CN102362075B - 与通风机轮毂连用的加强件 - Google Patents

Abstract

为了提供一种通风机轮毂(1)，其具有用于与通风机轴相连接的机构(2，3)和基本为筒形的固定部分(4)，该固定部分带有用于多个通风机叶片的径向容座(6)，其中该固定部分(4)具有内周面(5)，该通风机轮毂即使在如隧道失火时可能出现的高温下也可保证足够高的拉力固定通风机叶片，而此时无需具有不希望的大质量，对此提出，该通风机轮毂配设有与固定部分(4)基本分开地构成并且基本呈环形闭合，并且该加强件(7)具有用于抗拉固定通风机叶片的机构(10)。

Description

与通风机轮毂连用的加强件

本发明涉及通风机轮毂，它具有用于与通风机轴联接的机构和基本为筒形的固定部分，该固定部分具有用于多个通风机叶片的径向容座，其中该固定部分具有内周面。

本发明还涉及与通风机轮毂连用的加强件，该加强件具有用于抗拉固定多个通风机叶片的机构。

最后，本发明涉及制造具有通风机轮毂的排烟风机的方法。

用于地铁或隧道和/或封闭的车辆建筑如地下车库的通风机必须能在各种不同的负荷和环境条件下可靠工作很长时间。一般，在地铁或隧道或地下车库中安设通风机是为了运行使用很多年或数十年来设计的。尤其在地铁或隧道中作为排烟风机使用通风机时，地铁运营商或隧道运营商提出了通风机能在就像尤其失火时所出现的高温下工作的要求。这样的要求有时是法律规定的。

另一方面，如一般常见的那样，人们力求尽量廉价且节省材料地制造通风机。一般，通风机按照其基本结构包括通风机轮毂，在该通风机轮毂上沿径向安装有多个通风机叶片。通风机叶片的固定利用紧固机构如螺栓实现。

以上述对通风机的一般要求为背景，知道了各种不同的通风机。为使重量轻，知道了以下的通风机，其通风机叶片由铝或者铝合金实心铸成。但铝制通风机叶片的缺点是其在高于约300℃温度时的有限的可使用性。因为铝的抗拉强度在上述温度时显著降低，所以铝逐渐开始流动。即使是特殊铝合金也不能明显改变这种不足。这种铝的不利性能可能导致通风机叶片在就像例如在失火时可能出现的高温下脱离铝制的轮毂。

因为由铝制造的通风机轮毂的这种不足，在现有技术中，对于高负荷就是说高转速和/或叶片很长的排烟风机，采用了实心钢铸通风机轮毂。但钢制通风机轮毂的缺点是具有很大的质量。

因此，本发明的任务是提供上述类型的通风机轮毂，它保证了即便在例如隧道失火时可能出现的高温下也以足够的拉力固定通风机叶片，而此时不需要具有不希望的大质量。因此，本发明的任务是提供上述类型的通风机轮毂，它保证了即便在例如隧道失火时可能出现的高温下也以足够的拉力固定通风机叶片，而此时不需要具有不希望的大质量。

本发明的任务还在于，提供一种与上述类型的通风机轮毂连用的加强件，借此能避免上述的现有技术缺点。

最后，本发明的任务还在于一种方法，用以制造带有通风机轮毂的排烟风机。

根据本发明，在上述类型的通风机轮毂中如此完成该任务，即，设有加强件，所述加强件与该固定部分基本分开并且基本呈环形封闭，并且所述加强件具有用于抗拉固定通风机叶片的机构。就是说，在本发明范围内规定，在该通风机轮毂上添加有呈附加构件形式的加强件。

由于根据本发明以基本呈环形的方式构成加强件，所以该加强件可以承受径向力并且完全与例如由铝制造的轴流式叶轮轮毂分隔开。在平衡的通风机的情况下，加强件不传递力至通风机轮毂。由通风机轮毂和加强件构成的单元的高温抗拉强度由此只由加强件材料来定。通过这种方式，可以有利地选择针对将通风机叶片抗拉固定在通风机轮毂这一目的的最佳材料。同时，可以与之无关地选择对真正的通风机轮毂最佳的材料。尤其可以有利地选择由具有高的高温抗拉强度和在高温下有良好的持久耐用性的材料制成的加强件。根据本发明，可以同时对于通风机轮毂选择非常轻的材料，而不会由此总体降低通风机的高温抗拉强度。

在本发明的有利实施方式中规定，加强件具有至少两个可焊接在一起的部段。配设有本发明加强件的通风机轮毂的制造因为该措施而特别简单。尤其是，可以用根据本发明的加强件改装常规类型的轴流式叶轮轮毂，以改善高温抗拉强度。

