RU217615U1

RU217615U1 - Ventilation unit with DC motor

Info

Publication number: RU217615U1
Application number: RU2023104541U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Кретов
Original assignee: Сергей Александрович Кретов
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2023-04-07

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для перемещения воздуха, а именно к установкам вентиляции воздуха. Вентиляционное устройство содержит плоскую опорную пластину с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины, на которой соосно всасывающему отверстию закреплен всасывающий патрубок, а также закреплены плоские металлические кронштейны, каждый из которых состоит из прямолинейного плоского участка, сопряженного с криволинейным участком с ножкой, которая закреплена на опорной пластине, при этом кронштейны расположены с образованием прямолинейными плоскими участками кронштейнов над опорной пластиной прямоугольного отверстия, в котором установлена плоская пластина с боковыми стенками, при этом на плоской пластине закреплен электродвигатель посредством кольцевого фланца, выполненного на корпусе электродвигателя, боковые стенки плоской пластины соединены с прямолинейными плоскими участками кронштейнов, а на валу электродвигателя закреплено рабочее лопаточное Колесо с передним и плоским задним дисками, при этом электродвигатель выполнен со статором, установленным соосно корпусу электродвигателя, и ротором, охватывающим снаружи статор, причем ротор выполнен в виде стакана с плоским днищем и цилиндрической боковой стенкой, внутри стакана на его боковой стенке установлены постоянные магниты, по центру днища внутри стакана выполнено посадочное место, в котором закреплен конец вала электродвигателя, установленного на подшипниках в корпусе электродвигателя, на цилиндрической боковой стенке стакана с наружной ее стороны закреплен опорный фланец, а рабочее лопаточное колесо надето на стакан и закреплено относительно опорного фланца с упором в последний, при этом криволинейные участки каждого кронштейна образованы наружной и внутренней дугами окружности, плавно сопряженными с прямолинейным плоским участком кронштейна, причем центр дуги окружности, образующей внутренний контур криволинейного участка каждого кронштейна и центр дуги окружности, образующей его внешний контур, лежат в плоскости выходного сечения переднего диска рабочего лопаточного колеса, при этом расстояние от выходной кромки каждой лопатки рабочего колеса в момент ее нахождения напротив входной кромки криволинейного участка каждого кронштейна плавно увеличивается в направлении от плоского заднего диска рабочего лопаточного колеса к выходному сечению переднего диска рабочего лопаточного колеса. В результате достигается возможность снизить вибрации и уровень шума при работе вентиляционного устройства. 3 ил.

The utility model relates to devices for moving air, namely to air ventilation installations. The ventilation device comprises a flat support plate with a suction hole made in the center of the plate, on which a suction pipe is fixed coaxially to the suction hole, and flat metal brackets are fixed, each of which consists of a rectilinear flat section associated with a curved section with a leg, which is fixed on support plate, while the brackets are located with the formation of rectilinear flat sections of the brackets above the base plate of a rectangular hole in which a flat plate with side walls is installed, while the electric motor is fixed on the flat plate by means of an annular flange made on the motor housing, the side walls of the flat plate are connected to rectilinear flat sections of the brackets, and a working blade wheel with a front and a flat rear disk is fixed on the electric motor shaft, while the electric motor is made with a stator installed coaxially with the electric motor housing and a rotor enclosing the stator from the outside, moreover, the rotor is made in the form of a glass with a flat bottom and a cylindrical a side wall, inside the cup on its side wall, permanent magnets are installed, in the center of the bottom inside the cup there is a seat in which the end of the motor shaft is fixed, mounted on bearings in the motor housing, a support flange is fixed on the cylindrical side wall of the cup from its outer side, and the working blade wheel is put on the sleeve and fixed relative to the support flange with an emphasis on the latter, while the curved sections of each bracket are formed by the outer and inner arcs of the circle, smoothly conjugated with the rectilinear flat section of the bracket, and the center of the arc of the circle forming the inner contour of the curved section of each bracket and the center of the arc of a circle forming its outer contour lies in the plane of the outlet section of the front disk of the impeller, while the distance from the trailing edge of each blade of the impeller at the moment it is opposite the input edge of the curved section of each bracket gradually increases in the direction from the flat rear disk of the working blade wheel to the outlet section of the front disk of the working blade wheel. As a result, it is possible to reduce vibrations and noise level during operation of the ventilation device. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для перемещения воздуха, а именно к установкам вентиляции воздуха, которые могут быть встроены в различные системы кондиционирования воздуха или очистки воздуха.The utility model relates to air moving devices, namely to air ventilation units that can be built into various air conditioning or air purification systems.

