БЛОК ВЕНТИЛЯТОРОВ Российский патент 2001 года по МПК F04D19/02 

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

Известен блок вентиляторов, содержащий корпус и установленные в нем два осевых вентилятора, рабочие колеса которых выполнены со складывающимися лопатками [1]. Недостатком этого устройства является возможность раскрутки колеса резервного вентилятора от потока, создаваемого основным вентилятором, что может приводить к отказу электродвигателя резервного вентилятора из-за наводки токов в его обмотках.

Этого недостатка лишен блок вентиляторов, содержащий корпус, установленные в нем n [n = 2, 3 и т.д.] обтекателей, в каждом из которых размещен электродвигатель, на вале которого закреплено рабочее колесо с установленными на осях подпружиненными складывающимися лопатками, контактирующими в сложенном состоянии с тормозными элементами в виде профилированных участков на поверхностях обтекателей, выбранный в качестве прототипа [2]. Лопатки имеют вид закрепленных на осях вращения оснований, на которых установлены (или выполнены заодно с ними) лопасти.

Недостатком такого блока вентиляторов являются низкие КПД (т.к. тормозные элементы размещены в потоке воздуха, создаваемом блоком вентиляторов, и увеличивают сопротивление проточной части) и технологичность (что обусловлено необходимостью выполнения профилированных участков тормозных элементов эквидистантными профилю лопаток и требует применения специальных трехкоординатных фрезерных станков с программным управлением).

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является повышение КПД и технологичности.

Этот результат достигается за счет того, что в известном блоке вентиляторов, содержащем корпус, установленные в нем n [n = 2, 3 и т.д.] обтекателей, в каждом из которых размещен электродвигатель, на вале которого закреплено рабочее колесо, причем ступицы по крайней мере n-1 рабочих колес снабжены установленными на осях подпружиненными складывающимися лопатками, контактирующими в сложенном состоянии с тормозными элементами в виде профилированных участков на поверхностях обтекателей, согласно изобретению лопатки каждого из указанных n-1 рабочих колес выполнены в виде закрепленных на осях оснований и неподвижно установленных относительно них лопастей соответственно, лопасти выполнены складывающимися в сторону, противоположную обтекателю данного колеса, каждое основание со стороны, противоположной лопасти, снабжено выступом для контакта с профилированным участком, размещенным на торце обтекателя, обращенном к рабочему колесу, а в ступице выполнены пазы под выступы лопаток. Выполнение лопаток в виде закрепленных на осях оснований и неподвижно установленных относительно них лопастей соответственно и то, что каждое основание со стороны, противоположной лопасти, снабжено выступом для контакта с размещенным на обращенном к рабочему колесу торце обтекателя профилированным участком, позволяет устранить тормозные элементы из потока воздуха и повысить КПД и технологичность. Выполнение лопастей, складывающимися в сторону, противоположную обтекателю данного колеса, и выполнение в ступице пазов под выступы лопаток необходимо для обеспечения контакта выступов с профилированным участком. Таким образом, изобретение отвечает критерию "изобретательский уровень". Ступицы по крайней мере n-1 рабочих колес снабжены установленными на осях подпружиненными складывающимися лопатками, т. к. возможно использование блока вентиляторов, в котором один (основной) вентилятор блока выполнен с неподвижными лопатками, а резервные - со складывающимися.

На фиг. 1 приведен пример конкретного выполнения блока вентиляторов, продольный разрез, на фиг. 2 и 3 - то же, разрез по А-А и по Б-Б соответственно.

Блок вентиляторов содержит корпус 1 с установленными в нем обтекателями 2 и 3, в которых установлены электродвигатели 4 и 5. На их валах размещены рабочие колеса 6 и 7. Их ступицы 8 и 9 снабжены подпружиненными складывающимися лопатками 10, контактирующими в сложенном состоянии с тормозными элементами в виде профилированных участков 11 на торцах обтекателей 2 и 3. Лопатки 10 выполнены в виде закрепленных на осях 12 оснований 13 и неподвижно установленных относительно них (в данном примере посредством штифтов) лопастей 14. Каждое основание 13 со стороны, противоположной лопасти 14, снабжено выступом 15 для контакта с размещенными на обращенных к рабочим колесам 6 и 7 торцах обтекателей 2 и 3 соответственно профилированными участками 11. В ступицах 8 и 9 выполнены пазы 16 под выступы 15. В рабочих колесах 6 и 7 установлены также пружины 17, прижимающие лопасти 14 к рабочим колесам 6 и 7. Лопасти 14 рабочих колес 6 и 7 выполнены складывающимися в сторону, противоположную обтекателям 2 и 3 соответственно.

