制造叶片的方法及包括所述叶片的叶轮的制作方法

制造叶片的方法及包括所述叶片的叶轮的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种制造叶片的方法以及一种包括所述叶片的叶轮，所述叶片中被表面硬化有硬质合金粉末，所述方法包括：通过将板卷成圆筒状以将所述板加工成鼓形；在将所述硬质合金粉末涂覆至具有所述鼓形的所述板的外表面的同时，利用焊接机将所述硬质合金粉末直接表面硬化至具有所述鼓形的所述板的所述外表面，而无须加装衬垫至所述外表面；将外表面被所述硬质合金粉末直接表面硬化的所述板切割成均匀的大小；以及加工所切割出的所述板以制造叶片。本发明在用于吸入包含各种铁矿石微粉的气体的叶轮中所包括的多个叶片的表面上涂覆硬质合金粉末，可以防止叶片被所述微粉侵蚀或磨损，从而延长叶轮的使用寿命。
【专利说明】制造叶片的方法及包括所述叶片的叶轮
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请主张在2012年8月30日向韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2012-0095560号的优先权，所述韩国专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种制造叶片的方法以及一种包括所述叶片的叶轮，更具体而言，涉及一种制造叶轮的叶片的方法以及一种包括所述叶片的叶轮，其中通过对叶片表面直接进行表面硬化(hard-facing)来增强耐磨性,并能防止衬垫开裂及部分地分离。
【背景技术】
[0004]参见KR0800099中所公开的技术，鼓风机或叶轮通常具有随转轮或转子的旋转而进行抽气的结构。鼓风机(即通风机)是用于随转轮或转子的旋转而进行抽气的装置，且被广泛用于与管道结合来通风或调节空气。
[0005]由于一般鼓风机是利用模具进行制造，因此制造所述一般鼓风机的方法非常复杂，所述一般鼓风机的产率低且需要根据所述一般鼓风机来制造模具。因此，在利用模具制造出所述一般鼓风机之后，利用压机(press)来加工翼部。
[0006]图1是根据一般技术利用两种类型的材料来制造的鼓风机的剖面侧视图。鼓风机2包括由两种类型的材料(即分别由树脂材料与金属材料)形成的树脂鼓风机10与金属支撑圆盘20。叶片12经由注射成型而一体地形成至树脂鼓风机10的侧盘11，且多个突出销13从叶片12突出。销孔15形成于位于与突出销13相对应的位置处的金属支撑圆盘20上。
[0007]根据上述鼓风机2，当金属支撑圆盘20临时组装至形成于鼓风机2上的叶片12的突出销13并接着被热压时，金属支撑圆盘20被固定至突出销13。
[0008]突出销13被热压且当突出销13的形状变成平面形状时，突出销13变成平面紧固件14。平面紧固件14被紧固至金属支撑圆盘20的销孔15。
[0009]叶片12如上所述利用树脂材料经由注射成型而进行制造，但是如果包括叶片12的鼓风机2吸入包含各种铁矿石微粉的气体，则叶片12可被所述气体中包含的微粉侵蚀或磨损，因此可缩短鼓风机2的使用寿命。
[0010]此外，由于额外进行在用于支撑叶片12的金属支撑圆盘20上形成销孔15及在叶片12上形成突出销13的步骤，因此鼓风机2的制造可耗费大量时间。
[0011]此外，参见KR1130632中所公开的本发明的【背景技术】，包括用于高速旋转的叶轮的一般通风机大多以约3，400rpm的速度旋转，因此叶轮承受非常高的离心力。如图2所示，在利用螺栓B将涂覆有耐磨材料的衬垫30紧固至叶片12，或将衬垫30的边缘焊接(W)至叶片12之后，承受所述离心力的叶轮会被磨损，会使用被严重磨损的叶轮。
[0012]叶轮的叶片12的表面可能会由于离心力而开裂，因此衬垫30可能会被部分地分离。因此，可将叶轮的叶片12的金属盘加厚，但在这种情形中，与电动机输出有关的功率效率可能会劣化。

【发明内容】

[0013]本发明提供一种制造叶片的方法以及一种包括所述叶片的叶轮，其中，在用于吸入包含各种铁矿石微粉的气体的叶轮中所包括的多个叶片的表面上涂覆硬质合金粉末，以防止叶片被所述微粉侵蚀或磨损，从而延长叶轮的使用寿命。
