ES2714277T3

ES2714277T3 - Impulsor para ventilador axial

Info

Publication number: ES2714277T3
Application number: ES15730394T
Authority: ES
Inventors: Frank Kinzer
Original assignee: TLT Turbo GmbH
Current assignee: TLT Turbo GmbH
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2035-06-16
Also published as: AU2015281410B2; WO2015197167A1; DE102014009051A1; RU2645887C2; EP3030792B1; CN105637227A; CN105637227B; EP3030792A1; AU2015281410A1; US20170122335A1; RU2016115551A; US10132326B2

Abstract

Impulsor (10) para un ventilador axial con un cuerpo de impulsor (12), que presenta una cubierta de impulsor exterior (14) así como un disco de soporte (16) con un buje (18) para la unión resistente al giro con un árbol de accionamiento (20), estando dispuestas en el disco de soporte (16) una pluralidad de paletas (22) orientadas radialmente hacia fuera, que presentan en cada caso una raíz de paleta (24) y una hoja de paleta (26), caracterizado por que cada raíz de paleta (24) presenta una sección de fijación (90), que está alojada en arrastre de forma entre dos segmentos de fijación (28, 44) dispuestos en cada caso enfrentados por ambos lados en el disco de soporte (16) y los dos segmentos de fijación (28, 44) enfrentados en cada caso así como el disco de soporte (16) presentan en cada caso al menos dos perforaciones de paso (58, 60) para el alojamiento de casquillos (46, 48, 50, 52) y la sección de fijación (90), con ayuda en cada caso de pernos roscados (30, 32, 34, 36) insertados a través de los casquillos (46, 48, 50, 52) y tuercas (40, 42), puede sujetarse firmemente en cada caso entre dos segmentos de fijación (28, 44) enfrentados, estando guiada cada raíz de paleta (24) en cada caso en una entalladura (102) del disco de soporte (16), presentando los casquillos (46, 48, 50, 52) en cada caso por un lado un collar (70, 72, 74, 76) y, además, un vástago y estando alojado el vástago al menos por zonas en arrastre de forma en cada caso en una de las perforaciones de paso (58, 60) en los segmentos de fijación (28, 44).

Description

DESCRIPCION

Impulsor para ventilador axial

Estado de la tecnica

La invencion se refiere a un impulsor para un ventilador axial con un cuerpo de impulsor, que presenta una cubierta de impulsor exterior asi como un disco de soporte con un buje para la union resistente al giro con un arbol de accionamiento, estando dispuestas en el disco de soporte multiples paletas orientadas radialmente hacia fuera, que presentan en cada caso una raiz de paleta y una hoja de paleta.

En la tecnica se usa mucho los ventiladores axiales. Un impulsor para un ventilador axial se compone con frecuencia de un cuerpo de impulsor, varias paletas orientadas radialmente hacia fuera y elementos para la fijacion de las paletas al cuerpo de impulsor. Asimismo, a menudo esta prevista una campana de flujo fijada al cuerpo de impulsor para reducir los remolinos. El cuerpo de impulsor comprende, entre otras cosas, una cubierta de impulsor exterior para guiar la corriente, un disco de soporte asi como un buje para el acoplamiento resistente al giro de un arbol de accionamiento. El cuerpo de impulsor puede estar configurado de una sola pieza y, en este caso, estar fabricado por ejemplo mediante soldadura, colada o forjado. Asimismo, el cuerpo de impulsor tambien puede estar construido en varias piezas, por ejemplo con componentes individuales atornillados. Las paletas como componentes primordialmente activos aerodinamicamente comprenden, en general, una hoja de paleta asi como una raiz de paleta para la fijacion al cuerpo de rueda de paletas. Tambien para las paletas se consideran los mas diversos procedimientos de fabricacion, tal como, por ejemplo, forjado, colada, prensado o tambien fresado.

Por el documento DE 102006001909 B4 se conoce un impulsor para un ventilador axial.

