Vrtuľa pre hydraulické stroje, hydraulický stroj vybavený takouto vrtuľou a metódy zmontovania takejto vrtule

Číslo patentu: E 16021

Dátum: 31.05.2012

Autori: Sabourin Michel, Beaulieu Sébastien

Je ešte 7 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Predložený vynález sa týka vrtule pre hydraulické stroje, predovšetkým turbínového typu,rovnako ako hydraulického stroja vybaveného takouto vrtuľou a metódy zmontovania takejto vrtule.V zmysle predloženého vynálezu, hydraulickým strojom môže byť turbína, čerpadlo alebo turbínové čerpadlo používané napríklad na výrobu vodnej elektriny. Vrtuľa podľa vynálezu je určená k tomu, aby ňou bol preháňaný prietok vody. V nasledovnom homý koniec označuje stranu prietoku, ktorý je vyššie voči tomu, čo je označené ako dolný koniec tohto prietoku. Takýto prietok od homého konca k dolnému koncu má za cieľ roztočiť vrtuľu, keď je stroj turbínou. Keď je stroj čerpadlem, otáčanie vrtule v opačnom smere posúva takýto prietok oddolného konca ku homému koncu.Niektoré vrtule hydraulického stroja majú priemer väčší než 6 metrov. Je málo pohodlné,prakticky nemožné, prepravovať takéto vrtule pozemnou, námomou alebo vzdušnou trasou na miesto ich používania, berúc do úvahy obmedzenia kladené infraštruktúrou alebo dopravou. Aby bolo možné takéto vrtule prepravovať, je známe odoslať ich na miesto vo viacerých oddelených dielcoch, ktoré sa zmontujú na mieste. Napríklad lopatky sú privarené na mieste k stredovej hlave vrtule. Predsa však takéto zmontovanie zváraním je relatívne dlhé a jednotváme, berúc do úvahy veľký počet zvarov, ktoré treba uskutočniť, a materiál pre zváranie, ktorý treba použiť. Navyše, keď sú lopatky privarené ku hlave, obvod lopatiek vrtule musí byť obrobený pre prispôsobenie rozmerov vonkajšieho priemeru vrtule,predovšetkým zpohľadu možnosti kontrolovať medzeru medzi aerodynamickým krytom vrtule a zakončeniami lopatiek. Tieto operácie obrábania sú málo pohodlné pre to, aby boli realizované na mieste. Navyše, konvenčne, takto zmontovaná vrtuľa musí podstúpiť tepelnú úpravu, aby sa zlepšili jej mechanické vlastnosti, čo rovnako vyžaduje rozmemý materiál, ktorý treba prepravovať na miesto.Aby sa čelilo týmto nevýhodám, je známe vyrábať vrtuľu pre hydraulické stroje tak, aby sa navzájom zmontovali viaceré segmenty, zktorých každý sa skladá zčasti hlavy a jednej lopatky. Takto dokument CA-A 874235 navrhuje navzájom zmontovať takéto segmenty pomocou prstencov umiestnených na úrovni dvoch zakončení v smere osi hlavy. Tieto prstence vytvárajú obruče sú zohriate, čo vyvoláva ich roztiahnutie aumožňuje ichumiestniť okolo oproti sebe rozložených segmentov. Keď sú raz umiestnené, prstence saochladia, čo vyvolá zmenšenie ich priemeru tak, aby prstence pevne pridržali rozličnéPri teplote okolitého prostredia, pokiaľ prstenec nie je umiestnený okolo hlavy, vnútomý priemer prstenca je menší než priemer hlavy meraný na mieste, kde sa predpokladá umiestniť tento prstenec, aby sa vytvorila pritlačná sila. Intenzita tejto prítlačnej síly závisí od tohto rozdielu priemerov medzi vnútorným priemerom prstenca avonkajšim priemerom hlavy.