×
29.03.2019
219.016.f027

ПОГРУЖНОЙ В ПОТОК ЖИДКОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники, в частности к погружным электродвигателям (ПЭД). Техническим результатом изобретения является низкий уровень шумоизлучения при обеспечении необходимого отвода тепла от работающего ПЭД, который связан с приводным валом гребного винта. Корпус ПЭД выполнен герметично в виде замкнутого цилиндра, на торцах которого имеются обтекатели, и оборудован установленным снаружи коаксиально с ним звукоизолирующим кожухом, который облицован звукоизолирующим покрытием и через виброизолирующие прокладки прикреплен к корпусу. Звукоизолирующее покрытие выполнено из резины и состоит из пяти слоев, при этом два внешних слоя выполнены из монолитного, а три внутренних слоя из перфорированного материала. Причем внутренняя поверхность торцевых обтекателей корпуса электродвигателя также облицована упомянутым покрытием. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области гидроакустики, в частности к снижению уровня шума, излучаемого корпусами погружных электродвигателей (ПЭД), обеспечивающих вращение испытуемых объектов, например гребных винтов или импеллеров на испытательных стендах.

При выполнении экспериментальных исследований акустических характеристик моделей гребных винтов в гидродинамических и кавитационных трубах, опытовых бассейнах и других научных центрах при решении аналогичных задач ПЭД не должны создавать шумы высокого уровня.

При использовании ПЭД, размещаемых в экспериментальной установке за испытываемыми моделями гребных винтов, к ним предъявляются требования по уровням шума, создаваемых при работе ПЭД, которые должны быть меньше уровней акустических сигналов, создаваемых при испытаниях моделей гребных винтов в экспериментальной установке.

Известен погружной в поток воды электродвигатель, у которого корпус выполнен герметичным в виде замкнутого цилиндра (см. каталог фирмы "Franclin Electric", стр. 510.201-510.601. Перевод №754 ЦНИИ СЭТ, 1969, стр. 5, 6, находится в технической библиотеке ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова), принятый в качестве прототипа.

Недостатком указанного ПЭД является наличие вибраций его корпуса, создающего высокие уровни акустических помех при использовании ПЭД для вращения вышеуказанных испытуемых объектов. В связи с этим его невозможно использовать в экспериментальных установках, например в гидродинамических трубах, при испытаниях гребных винтов или импеллеров, поскольку помехи, обусловленные излучением вибрирующего корпуса погружного в жидкость электродвигателя, могут существенно превышать полезные сигналы, что не позволит проводить измерения акустических характеристик моделей гребных винтов в рабочем участке гидродинамической трубы.

Проблему снижения шумности ПЭД настолько, чтобы исключить его влияние на уровень полезного сигнала, в принципе, можно было бы решить за счет применения звукоизолирующего покрытия (ЗИП) на корпусе ПЭД. Однако, проблема снижения акустического излучения корпуса ПЭД имеет особенность, которая состоит в том, что нельзя наносить ЗИП непосредственно на корпус ПЭД, так как при этом нарушается режим охлаждения корпуса потоком воды.

Заявляемое изобретение направлено на создание ПЭД, имеющего низкий уровень шумоизлучения по сравнению с прототипом при обеспечении необходимого отвода тепла от работающего ПЭД.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном погружном в поток жидкости электродвигателе, корпус которого выполнен герметично в виде замкнутого цилиндра и который связан с приводным валом гребного винта, на торцах электродвигателя имеются обтекатели, и он оборудован установленным снаружи коаксиально с ним звукоизолирующим кожухом, выполненным в виде отрезка трубы длиной, превышающей с каждого конца длину корпуса электродвигателя на 15%, внутренняя поверхность которой облицована звукоизолирующим покрытием из резины, имеющим упругость, характеризуемую модулем Юнга, не превышающую Е=108 ПА, и состоящим из пяти слоев, два внешних слоя из которых выполнены из монолитного материала, а три внутренних слоя - из перфорированного материала, имеющего коэффициент перфорации Кпер не менее 0,3, причем между корпусом электродвигателя и коаксиально установленным с ним звукоизолирующим кожухом с покрытием образован сквозной кольцевой канал для протока жидкости, сообщенный с окружающим внешним потоком жидкости, ширина которого составляет 0,05-0,06 диаметра корпуса электродвигателя. При этом звукоизолирующий кожух прикреплен к корпусу электродвигателя с помощью кронштейнов, имеющих в поперечном сечении гидродинамически обтекаемый профиль, через расположенные на корпусе электродвигателя виброизолирующие прокладки, а входной и выходной участки кожуха выполнены гидродинамически обтекаемыми, причем внутренняя поверхность торцевых обтекателей корпуса электродвигателя также облицована упомянутым пятислойным звукоизолирующим покрытием.

