BG62900B1 - Осев ротор - Google Patents

Abstract

Осовият ротор намира приложение в конструкцията на вентилатори или други турбомашини, използвани в бита и индустрията. Той е с опростени конструкция и дизайн, а производството му е поевтинено. Осовият ротор се състои от главина (1) за монтирането мукъм вал и от множество по същество радиални лопатки (4), всяка от които е свързана с главината (1) чрез опора (12). Главината (1) поддържа два успоредни диска (5), които са монтирани един срещу друг и имат по същество еднакъв диаметър и отвори (10, 11) за болтове. Лопатките (4) са прикрепени с възможност за завъртане към опорите (12), които са разположени между дисковете (5). Последните са монтирани към опорите (12), като са притиснати срещу тяхчрез болтове (17, 18), преминаващи през отворите (10, 11).

Description

(54) ОСОВ РОТОР (57) Осовият ротор намира приложение в конструкцията на вентилатори или други турбомашини, използвани в бита и индустрията. Той е с опростени конструкция и дизайн, а производството му е поевтинено. Осовият ротор се състои от главина (1) за монтирането му към вал и от множество по същество радиални лопатки (4), всяка от които е свързана с главината (1) чрез опора (12). Главината (1) поддържа два успоредни диска (5), които са монтирани един срещу друг и имат по същество еднакъв диаметър и отвори (10, 11) за болтове. Лопатките (4) са прикрепени с възможност за завъртане към опорите (12), които са разположени между дисковете (5). Последните са монтирани към опорите (12), като са притиснати срещу тях чрез болтове (17, 18), преминаващи през отворите (10, 11).

претенции, 7 фигури

(54) ОСОВ РОТОР

Област на техниката

Изобретението се отнася до осов ротор, който намира приложение в конструкцията на вентилатори или други турбомашини, използвани в бита и индустрията.

Предшестващо състояние на техниката

Известни са осови ротори, които обикновено се използват и при които лопатките са закрепени към главината с възможност за завъртане, с оглед приспособяване към капацитета на ротора. Известните осови ротори имат един отлят централен барабан, който е точно и прецизно обработен. Всяка лопатка е монтирана с възможност за завъртане върху по същество радиален лопатков вал, който е закрепен неподвижно, без възможност за въртене в централния барабан, например лопатковият вал е навит в точно обработени резбови отвори, изработени в барабана. Барабанът е свързан с вала на също така отлята главина чрез средства, чиито компоненти са отлети съвместно с главината и централния барабан.

Известни са и друг вид широко използвани осови ротори, в които лопатките са монтирани с възможност за завъртане, с оглед регулируемо приспособяване към капацитета на ротора. Тези известни осови ротори имат изкован барабан, който е свързан с главината чрез изработен от листов материал метален конус, който е заварен към главината и барабана.

Тези два типа широко използвани осови ротора имат сложен дизайн и са особено трудни за изпълнение, тъй като операциите за производство на ротора от първия тип, който е описан по-горе, изискват изключителна точност, акуратност и скъпи машини. Роторът от втория тип, описан по-горе, поглъща много производствено време и изисква скъпи технологични операции по заваряване. Ето защо тези два типа известни осови ротори са много скъпи.

При това, като се има предвид описаният по-горе сложен дизайн на известните ротори, е очевидно, че е необходимо при тяхното производство да се предвидят елементи с различни диаметри и/или различно количество лопатки за всеки индивидуален вариант на осовия ротор.

Това се отнася по-специално до подлежащите на проектиране компоненти, като главината с барабана и опорите за лопатките за първия тип от известните осови ротори и опорите за лопатките за втория известен тип, описани погоре осови ротори.

От патент US 4877376 е известен осов ротор за закрепване на лопатки, оформени от синтетичен, влакнесто усилен материал, към метална главина.

Известният осов ротор се състои от главина за монтиране на ротора към вал и множество от по същество радиални лопатки, всяка от които е свързана с главината с възможност за завъртане чрез опора и свързващо средство. Опората е изпълнена във вид на цилиндричен присъединителен накрайник, който е съставна част на лопатката и е зацепен в цилиндричен отвор, изпълнен в цилиндрично тяло, формиращо главината. Накрайникът, отворът и тялото са коаксиални. Свързващото средство се състои от напрегнат болт, преминаващ през напречен отвор, оформен в накрайника на лопатката. Болтът има диаметрално противоположни ексцентрикови крайни шийки, предвидени за създаване на напрежение в болта при завъртането му. Двете ексцентрикови шийки са монтирани към две носещи втулки, поместени в отвори, оформени в цилиндричния елемент от главината. Процесът за създаване на напрежение в болта на свързващото средство причинява придвижване на опората на лопатката в цилиндричния отвор към оста на главината, при което се осигурява притискане на лопатката срещу горната повърхнина на фланец, оформен на края на цилиндричното тяло от главината и съответно регулиране на положението на лопатката. За всеки един вариант на изпълнение на този известен осов ротор са предвидени различни по конструкция цилиндрични тела, формиращи главината.

