СТОПОРНЫЙ КЛИН ДЛЯ НОЖКИ ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 2007 года по МПК F04D29/32 

Настоящее изобретение относится к стопорному устройству для ножки лопатки вентилятора.

В частности, оно относится к клину, предназначенному для стопорения ножки лопатки вентилятора в криволинейной ячейке, выполненной на периферии диска ротора, при этом упомянутый клин выполняют в виде криволинейной пластины с металлической структурой, содержащей углубления, заполненные при помощи заливки полужестким эластомерным материалом, в частности, по боковому краю, находящемуся со стороны корытца лопатки между передней и задней концевыми зонами, имеющими полностью металлическую структуру, по боковому краю, находящемуся со стороны спинки лопатки между центральной зоной, имеющей в основном металлическую структуру, и упомянутыми концевыми зонами, и на двух верхних частях упомянутого клина, расположенных между двумя упомянутыми боковыми краями, выполненными из эластомера, по обе стороны от упомянутой центральной металлической зоны.

Такой клин раскрыт в документе FR 2746456 и является ближайшим аналогом настоящего изобретения. Такие клинья, вставленные под ножки лопаток, позволяют амортизировать вибрацию лопаток, предупредить опрокидывание лопатки при действии слабых центробежных сил и до определенной степени обеспечивают проворачивание ножки лопатки в случае значительного усилия, возникающего в результате удара по этой лопатке, например, посторонним телом, попавшим в вентилятор, чтобы избежать поломки упомянутой лопатки в ее основании. С этой целью в центральной металлической зоне предусмотрен механически обработанный профиль, отстоящий на некотором расстоянии от профиля ячейки.

Согласно этому документу между двумя боковыми эластомерными краями по обе стороны от центральной металлической зоны клин содержит нижнюю металлическую часть, опирающуюся на дно ячейки.

В случае резкого удара по лопатке пластина может провернуться всего лишь на незначительный угол по причине повышенной жесткости металлической структуры.

Задачей настоящего изобретения является улучшение устойчивости лопатки при ударах таким образом, чтобы клин мог поглощать часть энергии удара при большем угле проворачивания по сравнению с клином из предшествующего уровня техники.

В соответствии с настоящим изобретением эта задача решается благодаря тому, что металлическая структура дополнительно содержит нижнее углубление, выполненное по всей поверхности между двумя, передней и задней, концевыми зонами.

Таким образом, в случае резкого удара по лопатке клин работает по принципу пластинчатой пружины.

Для повышения гибкости клина нижнее углубление предпочтительно соединяют с передней и задней концевыми зонами при помощи вырезов в виде полумесяца.

Предпочтительно нижнее углубление заполняют при помощи заливки полужестким эластомерным материалом.

Другие преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве примера выполнения, со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, в числе которых:

фиг.1 изображает вид в радиальном разрезе стопорного устройства ножки лопатки вентилятора;

фиг.2 - вид в поперечном разрезе ножки лопатки, установленной в ячейке и удерживаемой при помощи клина в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.4 - вид сверху клина, показанного на фиг.3;

фиг.5 - вид в разрезе по линии V-V фиг.4;

фиг.6 - вид в продольном разрезе стопорного клина в соответствии с настоящим изобретением, подвергаемого усилию сжатия в результате проворачивания лопатки;

фиг.7 - вид в продольном разрезе варианта выполнения стопорного клина в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.1 и 2 показан диск 1 ротора вентилятора, содержащий на своей периферии множество ячеек 2 криволинейной формы, в каждой из которых при помощи скольжения установлена ножка 3 лопатки 4. Ножка 3 имеет сечение в виде ласточкина хвоста. Между ножкой 3 лопатки 4 и дном ячейки 2 вставлен упругий клин 5, стопорящий ножку 3 на стенках ячейки 2. Показанный на фиг.3 и 4 клин 5 выполнен в виде криволинейной пластины с продольной осью XX′. Она представляет собой металлическую структуру с углубленными частями, залитыми полужестким эластомерным материалом.

Клин 5 содержит две концевые зоны, переднюю 10 и заднюю 11, имеющие полностью металлическую структуру и соединенные между собой промежуточной металлической частью переменного сечения, содержащей:

- на своей стороне, расположенной со стороны корытца лопатки 4, - углубление 13, заполненное эластомерным материалом и образующее боковой край, расположенный между передней 10 и задней 11 концевыми зонами;

- на своей стороне, расположенной со стороны спинки лопатки 4, - два углубления 14, 15, выполненные по обе стороны от центральной металлической зоны 12 с металлической структурой и тоже заполненные эластомерным материалом;

- на своей верхней стороне по обе стороны от центральной металлической зоны 12 между углублением 13 и углублениями 14 и 15 - два углубления 18 и 19, заполненные эластомерным материалом; и

- на своей нижней стороне 20 между передней 10 и задней 11 концевыми зонами - углубление 21, выполненное по всей этой поверхности и, в частности, под центральной металлической зоной 12.

