CZ287283B6 - Runner - Google Patents

Description

Oběžné kolo

Oblast techniky

Vynález se týká axiálního oběžného kola, které je opatřeno hlavou pro připojení oběžného kola ke hřídeli a dále množstvím v podstatě radiálních lopatek, z nichž je každá připojena k hlavě prostřednictvím lopatkové upínky, se kterou je otočně spojena.

Dosavadní stav techniky

Běžně známá a používaná oběžná kola, která jsou shora uvedeného typu a u kterých jsou lopatky otočné pro nastavení výkonnosti oběžného kola, jsou opatřena litým středovým prstencem, který 15 je velmi přesně obroben. Každá lopatka je otočně uspořádána na v podstatě radiálním lopatkovém hřídeli, který je neotočně ukotven v tomto středovém prstenci, to znamená, že je našroubován do přesně obrobeného otvoru ve středovém prstenci. Prstenec je spojen s hřídelovou hlavou, která je odlita, a to prostřednictvím součástek, které jsou odlity integrálně s hlavou a s prstencem.

Jiná axiální oběžná kola, která jsou známa z dosavadního stavu techniky a která jsou stejného typu, jaký byl uveden v úvodu tohoto popisu a u kterých jsou lopatky otočné pro nastavení výkonnosti oběžného kola, jsou opatřena kovaným prstencem, který je připojen ke hřídelové hlavě prostřednictvím plechového kužele, který je přivařen k prstenci a k hlavě.

Tyto shora uvedené dva typy axiálních oběžných kol, které jsou známy z dosavadního stavu techniky, mají velmi komplikovanou konstrukci a velmi obtížně se vyrábějí, neboť pro jejich obrábění je nutno používat vysoce přesných a nákladných obráběcích operací, a to zejména pro oběžné kolo, které bylo shora popsáno jako první, a nebo je nutno používat časově náročných 30 a velmi nákladných svařovacích operací, a to zejména pro oběžné kolo, které bylo shora popsáno jako druhé.

Z uvedeného vyplývá, že oba typy shora popsaných oběžných kol jsou velmi drahé a nákladné.

A navíc se v důsledku shora popsané konstrukce je při výrobě oběžných kol, která mají rozdílné průměry a/nebo rozdílné počty lopatek pro každou jednotlivou variantu oběžného kola, vyžadováno použití speciálně konstruovaných součástek, jako je například hlavice s prstencem a lopatkovými upínkami pro prvně zmíněný typ oběžného kola, nebo prstenec, kužel a lopatkové upínky pro druhý shora zmíněný typ oběžného kola.

Podstata vynálezu

Za účelem odstranění shora uvedených nedostatků a rovněž ve světle toho, co bylo shora řečeno, 45 je úkolem tohoto vynálezu vyvinout axiální oběžné kolo, které bude jednoduché a nenákladné na výrobu a které bude mít jednoduchou konstrukci, u které nebude nutno vyžadovat, aby byl skladováno velké množství drahých a nákladných součástek, které jsou individuálně adaptovány pro velký počet variant oběžného kola, to znamená pro taková oběžná kola, která mají různé průměry a/nebo různé počty lopatek.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu je shora uvedeného úkolu dosaženo vyvinutím axiálního oběžného kola, které je stejného typu, jak již bylo zmíněno v úvodu tohoto popisu, a které je charakterizováno tím, že hlava nese dva rovnoběžné kotouče, které jsou uspořádány jeden před druhým, mají v podstatě stejný průměr a jsou opatřeny průchozími otvory pro šrouby, přičemž

-1 CZ 287283 B6 lopatkové upínky jsou uspořádány mezi těmito kotouči, přičemž tyto kotouče jsou připevněny k lopatkovým upínkám a jsou proti nim přitlačovány prostřednictvím šroubů, které procházejí průchozími otvory pro šrouby v příslušných kotoučích.

U jednoho výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu jsou průchozí otvoiy pro šrouby v jednom kotouči umístěny před průchozími otvory pro šrouby ve druhém kotouči, přičemž šrouby procházejí rovnoběžnými průchozími otvory pro šrouby v příslušné lopatkové upínce.

V tomto případě jsou průchozí otvory pro šrouby v každém kotouči vhodně uspořádány ve dvojicích, jedny z průchozích otvorů pro šrouby ve všech dvojicích jsou umístěny na vnější kružnici, která je soustředná s kotoučem, a druhé z těchto průchozích otvorů pro šrouby jsou umístěny na vnitřní kružnici, která je soustředná s kotoučem, přičemž každá lopatková upínka je opatřena dvěma rovnoběžnými průchozími otvory pro šrouby, které jsou umístěny před průchozími otvory pro šrouby ve dvojicích otvorů pro šrouby v každém kotouči.