在本发明的其它有利实施方式中规定，部段数量对应于待安装的通风机叶片的半数。例如，可以在四叶轮中，就是说在共有四个通风机叶片的通风机中，设有两个部段。对于六叶轮，可以设置三个部段。对于八叶轮，可以相应设置四个部段。

如果该加强件在本发明的实施方式中具有至少一个基本为平面的部分，该基本为平面的部分的面法线在按规定使用中可沿通风机轮毂的径向来取向，那么本发明加强件在通风机轮毂上的固定还将得到改善。

在本发明加强件的优选实施方式中，该平面部分的数量等于待安装的通风机叶片的数量的两倍。因此，根据本发明的这个实施方式，在四叶轮中设有八个平面部分。因为一般需要的回转结构对称性，得到了基本为环形的加强件的横截面，该横截面对应于n边形。按照相应的方式，六叶轮将具有十二个平面部分，八叶轮具有十六个平面部分，以及十二叶轮具有二十四个平面部分。

在本发明加强件的其它有利实施方式中，该加强件基本由钢制成。钢的高温抗拉强度和持久耐用性在例如高于300℃的温度也是出众的。尤其是，在上述温度的高温抗拉强度比铝的高温抗拉强度高许多。

本发明的任务还通过通风机轮毂完成，该通风机轮毂具有：用于与通风机轴和/或轮毂芯连接的机构；和基本呈筒形的固定部分，该基本呈筒形的固定部分带有用于多个通风机叶片的径向容座，其中该固定部分具有内周面，该通风机轮毂配设有与该固定部分基本分开地构成的加强件，该加强件基本呈环形闭合并且具有用于抗拉固定通风机叶片的机构。此外，基本呈环形的固定部分可以有利地由比通风机轮毂更抗拉的材料制成。固定部分例如可呈弯曲的钢带形式。用于抗拉固定通风机叶片的机构在最简单情况下可以是带螺纹或不带螺纹的孔。

如果加强件基本沿着该固定部分的内周面设置，则还将改善本发明的通风机轮毂。通风机轮毂的内腔一般没有结构。因此根据本发明，可以有利地加装例如呈弯曲的钢带形式的加强件，无需结构性调整叶轮轮毂。而且，在通风机失衡情况下，轮毂的筒形固定部分可以在紧急情况下承受附加的径向力，以保持加强件就位。

在本发明的通风机轮毂的改进方案中，如果内周面在至少一个径向容座周围的区域中具有基本平面的部分，该基本平面的部分的面法线基本沿通风机轮毂的径向取向，那么就得到了在加强件和通风机轮毂之间的也适于承受轴向力的特别牢固的固定。该平面部分例如能通过铣削来形成。

特别有利的是，在本发明范围内，通风机轮毂基本由铝制成。铝因重量轻而是用于轴流式叶轮轮毂的优选材料。根据本发明，铝制的通风机轮毂虽然具有在高温抗拉强度方面的不利性能，但与本发明加强件相结合地可以具有所需要的高温抗拉强度。因为该加强件可以同时在本发明范围内由钢制成。

尤其在本发明通风机轮毂的有利实施方式中，加强件如上所述而构成。

本发明在方法方面的任务通过一种用于制造具有上述通风机轮毂的排烟风机来完成，其中：

a.首先，使加强件的每个部段靠近通风机轮毂的固定部分的内周面，以使用于抗拉固定的机构在径向和轴向上与该筒形固定部分的径向容座对准；

b.随后，将待固定的通风机叶片的螺栓插入筒形固定部分的径向容座以及用于抗拉固定的机构中；

c.接着，借助相应的待固定的通风机叶片的螺栓，将加强件的每个部段与通风机轮毂的筒形固定部分拧固在一起；

d.最后，将与通风机轮毂的筒形固定部分拧固在一起的加强件部段相互焊接，以形成基本呈环形闭合的相互连接的加强件。

本发明方法实现了给常见的铝制轴流式叶轮轮毂或其它通风机轮毂事后装备本发明的加强件。由于钢制件的环形只有在加强件的各部段与轮毂固定在一起之后通过焊接各部段才会获得，因此避免了一体加强件可能会出问题的装配，其中例如由铝制成的通风机轮毂可能刮擦受损。此外，通过本发明的制造方法，可以用由多个部段构成的加强件实现加强件最佳地紧贴通风机轮毂的内周面。

