RU2431062C1

RU2431062C1 - Axial fan

Info

Publication number: RU2431062C1
Application number: RU2010109656/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Игоревич Белоусов (RU); Николай Игоревич Белоусов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-10-10

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: axial fan includes housing, sleeve with electric drive and impeller, which is installed on it on radial spokes; at that, the farthest sleeve end from impeller projects out of the housing, and protective screen arranged between housing and sleeve and made in the form of threadlike element passing in series from inside the bore through initial radial slot of sleeve and radial hole of the housing to outer surface of the housing and then through adjacent radial hole of the housing and radial sleeve slot closest to the above mentioned inward the bore; after that, through radial slot which is the closest to the last one and then in similar way to radial slot which is the closest to initial one. ^ EFFECT: improved manufacturability and simpler design. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий космической техники.The invention relates to fan building and can be used as part of thermal control systems for space technology products.

Известен осевой вентилятор, содержащий цилиндрический корпус, установленный в нем электродвигатель со смонтированным на его валу рабочим колесом и выполненную заодно с корпусом защитную решетку [1]. Недостатком этого осевого вентилятора является низкая технологичность, обусловленная выполнением защитной решетки заодно с корпусом, что вызывает необходимость значительного объема механической обработки в случае получения детали таким способом, либо изготовления сложной и дорогостоящей оснастки (штампа или пресс-формы). Оба варианта нерентабельны при единичном и мелкосерийном производстве, характерном для изготовления агрегатов ракетно-космической техники.Known axial fan, containing a cylindrical housing, an electric motor installed in it with an impeller mounted on its shaft and a protective grill made integral with the housing [1]. The disadvantage of this axial fan is its low manufacturability due to the implementation of the protective grill at the same time with the casing, which necessitates a significant amount of machining if the part is obtained in this way, or if complex and expensive equipment (stamp or mold) is manufactured. Both options are unprofitable for single and small-scale production, characteristic for the manufacture of rocket and space technology units.

Указанного недостатка частично лишен осевой вентилятор, содержащий цилиндрический корпус, установленную в нем на радиальных спицах втулку с выступающим из корпуса дальним от рабочего колеса торцом, размещенный во втулке электродвигатель со смонтированным на его валу рабочим колесом и размещенную между корпусом и втулкой защитную решетку [2], выбранный в качестве прототипа. Решетка выполнена в виде концентричных колец, закрепленных на радиальных спицах.The specified drawback is partially deprived of the axial fan, comprising a cylindrical housing, a sleeve mounted thereon with a face protruding from the housing farthest from the impeller, an electric motor mounted on the shaft with an impeller mounted on its shaft and a protective grill placed between the housing and the sleeve [2] selected as a prototype. The lattice is made in the form of concentric rings mounted on radial spokes.

Недостатком этого осевого вентилятора является сложность конструкции и низкая технологичность, обусловленные необходимостью изготовления концентричных колец решетки и их надежного крепления к радиальным спицам, что также требует точного изготовления в последних опорных поверхностей, контактирующих с концентричными кольцами.The disadvantage of this axial fan is the design complexity and low manufacturability due to the need to manufacture concentric lattice rings and their reliable fastening to radial spokes, which also requires accurate manufacture in the last supporting surfaces in contact with the concentric rings.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение технологичности осевого вентилятора.The technical result of the invention is to simplify the design and improve the adaptability of the axial fan.

Технический результат достигается за счет того, что в известном осевом вентиляторе, содержащем цилиндрический корпус, установленную в нем на радиальных спицах втулку, размещенный во втулке электродвигатель со смонтированным на его валу рабочим колесом, при этом дальний от рабочего колеса торец втулки выступает из корпуса, и размещенную между корпусом и втулкой защитную решетку, согласно изобретению, на выступающем торце втулки выполнены расточка и четное количество радиальных пазов, сообщающих наружную поверхность втулки с внутренней поверхностью расточки, и на торце корпуса со стороны втулки выполнены радиальные отверстия соответственно количеству радиальных пазов, а защитная решетка выполнена в виде нитевидного элемента, проходящего последовательно изнутри расточки через начальный радиальный паз втулки и радиальное отверстие корпуса на наружную поверхность корпуса и затем через соседнее радиальное отверстие корпуса и ближайший к описанному выше радиальный паз втулки внутрь расточки, после чего через ближайший к последнему радиальный паз и далее подобным образом до радиального паза, ближайшего к начальному, при этом свободные концы нитевидного элемента соединены между собой внутри втулки.The technical result is achieved due to the fact that in the known axial fan comprising a cylindrical body, a sleeve mounted thereon on radial spokes, an electric motor mounted in the sleeve with an impeller mounted on its shaft, while the end face of the sleeve that is farthest from the impeller protrudes from the body, and placed between the housing and the sleeve protective grill, according to the invention, on the protruding end of the sleeve is made boring and an even number of radial grooves communicating the outer surface of the sleeve with the inner the surface of the bore, and on the end of the case from the side of the sleeve, radial holes are made according to the number of radial grooves, and the protective grill is made in the form of a threadlike element passing sequentially from the inside of the bore through the initial radial groove of the sleeve and the radial hole of the case to the outer surface of the case and then through an adjacent radial hole case and the radial groove of the sleeve closest to the above described inside the bore, then through the radial groove closest to the last and then similar then to the radial groove closest to the initial, while the free ends of the filamentary element are interconnected inside the sleeve.

