ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 2009 года по МПК F04D13/06 F04D29/44 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.

Известен электронасосный агрегат (ЭНА), содержащий корпус, установленные в нем электродвигатель и двухопорный вал насоса с рабочим колесом, связанный с валом электродвигателя (DE 1653721 А1, 23.12.1971). Недостатком этого ЭНА является низкий ресурс, что вызвано установкой вала электродвигателя непосредственно внутри отверстия вала насоса и сопровождается значительными нагрузками на подшипники этих валов, возникающими из-за их несоосности, неизбежно возникающей вследствие допусков на размеры и отклонения форм и поверхностей деталей.

Этого недостатка частично лишен выбранный в качестве прототипа ЭНА, содержащий корпус, установленные в нем электродвигатель и двухопорный вал насоса, по крайней мере, с одним рабочим колесом, связанный с валом электродвигателя через компенсирующую муфту (WO 9220926 А1, 26.11.1992). Втулка компенсирующей муфты установлена на валу электродвигателя, а торсионный вал муфты размещен в полости вала насоса и соединен с ним свободным концом. В противоположном от электродвигателя конце вала насоса установлен фиксатор осевого положения рабочих колес.

Недостатком этого ЭНА также является недостаточный ресурс, т.к. хотя нагрузки на подшипники валов насоса и электродвигателя снижены за счет введения компенсирующей муфты ее торсионный вал выполнен достаточно коротким и, соответственно, жестким на изгиб. В процессе работы для компенсации несоосности не происходит изгиба торсионного вала, а происходит его перекос, что приводит к быстрому износу его концов, входящих в фигурные отверстия на втулке компенсирующей муфты и в валу насоса. Кроме того, в конструкции отсутствует точная осевая фиксация компенсирующей муфты, что приводит к возможности незначительных осевых перемещений втулки компенсирующей муфты относительно вала электродвигателя, а также торсионного вала относительно втулки и вала насоса, что также способствует износу трущихся поверхностей и снижению ресурса.

Задачей изобретения является повышение ресурса ЭНА без увеличения его габаритов.

Технический результат достигается за счет того, что в известном ЭНА, содержащем корпус, установленные в нем электродвигатель и двухопорный вал насоса, по крайней мере, с одним рабочим колесом, связанный с валом электродвигателя через компенсирующую муфту, втулка которой установлена на валу электродвигателя, а торсионный вал, который размещен в полости вала насоса и соединен с ним свободным концом, и фиксатор осевого положения рабочих колес, установленный в противоположном от электродвигателя конце вала насоса, согласно изобретению втулка выполнена заодно с торсионным валом, вал насоса выполнен выступающим за входной торец наиболее удаленного от электродвигателя рабочего колеса, на выступающем конце вала насоса выполнена наружная резьба, а полость вала насоса выполнена сквозной, фиксатор осевого положения рабочих колес выполнен в виде гайки, установленной на наружной резьбе выступающего конца вала насоса, при этом гайка, вал насоса и торсионный вал соединены вместе посредством штифтового соединения.

На чертеже приведен пример конкретного выполнения ЭНА, продольный разрез.

Электронасосный агрегат содержит сборный корпус 1, снабженный входным 2 и выходным 3 патрубками. В корпусе 1 установлены электродвигатель 4 и двухопорный вал 5 насоса, по крайней мере, с одним рабочим колесом 6, размещенный в подшипниках 7 и 8 и связанный с валом 9 электродвигателя 4 через компенсирующую муфту 10, состоящую из втулки 11, выполненной заодно с торсионным валом 12. Втулка 11 компенсирующей муфты 10 установлена на валу 9 электродвигателя 4, а торсионный вал 12 компенсирующей муфты 10 размещен в полости 13 вала 5 насоса, которая выполнена сквозной, и соединен с ним свободным концом 14. Вал 5 насоса выполнен выступающим за входной торец 15 наиболее удаленного от электродвигателя 4 рабочего колеса 6. ЭНА также содержит фиксатор осевого положения рабочих колес, выполненный в виде гайки 16, установленный в противоположном от электродвигателя 4 конце 17 вала 5, выступающем за входной торец 15. На выступающем конце 17 вала 5 насоса выполнена наружная резьба 18, на которой установлена гайка 16. Гайка 16, вал 5 насоса и торсионный вал 12 соединены вместе посредством штифтового соединения - штифта 19, размещенного в совместно обработанных отверстиях деталей 16, 5 и 12. Герметизация корпуса обеспечивается неподвижными уплотнениями 20 и 21, отделение электродвигателя 4 от перекачиваемой жидкости обеспечивается неподвижным уплотнением 22 и подвижным торцовым уплотнением 23.