Известно вентиляционное устройство, содержащее опорную пластину с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины, на которой соосно всасывающему отверстию закреплены четыре профилированных кронштейна с центральной монтажной площадкой, к которой прикреплен вентилятор с электродвигателем (см. опубликованную заявку US №2011/0200438, кл. В63Н 1/16, опубл. 18.08.2011).A ventilation device is known, comprising a base plate with a suction hole made in the center of the plate, on which four profiled brackets are fixed coaxially to the suction hole with a central mounting platform to which a fan with an electric motor is attached (see published application US No. 2011/0200438, class B63H 1/16, published 08/18/2011).

Однако широкие опоры кронштейнов создают сравнительно большое аэродинамическое сопротивление, что приводит к снижению производительности вентиляционного устройства и - увеличению шума работы вентиляционного устройства.However, the wide supports of the brackets create a relatively large aerodynamic resistance, which leads to a decrease in the performance of the ventilation device and an increase in the noise of the ventilation device.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является вентиляционное устройство, содержащее плоскую опорную пластину с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины, на которой соосно всасывающему отверстию закреплен всасывающий патрубок, а также закреплены плоские металлические кронштейны, каждый из которых состоит из прямолинейного плоского участка, сопряженного с криволинейным участком с ножкой, которая закреплена на опорной пластине, при этом кронштейны расположены с образованием прямолинейными плоскими участками кронштейнов над опорной пластиной прямоугольного отверстия, через которое вставлен закрепленный относительно последнего электродвигатель, на валу которого закреплено рабочее лопаточное колесо с передним и плоским задним дисками, причем в указанном прямоугольном отверстии установлена плоская пластина, на которой закреплен кольцевой фланец электродвигателя и которая снабжена боковыми стенками, при этом последние соединены с прямолинейными плоскими участками кронштейнов (см. патент на изобретение RU №2715428, кл. F24F 13/24, опубл. 27.08.2019).The closest to the utility model in terms of technical essence and the result achieved is a ventilation device containing a flat support plate with a suction hole made in the center of the plate, on which a suction pipe is fixed coaxially to the suction hole, and flat metal brackets are fixed, each of which consists of a straight a flat section associated with a curved section with a leg, which is fixed on the base plate, while the brackets are located with the formation of rectilinear flat sections of the brackets above the base plate of a rectangular hole through which an electric motor fixed relative to the last one is inserted, on the shaft of which a working blade wheel with a front and flat rear disks, and in the specified rectangular hole a flat plate is installed, on which the annular flange of the electric motor is fixed and which is provided with side walls, the latter being connected to the rectilinear flat sections of the brackets (see Fig. patent for invention RU No. 2715428, class. F24F 13/24, publ. 08/27/2019).

Данное устройство позволяет снизить степень возмущения воздуха во время работы вентиляционного устройства и, как результат, снизить уровень шума при работе вентиляционного устройства.This device allows to reduce the degree of air disturbance during operation of the ventilation device and, as a result, to reduce the noise level during operation of the ventilation device.