Кроме того, предусмотрен вариант, когда звукоизолирующий корпус оборудован кронштейном для его крепления к внешнему объекту, не связанному жестко с корпусом электродвигателя, а между звукоизолирующим кожухом и корпусом электродвигателя размещены по кругу резиновые прокладки для взаимной центровки упомянутых звукоизолирующего кожуха и корпуса электродвигателя.

Наличие обтекателей на торцах электродвигателя обеспечивает плавное, бесшумное обтекание его потоком жидкости.

Установка коаксиально с корпусом ПЭД снаружи звукоизолирующего цилиндрического кожуха, облицованного изнутри звукоизолирующим покрытием, позволяет повысить звукоизоляцию (снижение акустического излучения корпуса ПЭД).

Выполнение звукоизолирующего покрытия из пятислойной резины, имеющей упругость, характеризуемую модулем Юнга, не превышающим Е=108 Па обеспечивает величину звукоизоляции примерно в 30 раз в диапазоне частот выше 1000 Гц.

Наличие в звукоизолирующем пятислойном покрытии двух монолитных наружных слоев и трех внутренних слоев, перфорированных с коэффициентом перфорации Кпер не менее 0,3, уменьшает шумоизлучение ПЭД в диапазоне частот выше 1000 Гц за счет формирования резонансных колебаний по толщине покрытия.

Наличие облицовки на внутренней поверхности обтекателей пятислойным звукоизолирующим покрытием таким же, как на внутренней поверхности кожуха, позволяет повысить звукоизоляцию обтекателей до уровня звукоизоляции кожуха.

Превышение длины звукоизолирующего кожуха с каждого конца корпуса электродвигателя на 15% его длины необходимо для уменьшения возможного шумоизлучения через открытые концы кожуха.

Наличие сквозного кольцевого канала, образованного для протока жидкости между корпусом электродвигателя и коаксиально установленным с ним звукоизолирующим кожухом с нанесенным изнутри покрытием, сообщенного с окружающим внешним потоком жидкости, шириной 0,05-0,06 диаметра корпуса электродвигателя обеспечивает теплоотвод от корпуса ПЭД.

Крепление звукоизолирующего кожуха к корпусу электродвигателя с помощью кронштейнов, имеющих в поперечном сечении гидродинамически обтекаемый профиль, обеспечивает плавное, бесшумное обтекание его потоком жидкости.

Крепление звукоизолирующего кожуха к корпусу электродвигателя с помощью кронштейнов через расположенные на корпусе электродвигателя виброизолирующие прокладки способствует снижению передачи вибраций корпуса ПЭД на звукоизолирующий кожух, тем самым снижая его шумоизлучение.

Выполнение входного и выходного участков звукоизолирующего кожуха гидродинамически обтекаемыми обеспечивает бесшумное обтекание этих участков.

Наличие кронштейна для внешнего крепления звукоизолирующего кожуха к объекту, жестко не связанному с корпусом электродвигателя, приводит к устранению возможности непосредственной передачи вибраций корпуса ПЭД на звукоизолирующий кожух, тем самым существенно снижая его шумоизлучение.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез ПЭД со звукоизолирующим кожухом, на фиг.2 - его поперечный разрез по А-А, на фиг.3 - вариант ПЭД с внешним креплением звукоизолирующего кожуха и на фиг.4 - результаты измерений акустической эффективности кожуха для снижения шумности ПЭД.

Вокруг корпуса 1 ПЭД (фиг.1) коаксиально с ним установлен звукоизолирующий кожух 2, выполненный в виде отрезка цилиндрической трубы, длина которой превышает на 15% длину корпуса 1 ПЭД, с нанесенным на его внутренней поверхности звукоизолирующим покрытием 3. Звукоизолирующее покрытие 3 выполнено из резины и состоит из пяти слоев, два внешних слоя 4 из которых выполнены из монолитного, а три внутренних слоя 5 из перфорированного материала, имеющего коэффициент перфорации Кпер не менее 0,3. Входной 6 и выходной 7 участки кожуха 2 выполнены гидродинамически обтекаемыми. Кожух 2 прикреплен к корпусу 1 ПЭД с помощью кронштейнов 8, имеющих в поперечном сечении гидродинамически обтекаемый профиль, через виброизолирующие прокладки 9. Между корпусом 1 ПЭД и коаксиально установленным с ним звукоизолирующим кожухом 2 с покрытием 3 имеется сквозной кольцевой канал 10 для протока жидкости, отводящей от ПЭД тепло. На торцах корпуса 1 ПЭД (фиг.1) установлены обтекатели 11 и 12, облицованные изнутри звукоизолирующим покрытием (не показано).