Čím je tento rozdiel väčší, tým je dôležitejšia pritlačná sila.Prítlačná sila je rovnako závislá od prierezu prstenca a mechanických vlastnosti použitýchPočas zohrievania prstenca maximálne rozšírenie jeho vnútorného priemeru závisí od maximálnej teploty, na ktorú môže byť zohriaty bez toho aby sa zmenili jeho mechanické vlastnosti. Avšak, počas zohrievania prstenca je nevyhnutné, aby sa roztiahol dostatočne pre to, aby sa získala vôľa medzi vnútorným priemerom prstenca a hlavou, aby bolo umožnené umiestnenie prstenca okolo segmentov. Na druhej strane, čím je priemer prstenca menší, týmje roztiahnutie prstenca dôležitejšie.Keď je priemer hlavy malý, použitie stiahnutého prstenca nie je vhodné, osobitne ak je želaným dôsledkom získanie prítlačnej sily ako aj dostatočnej vôle pre umožnenie umiesteniaNavyše v pripade hláv s malým priemerom geometria zakončenia na hornom konci hlavy preproblémy s rozmermi neumožňuje vo všeobecnosti inštalovanie obruče.US-A-3973876 rovnako zverejňuje vrtuľu hydraulického stroja vyrábanú zviacerých segmentov, zktorých každý sa skladá z časti hlavy a jednej lopatky. Viacero skrutkových napínačov je umiestnených vo vnútri hlavy, ktorá je dutá a tie sú použité pre primontovanie dvoch protiľahlých segmentov ku hlave. Stiahnuté prstence umiestnené na úrovni každého zakončenia hlavy spevňujú zostavu. Toto riešenie nie je prijimané vtedy, ked je počet lopatiek nepárny. Navyše stiahnuté prstence nevyhovujú pre hlavy malých rozmerov. Vdôsledku toho rozmery vrtule sú relativne veľké, čo penalizuje účinnosť vrtule a jejhydraulický stroj obsahujúcu hlavu ako stredový monoblok, na ktorý sú primontovanélopatky. Každá lopatka je pevne spojená s prírubou avonkajší povrch hlavy je vybavený osobitnými zónami pripravenými pojať tieto príruby. Pre pripevnenie prírub k hlave sú použité skrutkové spoje. Priemer hlavy môže byť relatívne väčší, aby sa umožnilo primontovanie prírub. Vurčítých prípadoch priemer hlavy je zväčšený výhradne s cieľom umožniť primontovanie prírub, čo vedie k zvýšeniu rozmerov celého hydraulického stroja. Takto sa toto riešenie stáva nákladným. Navyše vyžaduje značné množstvo operáciíobrábania hlavy a lopatiek, čo pri takejto vrtuli rovnako prispieva k nárastu nákladov.Sú to tieto nevýhody, ktoré je zamýšľané osobitne odstrániť vynálezorn, navrhujúc vrtuľu pre hydraulický stroj ľahko prepravovateľnú a ktorej zmontovanie na mieste je pohodlné. Ďalším cieľom vynálezu je navrhnúť vrtuľu, ktorej priemer stredovej hlavy je variabilný a zmenšuje sa od horného konca smerom k dolnému koncu, s priemerom hlavy relatívne malým naZa týmto účelom je predmetom vynálezu vrtuľa pre hydraulický stroj, určená na to, aby ňoubol preháňaný prietok, vrtuľa obsahuje hlavu rozkladajúcu sa pozdĺž osi otáčania vrtulea lopatky rozkladajúce sa od hlavy. Vrtuľa je zložená z viacerých segmentov, z ktorých každý obsahuje jadro a ktoré, ked už sú segmenty zmontované, spolu vytvárajú hlavu. Každá lopatka je pevne spojená s jadrom jedného segmentu. Segmenty sú okrem iného navzájom zmontovateľné tak, aby vytvorili vrtuľu pomocou prinajmenej jedného stiahnutého prstenca,ktorý je umiestnený okolo jadier segmentov. Hlava je dutá, každý segment má bočnú stenu a klenutú časť, ktorá je pevne spojená s bočnou stenou aktorá vytvára výčnelok smerom dovnútra hlavy, kolmo na os. segmenty sú okrem iného