ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 1999 года по МПК F04D13/06 

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники.

Известен электронасосный агрегат (ЭНА), содержащий электродвигатель с валом, выступающим с каждого торца электродвигателя, рабочие колеса, установленные на каждом из концов вала, и два фланца, присоединенные к торцам электродвигателя, причем во фланцах выполнены центральные расточки для размещения рабочих колес, входы и выходы которых соответственно объединены [1]. Недостатком такого ЭНА является сложность его конструкции.

Этого недостатка лишен ЭНА, содержащий электродвигатель с валом, выступающим с каждого торца электродвигателя, при этом к каждому из двух торцев электродвигателя присоединен фланец, а также рабочие колеса, установленные на каждом из концов вала, причем в каждом фланце выполнены центральная расточка для размещения рабочих колес и по две аксиальных расточки, одна из которых сообщена с входной, а другая - с выходной полостями соответствующего фланца [2], выбранный в качестве прототипа. Входные и выходные полости обоих фланцев соответственно объединены посредством входного и выходного трубопроводов, установленных в соответствующих парах аксиальных расточек. Такое выполнение ЭНА позволяет упростить конструкцию и обеспечить высокую технологичность.

Недостатком такого ЭНА являются большие радиальные габариты, что вызвано наличием двух трубопроводов, соединяющих противоположные фланцы. Другим недостатком является невысокая внешняя герметичность ЭНА, что обусловлено большим числом уплотняемых гидравлических полостей. Эти недостатки ограничивают применение такого ЭНА в системах терморегулирования космических летательных аппаратов.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является снижение габаритов ЭНА и повышение внешней герметичности ЭНА.

Этот результат достигается за счет того, что в известном электронасосном агрегате, содержащем электродвигатель с валом, выступающим с каждого торца электродвигателя, при этом к каждому из двух торцев электродвигателя присоединен фланец, а также рабочие колеса, установленные на каждом из концов вала, причем в каждом фланце выполнены центральная расточка для размещения рабочих колес и по две аксиальных расточки, одна из которых сообщена с входной, а другая - с выходной полостями соответствующего фланца, при этом входные и выходные полости обоих фланцев соответственно объединены посредством входного и выходного трубопроводов, установленных в соответствующих парах аксиальных расточек, согласно изобретению входной трубопровод размещен внутри выходного трубопровода и аксиальная расточка, сообщенная с входной полостью каждого фланца, выполнена в виде продолжения аксиальной расточки, сообщенной с выходной полостью того же фланца. Размещение входного трубопровода внутри выходного трубопровода позволяет добиться снижения радиальных габаритов и повышения внешней герметичности ЭНА (за счет устранения уплотнений между выходным трубопроводом и наружной поверхностью ЭНА). Размещение же входного трубопровода внутри выходного трубопровода возможно за счет того, что аксиальная расточка, сообщенная с входной полостью каждого фланца, выполнена в виде продолжения аксиальной расточки, сообщенной с выходной полостью того же фланца. Таким образом, заявленное техническое решение удовлетворяет критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведен пример конкретного выполнения ЭНА, продольный разрез.

Электронасосный агрегат содержит электродвигатель 1 с валом 2, выступающим с каждого торца электродвигателя, рабочие колеса 3 и 4, установленные на каждом из концов вала 2, и два фланца 5 и 6, присоединенные к торцам электродвигателя 1. Во фланцах 5 и 6 выполнены центральные расточки 7 для размещения рабочих колес. В каждом из фланцев 5 и 6 выполнены по две аксиальные расточки 8, 9 и 10, 11 и по входной и выходной полости: 12 и 13 (для фланца 5), 14 и 15 (для фланца 6). Аксиальные расточки 8 и 10 соединены через каналы с входными полостями 12 и 14 фланцев соответственно, а расточки 9 и 11 - с выходными полостями 13 и 15 фланцев, куда жидкость поступает с выходов рабочих колес 3 и 4. Аксиальные расточки 8 и 10 посредством установленного в них входного трубопровода 16 соединены друг с другом, объединяя входные полости 12 и 14, а расточки 9 и 11 соединены друг с другом посредством установленного в них выходного трубопровода 17, объединяя выходные полости 13 и 15. Аксиальные расточки 8 и 10 выполнены в виде продолжения аксиальных расточек 9 и 11, сообщенных с выходными полостями 13 и 15. Таким образом, входной трубопровод 16 размещен внутри выходного трубопровода 17. Фланец 5 снабжен входным 18 и выходным 19 штуцерами. ЭНА снабжен фильтром 20, который выполнен в виде трубки, размещенной внутри пары аксиальных расточек 8 и 10 и соединяющего их трубопровода 16, при этом входной штуцер 18 соединен с внутренней поверхностью фильтра 20. Электродвигатель уплотнен резиновыми кольцами 21, а выходной трубопровод 17 - резиновыми кольцами 22.