Kotouč je s výhodou vyroben z kovového plechu.

U příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu je pak obvodová obruba, obklopující oba kotouče a opatřená průchozími otvory pro lopatky, připevněna ke kotoučům za účelem vytvoření průtoku, který není aerodynamicky rušen lopatkovými upínkami.

Obruba je s výhodou opatřena vnitřními kotoučovými upínkami, které jsou stejnoměrně rozmístěny podél obvodu obruby a které jsou opatřeny čepy, které jsou vloženy do otvorů pro čepy, vytvořených v kotoučích v blízkosti jejich obvodu.

Vnitřní kotoučové upínky jsou s výhodou poddajné v omezené pružné míře v radiálním směru kotoučů.

Obruba je s výhodou vyrobena z kovového plechu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech jeho provedení, a to s odkazy na přiložené výkresy, kde obr. 1 znázorňuje axonometrický pohled, v němž je zobrazeno axiální oběžné kolo podle tohoto vynálezu, přičemž jeho lopatky jsou odstraněny, obr. 2 znázorňuje oběžné kolo podle obr. 1 při pohledu ze strany, to jest v osovém směru, přičemž je toto oběžné kolo opatřeno pouze jednou lopatkou, obr. 3 znázorňuje pohled v řezu podél čáry III—III z obr. 1, obr. 4 znázorňuje axonometrický pohled na lopatkovou upínku, obr. 5 znázorňuje boční pohled na kotouč, který je obsažen v oběžném kole, obr. 6 znázorňuje pohled na oběžné kolo ve směru šipky VI podle obr. 2 a obr. 7 znázorňuje zvětšený pohled v řezu podél čáry VII-VII z obr. 6, kde je zobrazeno připojení lopatky k lopatkové upínce.

-2CZ 287283 B6

Příklady provedení vynálezu

Axiální oběžné kolo, které je znázorněno na obrázcích, je opatřeno hlavou 1 pro připojení tohoto oběžného kola ke hřídeli. Za tímto účelem je hlava 1 opatřena osovým středovým otvorem 2, ve kterém je uspořádána klínová drážka 3. Způsobem, který bude v dalším popsán podrobněji, pak hlava 1 nese větší množství v podstatě radiálních lopatek 4, z nichž je na obr. 2 a na obr. 6 znázorněna pouze jedna.

Hlava 1 nese dva kotouče 5, které jsou uspořádány jeden před druhým a které jsou vyrobeny z kovového plechu, s výhodou z kovového plechu cor-ten. Tyto dva kotouče 5 jsou soustředěné s hlavou 1, přičemž jsou kolmé na její osu. Každý kotouč 5 je opatřen středovým otvorem 6, který má menší průměr než hlava 1, avšak větší průměr než osový středový otvor 2 v této hlavě

1.

Každý kotouč 5 je dále opatřen větším množstvím otvorů 7 pro první šrouby 8, které jsou umístěny v blízkosti středového otvoru 6 a které jsou kolem tohoto středového otvoru 6 jednotně rozmístěny. Každý kotouč 5 je připevněn k hlavě 1 prostřednictvím prvních šroubů 8, které procházejí otvory 7 pro první šrouby 8 a jsou zašroubovány do příslušných závitových otvorů 9 v hlavě 1 podle obr. 3.

Každý kotouč 5 je opatřen dvěma sériemi průchozích otvorů 10 a 11 pro šrouby, přičemž jedny z průchozích otvorů 10 pro šrouby 17, 18 v jedné sérii jsou umístěny na vnější kružnici Cl a jsou podél ní stejnoměrně rozmístěny, přičemž tato vnější kružnice Cl je soustředná s kotoučem 5, zatímco průchozí otvory 11 pro šrouby 17. 18 v druhé sérii jsou umístěny na vnitřní kružnici C2 a jsou podél ní stejnoměrně rozmístěny, přičemž tato vnitřní kružnice C2 je rovněž soustředěná s kotoučem 5.

Průchozí otvory 10 a 11 pro šrouby 17, 18 jsou rozmístěny radiálně jeden před druhým a vytvářejí dvojice průchozích otvorů 10 a 11 pro šrouby 17, J_8. Počet těchto dvojic průchozích otvorů 10 a Π. pro šrouby 17, 18 je stejný jako počet lopatek 4.