ЭНА работает следующим образом: при включении электродвигателя 4 его вал 9 приводит во вращение втулку 11 и выполненный с ней заодно торсионный вал 12 компенсирующей муфты 10. Свободный конец 14 торсионного вала 12 передает крутящий момент через штифт 19 на вал 5 насоса и далее - на установленное на последнем рабочее колесо 6, которое перекачивает жидкость. При этом существующая несоосность между валами 5 и 9 выбирается за счет упругой деформации изгиба торсионного вала 12. Так как последний имеет значительную длину, то радиальные усилия, возникающие в местах контакта торсионного вала 12 с валом 5 и втулки 11 с валом 9 незначительны и не приводят к повышенному износу подшипников 7 и 8, а также подшипников электродвигателя 4. Поскольку отсутствуют перемещения конца 14 торсионного вала относительно вала 5 и втулки 10 относительно вала 9, то устраняется износ этих поверхностей. Штифт 19 выступает здесь и как фиксатор осевого положения компенсирующей муфты 10, и как стопор гайки 16 от самоотвинчивания. В данном примере конкретного исполнения на валу 5 установлено одно рабочее колесо 6, однако для реализации изобретения несущественно количество колес. Также не всегда является необходимым наличие уплотнений 22 и 23 - например, при применении в качестве электродвигателя 4 серийно выпускаемых бесконтактных электродвигателей в виде ротора с постоянным магнитом, отделенного от статора тонкостенной металлической перегородкой.

В результате использования изобретения повышается ресурс ЭНА без увеличения его габаритов за счет устранения взаимных перемещений деталей ЭНА и вызванного этим износа трущихся поверхностей. Повышение ресурса особенно ценно для изделий космической техники, характеризующихся значительной стоимостью доставки сменного оборудования и трудностью замены выработавших ресурс агрегатов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Электронасосный агрегат содержит корпус и установленные в нем электродвигатель и двухопорный вал насоса. Вал насоса связан с валом электродвигателя через компенсирующую муфту. Втулка муфты установлена на валу электродвигателя, а торсионный вал муфты размещен в полости вала насоса и соединен с ним свободным концом. Втулка выполнена заодно с торсионным валом. Вал насоса выполнен выступающим за входной торец наиболее удаленного от электродвигателя рабочего колеса. На выступающем конце вала насоса выполнена наружная резьба. Полость вала насоса выполнена сквозной. Фиксатор осевого положения рабочих колес выполнен в виде гайки, установленной на наружной резьбе выступающего конца вала насоса. Гайка, вал насоса и торсионный вал соединены вместе посредством штифтового соединения. Изобретение направлено на повышение ресурса без увеличения габаритов. 1 ил.

Электронасосный агрегат, содержащий корпус, установленные в нем электродвигатель и двухопорный вал насоса с, по крайней мере, одним рабочим колесом, связанный с валом электродвигателя через компенсирующую муфту, втулка которой установлена на валу электродвигателя, а торсионный вал которой размещен в полости вала насоса и соединен с ним свободным концом, и фиксатор осевого положения рабочих колес, установленный в противоположном от электродвигателя конце вала насоса, отличающийся тем, что втулка выполнена заодно с торсионным валом, вал насоса выполнен выступающим за входной торец наиболее удаленного от электродвигателя рабочего колеса, на выступающем конце вала насоса выполнена наружная резьба, а полость вала насоса выполнена сквозной, фиксатор осевого положения рабочих колес выполнен в виде гайки, установленной на наружной резьбе выступающего конца вала насоса, при этом гайка, вал насоса и торсионный вал соединены вместе посредством штифтового соединения.