Результат интеллектуальной деятельности: ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к конструкции вентиляторной градирни, и может быть использовано на предприятиях химической и энергетической промышленности для охлаждения оборотной воды.

Известна вентиляторная градирня, содержащая корпус с диффузором в верхней части, воздухозаборными окнами и бассейном в нижней части и каплеуловителем, водораспределительной системой и оросителем внутри корпуса, при этом в корпусе установлен соосно диффузору водоподводящий вертикальный трубопровод водораспределительной системы, с упором на который установлен электропривод лопастного колеса вентилятора, включающий редуктор и расположенный рядом с ним на радиально расположенной балке электродвигатель (см. патент US №4543218, кл. F28F 25/04, 24.09.1985).

Выполнение вентиляторной градирни с расположенным на вертикальном водоподводящем трубопроводе вентилятором приводит к аэродинамическим потерям, тем самым снижает эффективности работы данной градирни. Кроме того, открытое расположение и редуктора, и электродвигателя в потоке влажного воздуха накладывает дополнительные требования к герметичности корпуса электродвигателя и редуктора, а также к коррозионной стойкости материалов кожуха электродвигателя и корпуса редуктора, что, в свою очередь, ведет к усложнению конструкции вентилятора и увеличению его стоимости, а также к необходимости постоянного контроля за их состоянием.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является вентиляторная градирня, содержащая корпус с диффузором в верхней части, воздухозаборными окнами и бассейном в нижней части и каплеуловителем, водораспределительной системой и оросителем внутри корпуса, при этом в корпусе установлена соосно диффузору цилиндрическая шахта, в верхней части которой размещен электропривод лопастного колеса вентилятора (см. GB №618285, кл. F28С 1/00, 29.10.1979).

Выполнение вентиляторной градирни с размещенным в цилиндрической шахте электроприводом лопастного колеса вентилятора позволило увеличить эффективность работы градирни за счет снижения аэродинамических потерь.

Однако размещение электропривода лопастного колеса вентилятора в средней части цилиндрической шахты, с одной стороны, упростило проведение регламентных и ремонтных работ электропривода, но, с другой стороны, привело к усложнению его конструкции, так как потребовалось установить в верхней части шахты опору для лопастного колеса и соединить вал лопастного колеса с электроприводом посредством длинного промежуточного вала. Кроме того, для доступа обслуживающего персонала в цилиндрическую шахту к электроприводу в градирне над каплеуловителем пришлось установить мостки, а в корпусе градирны выполнить соответствующие проемы, что приводит к дополнительным аэродинамическим потерям и усложняет конструкцию градирни.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции градирни и снижение аэродинамического сопротивления проточной части вентиляторной градирни.

Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение эффективности работы вентиляторной градирни за счет снижения аэродинамического сопротивления проточной части вентиляторной градирни при снижении затрат на сборку и обслуживание лопасного вентилятора градирни.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что вентиляторная градирня содержит корпус с диффузором в верхней части, воздухозаборными окнами и бассейном в нижней части и каплеуловителем, водораспределительной системой и оросителем внутри корпуса, при этом в корпусе установлена соосно диффузору цилиндрическая шахта, в верхней части которой размещен электропривод лопастного колеса вентилятора и выполнен кольцевой уступ с двумя сегментообразными площадками, на котором установлены соосно внутренней поверхности шахты снизу вверх опорное кольцо и металлическая круглая рама, сопряженная по наружному контуру с внутренней стенкой шахты, в круглой раме закреплены две параллельные балки, между которыми закреплены две поперечные балки с образованием центрального квадратного отверстия, перекрытого с опорой на эти балки квадратной металлической плитой с центральным отверстием, соосным оси круглой рамы, а на опорной плите закреплен металлический плоский круглый фланец, через центральное отверстие которого выведен вал подвешенного на круглом фланце и выполненного в виде мотор-редуктора электропривода лопастного колеса вентилятора.

Предпочтительно, чтобы каждая из параллельных балок посередине была соединена радиальной балкой с круглой рамой.

В ходе проведенного исследования работы вентиляторных градирен, в частности диффузоров вентилятора градирен, была разработана такая конструкция электропривода лопастного колеса вентилятора, которая позволила создать модульную конструкцию электропривода, которая практически полностью может быть собрана вне градирни, а потом в собранном виде установлена в цилиндрической шахте градирни, при этом конструкция электропривода практически не создает в градирне дополнительного аэродинамического сопротивления протекающему через корпус и диффузор нагретому воздуху. Этого удалось добиться за счет того, что электропривод лопастного колеса вентилятора полностью расположен в шахте и единственным конструктивным элементом, который из нее выступает, является лопастное колесо.

