Осевой вентилятор

Авторы патента:

Полезная модель относится к горнорудной, нефтехимической промышленности и может быть использована при проветривании систем выработок подземных и наземных сооружений, в том числе для охлаждения газоперекачивающих агрегатов. Осевой вентилятор содержит коллектор и корпус с размещенным в нем электродвигателем, рабочим колесом с радиальными лопатками, выполненными с возможностью вращения в плоскости поперечного сечения корпуса, и направляющим аппаратом и снабжен шиберующим устройством с гравитационной заслонкой, выполненной с возможностью отпирания при воздействии прямого потока воздуха и запирания при его отсутствии или воздействии потока обратного направления, модулем управления, выполненным с возможностью контроля параметров процесса вентиляции и защиты электродвигателя, а корпус, впускной коллектор и шиберующее устройство выполнены разъемными и снабжены звукоизолирующим покрытием. Направляющий аппарат выполнен в виде радиально расположенных пластин винтообразной формы, по периметру примыкания гравитационной заслонки к корпусу шиберующего устройства установлен щелевик. Модуль управления выполнен с возможностью контроля давления воздушного потока, температуры, вибрации, рабочего тока электродвигателя и отключения его при выходе значений контролируемых параметров за допустимые пределы. Н.з.п. ф-лы - 1, з.п. ф-лы - 4, илл. - 3.

Известен вентилятор (пат. РФ 64694, МПК E21F 1/08, опубл. 10.07.2007 г.), содержащий рабочее колесо, лопатки которого установлены хвостовиками в гнездах обода рабочего колеса и закреплены с помощью разрезного упорного кольца, в упорном разрезном кольце выполнены радиальные канавки, а на конце каждого хвостовика установлена пружина. Разрезное упорное кольцо установлено в кольцевой канавке, образованной кольцевыми проточками в хвостовике лопатки и в ободе рабочего колеса, количество радиальных канавок в упорном разрезном кольце составляет от 4 до 8.

Признаки, общие с предлагаемой полезной моделью: рабочее колесо, лопатки рабочего колеса.

Известен осевой вентилятор (пат. РФ 2225537, МПК F04D 29/36, опубл. 10.03.2004 г.), содержащий корпус с установленным в нем посредством радиальной и радиально-упорной подшипниковых опор ротором с рабочим колесом, спрямляемым аппаратом, коллектором, шибером, тормозом и электродвигателем с полумуфтами. Корпус рабочего колеса посредством болтового соединения закреплен консольно к фланцу вала ротора за пределами подшипниковых опор ротора с противоположной стороны от размещения электродвигателя, вал ротора после фланца имеет удлинение, на котором посредством скользящего шпоночного соединения установлен ползун механизма поворота лопаток рабочего колеса с подшипниковым узлом развязки движений, внутренняя обойма которого соединена с перестановочным диском механизма поворота лопаток рабочего колеса, а наружная обойма зафиксирована от тангенциальных перемещений продольным кронштейном, соединенным с обтекателем. Привод осевого перемещения ползуна размещен в обтекателе, который посредством направляющих лопаток соединен с коллектором.

Признаки, общие с предлагаемой полезной моделью: корпус, коллектор, рабочее колесо, лопатки, спрямляющий аппарат, электродвигатель, тормоз, шибер.

Общими недостатками известных вентиляционных установок являются невысокая надежность и безопасность, обусловленные отсутствием возможности автоматического отпирания шиберующего устройства при воздействии прямого потока воздуха и запирания при его отсутствии или воздействии потока обратного направления, отсутствием защиты электродвигателя от перегрева, перегрузки, пониженного или повышенного напряжения и возможности оперативной диагностики узлов и контроля параметров процесса вентиляции.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является взятая за прототип вентиляционная установка (пат. 2189536, МПК F24F 7/00, опубл. 20.09.2002 г.), размещенная в коробе с прямоугольным поперечным сечением разной длины сторон, содержащая вентилятор, снабженный впускным коллектором, рабочим колесом с приводом и радиальными лопатками, выполненными с возможностью вращения в плоскости поперечного сечения короба, и выпускным коллектором, ограниченным дефлектором с двумя цилиндрическими поверхностями, размещенными по разные стороны относительно оси рабочего колеса, охватывающими зону последнего со стороны его лопаток и выполненными с образующей, параллельной коротким сторонам поперечного сечения короба. Установка снабжена поперечной перегородкой, размещенной с зазором за рабочим колесом по направлению входящего воздушного потока с примыканием к стенкам короба, проходящим через длинные стороны его поперечного сечения в зоне диаметра рабочего колеса, и выполненной с выступами скругленного по радиусу профиля, размещенными на свободных торцах перегородки, а выпускной коллектор дополнительно снабжен вторым раздаточным отверстием и вторым раздаточным каналом, каждый из которых размещен симметрично по разные стороны от оси рабочего колеса. Цилиндрические поверхности дефлектора выполнены в виде отдельных пластин с образующей, равной длине короткой стороны поперечного сечения короба, и с параллельными торцами, каждый из которых удален от впускного коллектора и закреплен на стенке короба, проходящей через короткую сторону его поперечного сечения.