Každá lopatka 4 je způsobem, který bude dále popsán podrobněji, připevněna k lité lopatkové upínce 12, která je uspořádána mezi kotouči 5. Každá lopatková upínka 12 sestává z hlavní části 13 a z otočného čepu 14, který je s ní integrálně odlit. Hlavní část 13 je opatřena dvěma rovnoběžnými průchozími otvory 15 a 16 pro šrouby 17, 18, z nichž každý je umístěn v osovém směru před průchozím otvorem W, 11 pro šrouby 17, 18 z dvojice průchozích otvorů 10, 11 pro šrouby 17, 18 v každém kotouči 5.

Kotouč 5 je připevněn k lopatkové upínce 12 a je přitlačován proti hlavní části 13 této lopatkové upínky 12 prostřednictvím šroubů 17 a 18, které procházejí průchozími otvory 10 a 11 pro šrouby 17, 18 v kotouči 5 a dále rovnoběžnými průchozími otvory 15 a 16 pro šrouby 17, 18 v lopatkové upínce 12.

Ke každé lopatkové upínce 12 je připevněn prstenec 19, sestávající ze dvou prstencových polovin, které jsou k sobě vzájemně spojeny prostřednictvím jiných šroubů 20 podle obr. 4. Tento prstenec 19 je opatřen vnitřním obvodovým ramenem 21, uloženým v obvodové drážce 22 v otočném čepu 14 lopatkové upínky 12 a je otočný kolem otočného čepu 14 pro nastavování a seřizování lopatky 4.

Vnější povrch prstence 19 je umístěn ve stejné úrovni jako volný konec povrchu otočného čepu 14. Prstenec 19 je opatřen čtyřmi závitovými otvory 23 pro čtvrté šrouby 27, které probíhají v osovém směru otočného čepu 14 a které jsou stejnoměrně rozmístěny podél obvodu prstence 19.

-3CZ 287283 B6

Každá lopatka 4 je opatřena lopatkovou základnou 24 ve tvaru kotouče, který se opírá proti vnějšímu povrchu prstence 19 a proti koncovému povrchu otočného čepu 14. V tomto koncovém povrchu otočného čepu 14 je vytvořena prstencovitá drážka 25, ve které je uložena miskovitá pružina 26, o kterou se opírá lopatková základna 24 v oblasti prstencovité drážky 25.

Lopatka 4 je připevněna k lopatkové upínce 12 s pomocí čtyř čtvrtých šroubů 27, z nichž každý prochází otvorem 28 v lopatkové základně 24 a z nichž každý je zašroubován do jednoho ze závitových otvorů 23 pro čtvrté šrouby 27, vytvořených v prstenci 19, a to tak, že přitlačuje lopatkovou základnu 24 lopatky 4 proti lopatkové upínce 12. Jak bude zcela zřejmé, je prstenec 19 otočný pro nastavování lopatky 4 pouze tehdy, pokud nejsou čtvrté šrouby 27 zcela utaženy.

Dva kotouče 5 jsou obklopeny obrubou 30 z kovového plechu, s výhodou z kovového plechu cor-ten, a to za účelem vytvoření průtoku, který není aerodynamicky rušen lopatkovými upínkami 12. Obruba 30 je před každou lopatkovou upínkou opatřena průchozím otvorem 31 pro každou lopatku 4.

Jak lze vidět z vyobrazení na obr. 1, na obr. 3 a na obr. 7, je šířka obruby 30 větší, než je vzdálenost mezi oběma kotouči 5. Obruba 30 je opatřena větším množstvím vnitřních kotoučových upínek 32, které mají tvar radiálně dovnitř směřujících přírub nebo lemů, které jsou přivařeny k obrubě 30 a které jsou stejnoměrně rozmístěny podél obvodu této obruby 30.

Každá vnitřní kotoučová upínka 32 je opatřena osově směřujícími čepy 33, které jsou vloženy do otvorů 34 pro čepy 33. vytvořených v přiléhajícím kotouči 5, podle obr. 5. Otvory 34 pro čepy 33 jsou v kotoučích 5 vytvořeny v blízkosti obvodu těchto kotoučů 5. Vnitřní kotoučové upínky 32 jsou opatřeny osově směřujícími zářezy 35 podle obr. 3, které umožňují radiální relativní pohyb, ke kterému dochází mezi obrubou 30 a kotouči 5 během provozu oběžného kola a které rovněž umožňují, aby tento pohyb byl uskutečňován pružně poddajným způsobem.