Однако наличие вибрации при работе приводит к возникновению возмущений в воздушном потоке и, как результат, к созданию шума при работе вентиляционного устройства, что снижает эффект уменьшения шума при работе устройства.However, the presence of vibration during operation leads to disturbances in the air flow and, as a result, to noise during operation of the ventilation device, which reduces the noise reduction effect of the operation of the device.

Технической проблемой, решаемой полезной моделью является преодоление вышеуказанных недостатков.The technical problem solved by the utility model is to overcome the above disadvantages.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в уменьшении завихрений воздушного потока на выходе из рабочего лопаточного колеса при обтекании кронштейнов и повышение жесткости конструкции вентиляционного устройства за счет жесткого соединения всех элементов конструкции и снижения высоты вентиляционного устройства за счет коаксиальной установки корпуса, вала, статора, ротора и рабочего лопаточного колеса, что позволило снизить вибрацию и уровень шума при работе вентиляционного устройства с одновременным повышением производительности вентиляционного устройства.The technical result achieved by the utility model is to reduce the turbulence of the air flow at the outlet of the working blade wheel when flowing around the brackets and increase the structural rigidity of the ventilation device due to the rigid connection of all structural elements and reduce the height of the ventilation device due to the coaxial installation of the housing, shaft, stator, rotor and impeller, which allowed to reduce vibration and noise during operation of the ventilation device while increasing the performance of the ventilation device.

Указанная техническая проблема решается и технический результат достигается за счет того, что вентиляционное устройство содержит плоскую опорную пластину с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины, на которой соосно всасывающему отверстию закреплен всасывающий патрубок, а также закреплены плоские металлические кронштейны, каждый из которых состоит из прямолинейного плоского участка, сопряженного с криволинейным участком с ножкой, которая закреплена на опорной пластине, при этом кронштейны расположены с образованием прямолинейными плоскими участками кронштейнов над опорной пластиной прямоугольного отверстия, в котором установлена плоская пластина с боковыми стенками, при этом на плоской пластине закреплен электродвигатель посредством кольцевого фланца, выполненного на корпусе электродвигателя, боковые стенки плоской пластины соединены с прямолинейными плоскими участками кронштейнов, а на валу электродвигателя закреплено рабочее лопаточное колесо с передним и плоским задним дисками, при этом электродвигатель выполнен со статором, установленным соосно корпусу электродвигателя, и ротором, охватывающим снаружи статор, причем ротор выполнен в виде стакана с плоским днищем и цилиндрической боковой стенкой, внутри стакана на его боковой стенке установлены постоянные магниты, по центру днища внутри стакана выполнено посадочное место, в котором закреплен конец вала электродвигателя, установленного на подшипниках в корпусе электродвигателя, на цилиндрической боковой стенке стакана с наружной ее стороны закреплен опорный фланец, а рабочее лопаточное колесо надето на стакан и закреплено относительно Опорного фланца с упором в последний, при этом криволинейные участки каждого кронштейна образованы наружной и внутренней дугами окружности, плавно сопряженными с прямолинейным плоским участком кронштейна, причем центр дуги окружности, образующей внутренний контур криволинейного участка каждого кронштейна и центр дуги окружности, образующей его внешний контур, лежат в плоскости выходного сечения переднего диска рабочего лопаточного колеса, при этом расстояние от выходной кромки каждой лопатки рабочего колеса в момент ее нахождения напротив входной кромки криволинейного участка каждого кронштейна плавно увеличивается в направлении от плоского заднего диска рабочего лопаточного колеса к выходному сечению переднего диска рабочего лопаточного колеса.The specified technical problem is solved and the technical result is achieved due to the fact that the ventilation device contains a flat support plate with a suction hole made in the center of the plate, on which the suction pipe is fixed coaxially to the suction hole, and also flat metal brackets are fixed, each of which consists of a straight a flat section associated with a curved section with a leg, which is fixed on the base plate, while the brackets are located with the formation of rectilinear flat sections of the brackets above the base plate of a rectangular hole in which a flat plate with side walls is installed, while the electric motor is fixed to the flat plate by means of an annular of the flange made on the motor housing, the side walls of the flat plate are connected to the straight flat sections of the brackets, and the working blade wheel with the front and flat rear disks is fixed on the motor shaft, while the electric motor is made with a stator mounted coaxially to the motor housing and a rotor covering the outside stator, wherein the rotor is made in the form of a cup with a flat bottom and a cylindrical side wall, permanent magnets are installed inside the cup on its side wall, a seat is made in the center of the bottom inside the cup, in which the end of the motor shaft is fixed, mounted on bearings in the motor housing, on a support flange is fixed to the cylindrical side wall of the cup from its outer side, and the impeller is put on the cup and fixed relative to the support flange with an emphasis on the latter, while the curved sections of each bracket are formed by the outer and inner arcs of a circle, smoothly mated with a rectilinear flat section of the bracket, moreover, the center of the arc of a circle forming the inner contour of the curved section of each bracket and the center of the arc of a circle forming its outer contour lie in the plane of the outlet section of the front disc of the impeller, while the distance from the trailing edge of each impeller blade at the moment it is opposite the leading edge curved section of each bracket smoothly increases in the direction from the flat rear disk of the impeller to the outlet section of the front disk of the impeller.

