КОМПОЗИЦИОННЫЙ БАНДАЖ И СПОСОБ ПРИСОЕДИНЕНИЯ БАНДАЖА К ЛОПАТКАМ

1. Рабочее колесо для турбомашины, включающее:
металлическое основание (1502), содержащее центральное отверстие, заднюю поверхность (1502b) и переднюю поверхность (1502а) напротив задней поверхности (1502b);
лопатки (1504, 1506), проходящие по передней поверхности (1502а) металлического основания (1502);
композиционный бандаж (1508), прикрепленный к лопаткам (1504, 1506) так, что закрытые каналы или струевыпрямители сформированы передней поверхностью (1502а) металлического основания (1502), лопатками (1504, 1506) и композиционным бандажом (1508), и
соединительные средства (1510, 1606, 1706, 1806, 1906, 2302, 2410, 2608, 2612, 3002, 3010, 3402, 3510), сконструированные для прикрепления композиционного бандажа (1508) к металлическому основанию (1502) или лопаткам (1504, 1506).
2. Рабочее колесо по п.1, в котором входная кромка (1506) по меньшей мере одной лопатки (1504, 1506) выполнена из композиционного материала, а оставшаяся часть (1504) выполнена из металлического материала, или выходная кромка по меньшей мере одной лопатки выполнена из композиционного материала, а оставшаяся часть выполнена из металлического материала, или как входная, так и выходная кромки по меньшей мере одной лопатки выполнены из композиционного материала, а оставшаяся часть выполнена из металлического материала.
3. Рабочее колесо по п.1, в котором соединительные средства включают адгезионный материал, или кремнийорганический материал, или смолу (1510), распределенные между частями, выполненными из композиционного материала.
4. Рабочее колесо по п.1, в котором композиционный бандаж (1508) включает крепежные скобы (1604), выполненные из композиционного материала, чтобы скрепить внутренние части (1603) лопаток (1602), соединительные средства включают адгезионный материал, или кремнийорганический материал, или смолу (1606), которые соединяют крепежные скобы (1604) с внутренними частями (1603) лопаток (1602), и крепежные скобы (1604) и внутренние части (1603) лопаток (1602) формируют гладкий профиль лопаток (1602).
5. Рабочее колесо по п.1, дополнительно включающее:
композиционные ленты (1706), соединенные с и проходящие от композиционного бандажа (1508) к задней поверхности металлического основания (1502) сверху выходной кромки лопаток (1702).
6. Рабочее колесо по п.1, в котором композиционный бандаж (1508) включает пазы (1804), и соединительные средства включают штифты (1806), присоединенные к лопаткам (1802) и сформированные для посадки в пазах (1804) так, что штифты (1806) имеют открытое положение и закрытое положение, причем при открытом положении штифты (1806) входят или выходят из пазов (1804), тогда как закрытом положении штифты (1806) блокируются внутри пазов (1804).
7. Рабочее колесо по п.1, в котором соединительные средства включают крюки (1906), сформированные на лопатках (1908), и соответствующие отверстия (1904) в композиционном бандаже (1902), сформированные для вмещения крюков (1906).
8. Рабочее колесо по п.1, в котором соединительные средства включают штифты (1906), сформированные на лопатках (1908), и соответствующие отверстия в композиционном бандаже (1902), сформированные для вмещения штифтов (1906).
9. Рабочее колесо по п.1, в котором соединительные элементы включают штифты (2200), обеспеченные в отверстиях (2202), сформированных в лопатках (1908), и соответствующие отверстия (1904) в композиционном бандаже (1902).
10. Рабочее колесо по п.9, в котором штифты (2200) заклепывают, или нарезают на них резьбу для навинчивания гаек, или выполняют обе указанные операции, для крепления композиционного бандажа к лопаткам.
11. Рабочее колесо по п.1, дополнительно включающее композиционные лопатки (2404), сформированные совместно с композиционным бандажом (2402) и сконструированные для соединения с лопатками (2406) на передней поверхности металлического основания (2408) так, что лопатка в целом выполнена из композиционного материала на выходной кромке и выполнена из металлического материала на входной кромке, где сначала входная кромка встречает текучую среду, обрабатываемую рабочим колесом и последней текучую среду встречает выходная кромка.