[0014]根据本发明的一个方面，提供一种制造叶片的方法，所述叶片中被表面硬化有硬质合金粉末，所述方法包括:通过将板卷成圆筒状以将所述板加工成鼓形；在将所述硬质合金粉末涂覆至具有所述鼓形的所述板的外表面的同时，利用焊接机将所述硬质合金粉末直接表面硬化至具有所述鼓形的所述板的所述外表面，而无须加装衬垫至所述外表面；将外表面被所述硬质合金粉末直接表面硬化的所述板切割成均匀的大小；以及加工所切割出的所述板以制造叶片。
[0015]根据本发明的另一方面，提供一种叶轮，其包括:多个叶片，其具有涂覆层，所述涂覆层的表面包含硬质合金粉末；中心盘，所述多个叶片对应地安装于所述中心盘的两侧上；第一圆盘，安装于所述中心盘的一侧上的所述多个叶片的另一端部安装于所述第一圆盘上；以及对应于所述第一圆盘的第二圆盘，安装于所述中心盘的另一侧上的所述多个叶片的另一端部安装于所述第二圆盘上。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]通过参照附图详细阐述本发明的各示例性实施例，本发明的上述及其他特征及优点将变得更加显而易见，其中:
[0017]图1是一般鼓风机的示意图；
[0018]图2是分别经由螺栓及焊接将衬垫安装于一般叶轮上的示意图；
[0019]图3是图示根据本发明实施例的一种制造叶片的方法的流程图；
[0020]图4是用于示意性说明图3所示方法的示意图；
[0021]图5是根据本发明实施例的包括叶轮的鼓风机的示意图；
[0022]图6是图5所示叶轮的剖面图；以及
[0023]图7是图5所示叶片的焊接状态的示意图。
【具体实施方式】
[0024]在下文中，将参照附图更全面地阐述本发明，在附图中图示本发明的各示例性实施例。本文中所使用的术语及措词可并不仅限于解释为常见或辞典意义，而是可基于
【发明者】可适当定义术语概念的原则而被解释为与本发明的一个或多个技术方面相匹配的意义及概念，以便以最可能好的方式来阐述本发明。
[0025]图3是图示根据本发明实施例的一种制造叶片的方法的流程图，图4是用于示意性说明图3所示方法的示意图，图5是根据本发明实施例的包括叶轮200的鼓风机300的示意图，图6是图5所示叶轮200的剖面图，以及图7是图5所示叶片210的焊接状态的示意图。
[0026]参见图3及图4，所述方法包括:在操作S10中，将板110加工成鼓形；在操作S20中，在将硬质合金粉末(cemented carbide powder) 112涂覆于板110的外表面上的同时，利用焊接机130将硬质合金粉末112表面硬化在板110的外表面上；在操作S30中，将被硬质合金粉末112表面硬化后的板110切割成均匀大小；以及在操作S40中，加工所切割出的板110以制造叶片140。
[0027]在操作S10中，通过将板110卷成圆筒状而将板110加工成鼓形。为将板110加工成鼓形，滚压机120从一侧对板110施加压力，且板110沿滚压机120施加压力的方向卷起并由此被加工成所述鼓形。
[0028]在操作S20中，在将硬质合金粉末112涂覆于板110的外表面上的同时，使用焊接机130将硬质合金粉末112表面硬化于在操作S10中已被加工成鼓形的板110的外表面上。涂覆在板110的外表面上的硬质合金粉末112包含铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Μη)、硅(Si)、钥(Mo)及铌(Nb)。现在将简要地阐述操作S20。将硬质合金粉末112放入设置于焊接机130 —侧处的存储容器132中，并接着将硬质合金粉末112从存储容器132以均匀厚度涂覆于板110的外表面上，同时通过焊接机134的电极丝134熔化硬质合金粉末112、并通过使用焊剂气体(flux gas)瞬间阻挡大气以将硬质合金粉末112直接表面硬化在板110的外表面上。
[0029]涂覆于板110的外表面上的硬质合金粉末112的含量比为:Fe67.5%、C4.0%、Cr25.0%,Mnl.5%,Si0.5%,Mo0.6%及Nbl.0%o根据包括通过加工板110所制成的叶片140的叶轮的位置、以及被叶轮吸入的材料，可以使所述硬质合金粉末的含量比略微变化。
