СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНАСОСНОГО АГРЕГАТА Российский патент 2001 года по МПК B64G1/50 B64G1/22 

Изобретение относится к космической технике, в частности к электронасосным агрегатам (ЭНА) системы терморегулирования (СТР) космических аппаратов.

В настоящее время в СТР космического аппарата (например, связанного спутника типа "Молния") применяются малорасходные насосы с электроприводом - ЭНА (см. стр. 3-4, 6 - 9, 16 - 20 книги: Краев М.В., Лукин В.А., Овсянников Б.В. Малорасходные насосы авиационных и космических систем. М., "Машиностроение", 1985 г. ), которые предназначены для создания требуемого расхода жидкого теплоносителя и напора (перепада давлений между его выходом и входом) и обеспечивают циркуляцию теплоносителя в жидкостных трактах СТР.

Различные способы изготовления ЭНА изложены на стр. 16 - 20 вышеназванной книги.

Анализ источников информации по патентной и научно-технической информации показал, что наиболее близким по технической сути прототипом предлагаемого технического решения является способ изготовления ЭНА, приведенный в подразделе 1.3 на стр. 16 и на рис. 1.8 книги: Краев М.В., Лукин В.А., Овсянников Б. В. Малорасходные насосы авиационных и космических систем. М., "Машиностроение", 1985 г.

По известному способу ЭНА изготавливают следующим образом (см. фиг. 3): изготавливают корпус насоса 1, рабочее колесо 3 и электродвигатель 2; на выходной конец вала электродвигателя 2 устанавливают рабочее колесо 3 и корпус насоса 1 соединяют с корпусом электродвигателя 2 посредством сварки; после этого, т.к. в конце изготовления ЭНА, контролируют обеспечиваемый им расход теплоносителя (который должен быть не менее требуемого) и ток потребления (который должен быть не более установленного) при заданных перепаде давлений между его выходом и входом и напряжении питания.

Как показал анализ, проведенный авторами, известный способ в случае, когда ЭНА в составе СТР должен обеспечивать максимально возможный расход теплоносителя при минимально возможном токе потребления (в настоящее время в связи с возросшими мощностями ретрансляторов связных спутников в СТР ЭНА должен обеспечивать, с одной стороны, максимально возможный расход теплоносителя, с другой стороны, при этом ток потребления ЭНА должен быть минимально возможным), обладает существенным недостатком, а именно: вышеуказанный способ изготовления ЭНА обеспечивает недостаточно высокое качество изготовления - анализ статистики изготовления ЭНА за последние 6,5 лет показал, что в среднем один из пяти, в худшем случае - один из трех ЭНА не обеспечивает требуемый расход теплоносителя (например, не менее 110 см³/с при перепаде давлений 0,61 кгс/см² и напряжении питания 27 В; при этом из-за низкого КПД таких ЭНА ток потребления их неприемлемо высокий), т.е. брак в изготовлении ЭНА - один из трех (в конструкции ЭНА для обеспечения герметичности применяются только сварные стыки и дорабатывать его не представляется возможным); разбросы расхода теплоносителя и тока потребления для одной и той же конструкции ЭНА в основном объясняются следующим: при изготовлении рабочих колес присутствует фактор получения лопаток разной толщины в пределах допуска (заданного в конструкторской документации и рассчитанного исходя из возможностей существующего уровня технологии изготовления) - вследствие этого происходит сужение (или расширение) межлопаточных каналов; при пайке лопаток рабочего колеса присутствует фактор получения разных толщин галтелей в пределах допуска на пайку, что также приводит к сужению (или расширению) проходного сечения; кроме того, допуски на изготовление рабочего колеса в целом также обуславливают получение ЭНА с различными внутренними потерями.

Таким образом, существенным недостатком известного способа изготовления является, что он обеспечивает недостаточно высокое качество изготовления ЭНА, приводящее к неоправданно большим затратам из-за брака до одного ЭНА из трех изготовленных.

Целью предлагаемого авторами технического решения является устранение вышеперечисленных существенных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что до соединения корпусов изготавливают не менее трех штатных рабочих колес и предварительно контролируют обеспечиваемый электронасосным агрегатом расход теплоносителя и ток потребления с каждым из этих рабочих колес, после чего перед соединением корпусов посредством сварки на валу электродвигателя устанавливают рабочее колесо, обеспечившего расход теплоносителя не менее требуемого с наибольшим значением отношения расхода теплоносителя к току потребления при этом, что и является, по мнению авторов, существенными отличительными признаками предлагаемого авторами технического решения.