На фиг.1 приведен пример конкретного выполнения осевого вентилятора, продольный разрез, на фиг.2 - то же, вид с выходного торца по стрелке А.Figure 1 shows an example of a specific implementation of the axial fan, a longitudinal section, figure 2 is the same view from the output end in the direction of arrow A.

Осевой вентилятор содержит цилиндрический корпус 1 и установленную в нем на радиальных спицах 2 втулку 3, закрепленную посредством штифтов 4. Спицы 2 выполнены профилированными для выполнения ими функции спрямляющего аппарата. Во втулке 3 размещен электродвигатель 5, закрепленный винтами 6, со смонтированным на его валу рабочим колесом 7. Дальний от рабочего колеса 7 торец 8 втулки 3 выступает из корпуса 1. Между корпусом 1 и втулкой 3 размещена защитная решетка 9. На выступающем торце 8 втулки 3 выполнены расточка 10 и четное количество радиальных пазов 11, сообщающих наружную поверхность 12 втулки 3 с внутренней поверхностью 13 расточки 10. На торце 14 корпуса 1 со стороны втулки 3 выполнены радиальные отверстия 15 соответственно количеству радиальных пазов 11. Защитная решетка 9 выполнена в виде нитевидного элемента 16 - в данном случае проволоки, проходящего последовательно изнутри расточки 10 через начальный 17 радиальный паз втулки 3 и радиальное отверстие 18 корпуса 1 на наружную поверхность корпуса 1 и затем через ближайшее радиальное отверстие 19 корпуса и ближайший к описанному выше радиальный паз 20 втулки 3 внутрь расточки 10. Далее через ближайший к последнему (радиальному пазу 20) радиальный паз 21 и далее подобным образом до радиального паза 22, ближайшего к начальному радиальному пазу 17. Свободные концы 23 и 24 нитевидного элемента 16 соединены между собой внутри втулки 3 скруткой. Количество пазов и соответственно отверстий выполнено четным, т.к. только в этом случае возможно соединение свободных концов нитевидного элемента внутри втулки.The axial fan comprises a cylindrical body 1 and a sleeve 3 mounted on it on radial spokes 2, fixed by means of pins 4. The spokes 2 are made profiled to perform the function of a straightening apparatus. An electric motor 5 is mounted in the sleeve 3, fixed by screws 6, with the impeller 7 mounted on its shaft 7. The end face 8 of the sleeve 3 protrudes from the housing 1. The protective grill 9 is located between the housing 1 and the sleeve 3. On the protruding end 8 of the sleeve 3, a bore 10 and an even number of radial grooves 11 are made, communicating the outer surface 12 of the sleeve 3 with the inner surface 13 of the bore 10. At the end 14 of the housing 1 from the side of the sleeve 3, radial holes 15 are made corresponding to the number of radial grooves 11. Protective grille 9 is made in the form of a filamentary element 16 - in this case, a wire passing sequentially from within the bore 10 through the initial 17 radial groove of the sleeve 3 and the radial hole 18 of the housing 1 to the outer surface of the housing 1 and then through the nearest radial hole 19 of the housing and the closest to the radial described above the groove 20 of the sleeve 3 inside the bore 10. Then through the radial groove 21 closest to the last (radial groove 20) and then similarly to the radial groove 22 closest to the initial radial groove 17. The free ends 23 and 24 are neither evidnogo element 16 are interconnected within the sleeve 3 twist. The number of grooves and, respectively, holes is even, because only in this case is it possible to connect the free ends of the threadlike element inside the sleeve.

