ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР
AXIAL-FLOW FAN

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники.
Известен осевой вентилятор, содержащий корпус в виде цилиндрической оболочки и соединенного с ней стакана с пилонами, электродвигатель с фланцем, размещенный внутри стакана, и установленным на его валу рабочим колесом. [1].
Недостатками этого осевого вентилятора являются низкая технологичность, обусловленная трудностью доступа к винтам, крепящим электродвигатель, а также значительные радиальные габариты вентилятора, вызванные необходимостью размещения фланца электродвигателя внутри стакана.
Этих недостатков лишен выбранный в качестве прототипа осевой вентилятор, содержащий корпус в виде цилиндрической оболочки и соединенного с ней стакана с пилонами, электродвигатель с наружной цилиндрической поверхностью, снабженной канавкой, установленный внутри стакана посредством прижимного кольца, поджатого к торцу стакана винтами, размещенными в аксиальных отверстиях прижимного кольца и ввернутыми в аксиальные резьбовые отверстия стакана, входящий в канавку разрезной элемент в виде кольца, разделенный на части меридиональными пазами, а также рабочее колесо, установленное на валу электродвигателя [2].
Недостатками этого осевого вентилятора является низкая виброзащищенность электродвигателя вентилятора, поскольку электродвигатель контактирует непосредственно со стаканом. Значительные вибрационные нагрузки, характерные для участка выведения космического летательного аппарата на орбиту, через корпус вентилятора и стакан передаются непосредственно на электродвигатель и могут привести к отказу его электрорадиоэлементов (в современных бесколлекторных электродвигателях постоянного тока используется значительное их число). Другим недостатком такого осевого вентилятора является значительный уровень создаваемого им шума, что также обусловлено жестким креплением электродвигателя к стакану, передачей вибраций от шарикоподшипников электродвигателя через стакан на корпус осевого вентилятора, который излучает вибрации звуковой частоты в окружающее пространство.
Задачей, решаемой заявленным изобретением, является повышение виброзащищенности электродвигателя осевого вентилятора и снижение его шума.
Эта задача решается за счет того, что в известном осевом вентиляторе, содержащем корпус в виде цилиндрической оболочки и соединенного с ней стакана с пилонами, электродвигатель с наружной цилиндрической поверхностью, снабженной канавкой, установленный внутри стакана посредством прижимного кольца, поджатого к торцу стакана винтами, размещенными в аксиальных отверстиях прижимного кольца и ввернутыми в аксиальные резьбовые отверстия стакана, а также входящий в канавку разрезной элемент, разделенный на части меридиональными пазами, и рабочее колесо, установленное на валу электродвигателя, согласно изобретению разрезной элемент выполнен в виде втулки с размещенными по разным ее торцам внутренним и внешним буртами, на наружную поверхность втулки установлена обойма с упором первым своим торцом в торец внешнего бурта, внутренняя поверхность втулки контактирует с наружной цилиндрической поверхностью электродвигателя, внутренний бурт размещен в канавке, а в стакане выполнена расточка, в которой размещена обойма, при этом между наружной поверхностью обоймы и внутренней поверхностью расточки, а также между торцом внешнего бурта и стенкой расточки, и между вторым торцом обоймы и прижимным кольцом установлены амортизаторы. Так как заявленная совокупность существенных признаков позволяет получить указанный технический результат - повышение виброзащищенности электродвигателя осевого вентилятора и снижение его шума - то заявленное устройство соответствует критерию "изобретательский уровень".
На фиг.1 приведен пример конкретного выполнения осевого вентилятора, продольный разрез, на фиг.2 - то же, поперечный разрез по А-А (электродвигатель условно показан нерассеченным).
Осевой вентилятор содержит корпус 1 в виде цилиндрической оболочки 2 и соединенного с ней стакана 3 с пилонами 4, электродвигатель 5 с наружной цилиндрической поверхностью 6, снабженной канавкой 7, установленный внутри стакана 3 посредством прижимного кольца 8, поджатого к торцу стакана 3 винтами 9, размещенными в аксиальных отверстиях 10 прижимного кольца и ввернутыми в аксиальные резьбовые отверстия 11 стакана 3. Осевой вентилятор содержит также разрезной элемент в виде втулки 12, разделенный на части меридиональными пазами 13, а также рабочее колесо 14, установленное на валу электродвигателя 5. По разным ее торцам втулка 12 имеет внутренний 15 и внешний 16 бурты, на наружную поверхность 17 втулки 12 установлена обойма 18 с упором первым своим торцом 19 в торец внешнего бурта 16, внутренняя поверхность 20 втулки 12 контактирует с наружной цилиндрической поверхностью 6 электродвигателя 5. Внутренний бурт 15 размещен в канавке 7, т.е. разрезной элемент - втулка 12 - входит в канавку. В стакане 3 выполнена расточка 21, в которой размещена обойма 18, при этом между наружной поверхностью обоймы 18 и внутренней поверхностью расточки 21, а также между торцом внешнего бурта 16 и стенкой 22 расточки, и между вторым торцом обоймы 23 и прижимным кольцом 8 установлены амортизаторы 24 и 25 соответственно. Цилиндрическая оболочка 2 и радиальные выступы 4 соединены посредством винтов 26.
Осевой вентилятор работает следующим образом: при включении электродвигателя 5 начинает вращаться колесо 14, создавая поток воздуха. При этом вибрации, воспринимаемые корпусом 1, передаются на электродвигатель 5 через амортизаторы 24 и 25, непосредственный контакт между корпусом и электродвигателем отсутствует. Амортизаторы 24 и 25 поглощают часть энергии колебаний корпуса 1, за счет чего вибрации, проходящие к электродвигателю 5, ослабляются до допустимого уровня. Аналогичным образом, при работе вентилятора в условиях орбитального полета вибрации шарикоподшипников электродвигателя 5, проходя через амортизаторы 24 и 25, также приходят на корпус 1 существенно ослабленными, что снижает шумоизлучение корпуса 1. Втулка 12 выполнена разрезной для обеспечения ее монтажа в канавке. Частей втулки 12 может быть сколько угодно, но не менее 2, что подчеркнуто использованием в формуле изобретения признака «меридиональные пазы» - очевидно, что пазов не может быть менее двух, раз использовано множественное число. Размещение обоймы, втулки и амортизаторов 25 между прижимным кольцом 8 и стенкой 22 расточки ограничивает их осевое перемещение величиной упругих деформаций амортизаторов 25, гасящих энергию аксиальных составляющих колебаний. Амортизаторы 24 гасят энергию радиальных составляющих колебаний. Электродвигатель 5 фиксируется от проворота относительно втулки 12, а втулка 12 - относительно обоймы 18 моментом трения деталей друг о друга, что обеспечивается соответствующим выбором посадок, а также, при необходимости, нанесением на контактирующие поверхности клеев или герметиков. Возможна также фиксация деталей радиально установленными установочными винтами.
Указанные преимущества позволяют рекомендовать заявленное решение к использованию в агрегатах космической техники.
Литература
1. Патент РФ №2061907, кл. F04D 19/00, 1996 г.
2. Патент РФ №2235910, кл. F04D 19/00, 2004 г. (прототип).