На фиг.3 предусмотрен вариант исполнения, при котором крепление звукоизолирующего кожуха 2 осуществляется к внешнему объекту (не показан) с помощью кронштейна 13, а между звукоизолирующим кожухом 2 и корпусом 1 электродвигателя размещены по кругу резиновые прокладки 14 для обеспечения взаимной центровки между звукоизолирующим кожухом 2 и корпусом 1 электродвигателя и сквозного кольцевого канала 10 для протока охлаждающей жидкости.

Устройство работает следующим образом.

При работе ПЭД приводит во вращение испытуемые модели гребных винтов. Возникающий при этом акустический шум, обусловленный излучением вибрирующего корпуса работающего ПЭД, существенно снижается вследствие наличия кожуха, облицованного звукоизолирующим покрытием, а также наличия обтекателей корпуса ПЭД и облицовки таким же покрытием их внутренних поверхностей.

Кроме того, виброизолирующие прокладки, через которые звукоизолирующий кожух прикреплен к корпусу ПЭД, демпфирует указанные вибрации ПЭД и благодаря этому также снижается акустическое шумоизлучение.

При обтекании потоком жидкости входных и выходных участков звукоизолирующего кожуха, кронштейнов крепления кожуха к ПЭД, имеющих в поперечном сечении гидродинамически обтекаемый профиль, и обтекателей на торцах ПЭД исключается возникновение кавитационных явлений на конструктивных элементах ПЭД. При этом жидкость, протекающая через образованный соосными корпусами ПЭД и звукоизолирующего кожуха сквозной кольцевой канал, осуществляет требуемый теплоотвод от корпуса ПЭД.

Одновременно происходит существенное уменьшение излучения корпуса ПЭД за счет затухания акустической волны по мере ее распространения по сквозному кольцевому каналу, являющемуся волноводом со звукомягкими стенками.

Для проверки акустической эффективности предлагаемого ПЭД со звукоизолирующим кожухом были проведены измерения его акустической эффективности при возбуждении макета корпуса ПЭД специальным источником возбуждения.

На фиг.4 приведена частотная характеристика акустической эффективности кожуха, полученная в процессе выполнения этих измерений. Видно, что величина эффективности составляет в диапазоне частот выше 1000 Гц 20-30 дБ.

Отсюда следует, что применение кожуха снижает уровни шумности ПЭД.

