×
11.03.2019
219.016.d941

Результат интеллектуальной деятельности: РАДИАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002354850
Дата охранного документа
10.05.2009
Аннотация: Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники. Технический результат заключается в повышении надежности радиального вентилятора за счет устранения возможности смещения фланца вентилятора. В радиальном вентиляторе, содержащем корпус с внутренней полостью между двумя торцовыми стенками, электродвигатель с рабочим колесом, а также фланец с входным коллектором, размещенный в соосном рабочему колесу отверстии второй торцовой стенки корпуса с диаметром большим или равным диаметру рабочего колеса, указанный технический результат достигается тем, что на фланце выполнены не менее чем два радиальных плоских выступа, выходящих за наружную цилиндрическую поверхность фланца, контактирующую с цилиндрической поверхностью отверстия, радиальные плоские выступы контактируют одной из своих плоских поверхностей, перпендикулярных оси фланца, с наружной поверхностью второй торцовой стенки, на которой выполнены аксиально выступающие бобышки по числу радиальных плоских выступов, при этом в бобышках выполнена соосная отверстию расточка, один торец которой выполнен касающимся наружной поверхности второй торцовой стенки, ширина расточки больше или равна толщине радиальных плоских выступов, а наружный диаметр расточки больше или равен диаметру описанной вокруг радиальных плоских выступов окружности. 4 ил.

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.

Известен радиальный вентилятор, содержащий станину, установленные на ней корпус вентилятора и электродвигатель с рабочим колесом, размещенным внутри корпуса [1]. Недостатками этого радиального вентилятора является сложность конструкции и значительная масса, обусловленные наличием станины, что ограничивает его применение в изделиях авиационной и ракетной техники.

Этого недостатка лишен радиальный вентилятор, содержащий корпус с внутренней полостью между двумя торцовыми стенками, установленный на одной торцовой стенке электродвигатель с закрепленным на его валу и размещенным во внутренней полости корпуса рабочим колесом, а также фланец с входным коллектором, размещенный в соосном рабочему колесу отверстии второй торцовой стенки корпуса с диаметром большим или равным диаметру рабочего колеса [2], выбранный в качестве прототипа.

Недостатком этого радиального вентилятора является низкая надежность вентилятора, что вызвано недостаточной вибропрочностью из-за малой жесткости крепления фланца с входным коллектором, в отверстии корпуса. Указанное крепление осуществляется упругим разжимным кольцом, деформирующим эластичную вставку. Однако при виброперегрузках, характерных для ракетной техники, особенно на этапе выведения космического аппарата на орбиту, возможно смещение фланца от номинального положения, что снижает аэродинамические характеристики вентилятора. Кроме того, во всех эластичных материалах наблюдаются явления релаксации под нагрузкой, и с течением времени материал эластичной вставки в местах контакта с упругим кольцом будет необратимо деформироваться, ослабляя усилие фиксации фланца, что также приводит к возможности его смещения от номинального положения.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является повышение надежности радиального вентилятора за счет устранения возможности смещения фланца вентилятора.

Технический результат достигается за счет того, что в известном радиальном вентиляторе, содержащем корпус с внутренней полостью между двумя торцовыми стенками, установленный на одной торцовой стенке электродвигатель с закрепленным на его валу и размещенным во внутренней полости корпуса рабочим колесом, а также фланец с входным коллектором, размещенный в соосном рабочему колесу отверстии второй торцовой стенки корпуса с диаметром большим или равным диаметру рабочего колеса, согласно изобретению на фланце выполнены не менее чем два радиальных плоских выступа, выходящих за наружную цилиндрическую поверхность фланца, контактирующую с цилиндрической поверхностью отверстия, плоские радиальные выступы контактируют одной из своих плоских поверхностей, перпендикулярных оси фланца, с наружной поверхностью второй торцовой стенки, на которой выполнены аксиально выступающие бобышки по числу радиальных плоских выступов, при этом в бобышках выполнена соосная отверстию расточка, один торец которой выполнен касающимся наружной поверхности второй торцовой стенки, ширина расточки больше или равна толщине радиальных плоских выступов, а наружный диаметр расточки больше или равен диаметру описанной вокруг радиальных плоских выступов окружности, причем угловой размер бобышек больше углового размера радиальных плоских выступов на величину, определяемую условием возможности фиксации углового положения радиальных плоских выступов в расточке бобышек посредством производимой при сборке пластической деформации материала бобышек, размещенного между свободными торцами бобышек и расточкой. Так как заявленные совокупности существенных признаков устройства позволяют получить указанный технический результат, то заявленное устройство соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 приведен пример конкретного выполнения радиального вентилятора, продольный разрез, на фиг.2 - то же, вид со стороны входного коллектора, на фиг.3 - то же, сечение по Е-Е (увеличено), на фиг.4 - расчетная схема для определения размеров бобышек и выступов.