El impulsor del ventilador axial comprende un disco de soporte cilindrico asi como multiples paletas, que presentan en cada caso una raiz de paleta y una hoja de paleta. Para la sujecion mecanicamente firme de cada paleta esta previsto, en cada caso, un par de mordazas de apriete. Las mordazas de apriete de cada par de mordazas de apriete estan dispuestas con este fin a ambos lados del disco de soporte y atornilladas con este. Todas las mordazas de apriete son identicas en cuanto a su forma, en el sentido de que pueden ser intercambiables unas con otras de manera arbitraria. Cada mordaza de apriete pasa a ser, en su zona orientada radialmente hacia fuera, un faldon que apunta radialmente hacia fuera. Los faldones que se solapan parcialmente forman conjuntamente a cada lado del impulsor un aro de buje circundante para la optimizacion del control de la corriente. Al ensamblar este impulsor anteriormente conocido, las paletas, antes de la sujecion firme en una cavidad de alojamiento definida por las mordazas de apriete, pueden girarse ademas, mediante apriete de tornillos pasadores y tuercas, alrededor de su propio eje longitudinal, de modo que el angulo de ataque de cada paleta puede establecerse libremente. Ademas, en cada tornillo pasador estan alojados dos piezas distanciadoras asi como un casquillo tensor. Resulta desventajoso en esta forma de realizacion que las mordazas de apriete esten realizadas como piezas de prensado, piezas de colada o piezas de forjado con una geometria tridimensional relativamente compleja.

Por el documento GB 2390647 A se conoce otro impulsor para un ventilador axial. El objetivo de la invencion es, por tanto, presentar un impulsor para un ventilador axial, que pueda producirse economicamente usando primordialmente componentes convencionales conformados de manera sencilla.

Descripcion de la invencion

Se divulga un impulsor para un ventilador axial con un cuerpo de impulsor, que presenta una cubierta de impulsor exterior asi como un disco de soporte con un buje para la union resistente al giro con un arbol de accionamiento, estando dispuestas en el disco de soporte multiples paletas orientadas radialmente hacia fuera, que presentan en cada caso una raiz de paleta y una hoja de paleta.

De acuerdo con la invencion, cada raiz de paleta presenta una seccion de fijacion, que esta alojada en arrastre de forma entre dos segmentos de fijacion trapezoidales, triangulares o rectangulares, dispuestos enfrentados en cada caso por ambos lados en el disco de soporte, y los en cada caso dos segmentos de fijacion enfrentados asi como el disco de soporte presentan en cada caso al menos dos perforaciones de paso para el alojamiento de un casquillo corto y un casquillo largo y la seccion de fijacion puede sujetarse firmemente, con ayuda de en cada caso pernos roscados insertados a traves de los casquillos y tuercas, entre en cada caso dos segmentos de fijacion enfrentados, estando guiada cada raiz de paleta en cada caso en una entalladura del disco de soporte, presentando los casquillos en cada caso por un lado un collar y, ademas, un vastago, y estando el vastago alojado al menos por zonas en arrastre de forma en cada caso en una de las perforaciones de paso en los segmentos de fijacion.

Como consecuencia de esta configuracion constructiva, el impulsor puede producirse usando piezas individuales relativamente sencillas y por tanto de fabricacion economica. Asimismo, se obtiene en particular una production simplificada de las raices de paleta. La invencion posibilita, ademas, la reduction de la diversidad de piezas gracias al amplio uso de piezas iguales tambien para diferentes tamanos de impulsor. Asimismo, se obtiene una notable reduccion del peso en comparacion con los modos de construction convencionales. Los casquillos sirven, entre otras cosas, para inducir las elevadas fuerzas radiales al disco de soporte, que no tiene que estar realizado obligatoriamente como disco, sino que por ejemplo tambien puede estar realizado como una construccion de radios o similar. Las entalladuras disponen, en cada caso, de una conformacion rectangular. Por consiguiente, el disco de soporte presenta, entre en cada caso dos ratees de paleta adyacentes, una zona de material trapezoidal dirigida radialmente hacia fuera, o un contorno perimetral a modo de rueda dentada.

En el caso de un perfeccionamiento ventajoso esta previsto que, entre en cada caso dos segmentos de fijacion enfrentados y el disco de soporte, exista al menos un intersticio axial. De acuerdo con un perfeccionamiento, los casquillos son, en cada caso, un casquillo configurado mas corto y uno mas largo, que presentan en un lado frontal en cada caso un collar. Los casquillos corto y largo estan insertados en arrastre de forma en los elementos de fijacion y en el disco de soporte, pero no lo esta el collar del casquillo corto y del largo en su centrado.

