Изобретение относится к вептиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий космической техники.The invention relates to veptilator engineering and can be used as part of thermal control systems for space technology products.
Известен осевой вентилятор, содержащий цилиндрический корпус с пилоном и установленный на пилоне через амортизатор башмак с фланцем, на котором размещен электродвигатель, а также рабочее колесо, установленное на его валу (авторское свидетельство СССР №800427, MПК: F04D 19/00, 1981 г.). Недостатком этого осевого вентилятора является повышенный уровень шума, вызванный турбулизацией потока при обтекании пилона с башмаком, и низкий к.п.д., обусловленный отсутствием в конструкции спрямляющего аппарата.Known axial fan, containing a cylindrical body with a pylon and mounted on the pylon through a shock absorber shoe with a flange on which the electric motor is located, as well as the impeller mounted on its shaft (USSR author's certificate No. 800427, IPC: F04D 19/00, 1981 ) The disadvantage of this axial fan is the increased noise level caused by turbulization of the flow when flowing around the pylon with the shoe, and low efficiency due to the absence of a straightening device in the design.
Этих недостатков лишен осевой вентилятор, содержащий корпус, на внутренней цилиндрической поверхности которого жестко закреплен спрямляющий аппарат в виде втулки с лопатками, размещенную внутри втулки гильзу с закрепленным в пей электродвигателем и смонтированное на его валу рабочее колесо, а также крышку, закрывающую гильзу с противоположного рабочему колесу торца, причем крышка снабжена n радиальными спицами, опирающимися своими концами на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса (патент РФ №2442025 по МПК: F04D 19/00, 2012 г.), выбранный в качестве прототипа.An axial fan, containing a housing, is deprived of these drawbacks, on the inner cylindrical surface of which a rectifying device in the form of a sleeve with blades is rigidly fixed, a sleeve placed inside the sleeve with an electric motor fixed to the shaft and an impeller mounted on its shaft, as well as a cover that covers the sleeve from the opposite working the end wheel, the lid provided with n radial spokes, resting at their ends on the inner cylindrical surface of the housing (RF patent No. 2442025 for IPC: F04D 19/00, 2012), selected as a prototype.
Недостатком этого осевого вентилятора является низкая технологичность, вызванная крайне нетехнологичной формой крышки, выполненной в виде единой детали тела вращения с выступающими радиальными спицами. Изготовление такой детали методом штамповки нецелесообразно при малых партиях, характерных для агрегатов ракетно-космической техники, изготовление методом литья - влечет присущие этому методу недостатки - низкую прочность, склонность к образованию трещин. Изготовление крышки механической обработкой трудоемко и связано с малым коэффициентом использования материала за счет большого объема удаляемого материала между спицами.The disadvantage of this axial fan is its low adaptability, caused by the extremely non-technological form of the cover, made in the form of a single part of the body of revolution with protruding radial spokes. The manufacture of such a part by stamping is impractical for small batches characteristic of rocket and space technology units; the manufacture by casting involves the disadvantages inherent in this method - low strength, tendency to crack. The manufacture of the cover by machining is laborious and is associated with a low coefficient of use of the material due to the large volume of material removed between the spokes.
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является повышение технологичности.The technical result achieved using the claimed invention is to increase manufacturability.
