HU221148B1 - Vane element - Google Patents

Abstract

A találmány járókerék agyára rögzíthető rotorlapátra, előnyösenventilátor agyára rögzíthető ventilátorlapátra vonatkozik, és azjellemzi, hogy a rotorlapát (1) anyaga lényegében egy szálbetétesműanyag kompozit anyag (6), a rotorlapát (1) talpa egy, arotorlapátnak (1) az agyhoz rögzítésére szolgáló furattal ellátottgyűrűt (3) tartalmaz, a gyűrűnek (3) egy, a rotorlapáttól (1) távolodóirányban növekvő keresztmetszetű nyílása (4) van, a gyűrű (3)nyílásában (4) egy merev merevítőelem (5) van elrendezve, a kompozitanyag (6) belenyúlik a gyűrű (3) nyílásába (4), és a merevítőelem (5)és a nyílás (4) fala között lényegében ezekkel párhuzamosanhelyezkedik el. ŕ

Description

A jelen találmány egy járókerék agyára rögzíthető rotorlapátra, például egy ventilátor agyára rögzíthető ventilátorlapátra vonatkozik.

A ventilátorlapátok rendszerint fémből, például acélból vagy alumíniumból készülnek. Mára szükségessé váltak az olyan anyagokból gyártott ventilátorlapátok, amelyek kémiailag a fémnél ellenállóbbak, és következetesen, a fémnél jobban ellen tud állni a kémiailag agresszív környezetnek, például a kémiai technológiai iparban. Szükség volt a ventilátorlapátok könnyebbé tételére is, amely azt jelenti, hogy a ventilátort, amelyre a lapátokat rögzítették, nagyobb sebességen lehet működtetni, és hogy néhány esetben a ventilátort kisebbre lehet készíteni, és így kevésbé drágán. Ennek megfelelően kísérletek folytak szálbetétes, azaz szállal megerősített műanyag kompozit anyagú ventilátorlapátok gyártására. Ezek a ventilátorlapátok kémiailag ellenállóak és könnyűek, de nehéznek bizonyult a kielégítő hozzárögzítésük a ventilátor agyához. A lapát és az agy közötti kapcsolat rendszerint egy csavaros kapcsolat olyan csavarokkal, amelyek átnyúlnak a lapát talpán, és be vannak hajtva az agyba vagy a rajta elrendezett tartóba. Sajnálatos módon bebizonyosodott, hogy a kompozit anyagokból gyártott ventilátorlapátok hajlamosak arra, hogy tönkremenjenek a ventilátor nagy sebességénél és nagy feszültségnél, mivel repedések keletkeznek a lapát talpában a csavaros kapcsolat térségében.

A jelen találmány egyik elsődleges célja ennek megfelelően egy olyan ventilátorlapát biztosítása, amely rendelkezik a megkívánt tulajdonságokkal, és emellett kielégítő módon hozzá lehet rögzíteni a ventilátor agyához.

A találmány egy általánosabb célja egy olyan rotorlapát biztosítása, amely rendelkezik a megkívánt tulajdonságokkal, és hozzárögzíthető az agyhoz a járókerékben anélkül, hogy eltörne nagy járókeréksebességnél, illetve amikor nagy feszültségnek van kitéve.

A találmány szerint ez a cél olyan rotorlapáttal érhető el, amelyet az jellemez, hogy a rotorlapát anyaga lényegében egy szálbetétes műanyag kompozit anyag, a rotorlapát talpa egy, a rotorlapátnak az agyhoz rögzítésére szolgáló furattal ellátott gyűrűt tartalmaz, a gyűrűnek egy, a rotorlapáttól távolodó irányban növekvő keresztmetszetű nyílása van, a gyűrű nyílásában egy merev merevítőelem van elrendezve, a kompozit anyag belenyúlik a gyűrű nyílásába, és a merevítőelem és a nyílás fala között, lényegében ezekkel párhuzamosan helyezkedik el.

A találmány szerinti rotorlapát egyik előnyös kiviteli alakjánál a gyűrű nyílásának alakja egy csonka kúp.

A merevítőelem szénszálakat tartalmaz, és egy előnyös kiviteli alaknál egy tárcsa alakú tekercsbe feltekercselt szénszálas szalagból van kialakítva, amely a rotorlapát egy formában történő gyártása alatt a betétszálakat a nyílás falának irányában a nyílásba belesajtoló módon a gyűrű nyílásában van elrendezve.