Радиальный вентилятор содержит корпус 1 с внутренней полостью 2, образованной между одной торцовой стенкой 3 и второй торцовой стенкой 4. На одной торцовой стенке 3 установлен электродвигатель 5 с закрепленным на его валу и размещенным во внутренней полости 2 корпуса 1 рабочим колесом 6. Радиальный вентилятор содержит также фланец 7 с входным коллектором 8, размещенный в соосном рабочему колесу 6 отверстии 9 второй торцовой стенки 4 корпуса 1 с диаметром большим или равным диаметру рабочего колеса 6 (это необходимо для обеспечения собираемости радиального вентилятора). На фланце 7 выполнены не менее чем два радиальных плоских выступа 10, выходящих за наружную цилиндрическую поверхность 11 фланца 7, контактирующую с цилиндрической поверхностью отверстия 9. Радиальные плоские выступы 10 имеют две плоские поверхности 12 и 13, перпендикулярные оси фланца 7. Радиальные плоские выступы 10 контактируют плоскими поверхностями 12 с наружной поверхностью 14 второй торцовой стенки 4, на которой выполнены аксиально выступающие бобышки 15 по числу радиальных плоских выступов 10. В бобышках 15 выполнена соосная отверстию 9 расточка 16, один торец 17 которой выполнен касающимся наружной поверхности 14 второй торцовой стенки 4. Ширина Н расточки 16 (расстояние между одним торцом 17 расточки и вторым торцом 18 расточки) больше или равна толщине h радиальных плоских выступов 10. Угловое положение радиальных плоских выступов 10 в расточке 16 бобышек 15 фиксируется посредством производимой при сборке пластической деформации материала бобышек 15, размещенного между свободными торцами 19 бобышек и расточкой 16. На корпусе 1 выполнен выходной патрубок 20. Наружный диаметр D расточки 16 больше или равен диаметру d описанной вокруг радиальных плоских выступов 10 окружности. Угловой размер С бобышек 15 больше углового размера В радиальных плоских выступов 10 на величину, определяемую условием возможности фиксации углового положения радиальных плоских выступов 10 в расточке 16 бобышек 15 посредством производимой при сборке пластической деформации материала бобышек 15, размещенного между свободными торцами 19 бобышек и расточкой 16. На корпусе 1 выполнен выходной патрубок 20. Зоны пластической деформации 21, производимой приложением внешнего усилия, показаны на фиг.3.

Радиальный вентилятор работает следующим образом: при включении электродвигателя 5 начинает вращаться рабочее колесо 6, создавая поток воздуха от входного коллектора 8 в выходной патрубок 20. Фланец 7 фиксируется в осевом направлении упором плоских поверхностей 12 выступов 10 в торец 17 расточки 16, касающийся наружной поверхности 14 второй торцовой стенки 4. Осевая фиксация фланца 7 в противоположном направлении осуществляется упором плоских поверхностей 13 выступов 10 во второй торец 18 расточки 16. В идеале номинальная ширина Н расточки 16 должна быть выполнена равной номинальной толщине h радиальных плоских выступов 10, т.к. при этом обеспечивается нулевой осевой люфт фланца 7 по отношению к корпусу 1, однако вследствие неизбежных допусков на изготовление деталей фактическая ширина расточки Н будет больше фактической толщины h радиальных плоских выступов 10 на сумму допусков на эти размеры. При выполнении Н и h по 11-му квалитету точности, при номинале 1 мм, сумма этих допусков не превышает 0,12 мм, что не влияет на работу вентилятора. Из-за технической невозможности выполнения размеров Н и h равными друг другу ширина расточки определена как большая или равная толщине радиальных плоских выступов, хотя следует понимать, что номинальные величины этих размеров равны друг другу. При сборке радиального вентилятора фланец 7 вставляют в отверстие 9 до упора плоских поверхностей 12 выступов 10 в наружную поверхность 14 второй торцовой стенки 4 - при этом выступы 10 размещают между бобышками 15. Затем фланец 7 проворачивают до захода выступов 10 внутрь расточки 16 до положения, показанного на фиг.2. Далее приложением внешнего усилия производят пластическую деформацию материала бобышек 15, размещенного между свободными торцами 19 бобышек и расточкой 16, этим обеспечивается невозможность поворота фланца 7 относительно корпуса 1 в процессе эксплуатации радиального вентилятора. Пластическую деформацию производят на заключительном этапе производства, после снятия характеристик вентилятора и возможной подрезки рабочего колеса для обеспечения параметров вентилятора. Угловой размер бобышек выбирается больше углового размера плоских радиальных выступов на величину, обусловленную возможностью фиксации углового положения радиальных плоских выступов в расточке бобышек посредством производимой при сборке пластической деформации материала бобышек: конкретной математической формулы для всех случаев конфигурации выступов привести невозможно, однако при каждом конкретном исполнении величина разности угловых размеров может быть вполне однозначно определена либо опытным путем, либо расчетами, известными из курса сопротивления материалов, расчетами по методу конечных элементов и т.п. Обоснуем разность размеров бобышки и выступа расчетом с использованием формул, известных из курса сопротивления материалов. Расчетная схема приведена на фиг.4. Сверху изображен край бобышки 15, под которым расположен выступ 10, утопленный от края бобышки на величину L. Считаем, что при осуществлении пластической деформации на край бобышки 15 прикладывают распределенную силу q, при этом