1.Погружнойвпотокжидкостиэлектродвигатель,корпускотороговыполненгерметичноввидезамкнутогоцилиндра,связанныйсприводнымвалом,отличающийсятем,чтонаторцахэлектродвигателяимеютсяобтекатели,ионоборудованустановленнымснаружикоаксиальноснимзвукоизолирующимкожухом,выполненнымввидеотрезкатрубыдлиной,выступающейскаждогоконцакорпусаэлектродвигателяна15%,внутренняяповерхностькоторойоблицованазвукоизолирующимпокрытиемизрезины,имеющейупругость,характеризуемуюмодулемЮнга,непревышающуюЕ=10Па,исостоящимизпятислоев,двавнешнихслояизкоторыхвыполненыизмонолитногоматериала,атривнутреннихслоя-изперфорированногоматериала,имеющегокоэффициентперфорацииКнеменее0,3,причеммеждукорпусомэлектродвигателяикоаксиальноустановленнымснимзвукоизолирующимкожухомспокрытиемобразовансквознойкольцевойканалдляпротокажидкости,сообщенныйсокружающимвнешнимпотокомжидкости,ширинакоторогосоставляет0,05-0,06диаметракорпусаэлектродвигателя,приэтомзвукоизолирующийкожухприкрепленккорпусуэлектродвигателяспомощьюкронштейнов,имеющихвпоперечномсечениигидродинамическиобтекаемыйпрофиль,черезрасположенныенакорпусеэлектродвигателявиброизолирующиепрокладки,авходнойивыходнойучасткикожухавыполненыгидродинамическиобтекаемыми,причемвнутренняяповерхностьторцевыхобтекателейкорпусаэлектродвигателятакжеоблицованаупомянутымпятислойнымзвукоизолирующимпокрытием.12.Погружнойвпотокжидкостиэлектродвигатель,корпускотороговыполненгерметичноввидезамкнутогоцилиндра,связанныйсприводнымвалом,отличающийсятем,чтонаторцахэлектродвигателяимеютсяобтекатели,ионоборудованустановленнымснаружикоаксиальноснимзвукоизолирующимкожухом,выполненнымввидеотрезкатрубыдлиной,выступающейскаждогоконцакорпусаэлектродвигателяна15%,внутренняяповерхностькоторойоблицованазвукоизолирующимпокрытиемизрезины,имеющейупругость,характеризуемуюмодулемЮнга,непревышающуюЕ=10Па,исостоящимизпятислоев,двавнешнихслояизкоторыхвыполненыизмонолитногоматериала,атривнутреннихслоя-изперфорированногоматериала,имеющегокоэффициентперфорацииКнеменее0,3,причеммеждукорпусомэлектродвигателяикоаксиальноустановленнымснимзвукоизолирующимкожухомспокрытиемобразовансквознойкольцевойканалдляпротокажидкости,сообщенныйсокружающимвнешнимпотокомжидкости,ширинакоторогосоставляет0,05-0,06диаметракорпусаэлектродвигателя,приэтомзвукоизоизолирующийкожухоборудованкронштейномдляегокрепленияквнешнемуобъекту,несвязанномужесткоскорпусомэлектродвигателя,амеждузвукоизолирующимкожухомикорпусомэлектродвигателяразмешеныпокругудляихвзаимнойцентровкирезиновыепрокладки.2
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-2 of 2 items.
09.05.2019
№219.017.4b61

Плавучая морская платформа

Изобретение относится к судостроению, а именно к проектированию и созданию плавучих платформ. Надводное верхнее строение платформы расположено на одной или нескольких вертикальных опорных колоннах. Каждая колонна имеет корпус произвольной формы, конструктивную ватерлинию произвольной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02200110
Дата охранного документа: 10.03.2003
09.05.2019
№219.017.4b66

Водометный движительно-рулевой комплекс

Изобретение относится к судостроению и касается разработки водометных движителей с реверсивно-рулевым комплексом (ВДРК). ВДРК содержит водовод, рабочее колесо с обтекателем ступицы, установленное на валу с подшипниками, спрямляющий аппарат (СА) и реверсивно-рулевое устройство (РРУ) с поворотным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02205774
Дата охранного документа: 10.06.2003
Showing 1-4 of 4 items.
01.03.2019
№219.016.d102

Акустическое покрытие

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к средствам борьбы с шумом, применяемым в измерительной технике, для оборудования гидроакустических измерительных бассейнов и глубоководных стендов, а также устанавливаемым на корпусные конструкции подводных транспортных средств, кораблей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02161825
Дата охранного документа: 10.01.2001
19.04.2019
№219.017.2c7e

Гидроакустический экран на корпусе судна

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к устройствам снижения шумности судов за счет установки гидроакустических экранов на их смачиваемой поверхности, и решает задачу снижения весовой нагрузки на судно и уменьшения сопротивления его движению без снижения акустической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02240605
Дата охранного документа: 20.11.2004
09.06.2019
№219.017.7863

N, n, n, n, n, n-гекса(2-оксипропил)-2, 4, 6-триаминотолуол и способ его получения

Изобретение относится к новому соединению N,N,N,N,N,N-гекса(2-оксипропил)-2,4,6-триаминотолуолу формулы I, которое может быть использовано в качестве сшивающего агента при получении жестких и эластичных пенополиуретанов, и способу его получения Способ заключается в том, что 2,4,6-триаминотолуол...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02233267
Дата охранного документа: 27.07.2004
10.07.2019
№219.017.b1bd

Экран для звука в потоке жидкости

Изобретение относится к гидроакустике. Предложен экран для звука в потоке жидкости, представляющий собой кольцевую оболочку, состоящую из наружной и внутренней обечаек из жесткого материала, содержащую внутри высокоэластичный материал с герметичными воздушными полостями. Оболочка имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02176113
Дата охранного документа: 20.11.2001
+ добавить свой РИД