12. Рабочее колесо по п.11, в котором соединительные средства включают потайной болт, или металлическую проволоку, или заклепки, или болты (2410), обеспеченные для соединения композиционных лопаток (2404) с металлическим основанием (2408).
13. Рабочее колесо по п.1, дополнительно включающее:
концевые части (2602) лопаток, сформированные совместно с композиционным бандажом (2604) и сконструированные, чтобы покрыть выходную кромку лопаток и область боковой поверхности металлического основания (2610), где боковая поверхность металлического основания обеспечена между передней поверхностью и задней поверхностью.
14. Рабочее колесо по п.13, в котором концевые части (2602) лопаток образуют непрерывную поверхность вокруг боковой поверхности металлического основания (2610).
15. Рабочее колесо по п.13, в котором соединительные элементы включают болты или штифты (2608), которые прикрепляют концевые части (2602) лопаток к блоковой поверхности металлического основания (2610).
16. Рабочее колесо по п.13, в котором соединительные элементы включают болты или штифты (2608), которые прикрепляют посредством крепежной скобы (2612) концевые части (2602) лопаток к боковой поверхности металлического основания (2610).
17. Рабочее колесо по п.1, дополнительно включающее:
соединительные элементы (3002), сформированные на лопатках (3004) так, что каждый из соединительных элементов (3002) содержит отверстие,
композиционный бандаж (3008), содержащий отверстия, сконструированные для вмещения соединительных элементов (3002), и
соединительные средства включают обод, проходящий через отверстия соединительных элементов (3002) для прикрепления композиционного бандажа (3008) к лопаткам (3004).
18. Рабочее колесо по п.17, в котором отверстия соединительных элементов (3002) открыты с одной стороны.
19. Рабочее колесо по п.17, в котором обод (3010) сконструирован так, что охватывает полностью композиционный бандаж (3008).
20. Рабочее колесо по любому из предшествующих пунктов, в котором соединительные средства включают:
крепежные скобы (3402), предназначенные для прикрепления к лопаткам (3406) и
штифты (3404), сконструированные, чтобы закреплять крепежные скобы (3402) на лопатках (3406),
где штифты (3404) сконструированы так, чтобы неподвижно принимать композиционный бандаж (3408).
21. Центробежный компрессор, включающий:
корпус;
вал, расположенный в корпусе и сконструированный для вращения относительно корпуса, и
по меньшей мере рабочее колесо, присоединенное к валу и имеющее конструкцию по любому из предшествующих пунктов.
22. Способ прикрепления композиционного бандажа (1508) к открытому или закрытому металлическому рабочему колесу (1502, 1504, 1506) для турбомашины, включающий:
обеспечение металлического основания (1502), содержащего центральное отверстие, заднюю поверхность (1502b), переднюю поверхность(1502а) напротив задней поверхности (1502b), и лопатки (1504, 1506), проходящие по передней поверхности (1502а) металлического основания (1502).
приведение композиционного бандажа (1508) в контакт с лопатками (1504, 1506), так что замкнутые каналы или струевыпрямители формируют передней поверхностью (1502а) металлического основания (1502), лопатками (1504, 1506) и композиционным бандажом (1508), и
прикрепление композиционного бандажа (1508) к металлическому основанию (1502) и/или лопаткам (1504, 1506).
23. Способ по п.22, дополнительно включающий:
изготовление входной кромки (1506) по меньшей мере одной лопатки (1504, 1506) из композиционного материала, а оставшейся части (1504) из металлического материала, или изготовление выходной кромки по меньшей мере одной лопатки из композиционного материала, а оставшейся части из металлического материала, или изготовление как входной, так и выходной кромок по меньшей мере одной лопатки из композиционного материала, а оставшейся части из металлического материала.
24. Способ по п.22, дополнительно включающий:
нанесение адгезионного материала, или кремнийорганического материала, или смолы (1510), распределяя между частями, изготавливаемыми из композиционного материала.