Вторая задача, которая решена в данном изобретении, позволяет собирать градирню из унифицированных взаимозаменяемых элементов конструкции, что приводит, с одной стороны, к упрощению сборки вентилятора градирни на месте ее установки, а с другой стороны, к упрощению конструкции за счет уменьшения номенклатуры комплектующих узлов для сборки вентилятора градирни, что в конечном итоге приводит к повышению качества сборки и снижению себестоимости изготовления и обслуживания градирни.

Указанного результата удалось добиться за счет того, что в верхней части шахты выполнен кольцевой уступ с двумя сегментообразными площадками, на котором установлены соосно внутренней поверхности шахты снизу вверх опорное кольцо и металлическая круглая рама, сопряженная по наружному контуру с внутренней стенкой шахты, в круглой раме закреплены две параллельные балки, между которыми закреплены две поперечные балки с образованием центрального квадратного отверстия, перекрытого с опорой на эти балки квадратной металлической плитой с центральным отверстием, соосным оси круглой рамы. Указанный выше кольцевой уступ с сегментообразными площадками позволяет, с одной стороны, создать прочную опору для круглой рамы, а с другой стороны, сегментообразные площадки одновременно являются площадками для обслуживающего персонала и ребрами жесткости цилиндрической шахты в месте установки электропривода, который является источником вибрации во время работы лопастного вентилятора. Выполнение круглой рамы с параллельными, поперечными и радиальными балками и квадратной металлической плитой, с одной стороны, позволяет повысить жесткость конструкции рамы, а с другой стороны, более равномерно передать нагрузку от электропривода и лопастного колеса на цилиндрическую шахту.

Закрепление на опорной плите металлического плоского круглого фланца, через центральное отверстие которого выведен вал подвешенного на круглом фланце и выполненного в виде мотор-редуктора электропривода лопастного колеса вентилятора, позволяет создать модуль, который может быть собран вне градирни и потом при сборке последней установлен в ней, что значительно упрощает и ускоряет сборку оборудования градирни.

На фиг.1 представлен продольный разрез вентиляторной градирни.

На фиг.2 представлен вид верха цилиндрической шахты с собранным электроприводом лопастного вентилятора.

На фиг.3 представлен вид верха цилиндрической шахты с разобранным электроприводом лопастного вентилятора.

Вентиляторная градирня содержит корпус 1 с диффузором 2 в верхней части, воздухозаборными окнами 3 и бассейном 4 в нижней части и каплеуловителем 5, водораспределительной системой 6 и оросителем 7 внутри корпуса 1. В корпусе 1 установлена соосно диффузору 2 цилиндрическая шахта 8, в верхней части которой размещен электропривод 9 лопастного колеса 10 вентилятора. В верхней части шахты 8 выполнен кольцевой уступ 11 с двумя сегментообразными площадками 12, на котором установлены соосно внутренней поверхности шахты 8 снизу вверх опорное кольцо 13 и металлическая круглая рама 14, сопряженная по наружному контуру с внутренней стенкой шахты 8. В круглой раме 14 закреплены две параллельные балки 15, между которыми закреплены две поперечные балки 16 с образованием центрального квадратного отверстия, перекрытого с опорой на эти балки 15 и 16 квадратной металлической плитой 17 с центральным отверстием, соосным оси круглой рамы 14. Каждая из параллельных балок 15 посередине соединена радиальной балкой 18 с круглой рамой 14. На опорной плите 17 закреплен металлический плоский круглый фланец 19, через центральное отверстие которого выведен вал 20 подвешенного на круглом фланце 19 и выполненного в виде мотор-редуктора электропривода 9 лопастного колеса 10 вентилятора.

Вращающееся от электропривода 9 лопастное колесо 10 вентилятора осуществляет подсос воздуха в корпус 1 через выполненные в нижней части корпуса 1 градирни воздухозаборные окна 3. Вода через водораспределительную систему 6 подается в разбрызгивающие сопла (не показаны), откуда она в виде капель попадает на поверхность оросителя 7, заполняющего большую часть объема между бассейном 4 и разбрызгивающими соплами водораспределительной системы 6, по которой вода в виде тонкой пленки стекает в бассейн 4. При этом стекающая пленка воды обдувается потоком воздуха, создаваемым лопастным колесом 10 вентилятора. Атмосферный воздух продувается через ороситель 7, что способствует его интенсивному насыщению испаряемой влагой по всей высоте оросителя 7 и интенсивному охлаждению воды. Нагретый воздух лопастным колесом 10 вентилятора через диффузор 2 выбрасывается в атмосферу, а каплеуловитель 5 препятствует уносу капель жидкости из градирни вместе с потоком воздуха, созданным лопастным колесом 10 вентилятора.

Настоящее изобретение может быть использовано в вентиляторных градирнях для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.