[發(fā)明專利]一種耐磨耐腐蝕的碳纖維軸流風(fēng)機(jī)葉片裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810895936.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN109139549B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常超;胡四兵;饒杰;陳啟明;朱曉農(nóng);于躍平;田奇勇;王梟;王弼;黃文俊;袁浩;戴勝賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥通用機(jī)械研究院有限公司;合肥通用環(huán)境控制技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F04D29/38
• 分類號(hào): F04D29/38;F04D29/02
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;洪琴

本發(fā)明公開了一種耐磨耐腐蝕的碳纖維軸流風(fēng)機(jī)葉片裝置，包括多層纖維復(fù)合材料層，每層纖維復(fù)合材料層按照設(shè)定的纖維取向與其他纖維復(fù)合材料層層疊設(shè)置成層合板，層合板厚度方向的中部，位于兩纖維復(fù)合材料層之間設(shè)置金屬材料的葉柄，葉柄的長度方向與層疊的方向平行，層疊的纖維復(fù)合材料層的迎風(fēng)面上設(shè)置有葉片進(jìn)口邊。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：葉柄和葉片進(jìn)口邊在纖維復(fù)合材料層的設(shè)置方式替代現(xiàn)有技術(shù)中鉚接的方式，由于纖維復(fù)合材料層最后會(huì)擠壓成型，該結(jié)構(gòu)不僅起到連接禁錮的作用，而且可以保證整體葉片的強(qiáng)度。葉片進(jìn)口邊的設(shè)置可以增強(qiáng)整個(gè)葉片的耐磨性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及葉片領(lǐng)域，尤其是一種耐磨耐腐蝕的碳纖維軸流風(fēng)機(jī)葉片裝置。

背景技術(shù)

軸流風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于通風(fēng)換氣、紡織、礦井、冶金、電站等各個(gè)領(lǐng)域中，是空氣調(diào)節(jié)及通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備。相對(duì)于離心風(fēng)機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)具有流量大、壓頭低等特點(diǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多條件苛刻的領(lǐng)域?qū)S流風(fēng)機(jī)的需求也越來越多。比如風(fēng)電領(lǐng)域，軸流風(fēng)機(jī)體型較大，對(duì)其輕量化要求較高，而且風(fēng)力發(fā)電很多在含沙量較高的戈壁地區(qū)，對(duì)風(fēng)機(jī)的耐磨性要求也較高。

對(duì)于大型軸流風(fēng)機(jī)，葉片作為軸流風(fēng)機(jī)核心關(guān)鍵部件，對(duì)輕量化和耐磨性的要求很高。因此急需一種新的葉片裝置來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，為此，本發(fā)明提供一種耐磨耐腐蝕的碳纖維軸流風(fēng)機(jī)葉片裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種耐磨耐腐蝕的碳纖維軸流風(fēng)機(jī)葉片裝置，包括多層纖維復(fù)合材料層，每層纖維復(fù)合材料層按照設(shè)定的纖維取向與其他纖維復(fù)合材料層層疊設(shè)置成層合板，層合板厚度方向的中部，位于兩纖維復(fù)合材料層之間設(shè)置金屬材料的葉柄，葉柄的長度方向與層疊的方向平行，層疊的纖維復(fù)合材料層的迎風(fēng)面上設(shè)置有葉片進(jìn)口邊。

優(yōu)化的，所述葉片進(jìn)口邊接觸成層合板的側(cè)面上設(shè)置有若干分支，所述葉柄伸入層合板的部分上也設(shè)置有多根分支。

優(yōu)化的，葉片進(jìn)口邊上的分支垂直伸入靠中部的兩層纖維復(fù)合材料層之間，若干分支沿葉片長度方向陣列。

優(yōu)化的，葉柄上的一部分分支繞著葉柄的外邊緣且垂直于葉柄的外邊緣，一部分分支位于葉柄伸入纖維復(fù)合材料層頂端面上且與葉柄的長度方向平行設(shè)置。

優(yōu)化的，每兩層纖維復(fù)合材料層之間通過環(huán)氧樹脂層粘結(jié)。

優(yōu)化的，層合板的鋪層方式為[0/90/45/-45/0/-45/45/0/45/-45]s。

優(yōu)化的，所述纖維復(fù)合材料層的材料為T300碳纖維。

優(yōu)化的，所述葉片進(jìn)口邊和葉柄外表面鑲嵌鈦合金TC4。

優(yōu)化的，層合板最外側(cè)的兩層纖維復(fù)合材料層的外表面上噴涂有陶瓷漆層。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明葉柄和葉片進(jìn)口邊在纖維復(fù)合材料層的設(shè)置方式替代現(xiàn)有技術(shù)中鉚接的方式，由于碳纖維為絲束結(jié)構(gòu)，穿制鉚釘孔的時(shí)候很容易破壞纖維束，從而破壞葉片的整體強(qiáng)度，另外鉚釘需要特殊的腦膜處理，不然長期使用中，鉚釘磨損破壞會(huì)造成葉片飛車的嚴(yán)重事故，由于纖維復(fù)合材料層最后會(huì)擠壓成型，該結(jié)構(gòu)不僅起到連接禁錮的作用，而且可以保證整體葉片的強(qiáng)度。葉片進(jìn)口邊的設(shè)置可以增強(qiáng)整個(gè)葉片的耐磨性。

(2)纖維束可以緊裹分支，從而提高纖維復(fù)合材料層與葉片進(jìn)口邊和葉柄之間的連接度。

(3)纖維復(fù)合材料層的鋪層方式可以使得1階固有頻率高，大型軸流風(fēng)機(jī)葉片主要為了避開基頻，一階固有頻率是個(gè)很重要的考核指標(biāo)，其他方式鋪層雖然部分2階、3階固有頻率高于本發(fā)明披露的鋪層，但主要影響葉片是否共振主要看1階固有頻率。而且本發(fā)明披露的鋪層使得纖維束在不同角度都有鋪層，葉片能承受不同方向的載荷。