[0030]在操作S30中，将具有所述鼓形且在操作S20中被硬质合金粉末112表面硬化后的板110切割成均匀大小。由于不能由被硬质合金粉末112表面硬化后的板110制成叶片140，因此利用切割单元(图未示出)切割板110。由于硬质合金粉末112被表面硬化(涂覆)于板110的外表面上，因此能防止板110被铁矿石的微粉侵蚀或磨损。
[0031]在操作S40中，将`被硬质合金粉末112涂覆(表面硬化)且在操作S30中被切割成均匀大小的板110进行加工以制造叶片140。在操作S40中，板110被切割并接着被加工以制造叶片140，其中板110是利用切割锯、切割机或焊接机(130)被切割，且硬质合金粉末142被涂覆于叶片140的表面上。
[0032]根据经由操作S10~S40制成的叶片140，包含？6、(:、0、]?11、5丨、]\10及恥的硬质合金粉末143被直接涂覆(表面硬化)于叶片140的表面上而无须在所述表面上加装衬垫，且当包括叶片140的叶轮吸入包含各种铁矿石的微粉的气体时，能防止叶片140被所述微粉侵蚀或磨损。此外，即使叶轮高速旋转，由于硬质合金粉末143被涂覆(表面硬化)于叶片140的表面上，因此也能防止叶片140被损坏。
[0033]通过将板110加工成鼓形并接着切割及加工板110来制造叶片140，能防止叶片140变形并增强叶片140的强度。因此，即使叶轮在叶片140安装于叶轮中之后高速旋转，也能防止叶片140被损坏。
[0034]参照图5~图7，根据本发明实施例的叶轮200包括:多个叶片210、中心盘220、第一圆盘230及与第一圆盘230对应的第二圆盘240，所述多个叶片210对应地安装于中心盘220的两侧上，安装于中心盘220的一侧上的所述多个叶片210的另一端部安装于第一圆盘230上，安装于中心盘220的另一侧上的所述多个叶片的另一端部安装于第二圆盘240 上。[0035]包含硬质合金粉末的涂覆层212形成于叶片210的表面(外表面)上。涂覆于叶片210的表面上的涂覆层212包含Fe、C、Cr、Mn、S1、Mo及Nb，且含量比为Fe67.5%,C4.0%,Cr25.0%,Mnl.5%,Si0.5%,Mo0.6%及Nbl.0%o所述含量比可根据叶轮200的位置或被叶轮200吸入的材料而略微变化。
[0036]由于制造叶片210的方法已在上文中进行了阐述，故在此不予以赘述。
[0037]将根据本方法制造的叶片210安装于中心盘220的两侧上。叶片210经由焊接W而以规则间距沿径向安装于中心盘220的所述两侧上。
[0038]第一圆盘230与第二圆盘240对应地设置于中心盘220的两侧上。经由焊接W而安装于中心盘220 —侧上的叶片210的另一端部安装于第一圆盘230上，其中第一圆盘230经由焊接W而安装于叶片210的所述另一端部上。用于保持叶片210之间的间距的引导单元214可安装于叶片210的一个表面上，且包含硬质合金粉末的涂覆层212也可形成于引导单元214的表面上。引导单元214可经由焊接W而安装于叶片210上。
[0039]第二圆盘240设置于对应于第一圆盘230的位置处。经由焊接W而安装于中心盘220的另一侧上的叶片210的另一端部安装于第二圆盘240上，其中第二圆盘240经由焊接W而安装于叶片210的所述另一端部上。
[0040]通孔222、第一通孔232与第二通孔242可分别形成于中心盘220、第一圆盘230与第二圆盘240的中心上。用于转动中心盘220、第一圆盘230及第二圆盘240的旋转单元R被插入至通孔222、第一通孔232及第二通孔242中并旋转以带动中心盘220、第一圆盘230及第二圆盘240旋转，因此叶轮200会吸入包含各种铁矿石微粉的气体。
[0041]在上述说明中，叶轮200包括叶片210、中心盘220、第一圆盘230及第二圆盘240，但作为另外一种选择，可省略中心盘220并可将叶片210设置于第一圆盘230与第二圆盘240之间。
[0042]鼓风机300是通过将旋转单元R插入至叶轮200中、并在旋转单元R的两端处设置用于支撑旋转单元R的支架S而制成。鼓风机300旋转而吸入包含各种铁矿石微粉的气体。
