CN107614867A - 具有可拆卸叶片的流体机械的叶轮 - Google Patents

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Abstract

用于流体机械的叶轮(1)，该叶轮(1)包括叶轮体(2)和一个或多个曲面状叶片(6)，并且叶片(6)通过延伸进入叶片(6)的双曲第一窝部(14)中的固定元件(20)可拆卸地固定至叶轮体(2)，且其中，第一窝部(14)在一个或多个平面接触表面(30)处抵靠叶轮体(2)。

Description

具有可拆卸叶片的流体机械的叶轮
本发明提供一种用于流体机械的叶轮。更精确地说，提供一种用于流体机械的叶轮，其中该叶轮包括叶轮体和一个或多个曲面状叶片，并且其中叶片通过固定元件可拆卸地固定至叶轮体，固定元件延伸进入叶片的双弯第一窝部。
用于流体机械的叶轮以多种形式生产并且可预见到的是高达三米的直径。叶轮的一种形式包括叶轮体以及围绕叶轮的中心轴间隔的多个叶片。通常叶轮还包括叶轮环。
传统的叶轮以铸造或焊接结构形成，其随后准备磨制和机加工。增加的效率和维修需求已经带来了其它生产方法。
挪威专利327520公开了一种上述类型的叶轮，但其中可拆卸叶片的窝部安装在叶轮体中的各个狭槽中。该狭槽主体上跟随叶片的曲率。叶轮体、叶片和如果存在的叶轮环在组装之前被机加工至几乎完成的状态。
为了实现叶轮的所需效率，这种类型的叶片具有相对复杂的双曲形式。因此，叶片和狭槽底部之间的表面区域也具有双曲形式。由于每个叶片抵靠在大部分表面区域上，所述双曲表面区域需要具有相对紧密公差的几何。很明显的是，对于那些相对大的双曲区域，机加工和所需的检查工作是耗时且相对昂贵的。
公开了相关背景技术的其它现有技术文件是：
-US6402467B1；
-NO334127B；
-NO334130B；以及
-US2008232967A。
本发明的目的是弥补或减少现有技术的至少一个缺点，或至少提供现有技术的有用替代。
上述目的通过在下面的说明书和随后的权利要求书中描述的特征来实现。
依照本发明，双曲表面区域之间的接触由多个平面的接触表面代替。这些接触表面可位于相对侧或围绕固定叶片至叶轮体或叶轮环的固定元件。接触体位于叶片和叶轮体、替代的是叶轮环的相邻接触表面之间。
本发明由独立权利要求定义。从属权利要求定义了本发明的有利实施方式。
更特别地，本发明涉及一种用于流体机械的叶轮，该叶轮包括叶轮体和一个或多个曲面状叶片，并且叶片通过延伸进入叶片的双曲第一窝部中的固定元件可拆卸地固定叶轮体，其中，第一窝部在一个或多个平面的局部接触表面处抵靠叶轮体，并且其中，接触体，其可以是分离体或叶轮体或叶片的一部分，位于叶轮体和叶片中的一个或多个接触表面之间。
接触体典型地可由金属、例如钢制得，并且在下文公开了接触体的多种几何形状。也可使用其它硬质且基本上不可压缩的材料。
通过引入多个平面接触表面，叶轮体和叶片的表面区域变得有间隔。它们之间不再需要精确匹配的轮廓。
接触体位于叶轮体和叶片的相邻接触表面之间，并且当存在叶轮环时还位于叶轮环和叶片的相邻接触表面之间。接触体可以是分离体或形成叶轮体、叶轮环或叶片的一部分。
接触表面，至少在叶轮体、叶轮环或叶片中，可以是凹的。因此，平面接触表面可被机加工至正确的深度，经过所述项目的表面区域。
接触体的长轴可平行于固定元件的长轴。接触表面优选地垂直于接触体的长轴。以这一方式，固定元件的负载能力被最佳利用并且在组装期间避免了叶片的侧向移动。
至少一个窝部可具有比叶片的中部的厚度更宽的宽度。因而增加了叶片相对叶轮体和叶轮环的稳定性。
接触体可具有任何实际形式，其包括圆柱形、环形、盘形或细长形，或者接触体可由两种或多种这些形状形成。以细长形状，接触体延伸经过窝部。
依照本发明的特征给出了以下优点：
-更容易实现叶轮的主要部件之间令人满意的接触；
-降低需要精确公差的相对接触区域；以及
-简化接触区域的正确相对形式的确认。
在下文描述了优选实施方式的示例，在附图中示意，其中：
附图1示出了依照本发明的叶轮的透视图，其相对其正常工作方位颠倒；
附图2以部分分解图的方式示出了附图1中的叶轮的放大截面；
附图3示出了第一实施方式中穿过叶轮体和叶片之间的界面的截面；
附图4示出与附图3相同的内容，但是另一实施方式；
附图5示出与附图3相同的内容，但是又一实施方式；
附图6示出与附图3相同的内容，但是又一实施方式；
附图7示出了附图6中的叶片的一部分的平面图；
附图8示出了具有依照附图4的界面连接的部分分解叶轮的放大截面；
附图9示出与附图3相同的内容，但是又一实施方式；以及
附图10附图9的IX-IX截面。
在附图中，附图标记1表示叶轮，其包括叶轮体2、叶轮环4和它们之间的多个叶片6。叶轮1具有中间孔8，该中间孔8用于未示出的轴。
在这一优选实施方式中，每个叶片6，主要用于稳定性和腐蚀原因，位于叶轮体2中的第一槽10中，分别在叶轮环4中的第二槽12，如附图2所示。
叶片6的双曲第一窝部14配合第一槽10并且双曲第二窝部16配合第二槽12。第一和第二窝部14、16，再次主要用于稳定性原因，具有比叶片6的中部18的厚度17更大的宽度15。
多个固定元件20，在此以螺钉的形式，延伸经过叶轮体2中的孔22和叶轮环4且当叶片6固定在叶轮1中时进入叶片6中的固定孔24，在此以螺纹孔的形式。
由于每个叶片6的中部18具有复杂的双曲形式，所以还具有第一窝部14和第二窝部16。
第一槽10底部中的表面区域28构成了依照现有技术的接触区域，用于第一窝部14的相应表面区域。这一现有技术特征用于示意的目的示出为第一槽10，在此称为10a，在附图2的左部。表面区域26、28具有复杂的双曲形式并且相应的表面区域28必须紧密配合表面区域26的形式。特定的技术、机械和试验设备是需要的，来实现表面区域26、28之间令人满意的精确度。
本发明公开了多个局部的、相对小的、平面接触表面30，其分别提供在叶轮体2和叶片6、以及叶轮环4和叶片6之间。
优选地，每个接触表面30的平面垂直于最接近的固定元件20的长轴。
如附图2和附图3中的中间和右叶片6所示，两个接触叶片34，在此是圆柱形，定位在用于固定元件20的固定孔24的相对侧处。平面接触表面30在此分别在叶轮体2和叶片6中的有孔凹处36的底部。
接触体34的长度适应平面接触表面30之间的距离，并且可等于叶片的全部接触体34。
叶轮体2和叶片6之间的角度38可沿着叶片6的长度改变。固定元件20的长轴32相对叶轮体2的方向也可因而改变。
在附图中，圆柱接触体34的长轴40当处于它的作动位置时平行于固定元件20的长轴。这一特征使得固定元件20能够仅能够支持基本上轴向的力。
在附图4和8示出的另一实施方式中，接触体34，具有围绕固定元件20的接触环42的形式，并且位于叶轮体2和叶片6中的凹处44中。接触环42抵靠接触表面30。应注意到，附图8中的叶轮1示出为处于它的通常工作方位。
在附图5示出的实施方式中，接触体34以圆形接触盘46的形式，其环绕固定元件20，位于凹处44中。在这一实施方式中，另外的圆柱接触体34位于叶轮体2和接触盘46之间。接触体34和接触盘46可由一体材料制得。
附图6示出了一个实施方式，附图6的扁平表面突起48，延伸进入叶轮体2中的凹的接触表面30。在这一情形中，不再需要分离的接触体。附图7中示出了具有两个突起48的叶片6的一部分的平面图。
附图9中示出了细长接触体50。接触体50位于狭槽52中，具有叶轮体2和叶片5中的接触表面30。
应注意到，上述的实施方式示出的并不限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计很多替代实施方式，而不偏离所附权利要求的范围。在权利要求中，括号中的任何附图标记不应看作为限制权利要求。使用动词“包括”及其变化并不排除权利要求中陈述的元件或步骤之外的元件或步骤。元件之前的冠词“一”并不排除存在多个这种元件。
事实仅仅是，在互不同的独立权利要求中列举的特定尺寸并不代表这些尺寸不能用于有利的组合。

