КРЕПЛЕНИЕ ЛОПАСТИ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Предлагаемое техническое решение относится к области механики, а именно к динамическим лопастным машинам.
Лопастные машины, повышающие энергию движущегося потока (вентиляторы, насосы и т.п.) или преобразующие энергию потока в механическую энергию {ветродвигатели и т.п.) общеизвестны. В свою очередь, при эксплуатации машин с лопастями рабочих колес большого (>1,5 м) диаметра выявлена следующая проблема. Монтаж лопастей рабочих колес большого диаметра требует предварительной установки временных опор (строительных лесов, строп и т.п.), одновременной работы нескольких монтажников, что увеличивает сроки и трудозатраты, при снижении качества монтажа из-за возможной неточности при установке лопастей, необходимости проведения повторных работ для их переустановки. Особенно заметной данная проблема становится при сильном ветре, когда монтаж особенно сложно или невозможно выполнить из-за необходимости точного совмещения и удержания в неподвижном состоянии тяжелых деталей с большой парусностью.
Для решения данной проблемы используют крепления, содержащие разъемные фиксаторы различной конструкции, которые позволяют монтировать лопасти под заданным углом (см., например, заявку FR 2498266, публикация 1982, выбранную в качестве ближайшего аналога). Однако, проблема точности монтажа, трудоемкости работ, в особенности при неблагоприятных условиях, по-прежнему остается нерешенной. В свою очередь, предлагаемое техническое решение позволит решить данную проблему, предложив крепление лопасти динамической машины, конструкция которого позволит сочетать удобство и точность при монтаже лопастей, в первую очередь больших по размеру лопастей вентиляторов и ветродвигателей.
Предложено крепление лопасти динамической машины с, по меньшей мере, одним разъемным фиксатором хвостовика лопасти. В отличие от аналога, крепление содержит направляющую опору с грибовидным вырезом под цилиндрический хвостовик лопасти, противолежащие боковые поверхности которого срезаны под ширину горловины данного грибовидного выреза.
Хвостовик лопасти вписан в цилиндрическую поверхность диаметром D и выполнен так, что две его противолежащие стороны соответствуют выпуклой цилиндрической поверхности диаметра D, а две другие противолежащие стороны срезаны параллельными плоскостями и представляют собой плоские поверхности (по существу прямоугольники). Ширина хвостовика между срезанными сторонами составляет B1<D. Направляющая опора представляет собой пластину, расположенную на диске динамической машины перпендикулярно или же под заданным углом. Грибовидный вырез состоит из отверстия диаметром D, равного диаметру упомянутой цилиндрической поверхности хвостовика, и горловины шириной В2, причем B1<B2<D. Упомянутый хвостовик лопасти размещен в отверстии грибовидного выреза.
Соответственно, лопасть установлена на диске динамической машины, выбранной из перечня, включающего, по меньшей мере: вентилятор, ветродвигатель, воздуходувка, компрессор, лопастной движитель, насос, турбина.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - сборка крепления лопасти динамической машины;
фиг. 2 - шестилопастной осевой вентилятор, использующий крепление.
Основной областью использования крепления предложенной конструкции является соединение лопастей и диска рабочих колес больших (>1,5 м) диаметров вентиляторов и ветродвигателей. Кроме того, предложенное крепление может быть использовано при соединении лопасти и диска (ступицы, втулки) практически любой динамической лопастной машины, такой, как воздуходувка, компрессор, лопастной движитель, насос, турбина и т.п., причем точность и удобство использования данного крепления сохраняется, как для рабочих колес больших, так и меньших размеров.
Положительные свойства крепления предложенной конструкции могут быть пояснены на примере шестилопастного осевого вентилятора (фиг. 1, 2), не исключающей иные конструктивные варианты лопастных машин, не противоречащие сущности предложенного технического решения.
Вентилятор или иная лопастная машина состоит из ведущего диска 1, предназначенного для размещения шести или иного количества лопастей 2 с цилиндрическими хвостовиками 3 (хвостовик 3 вписан в цилиндрическую поверхность), используемыми для крепления лопастей к ведущему диску 1 на внутренних опорах 4 и внешних опорах 5 с помощью разъемного фиксатора, состоящего из крышек опор 4, 5 и крепежа 6. Вращение вентилятора осуществляется вокруг оси вращения ведущего диска 1. Хвостовики 3 лопастей дополнительно крепятся с помощью направляющих плоских по форме опор (замков) 7, расположенных в плоскостях перпендикулярных осям хвостовиков лопастей 3 (ось хвостовика 3 параллельна плоскости диска 1, возможны отклонения от заданного расположения) и соединенных с внутренними опорами 4. В направляющих опорах 7 выполнен грибовидный (Т-образный, Сообразный) вырез, состоящий из отверстия диаметром D и горловины (колодца,) шириной В2. Диаметр D отверстия грибовидного выреза равен диаметру цилиндрической поверхности Д в которую вписан хвостовик 3, при этом противолежащие параллельные боковые поверхности хвостовика 3 срезаны (представляют собой плоские поверхности, прямоугольники) под ширину горловины грибовидного выреза до размера В1 так, что B1<B2<D.
Используемая в конструкции крепления направляющая опора обеспечивает предварительную фиксацию лопастей 2 на ведущем диске 1, что значительно облегчает монтаж и регулирование угла поворота лопастей 2. Для сборки вентилятора каждую лопасть 2 вначале располагают так, чтобы скосы хвостовика 3 входили в горловину выреза направляющей опоры 7. После совмещения цилиндрической поверхности хвостовика 3 и отверстия в направляющей опоре 7 лопасть 2 поворачивают на угол 30…120°. В результате лопасть 2 предварительно фиксируется на заданный угол, что позволяет переходить к монтажу прочих лопастей без контроля положения уже зафиксированной лопасти. После укладки и предварительной фиксации лопасти 2 устанавливают в рабочее положение с требуемым углом атаки, после чего производят окончательную фиксацию с помощью крышек опор 4 и 5 и крепежа 6.
Таким образом, предложенное крепление позволит существенно упростить сборку лопастной машины любого типа и настройку рабочего положения ее лопастей, в том числе в неблагоприятных условиях эксплуатации или же при необходимости выполнения быстрых и точных монтажных работ.