25. Способ по п.22, дополнительно включающий:
соединение крепежных скоб (1604) композиционного бандажа (1508) и выполненных из композиционного материала с внутренними частями (1603) лопаток (1602) с использованием адгезионного материала, или кремнийорганического материала, или смолы (1606), при этом крепежные скобы (1604) и внутренние части (1603) лопаток (1602) формируют гладкий профиль лопаток (1602).
26. Способ по п.22, дополнительно включающий:
присоединение композиционных лент (1706), проходящих от композиционного бандажа (1508) к боковой поверхности металлического основания (1502) сверху выходной кромки лопаток (1702) и
отверждение композиционной ленты до твердого состояния.
27. Способ по п.22, дополнительно включающий:
формирование пазов (1804) в композиционном бандаже (1508) и
прикрепление штифтов (1806) к лопаткам (1802), где штифты (1806) сформированы для посадки в пазах (1804) так, что штифты (1806) имеют открытую позицию и закрытую позицию, причем открытая позиция позволяет штифтам (1806) входить или выходить из пазов (1804), тогда как закрытая позиция блокирует штифты (1806) внутри пазов (1804).
28. Способ по п.22, дополнительно включающий:
формирование крюков (1906) на лопатках (1908) и формирование соответствующих отверстий (1904) в композиционном бандаже (1902) для вмещения крюков (1906).
29. Способ по п.22, дополнительно включающий:
формирование штифтов (1906) на лопатках (1908) и формирование соответствующих отверстий в композиционном бандаже (1902), сформированных для вмещения штифтов (1906).
30. Способ по п.22, дополнительно включающий:
обеспечение штифтов (2200) в отверстиях (2202), сформированных в лопатках (1908), и соответствующих отверстий (1904) в композиционном бандаже (1902), и
заклепывание или нарезку резьбы на штифтах (2200) для навинчивания гаек (2300), или выполнение обеих операций для крепления композиционного бандажа (2304) к лопаткам (1908).
31. Способ по п.22, дополнительно включающий:
формирование композиционных лопаток (2404) совместно с композиционным бандажом (2402); и
соединение композиционных лопаток (2404) с лопатками (2406) на передней поверхности металлического основания (2408), так что лопатка в целом выполнена из композиционного материала на выходной кромке и выполнена из металлического материала на входной кромке, где сначала входная кромка встречает текучую среду, обрабатываемую рабочим колесом, и последней текучую среду встречает выходная кромка.
32. Способ по п.31, дополнительно включающий:
соединение с помощью потайного болта, или металлической проволоки, или заклепок, или болтов (2410) композиционных лопаток (2404) с металлическим основанием (2408).
33. Способ по п.22, дополнительно включающий:
формирование концевых частей (2602) лопаток совместно с композиционным бандажом (2604), так что концевые части (2602) лопаток покрывают выходную кромку лопаток и область боковой поверхности металлического основания (2610), где боковая поверхность металлического основания (2610) расположена между передней поверхностью и задней поверхностью.
34. Способ по п.33, в котором концевые части (2602) лопаток формируют непрерывную поверхность вокруг боковой поверхности металлического основания (2610).
35. Способ по п.33, дополнительно включающий:
соединение концевых частей (2602) лопаток с помощью болта или штифта (2608) с боковой поверхностью металлического основания (2610).
36. Способ по п.33, дополнительно включающий:
присоединение крепежной скобы (2612) с помощью болта или штифта (2608) к металлическому основанию (2610), так что концевые части (2602) лопаток прикрепляют посредством крепежной скобы (2612) к боковой поверхности металлического основания (2610).
37. Способ по п.22, дополнительно включающий:
формирование соединительных элементов (3002) на лопатках (3004), так что каждый из соединительных элементов (3002) содержит отверстие;
покрытие лопаток (3004) композиционным бандажом (3008), и
обеспечение обода (3010) через отверстия множества соединительных элементов (3002) для соединения композиционного бандажа (3008) с лопатками (3004).
38. Способ по п.37, в котором отверстия соединительных элементов (3002) открыты с одной стороны.
39. Способ по п.37, в котором обод (3010) сконструирован так, что охватывает полностью по окружности композиционный бандаж (3008).