Claims (8)

1.用于流体机械的叶轮(1)，该叶轮(1)包括叶轮体(2)和一个或多个曲面状叶片(6)，并且叶片(6)通过延伸进入叶片(6)的双曲第一窝部(14)中的固定元件(20)可拆卸地固定叶轮体(20)，其特征在于，第一窝部(14)在一个或多个平面的局部接触表面(30)处抵靠叶轮体(2)；并且其中，接触体(34)，其可以是分离体或叶轮体(2)或叶片(6)的一部分，位于叶轮体(2)和叶片(6)中的一个或多个接触表面(30)之间。
2.依照权利要求1所述的叶轮(1)，其中，接触表面(30)，至少在叶轮体(2)或叶片(6)中是凹的。
3.依照权利要求1或2所述的叶轮，其中，接触体(34)的长轴(40)平行于固定元件(20)的长轴(32)。
4.依照前述权利要求一个或多个所述的叶轮(1)，其中，至少一个窝部(14、16)具有比叶片(6)的中部(18)的厚度(17)更宽的宽度(15)。
5.依照权利要求1-4任一项所述的叶轮(1)，其中，接触体(34)为圆柱状。
6.依照权利要求1-5任一项所述的叶轮(1)，其中，接触体(34)为环状。
7.依照权利要求1-6任一项所述的叶轮(1)，其中，接触体(34)为盘状。
8.依照权利要求1-7任一项所述的叶轮(1)，其中，细长接触体(34)延伸经过窝部(14、16)。
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