CN101970863B - 流体转子 - Google Patents

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Abstract

一种具有至少两个翼的转子，其包括多个细长的支撑肋条，在轴向以一定的间隔刚性地互相连接第一翼的外缘与另一个翼的内缘，所述肋条在其远端具有一个连接凸部，在近端和所述远端的中间有一个平衡配重块。本发明进一步包括一种形成所述肋条的方法。

Description

流体转子
技术领域
本发明涉及一种用于涡轮装置中的转子，该类型的装置在PCT公开申请WO81/01443和加拿大专利1,236,030中有披露。 
背景技术
现有技术的装置包括： 
-一个基座 
-一个枢设地连接在所述基座上的框架； 
-一个转子，包括一对细长的翼(flighting)，该对翼具有一个外缘和一个内缘，以及一个弯曲的，例如半圆形的，截面，并且以对称的方式设置在一个几何轴的轴向方向，使得该对翼的凹形侧面有一部分互相重叠，在该对翼的内缘之间限定一个轴向的通路，该对翼以螺旋的方式互相扭在一起； 
-一个纵向的连接部，将所述转子的至少一端以枢转的方式连接到一个框架上；以及 
-多个细长的、通常为螺旋桨形(airfoil-like)的肋条，在轴向上间隔一定的距离，刚性地连接每个翼的外缘与其它翼的内缘，所述肋条以与所述几何轴基本上垂直的方式放置，所述肋条在与所述几何轴同一个方向的截面为凸形。 
出于使用寿命的考虑，非常重要的是，所述转子要恰当地平衡，进行旋转，使得它不刺激转子的固有频率。以上描述的现有技术的转子缺少一种便利的机制来平衡转子，以及容易地影响转子的共振频率。另外，现有技术的转子需要有最佳的性价比构造。 
发明内容
本发明基于上述的构想，给上述类型的转子提供间隔开的螺旋桨形的支撑肋条，并且包括平衡和连接配重块，其优点尤其在于达到了转子内的平衡条件。此外，所述转子可以便捷地组装且成本较低。 
根据本发明的转子，它主要的特征在于具有多个细长的、通常为螺旋桨形的支撑肋条，在轴向上间隔一定的距离，并刚性地连接每个翼的外缘与另一个翼的内缘，所述肋条被设置为基本上与所述几何轴线垂直，并且所述肋条在与所述几何轴线同一个方向的截面为凸形。所述肋条在其远端具有一个连接凸 部，并有一个中间的平衡配重块。 
本发明是一种转子，其具有至少两个翼，并包括多个细长的支撑肋条，在轴向上间隔一定的距离，刚性地连接第一个翼的外缘与另一个翼的内缘，所述支撑肋条在其远端具有一个连接凸部，在其近端和所述远端的中间有一个平衡配重块。本发明还进一步是一种形成所述支撑肋条的方法。 
参考附图对本发明的转子进一步详细地描述，其中： 
附图说明
图1是根据本发明的转子的一个实施例的正视图； 
图2是本发明第二个实施例的正视图； 
图3是肋条的立体视图； 
图4所示为三种不同形状的支撑肋条的剖视图，沿图3中的线4-4剖开；以及 
图5是本发明一个实施例的一个转轴和肋条结构的立体视图。 
具体实施方式
本发明的转子在各图中描述为1。根据本发明的转子1包括一对细长的翼2a和2b，它们具有一个弯曲的、优选的是半圆形的截面。 
翼2a、2b以对称的方式绕着一个纵方向的几何轴线5轴向放置(参见图1)，使得翼2a、2b的凹侧有一部分互相重叠。从而在翼2a、2b的内缘之间限定一个轴向的通道。翼2a、2b以螺旋形状的方式相互之间成大致为180°地扭在一起。转子1的长度优选的是其直径的至少4倍。 
一个纵向的转轴3的至少一端以可转动的方式连接到一个支撑框架(图中未示)。转轴3与轴线5同中心。如上所述，所述连接也可以是枢接的。在枢接的情况下，提供一些装置，可以使转子1弹性地保持处在相对于支撑框架的第一轴向上，但是允许转子1的枢转由影响转子1的风力来决定。 
多个细长的、通常为叶片状的支撑肋条30，优选的是在轴向上间隔等长的距离，牢固地连接各个翼2a、2b的每个外缘与另一个翼2b、2a的内缘，翼2a的外缘连接到翼2b的内缘，翼2b的外缘的情况类似。所述肋条30设置成基本上与纵向的轴线5成垂直的关系，相对于垂直方向安装的转子1，所述肋条的截面在上方方向为凸形，如图4所示。 
如图4所示，叶片30的剖面可以由一个凸形的上侧和一个直线形的下侧构成。(实施例A)。剖面也可以具有一个翼形设计常见方式的凹形的下侧(实施例B和C)。 
转轴3可以延伸到转子1的整个轴向长度，如图1的情形，或者转子可以制成只有一个短的转轴部3(图2)。 
转子1的肋条总体在图3中显示为标号4，肋条4由两个主要的子组件：毂部10(hub)和叶片30构成。 
肋条4的毂部10包括一个毂体12。一个轴向孔14被界定在轮毂体12中。轴向的孔14被界定为与转子1的纵向轴线5同轴。 
一对螺纹孔18穿透毂体12，并且横穿轴向孔14。当肋条4被设置在转轴3上时，螺栓(图中未示)可以被螺设在各个螺纹孔18中，各个螺栓的端部在转轴3的外缘被拧紧，以将肋条4固定在转轴3上。 
一对相对的翼内缘支撑部20优选地是与毂体12一体成形。每个翼内缘支撑部20包括一个具有角度的支撑面21。螺纹盲孔22分别被设置在每个支撑面21，向里延伸到各个翼内缘支撑部20的内部。 
一个可选择的平衡配重块24可以与翼内缘支撑部20一体成形。可选择的平衡配重块24优选的是从毂体12的径向伸出。如图3所示，可选择的平衡配重块24具有一个内缘26和一个外缘28。内缘26和外缘28之间的距离可以根据需要进行变化，以适合地影响可选择的平衡配重块24的质量。可以用其它已知的方式来影响这种配重块，诸如使平衡配重块24的外部边线29变化，形成所需的具有一个较大或者较小质量的平衡配重块24。 
叶片30从毂部10沿径向向外伸出，并且连接在叶片30的近端32处的可选择的平衡配重块24上。连接凸部(boss)36形成于叶片30的远端34。连接凸部36呈现一个翼外缘支撑表面40，具有一个限定于其中的螺纹盲孔38。肋条4优选的是由金属制成，而翼2a、2b可以由金属或者塑料制成。 
毂部10的可选择的平衡配重块24被选择以适当地平衡转子1的旋转质量。对于转子1要运转的一个已知旋转速度范围，这样的平衡要考虑转轴3、翼2和肋条4本身质量的影响。另外，选择可选择的平衡配重块24的质量，使得转子1的共振频率处于转子1的旋转速度范围之下或者之上。避免转子1在其固有频率附近进行操作，是使旋转转子1潜在的破坏性的共振最小化的关键所在。 
在组装时，单个的肋条4可以被设置在转轴3上，如图5所示。翼2a、2b然后可以被连接在单个的肋条4上。翼2a的内缘由一个螺栓(图中未示)连接在螺纹盲孔22中，从而将翼连接到翼内缘支撑表面21。翼2a的外缘然后由一个螺栓(图中未示)连接到设置在对侧的叶片30的螺纹盲孔38中。这样的螺接方式将翼2a的外缘紧固在翼外缘支撑表面40。翼2b然后可以以类似的方式连接到肋条4。 
本发明适用于各种修改和替换形式，其细节已经通过附图中的例子详细描述了。应当理解的是，本发明主旨不在于将本发明限制为前文描述的特定的实施例。相反，本发明旨在覆盖所有的修改、等同物和替换方式。 