Этот результат достигается за счет того, что в известном осевом вентиляторе, содержащем корпус, на внутренней цилиндрической поверхности которого жестко закреплен спрямляющий аппарат в виде втулки с лопатками, размещенную внутри втулки гильзу с закрепленным в ней электродвигателем и смонтированное на его валу рабочее колесо, а также крышку, закрывающую гильзу с противоположного рабочему колесу торца, причем крышка снабжена n радиальными спицами, опирающимися своими концами на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса, согласно изобретению, крышка выполнена в виде соосного оси вентилятора плоского диска, на обращенном к гильзе торце которого крепежными элементами закреплены две перекрещивающиеся полосы прямоугольного поперечного сечения, ширина которого между боковыми поверхностями равна L, а высота между торцовыми поверхностями равна h, образующие своими концами n-4 спицы, в центре каждой полосы выполнен перпендикулярный ее продольной оси и параллельный основанию поперечного сечения паз шириной, большей или равной L и глубиной, большей или равной h/2, полосы обращены пазами друг к другу и прилегают торцовыми поверхностями к торцу плоского диска, а па противоположных прилегающим к диску торцовых поверхностях полос выполнена цилиндрическая проточка с образованием участков наружной цилиндрической поверхности диаметра d на обращенных к гильзе торцовых поверхностях полос, при этом указанная поверхность соосна цилиндрической поверхности концов спиц, а на обращенном к крышке торце гильзы выполнен фланец с центральным отверстием диаметра d, в которое входят участки наружной цилиндрической поверхности пластин, причем диск присоединен к фланцу крепежными элементами, размещенными в аксиальных отверстиях диска, выполненных в промежутках между полосами.This result is achieved due to the fact that in the known axial fan containing a housing, on the inner cylindrical surface of which a rectifying device in the form of a sleeve with blades is rigidly fixed, a sleeve is placed inside the sleeve with an electric motor fixed in it and the impeller mounted on its shaft, as well as a cover that covers the sleeve from the opposite end of the impeller, and the cover is provided with n radial spokes, resting their ends on the inner cylindrical surface of the housing, according to on acquisition, the cover is made in the form of a coaxial axis of a flat disk fan, on the end of which faces the sleeve its fasteners fasten two intersecting strips of rectangular cross section, the width of which between the side surfaces is L and the height between the end surfaces is h, forming their ends n-4 knitting needles, in the center of each strip is made perpendicular to its longitudinal axis and parallel to the base of the cross section, a groove of a width greater than or equal to L and a depth greater than or equal to h / 2, the strip of image They are grooved to each other and adjoin the end surfaces to the end face of the flat disk, and cylindrical grooves are made on the opposite end surfaces of the strips, forming sections of the outer cylindrical surface of diameter d on the end surfaces of the strips facing the sleeve, and this surface is aligned with the cylindrical surface of the ends spokes, and on the end face of the sleeve flange is made with a central hole of diameter d, which includes sections of the outer cylindrical surface these plates, and the disk is attached to the flange by fasteners placed in the axial holes of the disk, made in the spaces between the strips.
Hа фиг.1 приведен пример конкретного выполнения осевого вентилятора, продольный разрез, на фиг.2 - то же, поперечное сечение по A-А, на фиг.3 то же, разрез по Б-Б.Figure 1 shows an example of a specific implementation of the axial fan, a longitudinal section, figure 2 is the same, a cross section along A-A, figure 3 is the same, a section along BB.
Осевой вентилятор содержит корпус 1, на внутренней цилиндрической поверхности которого жестко закреплен спрямляющий аппарат 2 в виде втулки 3 с лопатками 4. Внутри втулки 3 размещена гильза 5 с закрепленным в ней электродвигателем 6 со смонтированным на его валу рабочим колесом 7. С противоположного рабочему колесу 7 торца гильза 5 закрыта крышкой 8. причем крышка снабжена четырьмя радиальными спицами 9, опирающимися своими концами 10 на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса 1. Крышка 8 выполнена в виде соосного оси вентилятора плоского диска 11, на обращенном к гильзе 5 торце 12 которого крепежными элементами - винтами 13 - закреплены две перекрещивающиеся полосы 14 прямоугольного поперечного сечения, ширина которого между боковыми поверхностями равна L, а высота между торцовыми поверхностями