Недостатъкът на този известен осов ротор се състои в това, че при производството му е необходимо да се предвидят елементи с различни диаметри и/или различно количество лопатки за всеки индивидуален вариант на осовия ротор, които да се съхраняват в складови помещения до употребата им. Това се отнася по-специално до подлежащите на проектиране компоненти, като цилиндричните тела, оформящи главината, болтовете с ексцентрикови шийки, които освен това са и със сложно технологично изпълнение.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде осов ротор, който е с опростена конструкция, чието производство не е оскъпено и който да е с опростен дизайн, не изисква съхранение на склад на множество скъпи компоненти, индивидуално пригодени към всеки един от вариантите му за различни диаметри и/или различен брой лопатки.

Задачата съгласно изобретението е решена с осов ротор, състоящ се от главина за монтиране на ротора към вал и множество от по същество радиални лопатки. Всяка лопатка е свързана с главината чрез опора за лопатки, а те са прикрепени с възможност за завъртане към съответните опори. Съгласно изобретението главината поддържа два успоредни диска, които са монтирани един срещу друг, имат по същество еднакъв диаметър и са осигурени с отвори за болтове. Опорите за лопатките са разположени между дисковете, които са монтирани към опорите, като са притиснати срещу тях чрез болтове, преминаващи през отворите, оформени в съответните дискове.

В едно предпочитано изпълнение на осовия ротор съгласно изобретението отворите, оформени в единия диск, са разположени срещу отворите, изпълнени в другия диск. Болтовете преминават през проходни отвори, предвидени в съответните опори за лопатките. В този случай отворите за болтове, оформени във всеки диск, са подредени в двойки. Единият отвор от всички двойки е разположен върху външна окръжност, която е концентрична на диска. Другият отвор от тези двойки е разположен върху вътрешна окръжност, също концентрична на диска. Всяка лопатка има два проходни отвора, разположени срещу една от двойките отвори за болтове от всеки диск.

За предпочитане е осовият ротор съгласно изобретението да е изпълнен с дискове, изработени от метален лист.

Осовият ротор съгласно изобретението в друг предпочитан вариант е изпълнен с един цилиндричен, периферно разположен граничен венец, който обхваща двата диска и върху който са изпълнени проходни отвори за лопатките. Граничният венец е прикрепен към дисковете за придаване на аеродинамична форма на осовия ротор. В този случай граничният венец има вътрешни отвори за дисковете, които са равномерно разпределени по периферията на граничния венец и имат щифтове, които са монтирани в отвори, оформени към дисковете, в близост до тяхната периферия.

Осовият ротор съгласно изобретението е изпълнен по такъв начин, че опорите за дискове са с възможност за поемане на ограничено еластично огъване на дисковете в радиално направление.

За предпочитане е осовият ротор съгласно изобретението да е изпълнен с граничен венец, изработен от метален лист.

Предимствата на осовия ротор съгласно изобретението се състоят в това, че той е с опростена и технологична конструкция, с възможност да се използват идентични отляти опори за лопатките, независимо от техния брой. При това не е нужно да се осигуряват предварително и да се съхраняват на склад такива отлети опори за лопатки от различен тип и размери. Дисковете и граничният венец са с опростена за изпълнение конструкция и би било достатъчно целесъобразно да се държат на склад само металните листове, от които се изработват тези елементи, тъй като технологичната обработка на металните листове за производството на дискове и граничен венец би могла да се извърши лесно и бързо, веднага след като се определи диаметърът на дисковете и броят на лопатките.

Пояснение на приложените фигури

Изобретението е пояснено с приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява аксонометричен изглед на осов ротор съгласно изобретението със сменяеми лопатки;

фигура 2 - осовият ротор съгласно фиг. 1, поглед отстрани, т.е. осова посока, при това роторът е показан само с една лопатка;

фигура 3 - напречен разрез по дължината на линия Ш-Ш от фиг.2;

фигура 4 - аксонометричен изглед на опора за лопатка;

фигура 5 - изглед отстрани на диск, включен в осовия ротор;

фигура 6 - осов ротор в поглед по стрелка VI от фиг.2;

фигура 7 - частичен напречен разрез, в уголемен мащаб по линия VII-VII от фиг.6, пояснение на прикрепването на лопатката при монтаж.