40. Способ по любому из пп.22-39, дополнительно включающий:
присоединение крепежных скоб (3402) к лопаткам (3406), и
вставку штифтов (3404) через крепежные скобы (3402) и лопатки (3406) для закрепления композиционного бандажа (3408).
41. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) для турбомашины, выполненное из основного центробежного рабочего колеса (3; 30; 300; 330), изготовленного из по меньшей мере первого материала и включающего лопатки (3B; 30B; 300B; 330B), соединенные с задней пластиной (3A; 30A; 300A; 330A), отличающееся тем, что оно включает по меньшей мере один бандаж (5; 50; 500; 550), выполненный из второго материала, отличающегося от указанного по меньшей мере первого материала, и соединенный с указанным основным рабочим колесом (3; 30; 300; 330).
42. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по п.41, отличающееся тем, что указанный второй материал является металлической сеткой.
43. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по п.41, отличающееся тем, что указанный второй материал является смолой.
44. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по п.41, отличающееся тем, что указанный второй материал является композиционным материалом.
45. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по п.41, отличающееся тем, что указанный первый материал является по меньшей мере частично металлом.
46. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по п.41, отличающееся тем, что указанные лопатки (3B; 30B; 300B; 330B) и/или указанная задняя пластина (3A; 30A; 300A; 330A) выполнены по меньшей мере частично из указанного второго материала или из другого третьего материала, отличающегося от указанного первого и второго материалов.
47. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по п.41, отличающееся тем, что указанный бандаж (5; 50; 500; 550) установлен на указанное основное рабочее колесо (3; 30; 300; 330) с помощью по меньшей мере одного слоя (9) клея или смолы.
48. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по п.41, отличающееся тем, что указанный бандаж (5; 50; 500; 550) установлен на указанное основное рабочее колесо (3; 30; 300; 330) с помощью системы крепления (60; 61; 161; 62; 162; 63; 163; 64; 164; 165).
49. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по п.41, отличающееся тем, что указанное основное рабочее колесо (3; 30; 300; 330) является колесом «закрытого» типа, включающим первый основной бандаж (3D), выполненный из указанного первого материала, поверх которого закреплен по меньшей мере частично указанный бандаж (5; 550).
50. Центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по любому из предшествующих пп.41-48, отличающееся тем, что указанное основное рабочее колесо (3; 30; 300; 330) является колесом «открытого» типа, содержащим лопатки (30B) с подходящим образом сформированными концами (3F), поверх которого закреплен по меньшей мере частично указанный бандаж (5; 550).
51. Турбомашина, включающая по меньшей мере одно центробежное рабочее колесо (1; 10; 100; 110) по меньшей мере по одному из пп.41-50.
52. Бандаж (5; 50; 500; 550) для центробежного рабочего колеса, выполненный из второго материала, и подходящий для наложения на основное рабочее колесо (3; 30; 300; 330), выполненное по меньшей мере из первого материала, отличающегося от указанного второго материала, с получением центробежного рабочего колеса (1; 10; 100; 110) по меньшей мере по одному из пп.41-50.
53. Способ изготовления центробежного рабочего колеса (1; 10; 100; 110) для турбомашины, отличающийся тем, что включает следующие стадии:
изготовление центробежного рабочего колеса (3; 30; 300; 330) из по меньшей мере первого материала, которое включает лопатки (3В; 30B; 300B; 330В), соединенные с задней пластиной (3А; 30А; 300А; 330А);
изготовление по меньшей мере одного бандажа (5; 50; 500; 550), из второго материала, отличающегося от указанного по меньшей мере первого материала, и
установку указанного по меньшей мере одного бандажа (5; 50; 500; 550), на указанное основное рабочее колесо (3; 30; 300; 330).
54. Способ по п.53, отличающийся тем, что включает стадию приклеивания указанного по меньшей мере одного бандажа (5; 50; 500; 550) к указанному основному рабочему колесу (3; 30; 300; 330) посредством смолы или клея.
55. Способ по п.53, отличающийся тем, что включает стадию прикрепления указанного по меньшей мере одного бандажа (5; 50; 500; 550) к указанному основному рабочему колесу (3; 30; 300; 330) посредством системы крепления (60; 61; 161; 62; 162; 63; 163; 64; 164; 165).