Блок вентиляторов работает следующим образом. При неработающем электродвигателе 4 (что показано на фиг. 1) рабочее колесо 6 неподвижно и его лопатки 10 под воздействием пружин 17 прижаты лопастями 14 к рабочему колесу 6. При этом выступы 15 лопаток колеса 6, проходя в пазах 16 ступицы 8, контактируют с профилированным участком 11 обтекателя 2. Возникающий при этом момент сил трения препятствует раскручиванию колеса 6 под воздействием потока, создаваемого работающим рабочим колесом 7. Включенный же электродвигатель 5 вращает рабочее колесо 7, и его лопатки 10 под действием центробежных сил инерции (что обеспечивается расчетом геометрических размеров лопаток) преодолевают усилия пружин 17 и раскрываются, лопасти 14 располагаются своими продольными осями в плоскости, перпендикулярной оси блока вентиляторов. При раскрытии лопаток выступы 15 лопаток колеса 7 выходят из контакта с профилированным участком 11 обтекателя 3, т.к. рабочий момент электродвигателя 5 преодолевает момент трения выступов 15 об участок 11 обтекателя 3 (в начале раскрытия лопаток 10 колеса 7). Очевидно, что проточная часть рабочего колеса 7 имеет минимально возможное сопротивление, т.к. профилированный участок 11 убран из потока на необдуваемый торец обтекателя 3 (в прототипе он находился в потоке). Поскольку контакт лопатки с профилированным участком осуществляется выступом, служащим только для этой цели, то геометрия профилированного участка значительно упрощается (он может быть выполнен в виде последовательности плоских участков и в частном случае - в виде плоскости, перпендикулярной продольной оси блока вентиляторов), что повышает технологичность (в прототипе это была сложная трехмерная поверхность, повторяющая профиль лопасти). Таким образом, в результате использования изобретения наряду с повышением КПД повышается и технологичность блока вентиляторов, что позволяет рекомендовать заявленное техническое решение для использования в изделиях авиационной и космической техники.

Литература
1. Информационный листок о научно-техническом достижении N 86-0343, М.: ВИМИ, 1986 г.

2. Авторское свидетельство СССР N 1670185 по кл. F 04 D 19/02, 1991 г. (прототип).

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Известные блоки вентиляторов обладают низкими КПД и технологичностью. Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является повышение КПД и технологичности. Блок вентиляторов содержит корпус и установленные в нем n [n = 2, 3 и т.д.] обтекателей, в каждом из которых размещен электродвигатель, на валу которого закреплено рабочее колесо, причем ступицы по крайней мере n-1 рабочих колес снабжены установленными на осях подпружиненными складывающимися лопатками, контактирующими в сложенном состоянии с тормозными элементами в виде профилированных участков на поверхностях обтекателей. Лопатки каждого из указанных n-1 рабочих колес выполнены в виде закрепленных на осях оснований и неподвижно установленных относительно них лопастей соответственно, лопасти выполнены складывающимися в сторону, противоположную обтекателю данного колеса, каждое основание со стороны, противоположной лопасти, снабжено выступом для контакта с профилированным участком, размещенным на торце обтекателя, обращенном к рабочему колесу, а в ступице выполнены пазы под выступы лопаток. 3 ил.

Блок вентиляторов, содержащий корпус, установленные в нем n [n = 2, 3 и т. д. ] обтекателей, в каждом из которых размещен электродвигатель, на валу которого закреплено рабочее колесо, причем ступицы по крайней мере n-1 рабочих колес снабжены установленными на осях подпружиненными складывающимися лопатками, контактирующими в сложенном состоянии с тормозными элементами в виде профилированных участков на поверхностях обтекателей, отличающийся тем, что лопатки каждого из указанных n-1 рабочих колес выполнены в виде закрепленных на осях оснований и неподвижно установленных относительно них лопастей соответственно, лопасти выполнены складывающимися в сторону, противоположную обтекателю данного колеса, каждое основание со стороны, противоположной лопасти, снабжено выступом для контакта с профилированным участком, размещенным на торце обтекателя, обращенном к рабочему колесу, а в ступице выполнены пазы под выступы лопаток.