q=F/l,

где: F - величина усилия, прикладываемого к краю бобышки;

l - расстояние по краю бобышки, на котором это усилие распределено.

Рассмотрим элемент бобышки 15 шириной а в качестве бруса с прямоугольным сечением а×b. Из фиг.4 видно, что на этот брус воздействует сила N=qa, создающая в сечении на расстоянии L от края бобышки изгибающий момент М=NL=qaL.

По известной из курса сопротивления материалов формуле [3] максимальное значение напряжений изгиба равно

σmax=M/Wx, где Wx - момент сопротивления сечения при изгибе.

Так как известно, что

Wx=ab2/6 (из [4]), получим

σmax=qaL/Wx=6qL/b2.

Для того чтобы деформируемые края бобышек были пластически деформированы, необходимо, чтобы максимальные напряжения изгиба были больше, чем предел упругости σу [5]:

σmax=6qL/b2у.

или

L>b2σу/6q.

Таким образом, получили условие для определения L, в правую часть которой входят все известные величины: b - геометрический размер, σу - известная характеристика материала бобышки, q - интенсивность распределенной нагрузки, однозначно определяемая величиной прикладываемого усилия F, величина которого ограничивается технологическими возможностями, а также условием отсутствия пластических деформаций каких-либо других участков корпуса 1 кроме бобышек 15, и длиной l, на которой распределено это усилие. Конкретная картина нагружения сильно зависит от геометрии деталей вентилятора, однако принципиальная возможность определения геометрических размеров деформируемых частей на базе известных из уровня техники закономерностей показана.

Достигаемое повышение надежности радиального вентилятора за счет устранения возможности смещения фланца вентилятора позволяет рекомендовать заявленный радиальный вентилятор к использованию в ракетно-космической технике.

Литература

1. Патент Российской Федерации №2234000, МПК F04D 17/08, 2004 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1302022, МПК F04D 17/08, 1987 г. (прототип).

3. В.И.Феодосьев. Сопротивление материалов. М., Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1986, стр.145, формула (4.8).

4. Там же, формула (4.9).

5. Там же, стр.69.

Радиальный вентилятор, содержащий корпус с внутренней полостью между двумя торцевыми стенками, установленный на одной торцевой стенке, электродвигатель с закрепленным на его валу и размещенным во внутренней полости корпуса рабочим колесом, а также фланец с входным коллектором, размещенный в соосном рабочему колесу отверстии второй торцевой стенки корпуса с диаметром большим или равным диаметру рабочего колеса, отличающийся тем, что на фланце выполнены не менее чем два радиальных плоских выступа, выходящих за наружную цилиндрическую поверхность фланца, контактирующую с цилиндрической поверхностью отверстия, радиальные плоские выступы контактируют одной из своих плоских поверхностей, перпендикулярных оси фланца, с наружной поверхностью второй торцевой стенки, на которой выполнены аксиально выступающие бобышки по числу радиальных плоских выступов, при этом в бобышках выполнена соосная отверстию расточка, один торец которой выполнен касающимся наружной поверхности второй торцевой стенки, ширина расточки больше или равна толщине радиальных плоских выступов, а наружный диаметр расточки больше или равен диаметру описанной вокруг радиальных плоских выступов окружности.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 370 items.
27.02.2014
№216.012.a708

Осевой вентилятор

Заявленный осевой вентилятор может быть использован в составе систем терморегулирования изделий космической техники. Осевой вентилятор содержит корпус, спрямляющий аппарат в виде втулки с лопатками, размещенную внутри втулки гильзу с закрепленным в ней электродвигателем и рабочим колесом, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508475
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.03.2014
№216.012.a9f9

Модель стационарного плазменного двигателя

Изобретение относится к области электроракетных двигателей. В модели стационарного плазменного двигателя (СПД), содержащей кольцевую диэлектрическую разрядную камеру, с расположенным внутри нее кольцевым анодом-газораспределителем, магнитную систему и катод, внутри его разрядной камеры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509228
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.a9fb

Диафрагменный насос

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования для космических летательных аппаратов. Насос включает мембранную головку с двумя полостями, образованными мембраной с корпусом и крышкой, между фланцами которых закреплен край мембраны, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509230
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.aa15