Примери за изпълнение на изобретението

Осовият ротор от приложените фигури има главина 1 за закрепването му към вал (непоказан). Към присъединителния край на главината 1 има централен отвор 2 и шпонков канал 3, оформен в него. По един специфичен начин, който ще бъде описан по-подробно, главината 1 поддържа множество от по същество радиални лопатки 4, от които е показана само една на фиг.2 и фиг.6.

Главината 1 поддържа два диска 5, които са монтирани противоположно един срещу друг и са изработени от метален лист, за предпочитане от твърд метал. Двата диска 5 са концентрични на главината 1 и са разположени перпендикулярно на нейната ос. Всеки един диск 5 има централен отвор 6, който има диаметър, по-малък от този на главината 1 и по-голям от диаметъра на оформения в нея централен отвор 2. В близост до централния отвор 6 на диска 5 са оформени множество отвори Ί за болтове, които са равномерно разпределени около централния отвор 6. Всеки диск 5 е прикрепен към главината 1 чрез болтове 8, които преминават през отворите 7 и са завити в съответни отвори 9 с нарязана в тях резба, оформени към главината 1 (фиг.З).

Върху всеки диск 5 са оформени две серии отвори 10 и 11 за болтове, като отворите 10 от едната серия са разположени върху и са на еднаква стъпка, равномерно разпределени по обиколката на външна окръжност С1, която е концентрична на диска 5, а отворите 11 от другата серия са позиционирани върху и са на еднаква стъпка, равномерно разпределени по обиколката на вътрешна окръжност С2, разположена вътрешно на окръжността С1 и също концентрична на диска 5. Отворите 10 и 11 за болтове са позиционирани радиално едно срещу друг и оформят двойки от отвори 10, 11. Броят на двойките отвори 10, 11 е идентичен на броя на лопатките 4.

Всяка лопатка 4 е прикрепена към отлята опора 12, която е монтирана между дисковете

5. Всяка една отлята опора 12 има основна част 13 и централна завъртаща се шийка 14, отлята заедно с нея. Основната част 13 има два паралелни проходни отвора 15 и 16 за болтове, всеки от които е разположен съосно на срещулежащите отвори 10, 11 за болтове от двойката, оформена във всеки един диск 5. Дисковете 5 са прикрепени към отлетите опори 12 на лопатките 4 и са притиснати срещу основната част 13 чрез болтове 17 и 18, които преминават през отворите 10, 11, оформени в дисковете 5 и проходните отвори 15, 16, оформени в отлетите опори 12 за лопатките 4.

Към всяка една отлята опора 12 за лопатка 4 има фиксиращ пръстен 19, изпълнен от две полукръгли половини, които са свързани чрез болтове 20 (фиг. 4). Фиксиращият пръстен 19 има вътрешно периферно рамо 21, захванато в една периферна вдлъбнатина 22, оформена във завъртащата се централна шийка 14 на отлятата опора 12 на лопатката 4, което рамо 21 е монтирано с възможност за завъртане около завъртащата се централна шийка 14 с оглед регулиране на лопатката 4. Външната повърхност на фиксиращия пръстен 19 е разположена на нивото на свободната крайна повърхност на въртящата се централна шийка 14. Фиксиращият пръстен 19 има четири резбови отвора 23 за болтове, които са ориентирани по оста на въртящата се централна шийка 14 и са разпределени равномерно по периферната дължина на фиксиращия пръстен 19.

Всяка лопатка 4 има основа 24, изпълнена във формата на диск, който е опрян срещу външната повърхност на фиксиращия пръстен 19 и крайната повърхност на въртящата се централна шийка 14. В крайната повърхност на въртящата се централна шийка 14 е изпълнен пръстеновиден канал 25, в който е поместена пружина 26, която е опряна в основата 24 на лопатката 4. Лопатката 4 е закрепена към отлятата опора 12 с помощта на четири болта 27, всеки от които преминава през отвор 28, оформен в основата 24 на лопатката, и е завит в един от резбовите отвори 23, оформени във фиксиращия пръстен 19, при което основата 24 на лопатката 4 е притисната към нейната отлята опора 12. Фиксиращият пръстен 19 е монтиран с възможност да се завърта за обиране на хлабината в волтовата връзка, с което се регулира положението на лопатката 4, когато болтовете 27 не са притегнати достатъчно.

Двата диска 5 с монтираните към тях отлети опори 12 за лопатките 4, монтирани към главината 1, са обхванати периферно от граничен венец 30, направен от метален лист, за предпочитане от твърд метал, предвиден за осигуряване на аеродинамична форма на осовия ротор, при която обтичащият я поток е несмущаван от отлетите опори 12 за лопатките 4.