Таким образом, нижняя сторона 20 промежуточной металлической части, соединяющей полностью металлические переднюю 10 и заднюю 11 концевые зоны, находится в плоскости, по существу параллельной плоскости, содержащей нижние стороны передней 10 и задней 11 концевых зон. В результате промежуточная металлическая часть ведет себя, как пластинчатая пружина, в случае, когда на нее действуют усилия сжатия, возникающие, в частности, над центральной металлической зоной 12.

В случае необходимости, нижнее углубление 21 может быть заполнено эластомерным материалом, но это не является обязательным условием.

Заливку металлической структуры эластомерным материалом осуществляют по высоте, незначительно превышающей высоту металлической части. Такая конструкция позволяет устанавливать клин 5 путем запрессовки под ножку 3 лопатки 4, чтобы выбрать остаточный зазор между клином 5 и ножкой лопатки в ячейке 2 диска 1.

После заполнения нижнего углубления 21 эластомерным материалом поперечное сечение клина 5 оказывается по существу однородным от одного конца этого клина 5 до другого.

Вместе с тем центральная металлическая зона 12 может, в случае необходимости, содержать механически обработанный профиль 22, отступающий на некоторое расстояние относительно профиля 23 ячейки 2, чтобы обеспечить проворачивание ножки 3 лопатки 4 вокруг оси BB′ в случае сильного удара по корытцу лопатки 4.

Ось BB′ пересекает центральную поперечную плоскость клина 5 в точке, обозначенной позицией Q на фиг.2 и 4 и смещенной относительно лопатки 4 по причине криволинейности ячейки 2. В случае удара по лопатке 4 именно конец Р центральной металлической зоны 12 проходит наибольший путь во время проворачивания лопатки 4. Перемещение точки Р облегчается по сравнению с известным техническим решением в силу того, что промежуточная металлическая часть клина 5 выполнена более тонкой и содержит углубление 21 на своей нижней стороне 20.

На фиг.6 показана деформация промежуточной металлической части клина 5, возникающая при сильном ударе по лопатке 4.

Глубина углубления 21 может быть определена таким образом, чтобы клин 5 действовал, как пружина, сохраняя при этом свою упругость. Ее можно также определить таким образом, чтобы клин 5 подвергался пластичной деформации и поглощал часть энергии удара.

Для повышения гибкости клина 5 нижнюю поверхность промежуточной части можно соединить с передней 10 и задней 11 концевыми зонами при помощи вырезов 16 и 17 в виде полумесяца, как показано на фиг.7.

В соответствии с настоящим изобретением клин (5) представляет собой металлическую структуру, содержащую углубления, заполненные при помощи заливки полужестким эластомерным материалом, в частности, по боковому краю (13), расположенному со стороны корытца лопатки между двумя передней (10) и задней (11) концевыми зонами с полностью металлической структурой, по боковому краю (14, 15), расположенному со стороны спинки лопатки между центральной зоной (12) в основном с металлической структурой и концевыми зонами (10, 11), и на двух верхних частях (18, 19) клина (5), расположенных между упомянутыми двумя боковыми краями из эластомера по обе стороны от упомянутой центральной металлической зоны. Металлическая структура дополнительно содержит нижнее углубление, выполненное по всей поверхности между двумя концевыми зонами (10, 11). Таким образом, металлическая структура ведет себя как пластинчатая пружина, во время проворачивания лопатки в результате сильного удара. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Клин, предназначенный для стопорения ножки лопатки вентилятора в криволинейной ячейке, выполненной на периферии диска ротора, при этом упомянутая лопатка содержит две стороны, называемые соответственно корытцем и спинкой, а клин выполняют в виде криволинейной пластины с металлической структурой, содержащей углубления, заполненные при помощи заливки полужестким эластомерным материалом, в частности, по боковому краю, расположенному со стороны корытца лопатки между двумя передней и задней концевыми зонами с полностью металлической структурой, по боковому краю, расположенному со стороны спинки лопатки между центральной зоной в основном с металлической структурой и упомянутыми концевыми зонами, и на двух верхних частях указанного клина, расположенных между упомянутыми двумя боковыми краями из эластомера по обе стороны от упомянутой центральной металлической зоны, отличающийся тем, что металлическая структура дополнительно содержит нижнее углубление (21), выполненное по всей поверхности между двумя передней (10) и задней (11) концевыми зонами.2. Клин по п.1, отличающийся тем, что нижнее углубление (21) соединено с передней (10) и задней (11) концевыми зонами при помощи вырезов (16, 17) в виде полумесяца.3. Клин по п.1, отличающийся тем, что нижнее углубление (21) заполняют путем заливки полужестким эластомерным материалом.4. Клин по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что центральная зона (12) содержит профиль (22), отстоящий на расстоянии относительно профиля (23) ячейки (2).5. Клин по п.2, отличающийся тем, что нижнее углубление (21) заполняют путем заливки полужестким эластомерным материалом.