Осевой вентилятор работает следующим образом: при включении электродвигателя 5 начинает вращаться рабочее колесо 7, создавая поток воздуха внутри корпуса 1. Спицы 2, выполняя функцию спрямляющего аппарата, преобразуют динамический напор потока воздуха в статический, повышая к.п.д. вентилятора. Защитная решетка 9 предотвращает возможность случайного попадания частей тела оператора к вращающемуся рабочему колесу со стороны выхода вентилятора. Так как значительная часть вентиляторов космических кораблей защищена от случайного попадания со стороны их входа тем, что они встроены в различные агрегаты (например, холодильно-сушильный агрегат), то в данной заявке рассматривается только конструкция защитной решетки со стороны выхода. Защитная решетка выполнена из нитевидного элемента, концы которого соединены друг с другом. Это единственное соединение обеспечивает неизменное положение защитной решетки и не дает возможности выпадения нитевидного элемента из пазов за счет кинематической невозможности, обусловленной тем, что из-за выступания торца втулки за торец корпуса поверхность образованной нитевидным элементом защитной решетки является конической. Поэтому вытащить какую-либо часть нитевидного элемента в направлении от рабочего колеса невозможно без увеличения длины нитевидного элемента, что возможно только в пределах упругих его деформаций. Подбор конкретного значения величины выступания и глубины пазов от торца втулки для обеспечения надежной фиксации нитевидного элемента в пазах является задачей обычного проектирования. Выполнение на втулке открытых с торца пазов, а не отверстий обусловлено технологичностью монтажа нитевидного элемента - внутри расточки втулки трудно манипулировать со свободным концом нитевидного элемента - и обеспечением защиты наружной поверхности электродвигателя свободным концом нитевидного элемента. На иллюстрациях диаметр нитевидного элемента утрированно показан преувеличенным, на самом деле достаточной его толщиной является величина порядка 0,5 мм.The axial fan operates as follows: when the electric motor 5 is turned on, the impeller 7 starts to rotate, creating an air flow inside the housing 1. The spokes 2, acting as a straightening device, convert the dynamic pressure of the air flow into static, increasing the efficiency fan. The protective grill 9 prevents the possibility of accidental ingress of parts of the operator’s body to the rotating impeller from the fan outlet side. Since a significant part of the spacecraft fans is protected from accidental entry from the side of their entrance by the fact that they are built into various units (for example, a refrigeration-drying unit), this application considers only the design of the protective grille from the exit side. The protective grill is made of a filamentary element, the ends of which are connected to each other. This only connection ensures a constant position of the protective lattice and does not allow the threadlike element to fall out of the grooves due to kinematic impossibility due to the conical surface of the protective lattice formed by the threadlike element due to the protrusion of the sleeve end face. Therefore, it is impossible to pull out any part of the threadlike element away from the impeller without increasing the length of the threadlike element, which is possible only within the limits of its elastic deformations. The selection of a specific value of the protrusion and the depth of the grooves from the end of the sleeve to ensure reliable fixation of the threadlike element in the grooves is a task of ordinary design. The execution of the grooves open at the end of the sleeve, and not the openings, is due to the adaptability of the installation of the threadlike element - inside the bore of the sleeve it is difficult to manipulate the free end of the threadlike element - and to protect the outer surface of the motor with the free end of the threadlike element. In the illustrations, the diameter of the threadlike element is exaggerated shown exaggerated, in fact, its thickness is about 0.5 mm.

В результате использования изобретения существенно повышается технологичность осевого вентилятора и упрощается его конструкция за счет устранения защитной решетки как самостоятельно изготавливаемой детали - в заявленной конструкции сетка формируется из готового материала (проволоки, лески и т.п.), закрепляемого самого с собой и проходящего через ряд отверстий и пазов, могущих быть выполненными с достаточно низкой степенью точности, что значительно сокращает стоимость изготовления осевого вентилятора без какого-либо снижения степени защиты оператора от случайного попадания в зону вращающихся лопаток рабочего колеса. Полученные преимущества позволяют рекомендовать заявленное техническое решение для использования в изделиях космической техники.As a result of using the invention, the manufacturability of the axial fan is significantly increased and its design is simplified by eliminating the protective grill as a self-made part - in the claimed design, the mesh is formed from finished material (wire, fishing line, etc.), fixed to itself and passing through a row holes and grooves that can be made with a sufficiently low degree of accuracy, which significantly reduces the cost of manufacturing an axial fan without any reduction in degree protect the operator from accidentally getting into the area of the rotating impeller blades. The advantages obtained allow us to recommend the claimed technical solution for use in space technology products.

Источники информацииInformation sources

1. Заявка на выдачу патента США №US 2006/0188370 A1 по кл. 415/220, 2006 г.1. Application for the grant of US patent No.US 2006/0188370 A1 in cl. 415/220, 2006

2. Авторское свидетельство СССР №1590672, МПК F04D 25/08, 1990 г. (прототип).2. USSR author's certificate No. 1590672, IPC F04D 25/08, 1990 (prototype).

Claims

An axial fan, comprising a cylindrical body, a sleeve mounted thereon on radial spokes, an electric motor mounted in the sleeve with an impeller mounted on its shaft and a protective grill placed between the body and the sleeve, while the end face of the sleeve that is farthest from the impeller protrudes from the body, characterized in that on the protruding end of the sleeve there is a boring and an even number of radial grooves communicating the outer surface of the sleeve with the inner surface of the bore, and at the end of the housing on the side of the sleeve radial holes are corresponding to the number of radial grooves, and the protective grill is made in the form of a filamentary element passing sequentially from the inside of the bore through the initial radial groove of the sleeve and the radial hole of the housing to the outer surface of the housing and then through the adjacent radial hole of the housing and the closest radial groove of the sleeve described above boring, and then through the radial groove closest to the last and then similarly to the radial groove closest to the initial, while free e threadlike element ends interconnected within the sleeve.