Claims (18)

1.一种转子，具有两个翼，并包括多个细长的支撑肋条，在轴向以一定的间隔刚性地互相连接第一翼的外缘与第二翼的内缘，所述支撑肋条在第一端具有连接凸部，并在其第二端和所述第一端的中间有平衡配重块。
2.根据权利要求1所述的转子，其中所述的肋条具有毂部，所述平衡配重块与该毂部一体形成。
3.根据权利要求1所述的转子，所述的平衡配重块可以变化，以影响所述转子旋转时的共振。
4.根据权利要求1所述的转子，所述的平衡配重块由与制成所述肋条的毂部的材料不同的材料制成。
5.根据权利要求1所述的转子，所述的连接凸部包括界定于其中的螺纹孔。
6.根据权利要求1所述的转子，包括设置在所述连接凸部和平衡配重块之间的螺旋桨形部分。
7.一种转子上的肋条，该转子具有两个翼，所述肋条包括：
肋条组件，用于在轴向以一定的间隔刚性地连接第一翼的外缘和第二翼的内缘，所述肋条组件在其第一端具有连接凸部，并在第一端和第二端的中间有平衡配重块。
8.根据权利要求7所述的肋条，所述肋条组件具有毂部，所述平衡配重块与该毂部一体形成。
9.根据权利要求7的肋条，所述平衡配重块可以变化，以影响旋转转子的共振。
10.根据权利要求7的肋条，所述平衡配重块由与制成肋条毂部的材料不同的材料制成。
11.根据权利要求7的肋条，所述连接凸部包括界定于其中的螺纹孔。
12.根据权利要求7所述的肋条，包括设置在所述连接凸部和平衡配重块之间的螺旋桨形部分。
13.一种形成转子上的肋条的方法，所述转子具有两个翼，该方法包括：
形成肋条组件，所述肋条组件在轴向以一定的间隔刚性地连接第一翼的外缘与第二翼的内缘；以及形成所述的肋条，使其第一端具有连接凸部，在其第二端和第一端的中间具有平衡配重块。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述的肋条组件具有毂部，该方法包括将所述平衡配重块与所述毂部一体形成。
15.根据权利要求13所述的方法，其包括形成可以变化的所述平衡配重块，以影响旋转转子的共振。
16.根据权利要求13所述的方法，包括以与形成肋条毂部的材料不同的材料形成所述平衡配重块。
17.根据权利要求13所述的方法，其中包括形成连接凸部，其中界定有螺纹孔。
18.根据权利要求13所述的方法，其包括设置在连接凸部和平衡配重块的中间的螺旋桨形的部分。
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