Устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора


 


Владельцы патента RU 2576559:

БОГЕР АЛЕКСАНДР ФРИДРИХОВИЧ (RU)
КРИСАНОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ (RU)

Использование: устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора. Устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора, содержащее рабочее колесо, ступицу и конец вала электродвигателя, соосно установленные внутри цилиндрического корпуса диагонального вентилятора с возможностью его демонтажа, при этом рабочее колесо выполнено в виде двух полых усеченных конусов с диагональными лопатками, соединение ступицы с рабочим колесом выполнено при помощи колец и шпангоутов, а крепление ступицы с концом вала электродвигателя выполнено с помощью скользящей посадки и термофиксирующего элемента. При этом на верхнем шпангоуте предусмотрен монтажный люк, крышка которого аэродинамически сопряжена с внешней поверхностью внутреннего усеченного конуса. Изобретение направлено на простоту его изготовления и монтажа, а также на повышение эффективности и надежности в процессе его эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к вентиляторостроению, а более конкретно к устройству крепления рабочего колеса диагонального вентилятора на валу электродвигателя, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе в диагональных вентиляторах, используемых на транспорте в качестве системы охлаждения тяговых электродвигателей магистральных электровозов.

Известно устройство крепления рабочего колеса вентилятора на валу привода, включающее вал привода, в котором установлен цилиндрический штифт, препятствующий повороту рабочего колеса вентилятора, и узел фиксации рабочего колеса вентилятора от осевого перемещения, выполненный в виде пластинчатой пружины с центральным отверстием и специальными прорезями (описание изобретения RU №2231690, МПК: F04D 29/26, от 27.01.2009 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что оно малоэффективно и не приемлемо для использования в качестве узла крепления рабочего колеса диагонального вентилятора. По той причине, что пазы, выполненные под штифт и пружину, не могут быть выполнены без наличия соответствующих зазоров и по этой причине не обеспечивают строгую фиксацию рабочего колеса на валу электродвигателя, особенно при возникновении вибрационных нагрузок. К тому же, при резком изменении температуры окружающей среды, в данной конструкции крепления рабочего колеса на валу электродвигателя возникнут дополнительные непредвиденные зазоры или натяги, которые еще сильнее ухудшают ее эксплуатационные показатели и могут привести даже к аварийной ситуации.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому решению является устройство для монтажа рабочего колеса вентилятора на валу, содержащее расположенную на валу ступицу, закрепленное на ней рабочее колесо, установленное на валу с возможностью относительного вращения при помощи радиального подшипника, и упругую муфту, расположенную между ступицей и рабочим колесом, для передачи вращающегося момента от вала к рабочему колесу (описание изобретения RU №2038514, МПК: F04D 29/32; F04D 29/28, F04D 29/26 от 27.01.2009 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании устройства, принятого за прототип, является то, что в известном устройстве также присутствуют элементы, которые при определенных условиях понижают его эксплуатационные показатели, включая его надежность. К таковым в первую очередь следуют отнести упругие элементы и муфту, передающую вращающий момент от вала к рабочему колесу. Выполнение названных выше элементов из резины, как предлагают сами авторы, как раз и является спорным, особенно при работе данного устройства при отрицательной температуре. Резина при отрицательной температуре склонна к охрупчиванию, а при повышенной температуре, наоборот, размягчению и залипанию, что в конечном результате приводит к ее разрушению. В то время как расширенный диапазон температур (от -50°C до +60°C) работы является необходимым условиям, а вернее основным, при работе диагональных вентиляторов, предназначенных для охлаждения тяговых электродвигателей магистральных электровозов. К тому же, как сообщают сами авторы, предлагаемое ими устройство лишь способствует уменьшению амплитуды колебаний при вибрационной нагрузке, а не исключает ее.