以下将参照附图来举例说明本发明的优选实施方式，其中能从附图视图中看到其它有利的细节。

功能相同的零部件具有相同的附图标记，附图具体示出了：

图1示出了作为本发明图1示出了作为本发明一个实施方式的组成部分的铝制轴流式叶轮轮毂；

图2a)示出了本发明的钢制加强条的径向截面，图2(b)示出了根据图1的轴流式叶轮轮毂的径向截面，其可用根据(a)的本发明加强条来补充，在这里，该截面是沿着图1的线II-II的；

图3示意示出了根据图2(a)的本发明加强件的各种实施方式的轴向俯视图。

图1以透视图示出了轴流式叶轮轮毂1。该轴流式叶轮轮毂1基本对应于根据现有技术的轮毂。它具有中心孔2，用于(必要时，借助未示出的轮毂芯)与通风机轴(未示出)相互联接。在中央孔2的周围，设有布置在一条圆周线上的多个固定孔3，用于与轮毂芯(未示出)建立法兰连接，以便与通风机轴(未示出)固定在一起。

此外，轴流式叶轮轮毂1具有筒形的固定部分4。该固定部分4具有内周面5。在筒形的固定部分4中，按照相同的相互角间距设有多个径向安装孔6。在根据图1的示意图中，没有画出所有的安装孔6，这些安装孔是通风机不受力运行所实际需要的。

这些安装孔6利用叶片螺栓来安装通风机叶片(未示出)，所述叶片螺栓安置在通风机叶片末端上。在现有技术中，通风机叶片的固定通过将叶片螺栓插入轴流式叶轮轮毂1的筒形固定部分4的径向安装孔6中并随后用安置在内周面5上的螺母拧紧带螺纹的叶片螺栓来完成。锥形缩小的周面部11与带有径向安装孔6的筒形固定部分4相接。但只要轴流式叶轮轮毂1由铝制成，该布置结构在例如可能在隧道失火时出现的温度下，就是说在300℃-400℃之间，具有不够高的抗拉强度。

根据图2能看到，在本发明范围内对于轴流式叶轮轮毂1如何解决铝制轴流式叶轮轮毂1具有不够高的高温抗拉强度的问题。图2(a)以对应于根据图1的II-II剖切方向的径向截面图示出了本发明的加强条7。

加强条7在弯曲线8处分别以相同角度α(参见图3)弯曲。在根据图2(a)的透视图中，弯曲可以理解为从图面突出。在弯曲线8之间，加强条7均以平坦的、不弯曲的部分9的形式延伸。根据此实施方式，不弯曲部分9具有彼此相同的长度和宽度。每隔两个的平面部分9配设有孔10。根据以下还将结合图3(a')来描述的本发明另一个实施方式，较长的部分9分别与较短的部分9'相邻布置。从图2(a)中还可以看到，加强条7包括部段7a、7b。这些部段7a、7b沿焊缝12相互连接。焊缝12同时是弯曲线8意义上的弯曲线。

图2(b)以与图2(a)相同的截面透视图示出了轴流式叶轮轮毂1，它的结构基本与图1的透视图所示的轴流式叶轮轮毂1相同。但图2(b)此外示出了内周面5的特殊设计结构。在内周面5中设有沿轴向相对取向的多个平面13。平面13在垂直于轴向的方向上具有与加强条7的平面部分9大致相同的尺寸。图3以轴向侧视图示出了加强条7的本发明的各种实施方式。在这里，图3(a)示出了加强条7，其被用在用于四叶轮(就是说共有四个通风机叶片的叶轮)的轴流式叶轮轮毂1中。加强条7包括两个部段7a、7b。这些部段7a、7b沿着焊缝12连接或者可连接。

图3(a')示出了根据图3(a)的本发明加强条的另选实施方式。与根据图3(a)的加强条相同的是，图3(a')所示的加强条设置用在用于共有四个通风机叶片的叶轮的轴流式叶轮轮毂1中。但与根据图3(a)的实施方式不同的是，不弯曲的部分9成对地具有不同的径向长度。如图3(a')所示，相邻的不弯曲部分9或者9'具有彼此不同的径向长度。但是，径向对置的部分9、9'分别具有相同的径向长度。在此结构形式中，较长的部分9不接触通风机轮毂。

图3(b)示出用于六叶轮的本发明加强条7的一个实施方式。根据图3(b)的加强条7包括三个部段，它们依靠焊缝12相互连接或者可以相互连接。

图3(c)示出了用于轴流式叶轮的本发明加强条7的一个实施方式，该加强条7包括四个部段7a、7b、7c和7d。最后，图3(d)示出了本发明加强条7的一个实施方式，它适用于十二叶轮且同样包括四个部段。根据图3(c)和3(d)的实施方式的结构在其它方面对应于根据图3(a)和3(b)的实施方式。

