способ изготовления лопастей вентиляторов

Формула изобретения

1. Способ изготовления лопастей вентиляторов из тканых материалов путем помещения заготовки в матрицу заданной формы, выполненную из материалов, аналогичных материалам заготовки, которую подвергают силовой и температурной обработке и одновременно придают заготовке форму лопасти, характеризуемую требуемыми техническими параметрами, при этом нагрев ведут с помощью электрического тока при температуре 353-423 К.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что матрицу выполняют из стекловолокнистого материала, пропитанного эпоксидной смолой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовку выполняют из стекловолокнистого материала, пропитанного эпоксидной смолой.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что стекловолокнистый материал предварительно нагревают до температуры 473-573 К и удаляют из состава материала замасливатель.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед силовой и температурной обработкой внутри тканого материала устанавливают мешки, в которые подают воздух с давлением 0,1-0,2 МПа.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что матрицу и заготовку выполняют из стекловолокнистого материала с идентичными физическими и химическими свойствами, пропитанного эпоксидной смолой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вентиляторостроения, более узко - к способам изготовления лопастей вентиляторов, преимущественно осевых, и, наконец, более конкретно - к способам изготовления лопаток вентиляторов из тканых материалов.

Изобретение может найти применение в самых широких технических областях, таких как энергетика, химическое машиностроение, легкая промышленность, пищевая промышленность и т.п.

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для вентиляторных установок, предназначенных для градирен или для различных систем, например, масляного охлаждения, включающих теплообменные аппараты.

Известны способы изготовления лопастей турбин и вентиляторных колес из композиционных материалов с последующей прошивкой этих материалов укрепляющей нитью (см., например, патент США 5 308 228, кл. 416-230 (кл. МПК F 04 D 29/38) 1994).

Данный способ не обеспечивает технического результата, достигаемого изобретением, так как операция прошивки композиционного материала укрепляющей нитью удорожает и усложняет технологию изготовления.

Известен также способ изготовления лопастей летательного аппарата из тканых материалов (который может быть использован и для изготовления лопаток вентиляторов) путем помещения заготовки в металлическую матрицу заданной формы, которую подвергают силовой и температурной обработке и одновременно придают заготовке форму лопасти, характеризуемую требуемыми техническими параметрами, причем нагрев ведут с помощью предварительно подогретой воды (см., например, патент США 2 485 827, кл. 416-230, 1949 г.).

Данный способ выбран нами за прототип.

В данном способе технический результат, достигаемый изобретением, также не обеспечивается, так как изготовление матрицы из металла намного дороже изготовления матрицы из тканого материала. Технология изготовления лопастей при помощи такой матрицы также значительно сложнее, так как не представляется возможным изготовление таких матриц для различных профилей лопаток без предварительных аэродинамических испытаний.

Задача изобретения - создание недорогой и простой технологии, позволяющей изготавливать лопасти вентилятора самого различного профиля. Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение экономичности и упрощение технологии изготовления.

Данный технический результат достигается тем, что способ изготовления лопастей вентиляторов из тканых материалов осуществляют путем помещения заготовки в матрицу заданной формы, выполненную из материалов, аналогичных материалам заготовки, которую подвергают силовой и температурной обработке при давлении 0,1-0,2 МПа и одновременно придают заготовке форму лопасти, характеризуемую требуемыми техническими параметрами, при этом нагрев ведут с помощью электрического тока при температуре 353-423 К.

В частных случаях данный технический результат достигается тем, что матрицу выполняют из стекловолокнистого материала, пропитанного эпоксидной смолой; стекловолокнистый материал предварительно нагревают до температуры 473-573 К и удаляют из состава материала замасливатель, перед силовой и температурной обработкой внутри тканого материала устанавливают мешки, в которые подают воздух с давлением 0,1-0,2 МПа; матрицу и заготовку выполняют из стекловолокнистого материала с идентичными химическими и физическими свойствами, пропитанного эпоксидной смолой.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена матрица для осуществления предложенного способа.

Способ осуществляется следующим образом.

В матрицу 1, изготовленную из тканого материала, преимущественно из стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой, помещают заготовку 2, изготовленную также из тканого материала, преимущественно из стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой. Заготовка и матрица могут быть изготовлены также из хлопчатобумажной ткани, из шелковой вискозной ткани и т.п., также пропитанных эпоксидной смолой.

Пропитка заготовки эпоксидной смолой осуществляется в процессе помещения ее в матрицу путем укладки стекловолокнистого материала и эпоксидной смолы слоями. Предварительную обработку заготовки (при выполнении ее из стекловолокнистого материала) ведут путем предварительного нагрева материала до температуры 473-573 К с последующим удалением из состава материала замасливателя. Таким же образом замасливатель удаляют и при изготовлении матрицы. После помещения заготовки в матрицу ее подвергают силовой обработке при давлении 0,1-0,2 МПа и температурной обработке, которую осуществляют с помощью электрического тока (путем размещения в теле матрицы электронагревателей 3 в виде нихромовой проволоки) при температуре 353-423 К. В результате определенной формы матрицы и описанной силовой и температурной обработки заготовке придают форму лопасти с необходимыми техническими параметрами, такими как заданный профиль и т.п. При необходимости получения полых лопастей внутри тканого материала устанавливают резиновые мешки 4, в которые подают воздух с давлением 0,1-0,2 МПа. Приблизительно через 4-5 часов обработку давлением и температурную обработку прекращают, из матрицы извлекают готовую лопасть вентилятора. Одним из оптимальных вариантов выполнения способа является вариант, при котором заготовку и матрицу выполняют из идентичного материала, обладающего одинаковыми химическими и физическими свойствами, в частности из стеклоткани марки ТР-0,56.

В настоящее время изготовлена опытная матрица из тканого материала и опытные образцы вентиляторов с лопастями, изготовленными согласно настоящему изобретению. Экономические расчеты показывают, что стоимость матриц, изготавливаемых согласно настоящему изобретению, сократилась в 5-10 раз.