ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГНЕТАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК F04D13/06 F04D25/06 

Изобретение относится к машинам необъемного вытеснения и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также и в других областях техники.

Известен центробежный электронагнетатель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленное в нем рабочее колесо, через муфту связанное с валом приводного электродвигателя [1]. Недостатками этого центробежного электронагнетателя являются значительные осевые габариты и масса.

Этого недостатка лишен центробежный электронагнетатель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленный в нем электродвигатель с рабочим колесом, установленным на роторе электродвигателя, при этом во входном патрубке выполнено заборное отверстие, выбранный в качестве прототипа [2] . Установка рабочего колеса на валу электродвигателя позволяет снизить осевые габариты и массу центробежного электронагнетателя по сравнению с вышеописанным аналогом.

Недостатком такого центробежного электронагнетателя является низкий КПД, вызванный малой длиной входного патрубка, не позволяющей создать рекомендуемые [3] условия подвода рабочей среды к рабочему колесу. Увеличение же длины входного патрубка в данной конструкции влечет за собой увеличение осевых габаритов, что весьма серьезно затрудняет компоновку центробежного электронагнетателя в составе контуров терморегулирования космических летательных аппаратов (КЛА) из-за недостатка пространства. Другим недостатком прототипа является низкая вибропрочность, обусловленная весьма нежесткой конструкцией.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является повышение КПД без увеличения габаритов центробежного электронагнетателя и повышение вибропрочности.

Этот результат достигается за счет того, что в известном центробежном электронагнетателе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, установленный в нем электродвигатель с рабочим колесом, установленным на роторе электродвигателя, при этом во входном патрубке выполнено заборное отверстие, согласно изобретению ротор электродвигателя выполнен кольцевым, входной патрубок размещен внутри ротора электродвигателя, а рабочее колесо размещено с противоположной заборному отверстию стороны относительно электродвигателя, при этом корпус снабжен фланцем для крепления электронагнетателя с возможностью установки на торец фланца.

Выполнение ротора электродвигателя кольцевым, размещение входного патрубка внутри ротора электродвигателя, а рабочего колеса - с противоположной заборному отверстию стороны относительно электродвигателя позволяет без увеличения габаритов увеличить длину входного патрубка и за счет этого повысить КПД устройства. Применение электродвигателя с кольцевым ротором, обладающим большим диаметром базовой поверхности по сравнению с электродвигателями традиционной конструкции, и снабжение корпуса фланцем для крепления электронагнетателя с возможностью установки на торец фланца позволяет увеличить жесткость закрепления электродвигателя на корпусе, а электронагнетателя - на изделии, и за счет этого повысить вибропрочность нагнетателя.

На чертеже изображен пример конкретного выполнения центробежного электронагнетателя - центробежного вентилятора, продольный разрез.

Центробежный электронагнетатель содержит сборный корпус 1 с входным и выходным патрубками 2, 3. Во входном патрубке 2 выполнено заборное отверстие 4. В корпусе 1 установлен электродвигатель 5, ротор 6 которого выполнен кольцевым. Такие электродвигатели серийно изготавливаются предприятиями электротехнической промышленности, например, двигатели с кольцевым ротором типа ДБМ по ОСТ В 16.0.515.083-86. Ротор 6 установлен в корпусе 1 на подшипниках 7, и на роторе установлено рабочее колесо 8. В корпусе 1 выполнена улитка 9, сообщающаяся с выходным патрубком 3. Входной патрубок 2 размещен внутри ротора 6 электродвигателя 5, а рабочее колесо 8 размещено с противоположной заборному отверстию 4 стороны относительно электродвигателя 6. Корпус 1 снабжен фланцем 10 для крепления электронагнетателя на изделии.

Центробежный электронагнетатель работает следующим образом: при включении электродвигателя 5 его ротор 6 вращает рабочее колесо 8. Воздух через заборное отверстие 4 поступает во входной патрубок 2 и поступает в рабочее колесо 8. Пройдя через рабочее колесо 8, воздух поступает в улитку 9 и далее в выходной патрубок 3. За счет того, что входной патрубок 2 размещен внутри ротора 6 электродвигателя 5, а рабочее колесо 8 размещено с противоположной заборному отверстию 4 стороны относительно электродвигателя 6, длина входного патрубка существенно увеличена по сравнению с прототипом, что приводит к улучшению условий входа потока воздуха на лопасти рабочего колеса 8 и, соответственно, к повышению КПД электронагнетателя. Отметим, что как осевые, так и радиальные максимальные габариты электронагнетателя не увеличились по сравнению с прототипом, в котором максимальные радиальные габариты обусловлены размерами проточной части улитки нагнетателя, поэтому увеличение диаметра электродвигателя не приводит к увеличению радиальных габаритов нагнетателя. При этом улучшаются условия монтажа центробежного электронагнетателя, так как фланец 10 не содержит центрального отверстия (как конструкция прототипа), и поэтому нагнетатель может быть установлен на торец этого фланца. Приведенная компоновка центробежного электронагнетателя позволяет существенно повысить жесткость закрепления электродвигателя 5 за счет большого диаметра и момента сопротивления корпуса 1, и, соответственно, повышает вибропрочность центробежного электронагнетателя. Аналогично приведенной в примере конкретного выполнения конструкции центробежного электровентилятора может быть спроектирован центробежный электронасос. Таким образом, в результате использования изобретения наряду с повышением КПД без увеличения габаритов повышается вибропрочность устройства, что особенно ценно для изделий космической техники.

Литература
1. Патент Российской Федерации N 2059888, кл. F 04 D 17/00, 1996 г.

2. Патент Российской Федерации N 2081352, кл. F 04 D 17/08, 1997 г. (прототип).

3. В.В.Малюшенко, А.К.Михайлов. Энергетические насосы. М.: Энергоиздат, 1981, стр. 19, пункт 1.4.2.8

Изобретение относится к насосо- и ветиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Центробежный электронагнетатель содержит корпус с входным и выходным патрубками и установленный в нем электродвигатель с рабочим колесом. Колесо установлено на роторе электродвигателя. Ротор электродвигателя выполнен кольцевым, входной патрубок размещен внутри ротора электродвигателя. Рабочее колесо размещено с противоположной заборному отверстию стороны относительно электродвигателя. Корпус снабжен фланцем для крепления электронагнетателя с возможностью установки на торец фланца. В результате достигается повышение КПД без увеличения габаритов электронагнетателя и повышение вибропрочности. 1 ил.

Центробежный электронагнетатель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленный в нем электродвигатель с рабочим колесом, установленным на роторе электродвигателя, при этом во входном патрубке выполнено заборное отверстие, отличающийся тем, что ротор электродвигателя выполнен кольцевым, входной патрубок размещен внутри ротора электродвигателя, а рабочее колесо размещено с противоположной заборному отверстию стороны относительно электродвигателя, при этом корпус снабжен фланцем для крепления электронагнетателя с возможностью установки на торец фланца.