A rotorlapát talpában lévő betétszálaknak és műanyagnak az összetétele a kompozit anyagnak a gyűrűhöz illesztett lineáris hőtágulási karakterisztikájához van választva. A kompozit anyagként alkalmazható üvegszál betétes epoxialapú műanyag. Egy további előnyös kiviteli alaknál a rotorlapát talpában lévő üvegszál betét szénszál betéttel van kiegészítve, amelyben a szénszálak a talpban lévő üvegszál betét üvegszálaira lényegében keresztirányban vannak elhelyezve.

A találmány az alábbiakban példakénti kiviteli alakja segítségével részletesebben is megismerhető a mellékelt rajzok alapján, ahol az

1. ábra a jelen találmány szerinti ventilátorlapátot mutatja be oldalnézetben, a

2. ábra a ventilátorlapátot felülnézetben mutatja, a

3. ábra a ventilátorlapát az 1. ábrán jelölt III—III vonal mentén keresztmetszetét mutatja be, végül a

4. ábra a ventilátorlapát talprészét mutatja be a

3. ábrának megfelelő kiviteli alakhoz, de nagyobb léptékben.

Az 1-4. ábrákon egy 1 rotorlapátot ábrázolnak, amelyet egy (nem ábrázolt) ventilátorban egy (nem ábrázolt) agyhoz négy (nem ábrázolt) rögzítőcsavar segítségével kell hozzárögzíteni, amelyeket az agyba vagy egy ezen elrendezett tartóba kell behajtani.

Az 1 rotorlapát szállal megerősített, azaz szálbetétes műanyag kompozit anyagból van gyártva. Egy előnyös kiviteli alaknál a kompozit anyag üvegszállal és szénszállal megerősített epoxi műanyag. Mindazonáltal könnyen belátható, hogy az üvegszálakon és szénszálakon kívül egyéb szálak, például aramidszálak is alkalmazhatók betétszálként. Ugyancsak könnyen belátható, hogy az epoxi műanyagon kívül egyéb polimerek is alkalmazhatók ágyazómátrix-anyagként.

Az 1 rotorlapát gyártásánál két olyan szövedék jellegű elemet tartalmaz, amelyek mindegyike néhány réteg, megfelelő irányba elrendezett üvegszálat és egy közbülső 2 műanyag magot (4. ábra) tartalmaz, és ezt a két szövedék jellegű elemet helyezzük be egy öntőformába azután, hogy egy fémből, például acélból készült kör alakú 3 gyűrűt rendeznek el a formában ennek egyik végénél. A 3 gyűrűnek egy 4 nyílása van, amelynek csonka kúp alakja van, és a keresztmetszete a formától távolodó irányban növekszik. Az üvegszálak a szövedéknek a 3 gyűrűhöz közelebbi végénél (ez a vég alkotja a teljesen kész 1 rotorlapát talp felőli végét) a 3 gyűrű 4 nyílásába vannak behelyezve, és hozzá vannak nyomva a 4 nyílás falához. Az üvegszálak egy „kötege” a 4. ábrán szaggatott vonallal jelzett A kicsúcsosított részben a 4 nyílás falához hozzányomott szövedék üvegszálai között van elrendezve. Egy tárcsa alakú tekerccsé feltekercselt, és a teljesen kész 1 rotorlapátban egy merev 5 merevítőelemet alkotó szénszál szalag van elrendezve a 3 gyűrű 4 nyílásában az üvegszálköteg külső oldalán abból a célból, hogy az üvegszálakat az adott helyzetben rögzítse, amikor a 4 nyílás falának irányába vannak nyomva. Az öntőformát összezárjuk, és fröccsöntéssel visszük be ezután az epoxi műanyagot úgy, hogy kialakuljon az 1 rotorlapát.

HU 221 148 Β1

A teljesen kész 1 rotorlapát így egy üvegszál betétes epoxi műanyag 6 kompozit anyagból (beleértve az A kicsúcsosított részt) áll, és egy 2 műanyag magja és egy szénszál betétes epoxi műanyag kompozit 5 merevítőeleme van.