Термокомпрессионное устройство

Изобретение относится к холодильной технике. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенными к нему баллонами-компрессорами, параллельно включенными в объединенную магистраль заправки баллонов-компрессоров и подачи газа потребителю на входе в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509256
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.aa16

Термокомпрессионное устройство

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, источник холода и магистраль прокачки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509257
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.03.2014
№216.012.abcc

Способ заправки рабочим телом гидравлической магистрали замкнутого жидкостного контура, снабженной гидропневматическим компенсатором объемного расширения рабочего тела, и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к системам терморегулирования (СТР), преимущественно, космических аппаратов, может быть использована при их подготовке к летной эксплуатации, а также в других областях. В предлагаемом способе перед заполнением отвакуумированной гидравлической магистрали рабочим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509695
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.04.2014
№216.012.b3f7

Дублированный электронасосный агрегат

Заявленный дублированный электронасосный агрегат относится к машиностроению и может быть использован в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Дублированный электронасосный агрегат содержит сборный корпус, установленные в корпусе с его противоположных концов два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511788
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b44e

Жидкостно-газовый реактивный двигатель

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в качестве корректирующей двигательной установки космического аппарата. Жидкостно-газовый реактивный двигатель (ЖГРД) содержит бак, заполненный жидким рабочим телом - водой, с выходным отверстием в крышке, камеру и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511877
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.04.2014
№216.012.bce5

Способ измерения электрического сопротивления изоляции между группой объединенных контактов и отдельным контактом и устройство его реализации

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к автоматизированным системам контроля электрического сопротивления и прочности изоляции, и может быть использовано при контроле сопротивления изоляции электрических цепей электро- и радиотехнических изделий. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514096
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bdd3

Термокомпрессионное устройство

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, источник холода и магистраль подачи газа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514335
Дата охранного документа: 27.04.2014
Showing 41-49 of 49 items.
31.07.2019
№219.017.ba9d

Двухступенчатый центробежный насос

Изобретение может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Двухступенчатый центробежный насос содержит корпус (1), размещенные в корпусе (1) вал (4), установленный на подшипниках (5), и две неподвижные относительно корпуса втулки (6, 7). В выточках...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695869
Дата охранного документа: 29.07.2019
03.09.2019
№219.017.c6bb

Герметизированное устройство

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники. Сущность: устройство содержит корпус (1) с внутренней полостью (2) и расточкой (3), в которой выполнена проточка (12). В расточке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698959
Дата охранного документа: 02.09.2019
01.12.2019
№219.017.e8c2

Устройство для перекрытия канала

Заявленное устройство для перекрытия канала относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в системах обеспечения теплового режима изделий ракетной-космической техники, а также в других областях техники. Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707789
Дата охранного документа: 29.11.2019
25.01.2020
№220.017.f9dc

Дублированный электронасосный агрегат

Изобретение может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической техники. Дублированный электронасосный агрегат содержит корпус с входным и выходным штуцерами и установленные в нем два центробежных электронасоса. Выходные полости электронасосов сообщены с выходным штуцером...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711889
Дата охранного документа: 23.01.2020
01.04.2020
№220.018.122d

Электронасосный агрегат

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической техники. Электронасосный агрегат содержит металлический корпус с входным и выходным патрубками, установленный в корпусе электродвигатель с рабочими колесами, размещенный снаружи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718110
Дата охранного документа: 30.03.2020
15.05.2023
№223.018.58c4

Электронасосный агрегат

Заявленный электронасосный агрегат относится к машиностроению и может быть использован в системах терморегулирования изделий космической техники. Существующие электронасосные агрегаты обладают высокой температурой корпуса их электродвигателя при работе, что представляет опасность для оператора....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002764493
Дата охранного документа: 17.01.2022
15.05.2023
№223.018.58c5

Электронасосный агрегат

Заявленный электронасосный агрегат относится к машиностроению и может быть использован в системах терморегулирования изделий космической техники. Существующие электронасосные агрегаты обладают высокой температурой корпуса их электродвигателя при работе, что представляет опасность для оператора....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002764493
Дата охранного документа: 17.01.2022
16.05.2023
№223.018.632e

Устройство деления потока жидкости

Изобретение относится к устройству деления потока жидкости, может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической и авиационной техники, а также в других областях техники. Устройство содержит корпус, выполненный из двух соединенных посредством фланцевого соединения частей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002771472
Дата охранного документа: 04.05.2022
23.05.2023
№223.018.6cdc

Герметизированное устройство

Изобретение относится к машиностроению. Герметизированное устройство содержит корпус, канал подвода текучей среды, палец, элемент фиксации пальца, первое и второе радиальные уплотнения. С наружного торца корпуса имеется расточка, сообщенная с внутренней полостью корпуса. Канал выходит во...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002770843
Дата охранного документа: 22.04.2022
+ добавить свой РИД