Недостатками прототипа являются невысокая надежность и безопасность, обусловленные отсутствием возможности автоматического отпирания шиберующего устройства при воздействии прямого потока воздуха и запирания при его отсутствии или воздействии потока обратного направления, отсутствием защиты электродвигателя от перегрева, перегрузки, пониженного или повышенного напряжения и возможности оперативной диагностики узлов и контроля параметров процесса вентиляции.

Признаки, общие с предлагаемой полезной моделью: корпус, коллектор, рабочее колесо, лопатки, спрямляющий аппарат, электродвигатель.

Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание осевого вентилятора, обладающего высокими надежностью и безопасностью.

Технический результат заключается в обеспечении высокой надежности и безопасности путем применения шиберующего устройства с управляемой гравитационной заслонкой и модуля управления, выполненного с возможностью контроля параметров процесса вентиляции и защиты электродвигателя, путем снижения уровня шумов вентилятора.

Дополнительный технический результат заключается в повышении эксплуатационных свойств путем выполнения осевого вентилятора и основных узлов разъемными.

Технический результат достигается тем, что осевой вентилятор, содержащий коллектор и корпус с размещенным в нем электродвигателем, рабочим колесом с радиальными лопатками, выполненными с возможностью вращения в плоскости поперечного сечения корпуса, и направляющим аппаратом, снабжен шиберующим устройством с гравитационной заслонкой, выполненной с возможностью отпирания при воздействии прямого потока воздуха и запирания при его отсутствии или воздействии потока обратного направления и модулем управления, выполненным с возможностью контроля параметров процесса вентиляции и защиты электродвигателя, а корпус, впускной коллектор и шиберующее устройство снабжены звукоизолирующим покрытием.

Дополнительный технический результат обеспечивается за счет того, что корпус, впускной коллектор и шиберующее устройство выполнены разъемными.

Рационально корпус выполнить в форме цилиндра.

Оптимально направляющий аппарат выполнить в виде радиально расположенных пластин винтообразной формы.

Рекомендуется по периметру примыкания гравитационной заслонки к корпусу шиберующего устройства установить щелевик.

Рационально модуль управления выполнить с возможностью контроля давления воздушного потока, температуры, вибрации, рабочего тока электродвигателя и отключения электродвигателя при выходе значений контролируемых параметров за допустимые пределы.

Повышение эксплуатационных свойств обеспечиваются выполнением корпуса, впускного коллектора и шиберующего устройства разъемными.

Высокая надежность и безопасность осевого вентилятора обеспечиваются применением модуля управления, выполненного с возможностью защиты электродвигателя от перегрева, вибрации, превышения рабочего тока электродвигателя и отключения его при выходе значений контролируемых параметров за допустимые пределы, путем нанесения на внутренние поверхности корпуса, впускного коллектора и шиберующего устройства звукоизолирующего покрытия, путем применения шиберующего устройства с управляемой гравитационной заслонкой, выполненной с возможностью отпирания при воздействии прямого потока воздуха и запирания при его отсутствии или воздействии потока обратного направления.

Отличительные признаки предлагаемого осевого вентилятора от прототипа: наличие шиберующего устройства с гравитационной заслонкой, выполненной с возможностью отпирания при воздействии прямого потока воздуха и запирания при его отсутствии или воздействии потока обратного направления, наличие модуля управления, выполненного с возможностью контроля параметров процесса вентиляции и защиты электродвигателя, выполнение корпуса, впускного коллектора и шиберующего устройства разъемными со звукоизолирующим покрытием.

Полезная модель поясняется рисунками, где на Фиг. 1 представлен общий вид осевого вентилятора, на Фиг. 2 приведена конструкция шиберующего устройства, а на Фиг. 3 показан уплотняющий щелевик.

Осевой вентилятор содержит (Фиг. 1) корпус 1 преимущественно цилиндрической формы с установленным в нем направляющим аппаратом 2, выполненным в виде радиально расположенных пластин винтообразной формы, электродвигателем 3, на консольном конце вала которого на шпонке посажено рабочее колесо 12 с профилированными лопатками 4 из алюминиевого сплава. На входной стороне осевого вентилятора установлен впускной коллектор 14, части которого скреплены между собой и корпусом 1 болтовыми соединениями 13. На выходной стороне вентилятора корпус 1 болтовыми соединениями соединен с шиберующим устройством 5, снабженным гравитационной заслонкой 8. Гравитационная заслонка 8 служит для перекрытия вентиляционного канала при неработающем вентиляторе и открывания вентиляционного канала давлением потока воздуха, создаваемым при включении вентилятора. Для повышения жесткости гравитационная заслонка 8 снабжена ребрами 9 (Фиг. 2), расположенными вдоль оси вентилятора. Гравитационная заслонка 8 устанавливается в корпусе шиберующего устройства 5 в положении «закрыто» под углом 50-70° к оси вентилятора. Для обеспечения герметичности при отключенном вентиляторе по периметру примыкания заслонки 8 к корпусу шиберующего устройства 5 установлен щелевик 11 (Фиг. 3). Шибирующее устройство 5 снабжено указателем положения 10 (Фиг. 2) «открыто-закрыто» гравитационной заслонки 8. В одном из вариантов выполнения осевого вентилятора на оси электродвигателя 1 со стороны шиберующего устройства 5 устанавливается стояночный тормоз (на рисунках не показан).

