Робоче колесо відцентрового вентилятора двостороннього всмоктування

Реферат: Винахід належить до галузі вентиляторобудування, зокрема до відцентрових вентиляторів двостороннього всмоктування, й може бути використаний у вентиляторах головного провітрювання, що працюють на шахтах і рудниках. Робоче колесо відцентрового вентилятора двостороннього всмоктування містить корінний і покривні диски з розташованими між ними попарно лопатками, на вихідних частинах яких закріплені накладки, при цьому накладки, що закріплені на вихідних частинах кожної пари лопаток, виконані як одне ціле у вигляді однієї накладки із центральним вирізом для корінного диска. Доцільне виконання накладки прямокутної або крилоподібної форми. Доцільне виконання накладки прямокутної або крилоподібної форми з розширенням на виході. Доцільне виконання накладки з металу або із гнучкого матеріалу. Використання пропонованого пристрою забезпечує підвищення параметрів вентилятора при менших витратах електроенергії за рахунок раціонального використання повітряного потоку. UA 104037 C2 (12) UA 104037 C2 UA 104037 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі вентиляторобудування, зокрема до відцентрових вентиляторів двостороннього всмоктування, й може бути використаний у вентиляторах головного провітрювання, що працюють на шахтах і рудниках. Темпи виїмки корисних копалин на шахтах і рудниках збільшуються з кожним роком, а це значить, що параметри вентиляторів головного провітрювання (продуктивність і тиск) також повинні безперервно збільшуватися. Щоб уникнути будівництва могутніших вентиляторних установок, збільшення параметрів можливо одержати за рахунок модернізації робочого колеса вентилятора, наприклад, шляхом установки на вихідних частинах лопаток вентилятора накладок. Відоме робоче колесо турбомашини відцентрового вентилятора, що містить корінний і покривні диски із закріпленими між ними загнутими назад лопатками, на робочій поверхні вихідних частин яких укріплені накладки, при цьому кожна накладка виконана у вигляді тригранної криволінійної призми, що складається з обичайки й розміщеного усередині неї легкого заповнювача (SU, № 706546, кл. F04D 5/04, F04D 29/28, опубл. 30.12.1979 р.). Відоме робоче колесо підвищує параметри відцентрового вентилятора, не вимагає будування нової вентиляторної установки. Виходить економія не тільки засобів, але й часу (звичайно зводиться вентиляторна установка кілька років). Але даному пристрою властиві недоліки. Основний недолік - накладка досить громіздка й важка. Накладку важко монтувати й демонтувати на лопатці робочого колеса. Робоче колесо з такою накладкою економічно працює на оптимальних режимах, на інших режимах знижується коефіцієнт корисної дії (ККД) вентилятора. Відоме також робоче колесо відцентрового вентилятора, що містить корінний і покривні диски із закріпленими між ними загнутими назад лопатками, на вихідних частинах яких закріплені накладки у вигляді плоских пластин, виконаних з матеріалу, модуль пружності яких 2 перебуває в межах від 90 до 900 кг/см , а довжина пластини становить 0,005-0,15 діаметра колеса, при цьому накладка може бути виконана знімною (UA, № 5489 U, кл. F04D 17/18, опубл. 15.03.2005 p.). Це робоче колесо також підвищує параметри вентилятора, не потрібно будувати нову вентиляторну установку, має також перевагу в порівнянні з попереднім робочим колесом: накладка значно легше а значить менше навантажується робоче колесо. Тому що накладки гнучкі, то вони можуть настроюватися на необхідний режим шахти й працювати з високим ККД у широкому діапазоні продуктивності. Але встановлені накладки на ці й попередні робочі колеса мають один загальний недолік недостатню економічність. Установка накладки - це по суті збільшення площі лопатки робочого колеса, але тільки в місцях установки накладки відсутні диски (корінний і покривний), тому потік повітря, потрапивши на накладку, іде по ній. Це корисна робота. Частина потоку повітря йде в сторони (більша частина потоку убік корінного диска - марна робота), тому що не зустрічає перешкод. У результаті потужність, витрачена на подачу потоку на накладку, використовується не ефективно, збільшується витрата електроенергії, знижується ККД вентилятора. Найбільш близьким аналогом пропонованого винаходу є робоче колесо відцентрового вентилятора, що містить корінний і покривні диски й розміщені між ними лопатки, на вихідній частині кожної з яких укріплена накладка, що має зовнішній діаметр більше зовнішнього діаметра дисків, при цьому накладка має криволінійний профіль і встановлена в місцях виконання виступів на корінному й покривних дисках, причому її вхідний кут менше її вихідного кута на 20-120° і дорівнює вихідному куту лопатки (RU, № 2036332 С1, кл. F04D 29/28, опубл. 27.05.1995 p.). Відоме робоче колесо забезпечує підвищення параметрів вентиляторів і здійснює це більш економічно, тому що накладки з боків корінного й покривних дисків мають обмежуючі виступи (трапецієподібні деталі, що виконують роль дисків), через що потік повітря не йде в сторони, а йде повністю по накладці, тобто виконується корисна робота. Але виконання на корінному й покривних дисках виступів у місцях установки накладок приводить до місцевого збільшення дисків, що мають подобу велосипедних зірочок, виступи яких закручують місцево повітряний потік, на що затрачається додаткова електроенергія, що характеризує недостатньо високі параметри вентилятора. Крім того, на виступи діють значні відцентрові сили, що прагнуть відірвати їх від дисків (у випадку неякісного зварювання), що приводить до надмірної вібрації або поломки вентилятора. У результаті ліквідовані втрати потужності потоку на накладках, але отримані нові, ще більші втрати на корінному й покривних дисках, що також приводить до збільшеної витрати електроенергії, зниженню ККД вентилятора. 