Задачей заявляемого изобретения является создание и реализация новой конструкции устройства крепления рабочего колеса диагонального вентилятора, обеспечивающей высокую надежность и живучесть в процессе эксплуатации в широком диапазоне рабочих температур (от -50°C до +60°C) окружающей среды и лишенную всех вышеперечисленных недостатков, которые присущи известным устройствам.

Указанная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в получении новой конструкции устройства крепления рабочего колеса диагонального вентилятора с более высокой степенью надежности в процессе эксплуатации, включая эксплуатацию устройства при отрицательной температуре.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения по объекту-устройству достигается с помощью устройства крепления рабочего колеса диагонального вентилятора, включающего рабочее колесо, ступицу и электродвигатель, соосно установленные внутри корпуса диагонального вентилятора. Особенностью предлагаемого устройства является то, что ступица подвижно и жестко (с возможностью демонтажа) соединена с рабочим колесом, выполненным в виде двух полых усеченных конусов с диагональными лопатками, и концом вала электродвигателя, при этом соединение ступицы с рабочим колесом выполнено при помощи съемных дисков и двух шпангоутов, сваренных соответственно с верхним и нижним торцами внутреннего полого усеченного конуса, а соединение ступицы с концом вала электродвигателя выполнено при помощи скользящей посадки и применения термофиксирующего крепежного элемента.

Указанный технический результат достигается также тем, что в верхнем шпангоуте внутреннего полого усеченного конуса предусмотрен монтажный люк, выполненный в виде полусферы, которая закреплена на верхнем шпангоуте с помощью резьбы или болтового соединения и аэродинамически сопряжена с внешней поверхностью внутреннего положения усеченного корпуса и внешней поверхностью верхнего шпангоута.

При использовании отличительных признаков заявленного устройства не выявлено каких-либо аналогичных известных решений, касающихся исполнения рабочего колеса диагонального вентилятора и его составных элементов, включая верхний и нижний шпангоуты. А также не выявлено каких-либо аналогичных решений, касающихся наличия монтажного люка на одном из шпангоутов и выполнения его конструкции. Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, содержащей сведения об аналогичных заявляемого решения, позволил установить, что не существует аналога, характеризующегося признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения.

Для проверки заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный анализ известных решений с целью выявления признаков, соответствующих отличительным признакам заявленного решения. Результаты анализа показали, что заявленное решение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники и могло быть получено только при глубоком и всестороннем изучении данного вопроса.

На чертеже изображен общий вид устройства крепления рабочего колеса диагонального вентилятора в продольном разрезе.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления заявляемого изобретения с помощью указанного технического результата, состоят в следующем.

Заявленное устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора включает рабочее колесо 1, ступицу 2 и электродвигатель 3, которые соосно установлены внутри корпуса 4 диагонального вентилятора. При этом рабочее колесо 1 выполнено из двух полых усеченных конусов 5, 6, между которых жестко и неразъемно (с помощью сварки) закреплены диагональные лопатки 7. Во внутреннем пространстве полого усеченного конуса 5 установлена ступица 2, которая разъемно соединена с рабочим колесом 1 с помощью съемных колец 8 и шпангоутов 9, 10, которые в свою очередь жестко с помощью сварки соединены с верхним и нижним торцами обечайки полого усеченного конуса 5. Ступица 2 с помощью скользящей посадки установлена на конце вала электродвигателя 3 и одновременно жестко зафиксирована на нем с помощью термофиксирующего элемента 11. В качестве термофиксирующего элемента используют, преимущественно, эпоксидный компаунд и самофиксирующийся болт из специального сплава. Для осуществления монтажа и демонтажа рабочего колеса на вал электродвигателя на верхнем шпангоуте 9 внутреннего полого усеченного конуса 5 установлен монтажный люк с крышкой 12, выполненный в виде полусферы и закрепленный на шпангоуте 5 с помощью резьбы или другим известным способом.

