ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР
AXIAL FAN

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий космической техники.
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.
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.
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.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение технологичности осевого вентилятора.
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.
На фиг.1 приведен пример конкретного выполнения осевого вентилятора, продольный разрез, на фиг.2 - то же, вид с выходного торца по стрелке А.
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.
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.
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.
Источники информации
1. Заявка на выдачу патента США №US 2006/0188370 A1 по кл. 415/220, 2006 г.
2. Авторское свидетельство СССР №1590672, МПК F04D 25/08, 1990 г. (прототип).