zrnontované medzi sebou tak, aby vytvorili vrtuľu pomocou prinajmenej jednej podložky primontovanej ku klenutej častikaždého segmentu vo vnútri hlavy pomocou pripevňujúcich montážnych prvkov.Vďaka vynálezu je zmontovanie rozličných častí zrealizované naraz pomocou stiahnutého prstenca a montážneho prvku. Vrtuľa podľa vynálezu je osobitne prispôsobená pre hlavy globálne kužeľové, ktorých zakončenie s malým priemerom má priemer relatívne malý, až nulový, keďže v tomto prípade prstenec je stiahnutý na zakončení s väčším priemerom hlavy,ktorý väčšinou je priemerom dostatočne veľkým, aby umožnil účinné stiahnutie. To umožňuje zmenšiť rozmery hlavy a vrtule a zlepšiť jej účinnosť a jej hydraulické správanie. Montážny prvok je umiestnený vo vnútri hlavy takým spôsobom, že nie je nevyhnutné pre umiestňovanie pripevňujúcich prvkov prispôsobovať vonkajší radiálny povrch hlavy, toznamená hydraulický povrch, ktorý je zvlhčovaný počas prevádzky. Okrem iného, takétozmontovanie je relatívne pohodlné na to, aby sa uskutočnilo na mieste a nevyžadujePodľa výhodných, no nie nevyhnutných aspektov vynálezu, takáto vrtuľa môže mať jednu alebo viaceré nasledujúce charakteristiky, brané vo všetkých technicky prijateľných- Hlava má globálne tvar zrezanćho kužeľa a má prvé osové zakončeníe natočené smerom k homému koncu prietoku a druhé osové zakončeníe natočené smerom k dolnému koncu prietoku, ktorej vonkajší maximálny radiálny rozmer, meraný kolmo na os, je menší než vonkajší maximálny radiálny rozmer prvého osového zakončenia.- Prstenec je stiahnutý na úrovni prvého osového zakončenia.- Prve osové zakončeníe hlavy je predĺžené smerom k osi prostredníctvom priečky, ktorá obsahuje drážku pre pojatie prstenca, drážka sa nachádza V rovine kolmej na os.- Pripevňujúce prvky sú tvorené skrutkovými spojmi a/alebo závlačkami.- Segment sú vyhotovované primontujúc jednu z lopatiek na jedno z jadier, predovšetkýmpomocou zvárania. Vynález sa rovnako týka hydraulického stroja vybaveného takouto vrtuľou.Konečne vynález sa týka metódy zmontovania takejto vrtule, ktorá zahrňuje nasledujúce- Prstenec je stiahnutý okolo jadra každého segmentu.- Prinajmenej jedna podložka je primontovaná ku klenutej časti každého segmentu.- Výhodne prinajmenej jedna podložka je primontovaná ku klenutej časti každého segmentu pomocou prípevňujúcich montážnych prvkov, predovšetkým skrutkovýchVynálezu bude lepšie porozumené a jeho ďalšie výhody pre vrtule pre hydraulický stroj sa objavia zreteľnejšie vo svetle opisu, ktorý bude nasledovať, dané výhradne ako príklad a sodkazom na pripojené obrázky, na ktorých- Obrázok l je pohľad zhora na vrtuľu podľa vynálezu- Obrázok 2 je rez vo väčšej mierke podľa čiary II-II z obrázku 1 a

MPK / Značky

MPK: F04D 13/06, F03B 3/12

Značky: hydraulické, vybavený, stroj, vrtuľa, vrtule, metody, vrtuľou, stroje, hydraulický, zmontovania, takouto, takejto

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/15-e16021-vrtula-pre-hydraulicke-stroje-hydraulicky-stroj-vybaveny-takouto-vrtulou-a-metody-zmontovania-takejto-vrtule.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Vrtuľa pre hydraulické stroje, hydraulický stroj vybavený takouto vrtuľou a metódy zmontovania takejto vrtule</a>

Podobne patenty