Работает устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора следующим образом. Сначала на специальном кондукторе закрепляют детали рабочего колеса 1, подлежащие сварке. При этом особому контролю подвергаются сварные швы, соединяющие диагональные лопатки 7 с обечайками полых усеченных конусов 5, 6, и сварные швы, соединяющие верхний и нижний шпангоуты 9, 10 с обечайкой внутреннего полого усеченного конуса 5. Далее уже рабочее колесо 1 устанавливается на ступицу 2 и с помощью съемных колец 8 закрепляется на ней. После предварительной балансировки рабочее колесо 1 устанавливается на вал электродвигателя 3. При этом во время этой операции осуществляется контроль всех зазоров, обеспечивающих беспрепятственное вращение рабочего колеса 1 внутри корпуса 4 диагонального вентилятора. После чего рабочее колесо 1 окончательно закрепляется с помощью болта и эпоксидного компаунда на валу электродвигателя 3, а на верхний шпангоут 9 устанавливается крышка 12 монтажного люка. Затем после предварительной обкатки и динамической балансировки диагональный вентилятор подвергают «холодным» испытаниям в климатической камере и «вибрационным» испытаниям на специальной установке. По результатам этих испытаний уточняют всю технологическую цепочку как для устройства крепления рабочего колеса диагонального вентилятора, так и на всю его конструкцию. При этом каждый новый экземпляр изготовленного диагонального вентилятора подвергают обкатке на специальном стенде, на котором снимают все его эксплуатационные показатели и заполняют его паспорт. Далее вентилятор передается заказчику.

Предлагаемое устройство прошло промышленную проверку во время испытаний головного образца магистрального электровоза «Гранит» - «Уральские локомотивы». Во время этих испытаний были подтверждены все эксплуатационные показатели, которые закладывались в данное устройство, поэтому сегодня принято решение о запуске его в серийное производство.

Технический эффект от использования предлагаемого изобретения состоит в следующем.

Предложенное устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора отвечает всем требованиям, предъявляемым к данному классу устройств. Оно просто в изготовлении и надежно в процессе эксплуатации. Его прочностные и другие показатели были подтверждены при самых суровых условиях его эксплуатации, а именно при эксплуатации предлагаемого устройства в широком интервале температур (от -50°C до +60°C) и высокой влажности окружающей среды.

Таким образом, изложенные выше сведения показывают, что при использовании заявляемого изобретения выполнена следующая совокупность условий:

- средство, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в качестве устройства крепления рабочего колеса диагонального вентилятора;

- для заявляемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средства, воплощающие заявляемое изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

1. Устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора, включающее рабочее колесо, ступицу и электродвигатель, соосно установленные в корпусе диагонального вентилятора, отличающееся тем, что ступица подвижно и жестко с возможностью демонтажа соединена с рабочим колесом, выполненным в виде двух полых усеченных конусов с диагональными лопатками, и концом вала электродвигателя, при этом соединение ступицы с рабочим колесом выполнено при помощи съемных дисков и двух шпангоутов, сваренных соответственно с верхним и нижним торцами внутреннего полого усеченного конуса, а соединение ступицы с концом вала электродвигателя выполнено при помощи скользящей посадки и применения термофиксирующего элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в верхнем шпангоуте внутреннего полого усеченного конуса предусмотрен монтажный люк, выполненный в виде полусферы, которая закреплена на верхнем шпангоуте с помощью резьбы или болтового соединения и аэродинамически сопряжена с внешней поверхностью внутреннего полого усеченного конуса и внешней поверхностью верхнего шпангоута.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подшипниковым опорам, регулируемым относительно соосности или осевого положения. Изобретение может быть использовано в соответствующих конструктивных узлах насосов необъемного вытеснения с подшипниками любого типа, например в энергетических лопастных насосах (в частности, питательных и т.п., а также в главных циркуляционных насосных агрегатах водоохлаждаемых реакторных установок, например на атомных электростанциях).