[0043]当包括叶轮200的鼓风机300 (其中叶片210、中心盘220、第一圆盘230及第二圆盘240经由焊接W而一体形成)吸入包含所述微粉的气体时，由于硬质合金粉末142涂覆(表面硬化)于安装于鼓风机300的叶轮200中的叶片210上，因此能防止叶片210被所述微粉侵蚀或磨损。因此，叶轮200的使用寿命延长。此外，由于在中心盘220、第一圆盘230与第二圆盘240之间的涂覆有硬质合金粉末142的叶片210是在制造叶轮200时被焊接及安装，因此可缩短叶轮200的制造时间。
[0044]根据本发明的制造叶片的方法以及包括所述叶片的叶轮具有以下效果。
[0045]第一，通过对涂覆有硬质合金粉末的板进行加工来制造叶片，并接着将所制造的叶片焊接至中心盘、第一圆盘与第二圆盘之间以制造叶轮。因此，可防止由于将衬垫加装至叶轮的叶片而引起衬垫开裂及部分地分离。
[0046]第二，因为能防止叶轮中所包括的多个叶片被铁矿石的微粉侵蚀及磨损，所以可延长叶轮的使用寿命。
[0047]第三，通过在制造叶轮时将涂覆有硬质合金粉末的所述多个叶片焊接并安装于第一圆盘、中心盘与第二圆盘之间，可制成包括不被铁矿石粉末侵蚀的叶片的叶轮，并可缩短叶轮的制造时间。
[0048]尽管已参照本发明各示例性实施例具体地示出并阐述了本发明，然而所属领域的普通技术人员应理解，可在不背离由随附权利要求书所界定的本发明的精神及范围的条件下对本发明的形式及细节作出各种改变。
【权利要求】
1.一种制造叶片的方法，所述叶片中被表面硬化有硬质合金粉末，所述方法包括:通过将板卷成圆筒状以将所述板加工成鼓形；在将所述硬质合金粉末涂覆至具有所述鼓形的所述板的外表面的同时，利用焊接机将所述硬质合金粉末直接表面硬化至具有所述鼓形的所述板的所述外表面，而无须加装衬垫至所述外表面；将外表面被所述硬质合金粉末直接表面硬化的所述板切割成均匀的大小；以及加工所切割出的所述板以制造叶片。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述硬质合金粉末的直接表面硬化期间，涂覆于所述板上的所述硬质合金粉末包含:铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Μη)、硅(Si)、钥(Mo)及铌(Nb)。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述硬质合金粉末按以下含量比进行混合:铁67.5%、碳 4.0%、铬 25.0%、锰 1.5%、硅 0.5%、钥 0.6% 及铌 1.0%。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述硬质合金粉末的所述直接表面硬化包括:在将所述硬质合金粉末涂覆于所述板的所述外表面的同时，通过所述焊接机的电极丝熔化硬质合金丝、并通过使用焊剂气体而瞬间阻挡大气来对所述硬质合金粉末进行表面硬化。
5.一种叶轮，其包括:多个叶片，其具有涂覆层，所述涂覆层的表面包含硬质合金粉末；中心盘，所述多个叶片对应地安装于所述中心盘的两侧上；第一圆盘，安装于所述中心盘的一侧上的所述多个叶片的另一端部安装于所述第一圆盘上；以及对应于所述第一圆盘的第二圆盘，安装于所述中心盘的另一侧上的所述多个叶片的另一端部安装于所述第二圆盘上。
6.如权利要求5所述的叶轮，其中，所述多个叶片在所述第一圆盘、所述中心盘与所述第二圆盘之间以规则间隔沿径向焊接。
7.如权利要求5所述的叶轮，其中，涂覆于所述叶片的所述表面上的所述涂覆层包含:铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Μη)、硅(Si)、钥(Mo)及铌(Nb)。
8.如权利要求7所述的叶轮，其中，所述涂覆层的所述硬质合金粉末的含量比为:铁67.5%、碳 4.0%、铬 25.0%、锰 1.5%、硅 0.5%、钥 0.6% 及铌 1.0%。
9.如权利要求5所述的叶轮，其中，通过利用焊接机将所述硬质合金粉末表面硬化至所述多个叶片的表面而形成所述涂覆层。
【文档编号】F04D29/38GK103659200SQ201310268238
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年8月30日
【发明者】申相大 申请人:株式会社 世和机械