为了使根据图1或图2(b)的轴流式叶轮轮毂具有本发明的加强条7，首先将每个部段7a、7b...螺栓紧固在轴流式叶轮轮毂1的内周面5上。为此，待固定的通风机叶片的叶片螺栓穿过在轴流式叶轮轮毂1的筒形固定部分4内的径向安装孔6并随后穿过加强条7内的与安装孔6对准开设的孔10。此时，加强条7的平面部分9作用于在轮毂1固定部分4的内周面5中的铣出部13。

随后，由加强条7部段和轴流式叶轮轮毂1构成的单元通过锁紧螺母按照常规方式被拧紧。在加强条7的每个部段7a、7b...已经通过所述方式被拧紧在轴流式叶轮轮毂1的筒形固定部分4的内周面5上后，加强条7的各个部段7a、7b沿着位于轴流式叶轮轮毂1内部的焊缝12被焊合。

通过这种方式，根据本发明得到了一种轴流式叶轮轮毂1，它一方面重量轻，另一方面即便在就像可能在地铁或隧道中失火时出现的高温下也有足够高的抗拉强度。之所以能做到这一点是因为，根据本发明，由钢、尤其是结构钢如S235JR来制造加强条，并由铝或铝合金来制造轴流轮毂1。

附图标记列表

1轴流式叶轮轮毂；2孔；3固定孔；4筒形固定部分；5内周面；6径向安装孔；7加强条；7a部段；7b部段；8弯曲线；9平面部分；10孔；11锥形缩小周面部；12焊缝；13平面；α弯曲角度。

Claims (9)

1.一种用于排烟风机的通风机轮毂(1)，其具有： 

机构(2,3)，所述机构(2,3)用于与通风机轴和/或轮毂芯连接； 

基本为筒形的固定部分(4)，所述基本为筒形的固定部分(4)具有用于多个通风机叶片的径向容座(6)，其中，所述固定部分(4)具有内周面(5)， 

其特征在于， 

所述通风机轮毂配设有加强件(7)，所述加强件(7)与所述固定部分(4)基本分开地构成并且基本呈环形闭合，并且所述加强件(7)具有用于抗拉固定所述通风机叶片的机构(10)，所述通风机轮毂基本由铝制成，其中所述加强件(7)基本由钢制成。 

2.根据权利要求1所述的通风机轮毂(1)，其特征在于，所述加强件(7)基本沿所述固定部分(4)的内周面(5)布置。 

3.根据权利要求1或2所述的通风机轮毂(1)，其特征在于，所述内周面(5)在至少一个径向容座(6)周围的区域中具有基本为平面的部分(13)，所述基本为平面的部分的面法线基本沿所述通风机轮毂(1)的径向取向。 

4.根据权利要求1或2所述的通风机轮毂(1)，其特征在于，所述加强件被设计为基本呈环形。 

5.根据权利要求1或2所述的通风机轮毂(1)，其特征在于，所述加强件(7)具有至少两个能够相互焊接的部段(7a,7b)。 

6.根据权利要求5所述的通风机轮毂(1)，其特征在于，在所述加强件(7)中，所述部段(7a,7b)的数量对应于待安装的通风机叶片的半数。 

7.根据权利要求1或2所述的通风机轮毂(1)，其特征在于，所述加强件(7)具有至少一个基本为平面的部分(9)，所述基本为平面的部分(9)的面法线在按规定使用中能够沿通风机轮毂(1)的径向来取向。 

8.根据权利要求7所述的通风机轮毂(1)，其特征在于，在所述加强件(7)中，所述平面的部分(9)的数量对应于待安装的通风机叶片的数量的两倍。 

9.一种用于制造排烟风机的方法，所述排烟风机具有根据权利要求1至8之一的通风机轮毂(1)，其特征在于， 

a.首先，使加强件(7)的每个部段(7a,7b)靠近所述通风机轮毂(1)的固定部分(4)的内周面，以使用于抗拉固定的机构在径向和轴向上与筒形固定部分(4)的径向容座(6)对准； 

b.随后，将待固定的通风机叶片的螺栓插入所述筒形固定部分(4)的所述径向容座(6)以及所述用于抗拉固定的机构(10)中； 

c.接着，借助相应的待固定的通风机叶片的螺栓将所述加强件(7)的每个部段(7a,7b)与所述通风机轮毂(1)的所述筒形固定部分(4)拧固在一起； 

d.最后，将与所述通风机轮毂(1)的所述筒形固定部分(4)拧固在一起的所述加强件的部段(7a,7b)相互焊接，以形成基本呈环形闭合的相互连接的加强件(7)。