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение изобретения в энергетике, судостроении и авиации. В шнекоцентробежном насосе используется двухвальная схема работы, где имеются высокооборотная и низкооборотная ступени.

Центрирующее устройство содержит поворотную часть, выполненную с возможностью поворота вокруг первой оси, которая проходит вдоль осевого направления отверстия, выполненного в поворотной части, ролик, прикрепленный к первому концу поворотной части и выполненный с возможностью вращения, стержень, прикрепленный ко второму концу поворотной части и выполненный с возможностью перемещения вдоль второй оси, пружинный механизм, в котором расположена часть указанного стержня и который выполнен с возможностью приложения поджимающей силы к поворотной части, и корпус для стержня, выполненный с возможностью размещения в нем конца указанного стержня.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для откачивания насосом использованной или сточной воды. Всасывающее соединение предназначено для соединения всасывающей трубы с центробежным насосом, установленным сухим, содержащее первый и второй фланцы.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры в первичном потоке двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя.

Описаны система и способ динамической балансировки осевых нагрузок в центробежных компрессорах (10) для снижения остаточных осевых нагрузок на подшипники (20). Датчик или зонд (42) измеряет параметр, связанный с осевой нагрузкой, воздействующей на подшипник (20).

Cистема насоса с непосредственным приводом предназначена для использования при перекачивании жидкостей из глубоких скважин. В насосе с непосредственным приводом подшипники или втулки имеют оптимальный шаг, учитывая различные эксплуатационные соображения, такие как нагрузка, путь, давление и натяжение.

Предложены ротор для компрессора и способ его сборки. Ротор содержит первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в соответствующем подшипнике и второй конец, имеющий фланец для прикрепления при помощи болтов к соответствующему фланцу первого рабочего колеса компрессора; стяжной стержень для прохода через первое рабочее колесо компрессора; гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня; и вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки в соответствующем подшипнике.

Изобретение относится к области вентиляторостроения и касается вентиляторов, предназначенных для перемещения высокотемпературных газовых сред. Вентилятор содержит рабочую камеру, в которой размещено рабочее колесо, закрепленное на ведомом валу, муфту, включающую в себя совмещенную с ведущим валом ведущую полумуфту и скрепленную с ведомым валом ведомую полумуфту, причем ведущая и ведомая полумуфты установлены с зазором, и электродвигатель.

Группа изобретений относится к балансировке турбонасосов для космических двигателей. Насос содержит статор (112) и ротор, содержащий рабочее колесо (111), через которое проходит проточный тракт (114) для текучей среды.