De este modo se proporciona una delimitacion de posicion axial al menos por un lado de los casquillos en las perforaciones de paso. Asimismo, para cada perforacion de paso o cada perno roscado con tuerca solo tienen que montarse dos piezas adicionales.

En una forma de realizacion favorable, cada raiz de paleta esta guiada en una perforacion de la cubierta de impulsor.

De este modo se mejora la fijacion de posicion de las paletas en el cuerpo de impulsor.

En el caso de otra forma de realizacion, entre los vastagos de cada casquillo corto y cada casquillo largo existe un intersticio anular. De este modo pueden compensarse tolerancias de fabricacion. Dado el caso, el intersticio axial entre el disco de soporte y el segmento de fijacion puede reducirse casi hasta cero.

De conformidad con otra configuracion ventajosa, una longitud de vastago de cada primer casquillo es esencialmente mayor que una longitud de vastago de cada segundo casquillo.

De este modo se proporciona, al menos en el caso del casquillo mas largo, un control visual sencillo de la posicion de montaje del casquillo desde un lateral del disco de soporte, y ademas se produce una transmision uniforme de las fuerzas centrifugas de paleta a ambos segmentos de fijacion.

En un perfeccionamiento tecnicamente ventajoso, en cada caso dos segmentos de fijacion enfrentados cubren en cada caso una escotadura del disco de soporte con una seccion de fijacion de una paleta guiada en cada caso en su interior. En asociacion con los casquillos se proporciona de este modo una fijacion de posicion especialmente fiable, y mecanicamente de alta resistencia, de las paletas al disco de soporte.

En un perfeccionamiento ventajoso, cada seccion de fijacion de una raiz de paleta es un cilindro con al menos una ranura anular que discurre perimetralmente.

De este modo, durante el montaje, antes de la sujecion firme definitiva, pueden girarse en primer lugar las paletas de manera arbitraria alrededor de su eje longitudinal, de modo que puede influirse en el angulo de ataque de las paletas y con ello en el caudal volumetrico del medio del ventilador axial. Asimismo, una geometria cilindrica de este tipo puede producirse facilmente.

Breve descripcion de los dibujos

Con ayuda del dibujo se describira a continuacion la invencion mas detalladamente.

Muestra:

la figura 1 una vista en planta de un fragmento de un impulsor de acuerdo con la invencion para un ventilador axial;

la figura 2 una seccion transversal a lo largo de la linea de corte II-II de la figura 1; y

la figura 3 una seccion transversal a lo largo de la linea de corte III-III de la figura 1.

Formas de realizacion

La figura 1 muestra una vista en planta de un fragmento de un impulsor de acuerdo con la invencion para un ventilador axial.

El impulsor 10 para un ventilador axial, no representado, presenta, entre otras cosas, un cuerpo de impulsor 12 con una cubierta de impulsor exterior 14 asi como un disco de soporte 16. Sobre el disco de soporte 16, esencialmente en forma de disco o cilindrico, del cuerpo de impulsor 12 esta dispuesto de manera centrada un buje 18 para la union resistente al giro con un arbol de accionamiento 20. Al disco de soporte 16 estan fijadas multiples paletas, de las cuales una paleta esta dotada, de manera representativa, de la referencia 22. La paleta 22 dispone de una raiz de paleta 24 asi como de una hoja de paleta 26. La raiz de paleta 24 de la paleta 22 esta sujeta firmemente, al igual que todas las demas, entre dos segmentos de fijacion trapezoidales, rectangulares o triangulares, fijados de manera enfrentada al disco de soporte 16, de los cuales en este caso solo es visible un segmento de fijacion 28 delantero trapezoidal, rectangular o tambien triangular. La sujecion mecanica de los en cada caso dos segmentos de fijacion posicionados de manera enfrentada en el disco de soporte 16, asi como su union con el disco de soporte 16, se realiza con ayuda de al menos dos pernos roscados 30 a 36 asi como, en este caso, tuercas situadas ocultas del mismo modo. Antes de la sujecion de los segmentos de fijacion, la paleta 22, al igual que las demas, puede rotarse en cada caso libremente alrededor de su eje de giro 38, de modo que puedan ajustar, para las mas diversas situaciones de aplicacion, angulos de ataque optimos de las paletas 22 del impulsor 10.

