиску і Довжина захисних лопаток (висота трапетки більшому, ніж 0,02 біля центрального диску, та ції) становить 0,4 - 0,8 ширини вхідної частини ос0,01 - на протилежному КІНЦІ захисної лопатки, при новних лопаток З достатній ступені розсіювання пилу, втрата енергії потоком газу на створення вихрової зони буде неПідвищення (h) верхньої кромки захисної лодоцільно завеликою, а при відношенні меншому, патки над робочою поверхнею 5 основної лопатки ніж 0,015 і 0,007 ВІДПОВІДНО - розсіювання виявитьстановить біля центрального диску 0,015 - 0,02, а ся недостатньо ефективним на протилежному КІНЦІ захисної лопатки -0,007 0,01 довжини основної лопатки Таким чином, оптимальне підвищення верхньої кромки (п) захисної лопатки над робочою поЗахисні лопатки 4 приварені одностороннім верхнею основної лопатки становить біля центразварним швом, розташованим з тильної сторони льного диску h = 0,015 - 0,02, а на протилежному лопаток* КІНЦІ захисної лопатки h = 0,007-0,01 довжини осРобоча поверхня та торці захисних лопаток новної лопатки наплавлені високотвердим сплавом електродом за маркою Т-620 Товщина шару наплавки 6 станоУ зв'язку з тим, що площа поперечного розрізу вить 0,1-0,2 товщини захисної лопатки вихрових зон, створених захисними лопатками, не перевищує 4% площі входу газу в міжлопастевий Робоче колесо працює таким чином простір, а об'єм цих вихрових зон - менш ніж 12 При обертанні робочого колеса потік газу, що об'єму міжлопастевого простору, то негативний входить в колесо, впираючись в навколоосьову вплив захисних лопаток на напір та продуктивність зону центрального диску і, гальмується в осьовому димососу- несуттєвий напрямі Кінетична енергія потоку перетворюється в напір, рухаючий газ в радіальному напрямі ВхоОскільки ПИЛОВІ частки абразивно діють предячи в міжлопастевий простір, газ під дією основважно на захисні лопатки, надання їх робочим поних лопаток 3 одержує прискорення в окружному верхням високої твердості (HU = 1000) - суттєво напрямі, при цьому відцентрова сила прискорює збільшує термін їх служби, а отже і міжремонтний газ у радіальному напрямі, створюючи перепад строк експлуатації димососу тиску на вході та на виході робочого колеса Однак, у наплавленому твердосплавному крихкому жарі КІЛЬКІСТЬ мікротріщин пропорциональна Надходжувані з потоком газу пилові частки, квадратові його товщини При напруженнях від дії так само, як і газ, гальмуються в осьовому напрявідцентрових сил, досягаючих в робочих колесах мі, але значно ПОВІЛЬНІМ через незрівнянно більму ексгаустерів розмірів 1500 - 1800кг/см2 , мікротрімасу часток, тому вони долітають практично до щини спричиняють викришування поверхневого самого центрального диску і Втягнені потоком шару, якщо його товщина більша ніж 0,2 товщини газу до основних лопаток 3, частки пилу ударялопатки, а при ВІДНОСНІЙ ТОВЩИНІ наплавленого ються в захисні лопатки 4, встановлені на вхідних шару меншій за 0,1 - ефективність захисту лопаток торцях основних лопаток 3, розганяються ними до від абразивного зносу помітно знижується окружної швидкості вхідних торців основних лопаток і вносяться в міжлопастевий простір Оптимальна товщина твердосплавного жару становить 0,1 - 0,2 товщини захисної лопатки Завдяки нахилу захисних лопаток 4 по відношенню до основних лопаток 3, та підвищенню Оскільки радіус місцезнаходження захисних верхніх кромок захисних лопаток над робочою полопаток у запропонованому винаході, орієнтовно, верхнею 5 основних лопаток, найбільш суттєвому удвічі менший зовнішнього радіусу робочого колебіля центрального диску,- вздовж третини довжини са, то це обмежує напруження від відцентрових основної лопатки 3 та на половині 11 ширини сил в наплавленому жарі захисних лопаток в местворюється вузька вихрова зона, що розсіює пижах допустимих величин лові частки по більшій частині ширини основних Таким чином, запропонований винахід забезлопаток печує багаторазову заміну зношених захисних лопаток без пошкодження основних елементів робоВихрова зона утруднює контакт часток пилу з чого колеса, що дозволяє збільшити термін робочою поверхнею основних лопаток, при цьому служби робочого колеса димососу до меж допусподальше збільшення окружної швидкості часток тимого по абразивному зносу стану дисків, а також пилу відбувається за рахунок взаємодії їх з припідвищує його ремонтопридатність та надійність скореним потоком газу, а робоча поверхня основроботи них лопаток 5 практично не підпадає під дію абра 45474 зивного зношення В процесі експлуатації димососу періодично здійснюється технічний огляд робочого колеса та захисних лопаток При зношенні захисних лопаток, перевищуючому допустимі величини, їх зрізують та замінюють на нові, наплавлені твердосплавним жаром, при цьому основні лопатки 3 практично не 8 пошкоджуються Таким чином, запропонована конструкція робочого колеса значно поліпшує його ремонтопридатність та надійність роботи, при цьому багаторазова заміна захисних лопаток без пошкодження основних деталей робочого колеса забезпечує значне підвищення строку його експлуатації А-А Фіг. 2 ФІГ. ФІГ, З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: F04D 29/28
Мітки: робоче, колесо, димососа
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-45474-roboche-koleso-dimososa.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Робоче колесо димососа</a>
Попередній патент: Водогрійний котел
Наступний патент: Частотний модулятор
Випадковий патент: Склад суміші мікроорганізмів для виробництва кисломолочних продуктів дитячого харчування