Az 1 rotorlapát talpa a fém- 3 gyűrűből, az 5 merevítőelemből és a 6 kompozit anyagnak abból a részéből áll, amely a 3 gyűrű 4 nyílásában helyezkedik el, és amelyben az üvegszálak a 4 nyílás fala mentén, a fal és az 5 merevítőelem között kúposán nyúlnak el, ahol az 5 merevítőelem megvédi a 3 gyűrűben lévő üvegszálakat attól, hogy a 3 gyűrű középpontjának irányába nyomódjanak, amikor az 1 rotorlapát nagy feszültségnek van kitéve, és az 1 rotorlapát testét attól, hogy kihúzódjon a 3 gyűrűből.

A 3 gyűrűnek egy-egy 7 furata van az egyes rögzítőcsavarok részére. A fentiekben említettek szerint az 1 rotorlapát hozzá van rögzítve egy agyhoz a rögzítőcsavarok segítségével, amelyek a 3 gyűrűben lévő 7 füratokba vannak behelyezve, és be vannak hajtva az agyba vagy az azon elrendezett tartóba. A fent leírt 1 rotorlapát a korábban alkalmazott fémlapátokkal összehasonlítva könnyebb, és emellett ellenállónak bizonyult a ventilátor nagy sebességeinek anélkül, hogy a talpa a csavaros csatlakoztatás mellett eltörne.

Az 1 rotorlapát talpában lévő 6 kompozit anyagban a szálak és a műanyag összetétele úgy van kiválasztva, hogy a 6 kompozit anyagnak itt olyan lineáris hőtágulási együtthatója van, amely a fémből készült 3 gyűrűhöz van illesztve, csökkentve ezáltal, amennyire csak lehet, a 3 gyűrű hőtágulásának a hatását a különböző hőmérsékleti feltételek között, azaz úgy, hogy a 6 kompozit anyag követni tudja a 3 gyűrűt a hőmérséklettől függő mozgásaiban. Ebből a célból az üvegszálmerevítés az 1 rotorlapát talpában az 1 rotorlapát egy előnyös kiviteli alakjánál ki van egészítve egy szénszálas merevítéssel olyan szénszálakkal, amelyek az 1 rotorlapát gyártásakor a formában a 3 gyűrű zónájában lévő üvegszálak között úgy vannak elrendezve, hogy a teljesen kész 1 rotorlapátban lényegében ezekre, a 6 kompozit anyagban lévő üvegszálakra keresztirányban helyezkedjenek el.

Claims (7)

1. Járókerék agyára rögzíthető rotorlapát, előnyösen ventilátor agyára rögzíthető ventilátorlapát, azzal jellemezve, hogy a rotorlapát (1) anyaga lényegében egy szálbetétes műanyag kompozit anyag (6), a rotorlapát (1) talpa egy, a rotorlapátnak (1) az agyhoz rögzítésére szolgáló fürattal (7) ellátott gyűrűt (3) tartalmaz, a gyűrűnek (3) egy, a rotorlapáttól (1) távolodó irányban növekvő keresztmetszetű nyílása (4) van, a gyűrű (3) nyílásában (4) egy merev merevítőelem (5) van elrendezve, a kompozit anyag (6) belenyúlik a gyűrű (3) nyílásába (4), és a merevítőelem (5) és a nyílás (4) fala között, lényegében ezekkel párhuzamosan helyezkedik el.

2. Az 1. igénypont szerinti rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a gyűrű (3) nyílásának (4) alakja egy csonka kúp.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a merevítőelem (5) szénszálakat tartalmaz.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a merevítőelem (5) egy tárcsa alakú tekercsbe feltekercselt szénszálas szalagból van kialakítva, amely a rotorlapát (1) egy formában történő gyártása alatt a betétszálakat a nyílás (4) falának irányában a nyílásba (4) belesajtoló módon a gyűrű (3) nyílásában (4) van elrendezve.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a rotorlapát (1) talpában lévő betétszálaknak és műanyagnak az összetétele a kompozit anyagnak (6) a gyűrűhöz (3) illesztett lineáris hőtágulási együtthatójához van választva.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a kompozit anyag (6) üvegszál betétes epoxi műanyag.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a rotorlapát (1) talpában lévő üvegszál betét ki van egészítve szénszál betéttel, amelyben a szénszálak a talpban lévő üvegszál betét üvegszálaira lényegében keresztirányban vannak elhelyezve.