ЛОПАТКА ВЕНТИЛЯТОРА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к изготовлению вентиляторов, предназначенных преимущественно для главного проветривания шахт и метрополитенов.
Известна лопатка газотурбинного двигателя, выполненная из композиционного материала (заявка RU 2006137222, публ. 2008 г.). Лопатка выполнена из заготовки, полученной путем трехмерного тканья нитей из карбоновых волокон, стекловолокна, волокна из кремнезема, из карбида кремния, глинозема, и из ароматических полиамидов, пропитанных термоотверждающейся смолой.
Заготовку разрезают, не затрагивая разметочных нитей, расположенных вдоль контрольной стороны заготовки, получают вырезанную заготовку, которую предварительно деформируют, уплотняют и упрочняют, в пресс-форме соединяют со связующим на основе термоотверждающейся смолы и нагревают.
В полученной лопатке из композиционного материала могут возникнуть внутренние дефекты, вызванные тепловыми деформациями, возникающими в результате полимеризации связующего. Такие дефекты могут стать причиной недостаточной прочности и надежности конструкции лопатки, а это существенный недостаток для конструкции лопаток, особенно для тех, которые предназначены для крупных шахтных вентиляторов.
Предлагается лопатка вентилятора, выполненная в виде каркаса и внутренней полости, при этом каркас выполнен из тканого стекломатериала, пропитанного смолой холодного отверждения, толщина каркаса составляет 2,0-10 мм., между каркасом и внутренней полостью пропущен продольный ровинг из стеклянных нитей. Внутренняя полость может быть пустой или заполнена инертным наполнителем.
Основное преимущество новой лопатки обеспечивается композиционным материалом, из которого она выполнена. Материал получается в результате полимеризации пропитывающей стекломатериал смолы холодного отверждения, необходимость нагрева пресс-формы и создания большого перепада давления при прессовании при этом исключается. Таким образом устраняются причины возникновения тепловых деформаций, приводящих к внутренним дефектам композиционного материала лопатки. Внутренняя полость новой лопатки существенно облегчает ее вес и действующие на нее динамические нагрузки, притом, что продольный ровинг из стеклянных нитей, пропущенный между каркасом и внутренней полостью обеспечивает необходимую прочность и жесткость лопатки, гарантируя надежную работу вентилятора. Кроме того заявленная конструкция лопатки из композиционного материала более технологична, т.к. для ее изготовления не требует вырезать, деформировать, уплотнять и упрочнять заготовку.
Новый технический результат, достигаемый при использовании заявляемой лопатки, заключается в повышении прочности конструкции лопатки, надежности ее работы, а также в большей технологичности ее изготовления.
Лопатка имеет каркас 1, внутреннюю полость 2, между каркасом и внутренней полостью пропущен продольный ровинг 3 из стеклянных нитей.
Каркас выполнен из стекломатериала, пропитанного термореактивной смолой холодного отверждения. В качестве стекломатериала может быть выбран стекломат, стеклоткань, стеклорогожа или их комбинации. Вид применяемой термореактивной смолы - эпоксидная, полиэфирная, фурановая и другие, полимеризующиеся при комнатной температуре. Оптимальная толщина каркаса лопатки в пределах от 2,0 до 10 мм. определяется требуемой прочностью, жесткостью конструкции, условиями эксплуатации и обеспечивается количеством наносимых слоев пропитанного смолой стекломатериала.
Внутренняя полость 2 может быть пустой или заполнена инертным наполнителем. На внешнюю поверхность каркаса лопатки может быть нанесен защитный слой 4 из той же смолы, наполненной специальными армирующими добавками, совместимыми с материалом смолы. Защитный слой придает лопатке следующие из возможных специальных свойств: декоративность, износостойкость, антиадгезионность, теплостойкость, либо комбинации перечисленных свойств. В качестве специальных добавок могут быть использованы жидкий парафин, керамические, каменные, металлические порошки и т.п.
Например, слой из смолы, наполненной песком, корундом, железным порошком и пр. будет повышать износостойкость и абразивостойкость лопатки. Введение в специальный слой алюминиевого порошка придаст ей электропроводность, а жидкого воска - антиадгезионные свойства.