Jak je ze shora uvedeného zřejmé, může být stejných lopatkových upínek 12 použito zcela nezávisle pro libovolný počet lopatek 4 oběžného kola. Lopatkové upínky 12 různých typů a rozměrů tak není nutno udržovat na skladě.

Co se týče kotoučů 5 a obruby 30, je postačující mít na skladě kovové plechy, neboť obrábění kovového plechu při výrobě kotoučů 5 a obruby 30 může být prováděno velmi snadno a rychle, pokud je stanoven průměr kotoučů 5 a počet lopatek 4. Obrábění může být s výhodou prováděno pomocí laserového řezání.

Shora popsané oběžné kolo může být modifikováno mnoha různými způsoby, a to v rámci rozsahu předmětu tohoto vynálezu. Zde je nutno zejména zdůraznit, že kotouče 5 a obruby 30 nemusejí být vyráběny z kovového plechu cor-ten nebo z z jakéhokoliv jiného kovového plechu, avšak mohou být vyráběny například rovněž i z plastického materiálu.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Oběžné kolo, axiální, opatřené hlavou (1) pro připevnění oběžného kola ke hřídeli a několika v podstatě radiálními lopatkami (4), z nichž každá je připojena k hlavě (1) prostřednictvím lopatkové upínky (12), ke které je otočně upevněna, vyznačující se tím, že hlava (1) nese dva rovnoběžné kotouče (5), které jsou uspořádány jeden před druhým, mají v podstatě stejný průměr a jsou opatřeny průchozími otvoiy (10, 11) pro šrouby (17, 18), přičemž lopatkové upínky (12) jsou uspořádány mezi těmito kotouči (5), přičemž tyto kotouče (5) jsou připevněny k lopatkovým upínkám (12) a jsou proti nim přitlačovány prostřednictvím šroubů (17, 18), které procházejí průchozími otvory (10,11) pro šrouby (17,18) v příslušných kotoučích (5).
2. 2. Oběžné kolo, axiální, podle nároku 1, vyznačující se tím, že průchozí otvory (10,11) pro šrouby (17, 18) v jednom kotouči (5) jsou umístěny před průchozími otvory (10, 11) pro šrouby (17, 18) ve druhém kotouči (5), přičemž šrouby (17, 18) procházejí rovnoběžnými průchozími otvory (15,16) pro šrouby (17,18) v příslušné lopatkové upínce (12).
3. 3. Oběžné kolo, axiální, podle nároku 2, vyznačující se tím, že průchozí otvory (10, 11) pro šrouby (17, 18) v každém kotouči (5) jsou uspořádány ve dvojicích, jedny z průchozích otvorů (10) pro šrouby (17, 18) ve všech dvojicích jsou umístěny na vnější kružnici (Cl), která je soustředná s kotoučem (5), a druhé z těchto průchozích otvorů (11) pro šrouby jsou umístěny na vnitřní kružnici (C2), která je soustředná s kotoučem (5), přičemž každá lopatková upínka (12) je opatřena dvěma rovnoběžnými průchozími otvory (15, 16) pro šrouby (17, 18), které jsou umístěny před průchozími otvory (10, 11) pro šrouby (17, 18) ve dvojicích otvorů pro šrouby (17, 18) v každém kotouči (5).
4. 4. Oběžné kolo, axiální, podle kteréhokoliv z předcházejících nároků laž3, vyznačující se tím, že kotouče (5) jsou vyrobeny z kovového plechu.
5. 5. Oběžné kolo, axiální, podle kteréhokoliv z předcházejících nároků laž4, vyznačující se tím, že oba kotouče (5) obklopující obvodová obruba (30) je opatřená průchozími otvory (31) pro lopatky (4) a je připevněna ke kotoučům (5) za účelem vytvoření průtoku, který není aerodynamicky rušen lopatkovými upínkami (12).
6. 6. Oběžné kolo, axiální, podle nároku 5, vyznačující se tím, že obruba (30) je opatřena vnitřními kotoučovými upínkami (32), které jsou stejnoměrně rozmístěny podél obvodu obruby (30) a které jsou opatřeny čepy (33), které jsou vloženy do otvorů (34) pro čepy (33), vytvořených v kotoučích (5) v blízkosti jejich obvodu.
7. 7. Oběžné kolo, axiální, podle nároku 6, vyznačující se tím, že vnitřní kotoučové upínky (32) jsou poddajné v omezené pružné míře v radiálním směru kotoučů (5).
8. 8. Oběžné kolo, axiální, podle kteréhokoliv z nároků 5až7, vyznačující se tím, že obruba (30) je vyrobena z kovového plechu.