La figura 2 ilustra una seccion transversal a lo largo de la linea de corte II-II de la figura 1.

El segmento de fijacion 28 esta sujeto, por medio de los pernos roscados 32, 36 y las tuercas 40, 42 enroscadas sobre estos, con otro segmento de fijacion 44 dispuesto de manera enfrentada en el disco de soporte 16 y unido con el disco de soporte 16. Lo mismo sucede para los pernos roscados 30, 34, ocultos en este caso, con sus correspondientes tuercas. Por encima de los dos segmentos de fijacion 28, 44 discurre la raiz de paleta 24 de la paleta 22 sujeta entre los segmentos de fijacion 28, 44.

Cada perno roscado 32, 36 esta alojado en cada caso en un casquillo largo 46 y un casquillo corto 48 asi como en otro casquillo largo 50 y otro casquillo corto 52, estando separados entre si sus vastagos, no dibujados para mayor claridad, en cada caso por un intersticio anular 54, 56. Los casquillos 46 a 52 presentan en cada caso una forma cilindrica hueca y los intersticios anulares 54, 56 tambien pueden presentar mas o menos una anchura de cero. La longitud de vastago, tampoco dibujada, de los casquillos largos 46, 50 es esencialmente mayor que una longitud de vastago de los casquillos cortos 48, 52. Los casquillos 46 a 52 estan alojados en cada caso en una perforacion de paso 58, 60 cilindrica, que atraviesa por completo los dos segmentos de fijacion 28, 44 asi como el disco de soporte 16. Un juego radial entre los casquillos 46 a 52 asi como entre las perforaciones de paso 58, 60 se situa preferiblemente en el orden de magnitud de cero. Dado el caso tambien puede estar previsto un ligero ajuste a presion. Las perforaciones de paso 58, 60 pueden presentar en cada caso rebajes 62 a 68 cilindricos, en los que estan alojados los casquillos 46 a 52. Un respectivo collar 70, 72, 74 o 76 de los casquillos 46 a 52 no esta alojado en arrastre de forma, sino solamente los vastagos de los casquillos 46 a 52. Los rebajes 62 a 68 estan practicados, en este caso, en cada caso en las caras superiores, no dibujadas y orientadas en sentido opuesto al disco de soporte 16, de los dos segmentos de fijacion 28, 44. Entre los lados interiores 78, 80 de los dos segmentos de fijacion 28, 44 y el disco de soporte 16 existe en este caso, a modo de ejemplo, en cada caso un intersticio axial 82, 84, que en cada caso es notablemente menor que los intersticios anulares 54, 56 entre el casquillo largo y el corto 46, 48 asi como los otros casquillo largo y corto 50, 52. Los casquillos 46 a 52 sirven, sobre todo, para absorber las elevadas fuerzas centrifugas que actuan sobre las paletas en los ventiladores axiales, mientras que los collares 70, 72, 74, 76 tienen para las cabezas de los pernos roscados asi como para las tuercas una funcion similar a la de las arandelas independientes convencionales.

Conforme a la construccion anteriormente explicada, los pernos roscados ocultos en este caso asi como todos los demas pernos roscados estan introducidos en casquillos de la misma configuracion constructiva. Es importante que los segmentos de fijacion 28, 44 no se apoyen obligatoriamente en el disco de soporte 16 -es decir, ambos intersticios axiales 82, 84 en este caso son mayores de cero- aunque pueden hacerlo.

La figura 3 muestra una seccion transversal a lo largo de la linea de corte MI-MI de la figura 1.

La raiz de paleta 24 configurada por abajo preferiblemente solidaria a la hoja de paleta 26 de la paleta 22 dispone de una seccion de fijacion 90 contorneada. La seccion de fijacion 90 contorneada esta conformada como cilindro 92 con una ranura anular 94 que da la vuelta perimetralmente, practicada en la misma. Cada segmento de fijacion 28, 44 dispone de una escotadura 96, 98, simbolizada con una linea de puntos, en la que esta alojada la seccion de fijacion 90 de manera ajustada en arrastre de forma. Al apretar los pernos roscados (cf. la figura 1, 2), los segmentos de fijacion 28, 44 se sujetan mecanicamente con la seccion de fijacion 90 contorneada de la raiz de paleta 24, con lo cual se obtiene, en interaccion con el arrastre de forma y los casquillos 46 a 52, una fijacion fiable mecanicamente maxima de la paleta 22 al disco de soporte 16.