Группа изобретений относится к упорным подшипникам центробежного насоса, используемого в электрических погружных скважинных насосах. Насос имеет неподвижный диффузор с отверстием. В отверстие диффузора запрессован упорный подшипник, имеющий криволинейную внутреннюю область. Во внутреннюю область упорного подшипника плотно вставлена упорная пята, сопряженная с внутренней областью. Упорная пята закреплена шпонкой на валу и передает усилие от вращающегося рабочего колеса насоса к диффузору через упорный подшипник. Криволинейная поверхность упорного подшипника обеспечивает передачу как осевых, так и радиальных усилий, исключая необходимость использования нескольких упорных подшипников. За счет увеличенной площади криволинейной поверхности упорный подшипник может работать с большими нагрузками. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно узлу герметизации вала вертикального насоса двустороннего всасывания. Насос содержит узел корпуса, вал и интегральный механический торцевой уплотнитель сильфонного типа. Узел корпуса имеет внутреннюю часть и охватывающую трубку, выполненную с возможностью размещения неподвижной опоры и содержания смазочного масла. Вал выполнен с возможностью вращения относительно неподвижной опоры. К валу прикреплен вращающийся уплотнитель с вращающейся уплотняющей поверхностью. Интегральный механический торцевой уплотнитель сильфонного типа выполнен как единый элемент. Уплотнитель имеет неподвижные концы, один из которых наложен на неподвижную опору и соединен с ней путем зажима, а другой - имеет неподвижную уплотняющую поверхность, соединенную с вращающейся уплотняющей поверхностью вала с обеспечением уплотнения. Уплотнитель оснащен промежуточной частью сильфонного типа с двумя расширенными частями, при сжатии прижимающими неподвижную уплотняющую поверхность к вращающейся уплотняющей поверхности и компенсирующими большие изменения расстояния между неподвижной и вращающейся уплотняющими поверхностями. Изобретение направлено на обеспечение герметизации смазочного масла, содержащегося внутри охватывающей трубки, так чтобы предотвратить утечку смазочного масла, а также изолировать и сохранить чистоту смазочного масла. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к движителям аппаратов вертикального взлета и посадки и может быть использовано в устройствах для перемещения газов или в качестве ступени компрессора. Вентилятор состоит из двух наборов лопастей, соосно вращающихся во встречных направлениях. Первый набор, увлекая максимально возможную массу газа, придает ей осевое, радиальное и тангенциальное ускорения и направляет газ во второй набор лопастей. Второй набор лопастей путем торможения радиального и тангенсального составляющих скоростей газа перенаправляет его на направление движения, параллельное оси вращения вентилятора, и придает газу дополнительное ускорение в осевом направлении. Изобретение направлено на повышение КПД движителя 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к радиальным колесам с вперед загнутыми лопатками для вентиляторов и компрессоров. Радиальное рабочее колесо содержит передний 1 и задний 2 диски, установленные между ними вперед загнутые лопатки 3 с образованием между ними межлопаточных каналов 9 с уменьшающейся площадью в поперечном сечении по мере удаления от входа 5 к выходу 6 из радиального рабочего колеса. Вентиляторный блок образован установленными в корпусе 10 радиальным рабочим колесом и спрямляющим аппаратом, выполненным в виде радиального диффузора с передним 12 и задним 13 кольцами, между которыми на выходе 15 могут устанавливаться лопатки 14 или аэродинамические гребни 16, примыкающие к кольцам 12 и 13. Технический результат: повышение статической составляющей полного давления и КПД. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил.

Двухсекционный центробежный компрессор, содержащий корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, ротор с рабочими колесами и улиткой компрессора, в котором в статоре первой секции на валу жестко закреплено первое рабочее колесо, симметрично во второй секции на подшипниках вала расположено второе рабочее колесо, которое вращается в противоположную сторону относительно первого рабочего колеса первой секции. Вращение осуществляется приводом, включающим вал с закрепленной на нем ведущей шестерней редуктора и ведомые шестерни, вращающиеся на осях, закрепленных в корпусе редуктора, причем корпус редуктора жестко связан шлицевым соединением со вторым рабочим колесом второй секции. Изобретение направлено на повышение КПД компрессора. 1 ил.

Группа изобретений относится к насосам, входящим в состав системы для подачи расплавленного металла в литейную форму и др. емкости, а также способам заполнения литейной формы расплавленным алюминием. Насосный блок для расплавленного алюминия содержит удлиненный вал (16), соединяющий двигатель с крыльчаткой (22). Крыльчатка (22) заключена внутри камеры (18) основания таким образом, что при вращении крыльчатки (22) расплавленный металл втягивается в камеру (18) через входное отверстие (48) и расплавленный алюминий выталкивается через выходное отверстие. Первый подшипник (36) выполнен с возможностью поддержания крыльчатки (22) с возможностью вращения на первой радиальной кромке (32), и второй подшипник (38) выполнен с возможностью поддержания крыльчатки (22) с возможностью вращения на второй радиальной кромке (34). Между вторым подшипником (38) и второй радиальной кромкой (34) размещен перепускной зазор (60). Расплавленный металл перетекает через перепускной зазор (60) с заданным расходом таким образом, чтобы создавать возможность управления расходом потока и давлением нагнетания расплавленного металла для достижения точного управления расходом потока. 9 н. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх