專利名稱：軸流風(fēng)機(jī)輪轂輪廓連接系統(tǒng)及帶有該連接系統(tǒng)的軸流風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸流風(fēng)機(jī)的輪轂輪廓(hub-profile)連接系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及 設(shè)有這種連接系統(tǒng)的軸流風(fēng)機(jī)。
背景技術(shù)：
軸流風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于需要克服高靜態(tài)壓移動(dòng)大量空氣的場(chǎng)所，特別是在 熱交換空氣冷卻系統(tǒng)中。在這種情況下，所用風(fēng)機(jī)具有很大直徑，甚至達(dá)到 20米。
這種風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，輪轂和葉片移動(dòng)空氣部分(下稱輪廓)之間的連接 是一個(gè)重要問題，這是因?yàn)樵谠撎帀毫_(dá)到最大，因此這個(gè)區(qū)域的連接有斷
裂的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種軸流風(fēng)機(jī)輪轂輪廓連接系統(tǒng)，相對(duì)于已 知的鉸鏈或彈性、剛性限制連接系統(tǒng)，具有低靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載，更好的簡(jiǎn)易 結(jié)構(gòu)以及更高的抗力矩性。
本發(fā)明提供軸流風(fēng)機(jī)輪轂輪廓連接系統(tǒng)，包括一個(gè)輪轂(l)， 一個(gè)或多
個(gè)設(shè)有排氣輪廓(3)的葉片(2)，以及將所述一個(gè)或多個(gè)葉片連接到所述輪轂 (l)的裝置，所述連接裝置由兩個(gè)分離且不同的彈性元件(9,10)組成，這兩個(gè) 元件都固定在輪轂(l)側(cè)的一個(gè)緊固塊(ll)上，以及葉片(2)側(cè)的相應(yīng)緊固塊 (12)上。
所述系統(tǒng)的下部元件(10)固定到所述緊固塊(11)上，且成正角、負(fù)角或
零度角S。
所述元件(9,10)在所述緊固塊(11,12)之間的區(qū)域由間隙(14)相互分離。 所述元件(9，10)匯聚直接接觸所述葉片(2)的輪廓(3)上的系統(tǒng)(8)的緊固 塊(12)。
所元件(9，10)在所述緊固塊(12)上的緊固區(qū)域之間插入有隔塊(13)。 所述隔塊(13)的彈性系數(shù)低于所述元件(9，10)。
如前述任一所述的系統(tǒng)，其特征在于所述元件(9，10)具有矩形截面。 所述(9，10)縱向截面呈圓弧型或拋物線型，同一元件(9,10)的最大曲率在 所述葉片(2)的輪廓(3)端。
一種軸流風(fēng)機(jī)，其設(shè)有基于前述任一權(quán)利要求所述的輪轂輪廓連接系統(tǒng)。
相對(duì)于已知技術(shù)，本發(fā)明的輪轂輪廓連接系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn) -同剛性限制系統(tǒng)相比，更低的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載，進(jìn)而節(jié)約成本，消除 振動(dòng)；
-相對(duì)于鉸鏈限制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，確保按需的垂直面上的自由運(yùn)動(dòng)， 無磨損；
-不同于彈性限制連接系統(tǒng)，具有更高的抗力矩性(可以使用具有低機(jī) 械特性的成本效益更劃算的材料)，更高的抗扭強(qiáng)度以及更高的垂直面剛性 (進(jìn)而解決在大直徑風(fēng)機(jī)中輪廓過度降低(lowering)的問題)。


通過隨后的本發(fā)明輪轂輪廓連接以及軸流風(fēng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例，通過非限制
性示例以及附圖的幫助，這些目標(biāo)，優(yōu)點(diǎn)和特性將會(huì)被展示。其中 -圖1顯示作用在運(yùn)行中的軸流風(fēng)機(jī)葉片上的最重要的力； -圖2-4顯示基于現(xiàn)有技術(shù)的輪轂輪廓連接系統(tǒng)； -圖5顯示本發(fā)明系統(tǒng)的側(cè)視-圖6、 7分別顯示圖5中系統(tǒng)沿A-A1和B-B1的剖視圖； -圖8、 9顯示本發(fā)明的系統(tǒng)的兩種不同實(shí)施例。
具體實(shí)施方案
為了更好理解基于本發(fā)明的系統(tǒng)，圖1顯示作用在運(yùn)行中的軸流風(fēng)機(jī)
葉片上的最重要的力，SP，徑向方向上的離心力CF，軸向方向上的空氣牽 引力TF，以及軸向方向上的重力PF。
這些力與靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載形成一個(gè)撓矩以及一個(gè)扭矩，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載
于風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算特別相關(guān)。這些力矩的減少使得明顯節(jié)約。
軸流風(fēng)機(jī)的葉片2的輪廓3與輪轂1之間的連接4主要通過3種方式
形成剛性系統(tǒng)、鉸鏈系統(tǒng)以及彈性系統(tǒng)。
這三種方式會(huì)被簡(jiǎn)單描述，以指出其主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以便和本發(fā)明進(jìn) 行比較，突出其優(yōu)勢(shì)。
在剛性連接系統(tǒng)中(圖2)，輪轂輪廓連接通過一個(gè)元件5，其在旋轉(zhuǎn)面 以及相互垂直面都剛性，典型的具有圓形截面，其剛性是輪廓尺寸的規(guī)模。 在這個(gè)情況下采用一種設(shè)計(jì)來減少撓矩以及由此產(chǎn)生的壓力(在該處是最大 的)，這個(gè)設(shè)計(jì)就是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)面傾斜葉片軸，在與空氣流相對(duì)的方向上形 成一個(gè)角a。這個(gè)傾斜使得元件的剛性被固定。通過這一設(shè)計(jì)，基于輪廓， 風(fēng)機(jī)借助離心力可以形成與牽引力力矩相反方向的力矩，進(jìn)而減少撓矩。然 而這個(gè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是對(duì)于動(dòng)態(tài)負(fù)載無效。
在鉸鏈連接系統(tǒng)中(圖3)，輪轂輪廓連接是通過鉸鏈6，鉸鏈的軸與轉(zhuǎn) 動(dòng)軸垂直。在這種情況下，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，輪廓在垂直面自由轉(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)定 位其自身到一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域離心力使得輪廓產(chǎn)生實(shí)體力矩且方向與牽引 力產(chǎn)生的力矩相反，這個(gè)力矩可以消除撓矩。在這個(gè)情況下，葉片與旋轉(zhuǎn)面 形成的角(3可變。這個(gè)系統(tǒng)主要缺點(diǎn)是風(fēng)機(jī)葉片，由于鉸鏈?zhǔn)蛊渥杂赊D(zhuǎn)動(dòng)， 使得其葉片無限制地降低自身，進(jìn)而在風(fēng)機(jī)停止情況下需要一個(gè)依靠點(diǎn)。此 外，這個(gè)系統(tǒng)對(duì)于風(fēng)力非常敏感，在鉸鏈部件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得不可避免的 隨時(shí)間磨損。
最后，在彈性連接中(圖4)，輪轂輪廓連接由一個(gè)薄元件7形成，在轉(zhuǎn) 動(dòng)面上是剛性的，但是在與轉(zhuǎn)動(dòng)面垂直的面上具有高彈性。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，該 元件彎曲，其截面轉(zhuǎn)動(dòng)，使得輪廓在垂直面上轉(zhuǎn)動(dòng)，并連續(xù)定位其自身到一 個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域離心力使得輪廓產(chǎn)生于牽引力力矩相反方向的力矩。同樣 在這個(gè)情況下，在操作過程中角卩可變。彈性元件縱向截面具有拋物線形且 在輪轂側(cè)有最大變形，缺點(diǎn)是在大直徑風(fēng)機(jī)中會(huì)過度降低葉片，以及彈性元 件的抗扭強(qiáng)度差。因而，在扭矩作用下，很容易歪斜、加劇和改變輪廓的節(jié) 距。
如圖5所示，基于本發(fā)明的輪轂1-輪廓3連接系統(tǒng)是由包括由間隙14
分隔的兩個(gè)彈性元件9、 10 (優(yōu)選具有矩形截面)的組件8組成，彈性元 件部分包括在兩個(gè)分別位于輪轂1側(cè)的緊固塊11和輪廓3側(cè)的緊固塊12 之間。兩個(gè)元件9、 IO因而是獨(dú)立且分離的。很明顯，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所存在 的力以不同的方式作用在兩個(gè)元件上，這是因?yàn)樗麄円圆煌姆绞阶冃巍?br> 同一元件9、 10在輪廓3側(cè)可以直接接觸或其間插有一個(gè)隔塊13(圖7)。 所述隔塊可以由彈性系數(shù)低于所述兩個(gè)元件的材料制成，因而，當(dāng)葉片2 處于典型操作負(fù)載，使得元件9、 10自己相互滑動(dòng)，進(jìn)而確定截面的更大轉(zhuǎn) 動(dòng)，負(fù)載被平衡。
相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)面(圖5)，下部元件10的角S可以是正角也可以是負(fù)角(如 圖9所示)或?yàn)?(如圖8所示)。
此外，兩個(gè)元件可以是漸縮的，具有相互不同的幾何形狀，無論是截面 還是平面，甚至是不同材質(zhì)的。
使用兩個(gè)單獨(dú)的不同元件(如上所述制得并按所需間隔相互定位)使得 輪轂輪廓連接設(shè)計(jì)為有可變的阻力模量，在輪轂側(cè)最大，在輪廓方向降低， 進(jìn)而得到當(dāng)輪廓操作負(fù)載時(shí)截面轉(zhuǎn)動(dòng)存在相對(duì)于垂直方向具有更大增長(zhǎng)的 角度。元件9、 10的縱向截面可有一段圓弧或拋物線，最大曲率位于輪廓側(cè)。
連接系統(tǒng)使得輪廓相對(duì)于水平面可傾斜自身，連續(xù)定位其自身于一個(gè)區(qū) 域，在這個(gè)區(qū)域離心力使得輪廓形成實(shí)體力并與牽引力方向相反，進(jìn)而消除 撓矩。這個(gè)系統(tǒng)本身在垂直面上具有高度的位移，進(jìn)而降低動(dòng)態(tài)和靜態(tài)負(fù)載。 本發(fā)明使得這可以在極度受控的方式下發(fā)生，而不是基于已知技術(shù)。
為了便于理解本發(fā)明，將葉片固定到輪轂的最簡(jiǎn)單方法(即葉片不可調(diào) 整)顯示在圖5、 8和9。必須強(qiáng)調(diào)，緊固塊11和12可以設(shè)計(jì)成使得葉片可 以被鍵入，本發(fā)明也適用于這種風(fēng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種軸流風(fēng)機(jī)輪轂輪廓連接系統(tǒng)，包括一個(gè)輪轂(1)，一個(gè)或多個(gè)設(shè)有置換空氣輪廓(3)的葉片(2)，以及將所述一個(gè)或多個(gè)葉片連接到所述輪轂(1)的裝置，其特征在于所述連接裝置由兩個(gè)分離且不同的彈性元件(9，10)組成，這兩個(gè)元件都固定在輪轂(1)側(cè)的一個(gè)緊固塊(11)上，以及葉片(2)側(cè)的相應(yīng)緊固塊(12)上。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)的下部元件(IO)固定到所述緊固塊(ll)上，且成正角、負(fù)角或零度角5。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述元件(9,10)在所 述緊固塊(11,12)之間的區(qū)域由間隙(14)相互分離。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述元件(9，10)匯聚在直 接與所述葉片(2)的輪廓(3)上的系統(tǒng)(8)的緊固塊(12)接觸處。
5. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所元件(9,10)在所述緊固 塊(12)上的緊固區(qū)域之間插入有隔塊(13)。
6. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述隔塊(13)的彈性系數(shù) 低于所述元件(9,10)。
7. 如前述任一所述的系統(tǒng)，其特征在于所述元件(9，10)具有矩形截面。
8. 如權(quán)利要求1-7中任一所述的系統(tǒng)，其特征在于所述(9,10)縱向 截面呈圓弧型或拋物線型，同一元件(9,10)的最大曲率在所述葉片(2)的輪 廓(3)端。
9. 一種軸流風(fēng)機(jī)，其特征在于其設(shè)有基于前述任一權(quán)利要求所述的 輪轂輪廓連接系統(tǒng)。
全文摘要
軸流風(fēng)機(jī)輪轂輪廓連接系統(tǒng)包括一個(gè)輪轂(1)，其上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)固定有置換空氣輪廓(3)的葉片(2)，所述系統(tǒng)包括兩個(gè)分離的不同彈性元件(9，10)，這兩個(gè)元件都固定在輪轂(1)側(cè)一個(gè)緊固塊(11)上，并固定在葉片(2)側(cè)相應(yīng)的緊固塊(12)上。與剛性限制系統(tǒng)相比，本發(fā)明提供更低的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載，節(jié)約成本，消除震動(dòng)。與鉸接限制系統(tǒng)相比本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，可以確保在垂直面按需自由運(yùn)動(dòng)而無磨損。不同于彈性限制連接系統(tǒng)，本發(fā)明顯示出更高的抗力矩，可以使用具有低機(jī)械特性的成本效益更劃算的材料，更高的抗扭強(qiáng)度以及更高的垂直面剛性進(jìn)而解決在大直徑風(fēng)機(jī)中輪廓過度降低的問題。
文檔編號(hào)F04D29/34GK101358611SQ20081013511
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者羅伯特·安迪阿多·莫西維茲 申請(qǐng)人:羅伯特·安迪阿多·莫西維茲