устройство для установки лопастей рабочего колеса вентилятора аппарата воздушного охлаждения под заданным углом атаки

Формула изобретения

Устройство для установки лопастей рабочего колеса вентилятора аппарата воздушного охлаждения под заданным углом атаки, содержащее механизм контроля положения лопастей вентилятора, отличающееся тем, что механизм контроля положения лопастей включает съемный держатель, установленный посредством струбцин на раме электродвигателя вентилятора, а на держателе установлена с возможностью вертикального перемещения, поворота относительно вертикальной оси и фиксации своего положения штанга с шаблоном под профиль поперечного сечения лопасти рабочего колеса вентилятора в плоскости, параллельной плоскости вращения рабочего колеса вентилятора, причем шаблон включает неподвижную и подвижную части и последняя установлена с возможностью поворота и фиксации своего положения в одном из шести положений в зависимости от выбранного угла атаки лопасти рабочего колеса, при этом при установке заданного угла атаки в вертикальной плоскости лопасть рабочего колеса совмещена со штангой устройства и прижата к подвижной части шаблона с возможностью крепления лопасти к ступице рабочего колеса посредством болтов, отвода штанги с шаблоном от лопасти рабочего колеса путем ее поворота и установки угла атаки следующей лопасти рабочего колеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вентиляторным установкам переменной производительности, которая обеспечивается за счет изменения угла наклона лопастей рабочего колеса осевого вентилятора при его остановке, и может быть использовано в вентиляторных аппаратах воздушного охлаждения (АВО) в химической промышленности, нефтеперерабатывающей, газодобывающей, газотранспортирующей отраслях и в других, т.е. там, где требуется обеспечивать постоянство температуры охлаждаемой среды.

Известны вентиляторы, позволяющие осуществить одновременное одинаковое изменение угла наклона всех лопастей его рабочего колеса как при остановке последнего, так и при его вращении (см., например, В.М.Шлиркович, С.А.Мухин, В.Е.Вайсман. «Регулируемые вентиляторы аппаратов воздушного охлаждения», Москва, Химическое и нефтяное машиностроение, 1978 г., №11, с.4-6, рис.2). Основным элементом конструкции регулируемого колеса осевого вентилятора является литая ступица, в радиальные гнезда которой на подшипниках вставлены валы. На одном конце каждого вала жестко крепится лопасть, а на противоположном закреплен рычаг с пальцем, входящим в кольцевой паз водила, связанного с механизмом его возвратно-поступательного перемещения вдоль оси ступицы колеса, которое упомянутыми рычагами с пальцами преобразуется во вращательное движение валов, несущих лопасти колеса. Этим и обеспечивается одновременный поворот всех лопастей. При остановленном рабочем колесе осевого вентилятора поворот лопастей осуществляется поворотом гайки винта механизма поворота, связанного с водилом, обеспечивая поступательное движение винта и водила и требуемый поворот лопастей колеса. При помощи дистанционного механизма поворота лопастей установить требуемый угол наклона лопастей рабочего колеса осевого вентилятора можно без его остановки - «на ходу» или после кратковременной остановки. Контроль угла наклона лопастей колеса вентилятора производят по шкале регулятора. Основным механизмом поворота лопастей при дистанционном автоматическом управлении углом их наклона является пневматический привод. Пневматический механизм поворота лопастей включает закрепленную на ступице колеса вентилятора подпружиненную мембрану, связанную с водилом, и пневматический механизм. Такая конструкция регулируемого рабочего колеса осевого вентилятора является "навесной" и может устанавливаться непосредственно на вал привода (электромотора) или выходной вал редуктора.

Однако она имеет ряд существенных недостатков, одним из которых является применение пневмопривода рычагов поворота лопастей регулируемого рабочего колеса осевого вентилятора, что не обеспечивает необходимой жесткости положения лопастей, т.к. пневмопривод работает как пружина переменной жесткости, что приводит к осевой "игре" лопастей, что особенно недопустимо при параллельной работе двух и более вентиляторов в одном АВО.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для установки лопастей вентилятора аппарата воздушного охлаждения под заданным углом атаки, содержащее механизм контроля положения лопаток вентилятора относительно продольной оси ротора вентилятора (см., например, патент РФ №2183290, кл. F 04 D 25/08, 10.06.2002).

Данная конструкция обеспечивает надежное позиционирование (установку) угла наклона лопастей рабочего колеса вентилятора и автоматического управления их установкой в системе синхронной связи с датчиками температуры охлаждаемой среды.

Это достигается за счет того, что в радиальных гнездах ступицы рабочего колеса на подшипниках установлены валы с жестко закрепленной на конце каждого из них лопастью рабочего колеса. Каждая лопасть снабжена рычагом поворота, взаимодействующим с водилом механизма поворота лопастей, при этом ступица рабочего колеса жестко закреплена на выходном валу редуктора, кинематически связанном с приводом вращения рабочего колеса. Механизм поворота лопастей рабочего колеса вентилятора включает роликовинтовую передачу, размещенную внутри выходного вала редуктора, выполненного полым, гайка роликовой передачи связана с полым выходным валом редуктора шлицами (шпонкой) по ходовой посадке и снабжена ведущей штангой, проходящей по оси отверстия выходного вала редуктора и выступающей над закрепленной на нем ступицей рабочего колеса вентилятора по меньшей мере на величину рабочего хода водила механизма поворота лопастей, в качестве которого на конце ведущей штанги закреплена крестовина, концы каждой ветви которой шарнирно соединены с отдельным шатуном, шарнирно соединенным своим вторым концом с рычагом поворота вала одной из лопастей рабочего колеса вентилятора, при этом винт роликовинтовой передачи соединен с водилом дифференциального планетарного механизма, коронное колесо этого механизма дополнительно снабжено внешним зубчатым венцом червячного колеса червячной передачи, червяк которой соединен с приводом механизма поворота лопастей рабочего колеса вентилятора, например с электрическим реверсивным двигателем, а центральное колесо дифференциальной планетарной передачи через систему зубчатых шестерен связано с приводным валом редуктора, причем передаточные отношения "приводной вал редуктора - выходной вал редуктора" и "приводной вал редуктора - водило дифференциального планетарного механизма" равны по величине и направлению.

Как видим синхронный поворот лопастей рабочего колеса обеспечивается достаточно сложным механизмом, требующим соответствующего ухода и поддержания его в рабочем состоянии. В условиях, когда не требуется частая смена положения лопастей вентилятора, это приводит к удорожанию конструкции и снижению надежности работы в условиях автономной работы установки.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства для установки лопастей рабочего колеса вентилятора при обеспечении установки лопастей под заданным углом атаки одинаковым для всех лопастей рабочего колеса вентилятора.

Указанная задача решается за счет того, что устройство для установки лопастей рабочего колеса вентилятора аппарата воздушного охлаждения под заданным углом атаки содержит механизм контроля положения лопаток вентилятора, при этом механизм контроля положения лопаток включает съемный держатель, установленный посредством струбцин на раме электродвигателя вентилятора, а на держателе установлена с возможностью вертикального перемещения, поворота относительно вертикальной оси и фиксации своего положения штанга с шаблоном под профиль поперечного сечения лопасти рабочего колеса вентилятора в плоскости, параллельной плоскости вращения рабочего колеса вентилятора, причем шаблон включает неподвижную и подвижную части и последняя установлена с возможностью поворота и фиксации своего положения в одном из шести положений в зависимости от выбранного угла атаки лопасти рабочего колеса, при этом при установке заданного угла атаки в вертикальной плоскости лопасть рабочего колеса совмещена со штангой устройства и прижата к подвижной части шаблона с возможностью крепления лопасти к ступице рабочего колеса посредством болтов, отвода штанги с шаблоном от лопасти рабочего колеса путем ее поворота и установки угла атаки следующей лопасти рабочего колеса.