В результате анализа, проведенного авторами известной патентной и научно-технической литературы, предложенное сочетание существенных отличительных признаков заявляемого технического решения в известных источниках информации не обнаружено, и, следовательно, известные технические решения не проявляют тех же свойств, что в заявляемом способе.

На фиг. 1 и 2 изображены принципиальные схемы реализации предлагаемого технического решения.

По предлагаемому способу ЭНА изготавливают следующим образом -
см фиг. 1:
- изготавливают корпус насоса 1 и электродвигатель 2;
- до соединения корпуса насоса 1 с корпусом электродвигателя 2 посредством сварки согласно конструкторской документации изготавливают не менее трех штатных рабочих колес 3 (на фиг. 1 номера рабочих колес указаны цифрами 1, 2, 3) и последовательно с каждым из рабочих колес выполняют следующее:
- одно из рабочих колес 3 устанавливают на выходном конце вала электродвигателя 2, после чего, используя технологическое приспособление, соединяют корпус насоса 1 с корпусом электродвигателя 2 и контролируют обеспечиваемый ЭНА расход теплоносителя и ток потребления при заданных перепаде давлений между его выходом и входом (например, 0,61 кгс/см²) и напряжении питания (например, 27 В) и вычисляют значение отношения расхода теплоносителя к току потребления при этом (согласно анализу, проведенному авторами, значения указанного отношения прямо пропорционально КПД ЭНА);
см. фиг. 2:
- после этого перед соединением корпусов насоса 1 и электродвигателя 2 посредством сварки на валу электродвигателя 2 устанавливают рабочее колесо (например, номер 3), обеспечивавшего расход теплоносителя не менее требуемого с наибольшим значением отношения расхода теплоносителя к току потребления при этом (т.е. ЭНА с указанным рабочим колесом имеет максимально возможный КПД);
- корпус насоса 1 соединяют с корпусом электродвигателя 2 посредством сварки, после чего, т.е. в конце изготовления ЭНА, окончательно контролируют обеспечиваемый им требуемый расход теплоносителя и ток потребления при заданных перепаде давлений между его выходом и входом (например, 0,61 кгс/см²) и напряжении питания (например, 27 В) - при этом контроле ЭНА гарантированно обеспечивает максимально возможный расход теплоносителя (который больше требуемого) с минимально возможным током потребления (например, не более 1,5 А).

Таким образом, предложенное авторами техническое решение обеспечивает повышение качества и исключение брака при изготовлении ЭНА, существенно снижает неоправданные производственные затраты (стоимость шести избыточных колес на два порядка ниже стоимости ЭНА), т.е. тем самым достигаются цели изобретения.

Предложенное авторами техническое решение отражено в технической документации, по которой впредь будут изготавливаться ЭНА СТР связных спутников.

Изобретение относится к космической технике, в частности к оборудованию систем терморегулирования космических аппаратов. Согласно изобретению производят контроль требуемого расхода теплоносителя и тока потребления электронасосного агрегата. При этом до сборки агрегата изготовляют не менее трех штатных рабочих колес. Контролируют обеспечиваемый агрегатом расход теплоносителя и ток потребления с каждым из этих рабочих колес. Перед соединением корпуса насоса и корпуса электродвигателя с рабочим колесом на валу электродвигателя устанавливают то рабочее колесо, которое дает расход теплоносителя не менее требуемого. При этом данное колесо должно обеспечивать наибольшее значение отношения указанного расхода к току потребления агрегата. Изобретение направлено на повышение качества изготовления электронасосных агрегатов и снижение производственных затрат. 3 ил.

Способ изготовления электронасосного агрегата, включающий контроль обеспечиваемого им требуемого расхода теплоносителя и тока потребления при заданных перепаде давления между его выходом и входом и напряжении питания после соединения посредством сварки корпуса насоса и корпуса электродвигателя с рабочим колесом на валу электродвигателя, отличающийся тем, что до соединения указанных корпусов изготовляют не менее трех штатных рабочих колес и предварительно контролируют обеспечиваемый электронасосным агрегатом расход теплоносителя и ток потребления с каждым из этих рабочих колес, чего перед соединением корпусов посредством сварки на валу электродвигателя устанавливают рабочее колесо, обеспечившее расход теплоносителя не менее требуемого и с наибольшим значением отношения указанного расхода к току потребления при этом расходе.