1 UA 104037 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 В основу винаходу поставлена задача вдосконалення робочого колеса відцентрового вентилятора двостороннього всмоктування, у якому за рахунок раціонального використання повітряного потоку забезпечується підвищення параметрів вентилятора при менших витратах електроенергії. Поставлена задача вирішується тим, що в робочому колесі відцентрового вентилятора двостороннього всмоктування, що містить корінний і покривні диски з розташованими між ними попарно лопатками, на вихідних частинах яких закріплені накладки, згідно з винаходом, накладки, закріплені на вихідних частинах кожної пари лопаток, виконані як одне ціле у вигляді однієї накладки із центральним вирізом для корінного диска. Доцільне виконання накладки прямокутної форми. Доцільне виконання накладки крилоподібної форми. Доцільне виконання накладки з розширенням на виході. Доцільне виконання накладки з металу або із гнучкого матеріалу. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показане робоче колесо відцентрового вентилятора двостороннього всмоктування з накладкою прямокутної форми з металу; на фіг. 2 - робоче колесо з накладкою крилоподібної форми із гнучкого матеріалу; на фіг. 3 - робоче колесо з накладкою прямокутної форми з розширенням на виході; на фіг. 4 робоче колесо з накладкою крилоподібної форми з розширенням на виході; на фіг. 5 - переріз по А-А на фіг. 1; на фіг 6 - переріз по Б-Б на фіг. 2. Робочі колеса відцентрових вентиляторів двостороннього всмоктування містять корінний диск 1 і покривні диски 2 і 3. Між корінним диском 1 і покривними дисками 2 і 3 розташовані попарно (тобто симетрично щодо корінного диска 1) лопатки 4 і 5. На вихідних частинах 6 кожної пари лопаток 4, 5 закріплена виконана як одне ціле накладка 7. Накладки можуть бути виконані різні за формою: прямокутної, крилоподібної, прямокутної форми з розширенням на виході, крилоподібної форми з розширенням на виході. Кожна накладка має виріз 8 для корінного диска 1, розмір вирізу дорівнює товщині диска й розділяє накладку на дві площадки 9, якими вона прикріплена до вихідних частин 6 лопаток 4 і 5. Накладка може бути прикріплена до вихідних частин лопаток, наприклад, за допомогою зварного з'єднання (фіг. 5) або за допомогою болтового з'єднання (фіг. 6), тобто знімною. Накладка може бути виготовлена з різного матеріалу, переважно з металу або гнучкого матеріалу. До гнучкого матеріалу належить будь-який матеріал, що здатний згинатися під дією відцентрових сил, тобто накладка може переміщатися із точки С у точку В (фіг. 6). Пристрій працює в такий спосіб. При обертанні робочого колеса відцентрового вентилятора двостороннього всмоктування повітря рухається уздовж осі робочого колеса по обидва боки ліворуч і праворуч, потім повертає на 90° і рухається уздовж корінного диска 1, попадає на лопатки 4 і 5 і потім на накладку 7. Такий рух повітряних потоків дозволяє значно збільшити параметри (продуктивність і тиск) вентилятора, що дозволяє використовувати для шахт такі експлуатовані вентиляторні установки. Це завдання вирішується з мінімальними витратами електроенергії, тому що пропонована накладка одна на обидві лопатки закриває щілину, що утворюється в районі корінного диска між двома накладками на існуючих робочих колесах. Накладки, різні по конструкції, їхнє застосування ефективно для різних режимів роботи робочих коліс: прямокутної форми - для оптимального режиму роботи (повітрям заповнена вся проточна частина робочого колеса), крилоподібної форми - для мінімального режиму роботи (повітрям заповнена менша частина робочого колеса), прямокутної й крилоподібної форми з розширенням на виході - для максимального режиму роботи (повітрям робоче колесо переповнене). Винахід дозволяє не тільки заощаджувати капітальні витрати, не будуючи нові, могутніші . вентиляторні установки, але й заощаджує в рік 250-500 тисяч кВт год. електроенергії залежно від діаметра робочого колеса. Таким чином, використання пропонованого пристрою забезпечує підвищення параметрів вентилятора при менших витратах електроенергії для шахт і рудників за рахунок раціонального використання повітряного потоку. 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 1. Робоче колесо відцентрового вентилятора двостороннього всмоктування, що містить корінний і покривні диски з розташованими між ними попарно лопатками, на вихідних частинах яких закріплені накладки, яке відрізняється тим, що накладки, закріплені на вихідних частинах 2 UA 104037 C2 5 кожної пари лопаток, виконані як одне ціле у вигляді однієї накладки із центральним вирізом для корінного диска. 2. Робоче колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що накладка виконана прямокутної форми. 3. Робоче колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що накладка виконана крилоподібної форми. 4. Робоче колесо за пп. 2, 3, яке відрізняється тим, що накладка виконана з розширенням на виході. 5. Робоче колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що накладка виконана з металу. 6. Робоче колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що накладка виконана із гнучкого матеріалу. 3 UA 104037 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4