равна h. Две перекрещивающиеся полосы 14 образуют своими концами 9 спицы, в центре каждой полосы выполнен перпендикулярный ее продольной оси и параллельный основанию поперечного сечения паз 15 шириной, большей или равной L и глубиной, большей или равной h/2, полосы 14 обращены пазами 15 друг к другу и прилегают торцовыми поверхностями к торцу 12 плоского диска 11, а на противоположных прилегающим к диску 11 торцовых поверхностях полос выполнена цилиндрическая проточка 16 с образованием участков 17 наружной цилиндрической поверхности диаметра d на обращенных к гильзе торцовых поверхностях полос 14, при этом указанная поверхность соосна цилиндрической поверхности концов 10 спиц, а на обращенном к крышке 8 торце гильзы 5 выполнен фланец 18 с центральным отверстием 19 диаметра d, в которое входят участки 17 наружной цилиндрической поверхности пластин 14. Спрямляющий аппарат 2 присоединен к корпусу 1 посредством штифтов 20. Диск 11 присоединен к фланцу 18 крепежными элементами 21, размещенными в аксиальных отверстиях 22 диска 11, выполненных в промежутках между полосами 14. С торца фланца 18 выполнены четыре паза 23 для прохода участков двух перекрещивающихся полос 14 изнутри центрального отверстия 19 наружу, к корпусу 1.The axial fan contains a housing 1, on the inner cylindrical surface of which a straightening device 2 is rigidly fixed in the form of a sleeve 3 with blades 4. Inside the sleeve 3 there is a sleeve 5 with an electric motor 6 fixed to it with an impeller 7 mounted on its shaft. From the opposite impeller 7 the end of the sleeve 5 is closed by a cover 8. moreover, the cover is provided with four radial spokes 9, resting their ends 10 on the inner cylindrical surface of the housing 1. The cover 8 is made in the form of a coaxial axis of the flat fan a disk 11, on the end face 12 of the sleeve 5 which fasteners — screws 13 — fasten two intersecting strips 14 of rectangular cross section, the width of which between the side surfaces is L and the height between the end surfaces is h. Two intersecting strips 14 form spokes at their ends 9, in the center of each stripe a groove 15 is made perpendicular to its longitudinal axis and parallel to the base of the cross section with a width greater than or equal to L and a depth greater than or equal to h / 2, the strips 14 face each other with grooves 15 and adjoin the end surfaces to the end face 12 of the flat disk 11, and on the opposite end surfaces of the strips adjacent to the disk 11, a cylindrical groove 16 is formed with the formation of sections 17 of the outer cylindrical surface of diameter d on the inverted to the sleeve of the end surfaces of the strips 14, while the indicated surface is coaxial with the cylindrical surface of the ends of the 10 spokes, and on the end of the sleeve 5 facing the cover 8, a flange 18 is made with a central hole 19 of diameter d, which includes sections 17 of the outer cylindrical surface of the plates 14. Rectifier 2 is attached to the housing 1 by means of pins 20. The disk 11 is attached to the flange 18 by fasteners 21 located in the axial holes 22 of the disk 11, made in the spaces between the strips 14. Four grooves are made from the end of the flange 18 23 for the passage of portions of two crossed strips 14 inside the center hole 19 outward to the body 1.
Осевой вентилятор работает следующим образом: при включении электродвигателя 6 начинает вращаться рабочее колесо 7, лопасти которого создают поток воздуха внутри корпуса 1. Лопатки 4 спрямляющего аппарата 2 преобразуют динамический напор потока воздуха в статический, повышая к.п.д. вентилятора. Крышка 8 закрывает внутреннюю полость гильзы 5 и фиксирует ее в радиальном направлении - гильза базируется своим центральным отверстием на четырех участках 17 наружной цилиндрической поверхности диаметра d полос 14, которые своими концами 10 опираются па внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса. Пазы 23 позволяют обеспечить отсутствие зазора между торцом 12 диска 11 и фланцем 18 везде, кроме участков прохождения через пазы 23 полос 14, но, поскольку выполнение пазов для прохода полос является следствием обычного проектирования, эти пазы не упоминаются в формуле изобретения. Ограничения на размеры пазов 15 («паз шириной, большей или равной L и глубиной, большей или равной h/2») вызваны необходимостью обеспечения контакта торцовых поверхностей обоих полос 14 к торцу 12 диска 11. В случае, если пазы будут шириной, меньше L, невозможно размещение каждой полосы в пазу другой полосы; в случае, если пазы будут глубиной, меньшей h/2, невозможно обеспечить контакт торцовых поверхностей обеих полос 14 к торцу 12 диска 11, и, соответственно, падежную (фиксацию обеих полос к диску 11. Выбор числа спиц n-4 обусловлен тем, что такое число может быть достигнуто использованием минимального числа - двух - полос 14, для этого и приведены все признаки в формуле изобретения. В этом случае минимально возможными средствами обеспечивается надежная фиксация крышки в любом радиальном направлении. Возможно и использование, например, трех и более полос соответственно, шести и более спиц однако, кроме усложнения конструкции и увеличения аэродинамического сопротивления осевого вентилятора никакого дополнительного повышения точности радиальной фиксации крышки не достигается. Поэтому признаки, приведенные в формуле изобретении две полосы, 4 спицы и ограничения на размеры пазов - справедливы исключительно для случая использования двух полос, и не пригодны для любого другого числа полос. Спицам 9, образованным периферийными участками полос 14, можно дополнительной обработкой придать форму с минимальным аэродинамическим сопротивлением, но это тоже является следствием обычного проектирования, и не упоминается в формуле изобретения.The axial fan operates as follows: when the electric motor 6 is turned on, the impeller 7 starts to rotate, the blades of which create an air flow inside the housing 1. The blades 4 of the rectifier 2 transform the dynamic pressure head of the air flow into static, increasing the efficiency fan. The cover 8 closes the inner cavity of the sleeve 5 and fixes it in the radial direction - the sleeve is based on its central hole in four sections 17 of the outer cylindrical surface of diameter d of the strips 14, which at their ends 10 rest on the inner cylindrical surface of the housing. The grooves 23 make it possible to ensure that there is no gap between the end face 12 of the disk 11 and the flange 18 everywhere, except for the sections passing through the grooves 23 of the strips 14, but since the grooves for the passage of the strips are a consequence of the usual design, these grooves are not mentioned in the claims. Restrictions on the dimensions of the grooves 15 ("groove width greater than or equal to L and depth greater than or equal to h / 2") are caused by the need to ensure that the end surfaces of both strips 14 are in contact with the end face 12 of the disk 11. In the event that the grooves are wide, less than L , it is impossible to place each strip in the groove of another strip; in the event that the grooves are less than h / 2 in depth, it is impossible to ensure that the end surfaces of both strips 14 contact the end face 12 of the disk 11 and, accordingly, the case (fixation of both strips to the disk 11. The choice of the number of spokes n-4 is due to the fact that such a number can be achieved by using a minimum number of two strips 14. For this purpose, all the features are given in the claims, in which case reliable fixation of the cover in any radial direction is ensured by the minimum possible means. os, respectively, of six or more spokes, however, in addition to complicating the design and increasing the aerodynamic drag of the axial fan, no additional increase in the accuracy of the radial fixing of the cover is achieved.Therefore, the signs given in the claims two stripes, 4 spokes and restrictions on the size of the grooves are valid exclusively for the case the use of two strips, and are not suitable for any other number of strips.Spokes 9 formed by the peripheral sections of strips 14, you can give additional processing mu minimal aerodynamic resistance, but it is also a consequence of conventional design, and is not mentioned in the claims.
В результате использования изобретения существенно повышается технологичность осевого вентилятора, так как сложная пространственная деталь крышка со спицами формируется из готовых прокатных полуфабрикатов - диск - из листа, полосы 14 - из квадратного прутка или полосы с минимумом механической обработки. Совместная токарная обработка полос 14, привинченных к диску 11, позволяет обеспечить соосность участков 17 цилиндрической поверхности и концов 10 спиц 9, что гарантирует точное центрирование фланца 18 гильзы 5 относительно корпуса 1.As a result of using the invention, the manufacturability of the axial fan is significantly increased, since the complex spatial part of the lid with knitting needles is formed from finished rolled semi-finished products — the disk — from a sheet, strip 14 — from a square bar or strip with a minimum of machining. Joint turning of the strips 14 screwed to the disk 11, allows alignment of sections 17 of the cylindrical surface and the ends 10 of the spokes 9, which ensures accurate centering of the flange 18 of the sleeve 5 relative to the housing 1.