В ходе проведенного исследования было установлено, что представляется возможность снизить уровень шума при работе вентиляционного устройства и одновременно снизить вибрацию в первую очередь криволинейных участков кронштейнов, что связано с тем, что удалось оптимизировать скорость натекания потока воздуха на переднюю кромку криволинейного участка кронштейна по высоте криволинейного участка кронштейна. Кроме того удалось повысить жесткость конструкции за счет жесткого соединения элементов конструкции вентиляционного устройства, выполнения кронштейна с криволинейным участком образованным, как описано выше, в виде одной дуги окружности и снижения высоты вентиляционного устройства путем по существу коаксиального расположения относительно вала элементов корпуса, статора и ротора электродвигателя, а также рабочего лопаточного колеса, что также позволило снизить вибрацию не только элементов конструкции • кронштейнов, но и вышеуказанных элементов конструкции вентиляционного устройства, что также позволяет обеспечить более плавное обтекание кронштейнов воздушным потоком с соответственным снижением уровня шума при работе вентиляционного устройства и повышением надежности и производительности вентиляционного устройства.In the course of the study, it was found that it is possible to reduce the noise level during the operation of the ventilation device and at the same time reduce the vibration in the first place of the curved sections of the brackets, which is due to the fact that it was possible to optimize the rate of air flow on the leading edge of the curved section of the bracket along the height of the curved section bracket. In addition, it was possible to increase the rigidity of the structure due to the rigid connection of the structural elements of the ventilation device, the execution of the bracket with a curved section formed, as described above, in the form of a single arc of a circle and a decrease in the height of the ventilation device by essentially coaxial arrangement relative to the shaft of the housing elements, stator and rotor of the electric motor , as well as the working blade wheel, which also made it possible to reduce the vibration of not only structural elements • of the brackets, but also the above structural elements of the ventilation device, which also allows for a smoother air flow around the brackets with a corresponding reduction in the noise level during operation of the ventilation device and an increase in reliability and performance of the ventilation device.

На фиг.1 представлен продольный разрез вентиляционного устройства.Figure 1 shows a longitudinal section of the ventilation device.

На фиг.2 представлен вид А на фиг.1.Figure 2 shows view A in figure 1.

На фиг.3 представлен вид сверху на вентиляционное устройство.Figure 3 shows a top view of the ventilation device.