Для монтажа и установки на опорной поверхности осевой вентилятор снабжен рамой 6, а корпус 1 и корпус шиберующего устройства 5 снабжены проушинами 15.

На корпусе 1 и обмотках электродвигателя 3 установлены датчики температуры и вибрации, а во внутренней полости корпуса 1 расположен датчик давления воздушного потока. Измерительная информация всех датчиков, результаты контроля значений потребляемого тока и напряжения питающей сети поступают на вход модуля управления 7, осуществляющего связь осевого вентилятора с центральным устройством управления (на рисунках не показан). Модуль управления 7 выполнен с возможностью контроля давления воздушного потока, температуры, вибрации, рабочих токов и питающего напряжения электродвигателя 3, изменения скорости вращения электродвигателя 3, отключения его при выходе контролируемых параметров за допустимые пределы или по команде центрального управления и передачи измерительной информации в систему управления.

Для обеспечения безопасности эксплуатации и снижения уровня шума корпус 1, впускной коллектор 14 и шиберующее устройство 5 снабжены звукоизолирующим покрытием, нанесенным на их внутренние поверхности.

Работает осевой вентилятор следующим образом.

Перед транспортировкой осевого вентилятора, при необходимости, осуществляется разборка его на узлы, при этом наиболее габаритные из них могут быть разобраны на составляющие. К таким узлам относятся корпус 1, рабочее колесо 12, впускной коллектор 14, шиберующее устройство 5. После этого все узлы и составляющие транспортируются к месту установки и монтируются на раме 6, которая закрепляется на опорной поверхности на виброопорах (на фигурах не показаны). После подсоединения к модулю управления 7 силового кабеля и кабеля, связывающего с центральным устройством управления, производится наладка и запуск осевого вентилятора по управляющим сигналам центрального устройства управления. При разгоне электродвигателя 3 вращение его вала передается на рабочее колесо 12 и под действием давления, создаваемого лопатками 4, воздушный поток проходит вдоль радиально расположенных пластин винтообразной формы направляющего аппарата 2. Под действием воздушного потока гравитационная заслонка 8 устанавливается в горизонтальное положение, соответствующее состоянию «открыто» указателя положения 10.

В процессе работы осевого вентилятора при помощи модуля управления 7 осуществляется контроль давления воздушного потока, температуры, вибрации, рабочих токов и питающего напряжения электродвигателя 3 и передача полученной информации в систему управления. Наличие на внутренней поверхности корпуса 1, впускного коллектора 14 и шиберующего устройства 5 звукоизолирующего покрытия позволяет значительно снизить уровень шумов.

При выходе значений контролируемых параметров за допустимые пределы или по командам, поступающим от центрального устройства управления, модуль управления 7 производит отключение электродвигателя 3 и передает информацию о возникших неполадках в систему управления. При этом давление воздушного потока снижается до нуля, гравитационная заслонка 8 возвращается в наклонное положение, плотно прижимается к щелевику 11 и перекрывает сечение канала шиберующего устройства 5, исключая тем самым возникновение аварийных ситуаций, связанных с подачей потока воздуха обратного направления.

Предлагаемая полезная модель способствует созданию осевого вентилятора, обладающего высокой надежностью и безопасностью.

1. Осевой вентилятор, содержащий коллектор и корпус с размещенным в нем электродвигателем, рабочим колесом с радиальными лопатками, выполненными с возможностью вращения в плоскости поперечного сечения корпуса, и направляющим аппаратом, отличающийся тем, что он снабжен шиберующим устройством с гравитационной заслонкой, выполненной с возможностью отпирания при воздействии прямого потока воздуха и запирания при его отсутствии или воздействии потока обратного направления, модулем управления, выполненным с возможностью контроля параметров процесса вентиляции и защиты электродвигателя, а корпус, впускной коллектор и шиберующее устройство снабжены звукоизолирующим покрытием.

2. Осевой вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что корпус, впускной коллектор и шиберующее устройство выполнены разъемными.

3. Осевой вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме цилиндра.

4. Осевой вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что направляющий аппарат выполнен в виде радиально расположенных пластин винтообразной формы.

5. Осевой вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что по периметру примыкания гравитационной заслонки к корпусу шиберующего устройства установлен щелевик.

6. Осевой вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что модуль управления выполнен с возможностью контроля давления воздушного потока, температуры, вибрации, рабочего тока электродвигателя и отключения его при выходе значений контролируемых параметров за допустимые пределы.