Анализ работы вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения показал, что для достаточно редкой, связанной с сезонными изменениями погоды, регулировкой положения лопастей рабочего колеса вентилятора нет необходимости в монтаже сложной системы поворота лопастей рабочего колеса вентилятора. Однако при ручной установке лопастей вентилятора под заданным углом атаки возникает опасность их установки под разными углами атаки, что в конечном итоге может привести к выходу из строя вентилятора в результате возникновения на рабочем колесе неуравновешенных нагрузок. Конструкция простого и удобного в эксплуатации устройства, которая обеспечивает установку всех лопастей рабочего колеса вентилятора под одинаковым углом атаки, является актуальной задачей. В качестве характерного размера было выбрано положение подвижной пластины шаблона относительно лопасти рабочего колеса, при этом в качестве базовой точки выбрано положение шаблона, который закреплен на держателе, а последний, в свою очередь, неподвижно установлен относительно рамы, на которой установлен электродвигатель вентилятора, приводящий во вращение рабочее колесо вентилятора. В результате достигается возможность установить все лопасти рабочего колеса одинаковым образом относительно шаблона, а следовательно, установить все лопасти под одинаковым углом атаки.

Таким образом достаточно просто и быстро удается установить все лопасти рабочего колеса вентилятора под заданным углом атаки. При этом конструкция устройства для установки лопастей рабочего колеса вентилятора воздушного охлаждения под заданным углом атаки предельно проста и надежна в работе.

На фиг.1 представлен продольный разрез устройства для установки лопастей рабочего колеса вентилятора аппарата воздушного охлаждения под заданным углом атаки. На фиг.2 представлен вид А на фиг.1. На фиг.3 представлен общий вид устройства.

Устройство для установки лопастей рабочего колеса вентилятора аппарата воздушного охлаждения под заданным углом атаки содержит механизм контроля положения лопаток вентилятора. Механизм контроля положения лопаток включает съемный держатель 1, установленный посредством струбцин 2 на раме электродвигателя вентилятора. На держателе 1 установлена с возможностью вертикального перемещения, поворота относительно вертикальной оси и фиксации своего положения штанга 3 с шаблоном 4 под профиль поперечного сечения лопасти 5 рабочего колеса вентилятора в плоскости, параллельной плоскости вращения рабочего колеса вентилятора. Шаблон 4 включает неподвижную 6 и подвижную 7 части и последняя установлена с возможностью поворота вокруг оси вращения 8 и фиксации своего положения в одном из шести положений в зависимости от выбранного угла атаки лопасти 5 рабочего колеса. Для этого в неподвижной части 6 может быть выполнен ряд отверстий 9, которые могут быть совмещены с отверстием в подвижной части, после чего подвижная 6 и неподвижная 7 части зафиксированы относительно друг друга посредством, например болта 10. На подвижной части 7 в верхней ее части могут быть выполнены установочные упоры 11, относительно которых и фиксируется положение лопасти 5 рабочего колеса вентилятора. Держатель 1 выполнен с фиксатором 12 положения штанги 3 относительно держателя 1. При установке заданного угла атаки лопасть 5 рабочего колеса совмещена со штангой 3 устройства в вертикальной плоскости и прижата к подвижной части 7 шаблона 4 с возможностью крепления лопасти 5 к ступице рабочего колеса посредством болтов, отвода штанги 3 с шаблоном 4 от лопасти 5 рабочего колеса путем ее поворота вокруг оси 13 и установки угла атаки следующей лопасти рабочего колеса.

В процессе эксплуатации, при необходимости изменения угла атаки лопасти 5 рабочего колеса вентилятора съемный держатель 1 устанавливают при помощи струбцин 2 на раму электродвигателя. Устанавливают под заданным углом подвижную часть 7 шаблона 4. Лопасть 5 рабочего колеса совмещают в вертикальной плоскости со штангой 3 устройства и прижимают к зафиксированной под заданным углом подвижной части 7, а более точно к установочным упорам 11 подвижной части 7 шаблона 4. После этого фиксируют положение лопасти 5 относительно ступицы рабочего колеса посредством болтов. Затем отводят штангу 3 с шаблоном 4 от лопасти 5 рабочего колеса путем ее поворота и аналогичным образом производят установку угла атаки следующей лопасти 5 рабочего колеса.

Настоящее изобретение может быть использовано везде, где периодически необходимо изменять положение угла атаки лопастей рабочего колеса вентилятора установок воздушного охлаждения, либо проверять правильность установки указанных выше лопастей в ходе проведения регламентных работ.