Вентиляционное устройство содержит плоскую опорную пластину 1 с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины 1, на которой соосно всасывающему отверстию закреплен всасывающий патрубок 2, а также закреплены плоские металлические кронштейны 3, каждый из которых состоит из прямолинейного плоского участка 4, сопряженного с криволинейным участком 5 с ножкой 6, которая закреплена на опорной пластине 1.The ventilation device contains a flat support plate 1 with a suction hole made in the center of the plate 1, on which a suction pipe 2 is fixed coaxially to the suction hole, and flat metal brackets 3 are fixed, each of which consists of a rectilinear flat section 4, associated with a curved section 5 with leg 6, which is fixed on the base plate 1.

Кронштейны 3 расположены с образованием прямолинейными плоскими участками 4 кронштейнов 3 над опорной пластиной 1 прямоугольного отверстия.Brackets 3 are located with the formation of rectilinear flat sections 4 of the brackets 3 above the base plate 1 of a rectangular hole.

В указанном прямоугольном отверстии установлена плоская пластина 11, на которой закреплен кольцевой фланец 12 электродвигателяA flat plate 11 is installed in the indicated rectangular hole, on which the annular flange 12 of the electric motor is fixed

7 и которая снабжена боковыми стенками 13.7 and which is provided with side walls 13.

Боковые стенки 13 соединены с прямолинейными плоскими участками 4 кронштейнов 3.Side walls 13 are connected to straight flat sections 4 of brackets 3.

На валу электродвигателя 7 закреплено рабочее лопаточное колесо 8 с передним 9 и плоским задним 10 плоским дисками.On the shaft of the electric motor 7, a working blade wheel 8 with a front 9 and a flat rear 10 flat discs is fixed.

Криволинейные участки 5 каждого кронштейна 3 образованы наружной R1 и внутренней R2 дугами окружности, плавно сопряженными с прямолинейным плоским участком 4 кронштейна 3.Curvilinear sections 5 of each bracket 3 are formed by outer R1 and inner R2 arcs of a circle smoothly conjugated with a rectilinear flat section 4 of bracket 3.

Центр дуги окружности, образующей внутренний контур криволинейного участка 5 каждого кронштейна 3 и центр дуги окружности, образующей его внешний контур, лежат в плоскости выходного сечения переднего диска 9 рабочего лопаточного колеса 8.The center of the arc of a circle forming the inner contour of the curved section 5 of each bracket 3 and the center of the arc of a circle forming its outer contour lie in the plane of the outlet section of the front disk 9 of the impeller 8.

Расстояние от выходной кромки каждой лопатки 14 рабочего колеса 8 в момент ее нахождения напротив входной кромки криволинейного участка 5 каждого кронштейна 3 плавно увеличивается (от L1 до L2) в направлении от заднего плоского диска 10 рабочего лопаточного колеса 8 к выходному сечению переднего профилированного диска 9 рабочего лопаточного колеса 8.The distance from the trailing edge of each blade 14 of the impeller 8 at the moment it is opposite the input edge of the curved section 5 of each bracket 3 gradually increases (from L1 to L2) in the direction from the rear flat disk 10 of the working blade wheel 8 to the outlet section of the front profiled disk 9 of the working paddle wheel 8.

Электродвигатель 7 выполнен со статором 15, установленным соосно корпусу 16 электродвигателя 7, и ротором;^;17, охватывающим снаружи статор 15 электродвигателя 7.The electric motor 7 is made with a stator 15 mounted coaxially to the housing 16 of the electric motor 7, and a rotor; ^; 17, covering the outside of the stator 15 of the electric motor 7.

Ротор 17 выполнен в виде стакана с плоским днищем 18 и цилиндрической боковой стенкой 19.The rotor 17 is made in the form of a glass with a flat bottom 18 and a cylindrical side wall 19.

Внутри стакана на его цилиндрической боковой стенке 19 установлены постоянные магниты 20, а по центру днища 18 внутри стакана выполнено посадочное место 21, в котором закреплен конец вала 22 электродвигателя 7. Вал 22 установлен на подшипниках 23 в корпусе 16 электродвигателя 7.Inside the cup, on its cylindrical side wall 19, permanent magnets 20 are installed, and in the center of the bottom 18, a seat 21 is made inside the cup, in which the end of the shaft 22 of the electric motor 7 is fixed. The shaft 22 is mounted on bearings 23 in the housing 16 of the electric motor 7.