Электронасосный агрегат работает следующим образом: при вращении вала электродвигателя 1 его вращение передается на колеса 3 и 4. Рабочая жидкость проходит через входной штуцер 18 и фильтр 20 в трубопровод 16, расточки 8 и 10 и через полости 12 и 14 на входы рабочих колес 3 и 4, под действием лопаток которых поступает в центральные расточки 7. Из них жидкость через полости 13, 15 поступает в расточки 9, 11 и трубопровод 17, далее через выходной штуцер 19 поступает в гидросистему, которую питает ЭНА (на чертеже не показана). Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является снижение габаритов ЭНА и повышение внешней герметичности ЭНА. Приняв наружные диаметры входного и выходного трубопроводов в прототипе за D и толщину стенок трубопроводов h = 0,05D, исходя из равенства проходных сечений S трубопроводов прототипа и заявленного технического решения получим

Диаметры входных трубопроводов прототипа и заявленного технического решения одинаковы. Из условия равенства проходных сечений S выходных трубопроводов (приняв наружный диаметр в заявленном решении за D₁ и толщину стенки равной h в прототипе) получим

Проведя алгебраические преобразоваяия получим

Таким образом, при прочих равных размерах конструкции и идентичных гидравлических характеристиках максимальный радиальный габарит ЭНА будет снижен по сравнению с прототипом на величину (2D-D₁) = 0,555D. За счет снижения числа уплотнительных колец (уплотняющих трубопроводы) с 4 (в прототипе) до 2 повышается герметичность ЭНА. Т.к. величина утечки среды через уплотнение при прочих равных условиях пропорциональна длине окружности уплотнительного кольца, а значит, пропорциональна диаметру кольца, то суммарная утечка через кольца 22 будет меньше, чем утечка через кольца, уплотняющие входной и выходной трубопроводы прототипа, в отношении

Как видно из чертежа, входной трубопровод 16 и выходной 17 не изолированы друг от друга уплотнительными кольцами, поскольку перепад давления между входной и выходной полостями сравнительно мал и перетечки через кольцевой капиллярный зазор в местах базирования трубопровода 16 пренебрежимо малы по сравнению с расходом, обеспечиваемым ЭНА. На чертеже входной трубопровод 16 и выходной 17 выполнены соосными, однако для достижения технического результата вполне допустимо и смещение осей трубопроводов друг относительно друга, необходимо лишь, чтобы входной трубопровод был размещен внутри выходного трубопровода. Вышеуказанные преимущества ЭНА позволяют рекомендовать заявленное изобретение к внедрению в изделиях космической техники, где снижение габаритов и массы агрегатов имеет приоритетное значение.

Литература
1. В.В. Малюшенко, "Динамические насосы", М., "Машиностроение", 1984, с. 71, рис. 123.

2. Патент РФ N 2089754 по кл. F 04 D 13/06, 1997 г. (прототип).

Изобретение может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Электронасосный агрегат содержит электродвигатель с валом, выступающим с каждого торца электродвигателя. К каждому из двух торцев электродвигателя присоединен фланец, а также рабочие колеса, установленные на каждом из концов вала. В каждом фланце выполнены центральная расточка для размещения рабочих колес и по две аксиальные расточки, одна из которых сообщена с входной, а другая - с выходной полостями соответствующего фланца. Входные и выходные полости обоих фланцев соответственно объединены посредством входного и выходного трубопроводов, установленных в соответствующих парах аксиальных расточек. Входной трубопровод размещен внутри выходного трубопровода и аксиальная расточка, сообщенная с входной полостью каждого фланца, выполнена в виде продолжения аксиальной расточки, сообщенной с выходной полостью того же фланца. Такое выполнение агрегата снижает его габариты и повышает его внешнюю герметичность. 1 ил.

Электронасосный агрегат, содержащий электродвигатель с валом, выступающим с каждого торца электродвигателя, при этом к каждому из двух торцов электродвигателя присоединен фланец, а также рабочие колеса, установленные на каждом из концов вала, причем в каждом фланце выполнены центральная расточка для размещения рабочих колес и по две аксиальных расточки, одна из которых сообщена с входной, а другая - с выходной полостями соответствующего фланца, при этом входные и выходные полости обоих фланцев соответственно объединены посредством входного и выходного трубопроводов, установленных в соответствующих парах аксиальных расточек, отличающийся тем, что входной трубопровод размещен внутри выходного трубопровода и аксиальная расточка, сообщенная с входной полостью каждого фланца, выполнена в виде продолжения аксиальной расточки, сообщенной с выходной полостью того же фланца.