En la cubierta de impulsor 14 esta practicada una perforacion 100 para el paso de la seccion de fijacion 90 de la raiz de paleta 24. En el disco de soporte 16 esta practicada, por debajo de la raiz de paleta 24, una entalladura 102 aproximadamente rectangular, que es necesaria para alojar la raiz de paleta 24. Por consiguiente esta configurado a modo de rueda dentada un contorno perimetral del disco de soporte 16, de tal manera que entre en cada caso dos entalladuras adyacentes queda en cada caso una zona de material trapezoidal dirigida radialmente hacia fuera. Tanto la perforacion 100 como la entalladura 102 sirven para optimizar el guiado de la paleta 22 contra el disco de soporte 16. Entre los lados internos 78, 80 de los dos segmentos de fijacion 28, 44 y el disco de soporte 16 existen a su vez los intersticios axiales 82, 84. Las demas paletas no dibujadas o no representadas del impulsor 10 estan unidas del mismo modo con el disco de soporte 16.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Impulsor (10) para un ventilador axial con un cuerpo de impulsor (12), que presenta una cubierta de impulsor exterior (14) asi como un disco de soporte (16) con un buje (18) para la union resistente al giro con un arbol de accionamiento (20), estando dispuestas en el disco de soporte (16) una pluralidad de paletas (22) orientadas radialmente hacia fuera, que presentan en cada caso una raiz de paleta (24) y una hoja de paleta (26), caracterizado por que cada raiz de paleta (24) presenta una seccion de fijacion (90), que esta alojada en arrastre de forma entre dos segmentos de fijacion (28, 44) dispuestos en cada caso enfrentados por ambos lados en el disco de soporte (16) y los dos segmentos de fijacion (28, 44) enfrentados en cada caso asi como el disco de soporte (16) presentan en cada caso al menos dos perforaciones de paso (58, 60) para el alojamiento de casquillos (46, 48, 50, 52) y la seccion de fijacion (90), con ayuda en cada caso de pernos roscados (30, 32, 34, 36) insertados a traves de los casquillos (46, 48, 50, 52) y tuercas (40, 42), puede sujetarse firmemente en cada caso entre dos segmentos de fijacion (28, 44) enfrentados, estando guiada cada raiz de paleta (24) en cada caso en una entalladura (102) del disco de soporte (16), presentando los casquillos (46, 48, 50, 52) en cada caso por un lado un collar (70, 72, 74, 76) y, ademas, un vastago y estando alojado el vastago al menos por zonas en arrastre de forma en cada caso en una de las perforaciones de paso (58, 60) en los segmentos de fijacion (28, 44).

2. Impulsor (10) segun la reivindicacion 1, en donde entre en cada caso dos segmentos de fijacion (28, 44) enfrentados y el disco de soporte (16) existe al menos un intersticio axial (82, 84).

3. Impulsor (10) segun la reivindicacion 1, en donde en cada caso dos segmentos de fijacion (28, 44) enfrentados se apoyan, sin intersticio, en el disco de soporte (16).

4. Impulsor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde cada raiz de paleta (24) esta guiada en una perforacion (100) de la cubierta de impulsor (14).

5. Impulsor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde hay casquillos cortos y largos, que presentan en cada caso un collar y, ademas, un vastago, existiendo entre los vastagos de cada casquillo largo (46, 50) y de cada casquillo corto (48, 52) un intersticio anular (54, 56).

6. Impulsor (10) segun la reivindicacion 5, en donde una longitud de vastago de cada casquillo largo (46, 50) es esencialmente mayor que una longitud de vastago de cada casquillo corto (48, 52).

7. Impulsor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde en cada caso dos segmentos de fijacion (28, 44) enfrentados cubren en cada caso una entalladura (102) del disco de soporte (16) con una seccion de fijacion (90) de una paleta (22) guiada en cada caso en su interior.

8. Impulsor (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde cada seccion de fijacion (90) de una raiz de paleta (24) es un cilindro (92) con al menos una ranura anular (94) que discurre perimetralmente.