С наружной стороны стакана на его цилиндрической боковой стенке 19 закреплен опорный фланец 24, а рабочее лопаточное колесо 8 надето на стакан и закреплено относительно опорного фланца 24 с упором в последний.From the outer side of the glass on its cylindrical side wall 19, a support flange 24 is fixed, and the impeller 8 is put on the glass and fixed relative to the support flange 24 with an emphasis on the latter.

Вентиляционное устройство работает следующим образом.The ventilation device operates as follows.

При подаче электрической энергии электродвигатель 7 приводит во вращение рабочее лопаточное колесо 8, что вызывает поступление в вентиляционное устройство воздушной среды через всасывающий патрубок 2. Далее воздушный поток поступает через передний диск 9 на лопатки 14 рабочего колеса 8 и последними выбрасывается из вентиляционного устройства, обтекая при этом криволинейный участок 5 кронштейнов 3, при этом кронштейны установлены таким образом, чтобы воздушный поток натекал на криволинейный участок 5 кронштейнов 3 вдоль его боковой поверхности.When electrical energy is supplied, the electric motor 7 rotates the impeller 8, which causes air to enter the ventilation device through the suction pipe 2. Then the air flow enters through the front disk 9 onto the blades 14 of the impeller 8 and is the last to be ejected from the ventilation device, flowing around at this curved section 5 of the brackets 3, while the brackets are installed in such a way that the air flow flows into the curved section 5 of the brackets 3 along its side surface.

Таким образом, за счет расположения выходных кромок лопаток 14 рабочего колеса 8, образованного вышеописанным профилем выполнения криволинейных участков 5 кронштейнов 3 и формирования жесткой конструкции вентиляционного устройства удалось добиться достижения вышеописанного технического результата.Thus, due to the location of the trailing edges of the blades 14 of the impeller 8, formed by the above-described profile for the execution of curved sections 5 of the brackets 3 and the formation of a rigid structure of the ventilation device, it was possible to achieve the above-described technical result.

Claims

Ventilation device comprising a flat support plate with a suction hole made in the center of the plate, on which a suction pipe is fixed coaxially to the suction hole, and flat metal brackets are fixed, each of which consists of a straight flat section associated with a curved section with a leg, which is fixed on the base plate, while the brackets are located with the formation of rectilinear flat sections of the brackets above the base plate of a rectangular hole in which the flat plate is installed with side walls, while the electric motor is fixed on the flat plate by means of an annular flange made on the motor housing, the side walls of the flat plate are connected to rectilinear flat sections of the brackets, and on the motor shaft there is a working blade wheel with a front and a flat rear disk, characterized in that the electric motor is made with a stator mounted coaxially with the motor housing and a rotor enclosing the stator from the outside, and the rotor is made in the form of a glass with a flat bottom and a cylindrical side wall, permanent magnets are installed inside the cup on its side wall, a seat is made in the center of the bottom inside the cup, in which the end of the motor shaft is fixed, mounted on bearings in the motor housing, from the outside, a support flange is fixed on the cylindrical side wall of the cup, and the working blade wheel is put on the sleeve and fixed relative to the support flange with an emphasis on the latter, while the curved sections of each bracket are formed by the outer and inner arcs of the circle, smoothly conjugated with the rectilinear flat section of the bracket, and the center of the arc of the circle forming the inner contour of the curved section of each bracket , and the center of the arc of a circle forming its outer contour, lie in the plane of the outlet section of the front disc of the impeller wheel, while the distance from the trailing edge of each impeller blade at the moment it is opposite the input edge of the curved section of each bracket gradually increases in the direction from the flat rear disk of the impeller to the outlet section of the front disk of the impeller.