Граничният венец 30 има проходни отвори 31 за всяка лопатка 4 по един, разположени срещу всяка една отлята опора 12 за лопатка 4.

Както се вижда от фигури 1, 3 и 7, ширината на граничния венец 30 е по-голяма от разстоянието между дисковете 5. Граничният венец 30 има множество от вътрешни опори 32 за диск 5, оформени като радиално, вътрешно разположени фланци, които са заварени към граничния венец 30 и са разпределени равномерно по дължината на повърхността му. Всяка вътрешна опора 32 има аксиално разположени щифтове 33, които са вмъкнати в отвори 34 за щифтове (фиг.5), оформени към съответния прилежащ диск 5. Отворите 34 за щифтовете 33 са изработени към дисковете 5, в близост към тяхната външна периферна повърхност. Вътрешните опори 32 за дисковете са осигурени с аксиално насочени зъбци 35 (фиг.З), които са с възможност за относително радиално движение, пораждащо се между граничния венец 30 и дисковете 5 по време на движение на ротора, с което се осигурява възможност за поемане на ограничено еластично огъване на дисковете 5 в радиално направление.

Както е видно от изложеното по-горе, могат да се използват идентични отлети опори 12 за лопатките 4, независимо от техния брой. При това не е нужно да се осигуряват предварително и да се съхраняват на склад отлети опори 12 за лопатки 4 от различен тип и размери. Колкото до дисковете 5 и граничния венец 30, би било достатъчно целесъобразно да се държат на склад металните листове, от които се изработват тези елементи, тъй като технологичната обработка на металните листове за производството на дискове 5 и граничен венец 30 би могла да се извърши лесно и бързо, веднага след като се определи диаметърът на дисковете 5 и броят на лопатките 4. Подходяща технологична обработка за целта е лазерното рязане.

Описаният по-горе осов ротор може да бъде модифициран по много различни начини, влизащи в обхвата на изобретението. Необходимо е специално да бъде подчертано, че не е необходимо дисковете 5 и граничният венец 30 да бъдат изработени непременно от твърд метален лист или изобщо от метал, те могат да бъдат произведени също така от пластмасов материал.

Claims (8)

1. Осов ротор, състоящ се от главина (1) за монтиране на ротора към вал и множество от по същество радиални лопатки (4), всяка от които е свързана с главината (1) чрез опора (12) за лопатки (4), които са прикрепени с възможност за завъртане към съответните опори (12), характеризиращ се с това, че главината (1) поддържа два успоредни диска (5), които са монтирани един срещу друг, имат по същество еднакъв диаметър и са осигурени с отвори (10, 11) за болтове, като опорите (12) за лопатките (4) са разположени между дисковете (5), които са монтирани към опорите (12), като са притиснати срещу тях чрез болтове (17, 18), преминаващи през отворите (10, 11), оформени в съответните дискове (5).

2. Осов ротор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че отворите (10, 11), оформени в единия диск (5), са разположени срещу отворите (10, 11), изпълнени в другия диск (5), а болтовете (17, 18) преминават през проходни отвори (15, 16), предвидени в съответните опори (12) за лопатките (4).

3. Осов ротор съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че отворите (10, 11) за болтове, оформени във всеки диск (5), са подредени в двойки, като единият отвор (10) от всички двойки е разположен върху външна окръжност (С1), която е концентрична на диска (5), а другият отвор (11) от тези двойки е разположен върху вътрешна окръжност (С2), също концентрична на диска (5), при което всяка лопатка (4) има два проходни отвора (15, 16), разположени срещу една от двойките отвори (10, 11) за болтове от всеки диск (5).

4. Осов ротор съгласно една от претенциите от 1 до 3, характеризиращ се с това, че дисковете (5) са изработени от метален лист.

5. Осов ротор съгласно която и да е претенция от 1 до 4, характеризиращ се с това, че е предвиден един цилиндричен, периферно разположен граничен венец (30), който обхваща двата диска (5) и върху който са изпълнени проходни отвори (31) за лопатките (4), при което граничният венец (30) е прикрепен към дисковете (5) за придаване на аеродинамична форма на осовия ротор.

6. Осов ротор съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че граничният венец (30) има вътрешни опори (32) за дисковете (5), които са равномерно разпределени по периферията на граничния венец (30) и имат щифтове (33), които са монтирани в отвори (34), оформени към дисковете (5), в близост до тяхната периферия.

7. Осов ротор съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че опорите (32) за дискове (5) са с възможност за поемане на ограничено еластично огъване на дисковете (5) в ради- ално направление.

8. Осов ротор съгласно която и да е претенция от 5 до 7, характеризиращ се с това, че граничният венец (30) е изработен от метален 5 лист.