БЛОК ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ
CENTRIFUGAL FAN UNIT

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем очистки газового состава космических летательных аппаратов.
Известен блок центробежных вентиляторов, содержащий корпус, в котором установлены два центробежных вентилятора, имеющих общий выходной канал, и заслонку из двух пластин, соединенных между собой шарниром [1]. Недостатками этого блока центробежных вентиляторов являются сложность конструкции заслонки и значительные перетечки от работающего вентилятора к резервному из-за наличия пазов для приводного механизма и шарнира в заслонке.
Этого недостатка лишен выбранный в качестве прототипа блок центробежных вентиляторов, содержащий сборный из двух соединенных фланцами и стянутых винтами частей корпус, первая из которых содержит два входных отверстия на одном своем торце и размещенные на другом торце соосно входным отверстиям два электродвигателя с рабочими колесами, размещенными в спиральных отводах корпуса, снабженных выходящими из них прямолинейными выходными каналами, выходные каналы пересекаются, образуя разделительную стенку между стенкой выходного канала первого спирального отвода, более удаленной от его оси, и стенкой выходного канала второго спирального отвода, менее удаленной от его оси, и сообщены с общим каналом во второй части корпуса [2]. В пазу на разделительной стенке размещена на оси заслонка закрытия выходного канала первого или второго спирального отводов, установленная с возможностью поворота в пределах сектора, образованного плоскими стенками V-образного выреза в первой части корпуса, пересекающими выходные каналы обоих спиральных отводов и параллельными осям электродвигателей.
Недостатком этого блока центробежных вентиляторов является его значительные поперечные габариты, т.е. габариты в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой расположены оси электродвигателей. Это вызвано, во-первых, расположением общего канала в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой расположены оси электродвигателей, а во-вторых, неоправданно большим расстоянием от этой плоскости до стыка фланцев частей корпуса. Последнее вызвано необходимостью размещения стягивающих части корпуса винтов, оси которых пересекают выходные каналы обоих спиральных отводов. Значительные поперечные габариты, увеличивающиеся еще больше в случае подсоединения к общему каналу шланга, подводящего воздух к патрону очистки, существенно снижают компоновочные возможности блока центробежных вентиляторов, а это является неприемлемым исходя из весьма ограниченных объемов отсеков космического корабля.
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является уменьшение поперечных габаритов и расширение компоновочных возможностей блока центробежных вентиляторов.
Этот результат достигается за счет того, что в известном блоке центробежных вентиляторов, содержащем сборный из двух соединенных фланцами и стянутых винтами частей корпус, первая из которых содержит два входных отверстия на одном своем торце и размещенные на другом торце соосно входным отверстиям два электродвигателя с рабочими колесами, размещенными в спиральных отводах корпуса, снабженных выходящими из них прямолинейными выходными каналами, выходные каналы пересекаются, образуя разделительную стенку между стенкой выходного канала первого спирального отвода, более удаленной от его оси, и стенкой выходного канала второго спирального отвода, менее удаленной от его оси, и сообщены с общим каналом во второй части корпуса, а в пазу на разделительной стенке размещена на оси заслонка закрытия выходного канала первого или второго спирального отводов, установленная с возможностью поворота в пределах сектора, образованного плоскими стенками V-образного выреза в первой части корпуса, пересекающими выходные каналы обоих спиральных отводов и параллельными осям электродвигателей, согласно изобретению стык фланцев частей корпуса размещен в плоскости, пересекающей плоскость, в которой лежат оси электродвигателей, со стороны первого спирального отвода, общий канал размещен параллельно осям электродвигателей в секторе, образованном стенками V-образного выреза, а стягивающие части корпуса винты размещены за пределами зоны между плоскостями первого и второго торцов первой части корпуса. За счет вынесения винтов вне проточной части обоих вентиляторов поперечные габариты предельно снижены. Размещение стыка фланцев частей корпуса в плоскости, пересекающей плоскость, в которой лежат оси электродвигателей со стороны первого спирального отвода - за счет этого ось общего канала, направленная параллельно осям электродвигателей, максимально приближена к плоскости, в которой лежат оси электродвигателей, также снижает поперечные габариты.
На фиг.1 приведен пример конкретного выполнения блока вентиляторов, вид со стороны электродвигателей, на фиг.2 - то же, продольный разрез, на фиг.3 и 4 - то же, разрез по А-А, при работе первого и второго вентиляторов соответственно.
Блок центробежных вентиляторов содержит сборный корпус 1, состоящий из первой 2 и второй 3 соединенных фланцами 4 и 5 соответственно и стянутых винтами 6 частей. Первая часть 2 содержит два входных отверстия 7 и 8 на одном своем торце 9 и размещенные на другом торце 10 соосно входным отверстиям 7 и 8 два электродвигателя 11 и 12 с установленными на их валах рабочими колесами 13 и 14, размещенными в спиральных отводах 15 и 16 корпуса соответственно. Электродвигатели 11 и 12 закреплены на торце 10 винтами 17, а во входных отверстиях 7 и 8 запрессованы втулки 18 и 19. Спиральные отводы 15 и 16 снабжены выходящими из них прямолинейными выходными каналами 20 и 21 соответственно, которые пересекаются, образуя разделительную стенку 22 между стенкой 23 выходного канала 20 первого спирального отвода 15, более удаленной от его оси 24, и стенкой 25 выходного канала 21 второго спирального отвода 16, менее удаленной от его оси 26, и сообщены с общим каналом 27 во второй части 3 корпуса 1, а в пазу 28 на разделительной стенке 22 размещена на оси 29 заслонка 30 закрытия выходного канала 20 или 21 первого 15 или второго 16 спирального отводов. Заслонка 30 установлена с возможностью поворота в пределах сектора 31, образованного плоскими стенками 32 и 33 V-образного выреза 34 в первой 2 части корпуса 1, пересекающими выходные каналы 20 и 21 обоих спиральных отводов и параллельными осям электродвигателей (эти оси совпадают с осями 24 и 26). Стык 35 фланцев частей корпуса размещен в плоскости 36, пересекающей плоскость 37, в которой лежат оси электродвигателей (т.е. оси 24 и 26), со стороны первого спирального отвода 15. Общий канал 27 размещен параллельно осям электродвигателей в секторе 31, образованном стенками 32 и 33 V-образного выреза 34, а стягивающие части корпуса винты 6 размещены за пределами зоны между плоскостями первого 9 и второго 10 торцов первой части 2 корпуса 1.
Блок центробежных вентиляторов работает следующим образом: при включении одного из электродвигателей (например, электродвигателя 11) он вращает рабочее колесо 13, лопатки которого создают поток воздуха, поступающего через отверстие втулки 18. Далее воздух через спиральный отвод 15 поступает в прямолинейный выходной канал 20 и в общий канал 27 во второй части 3 корпуса 1, а далее к потребителю (не показан). При этом заслонка 30 находится в положении, показанном на фиг.3, и поджимается к стенке 33 V-образного выреза 34 давлением воздуха, создаваемым рабочим колесом 13. Таким образом, предотвращается обратный переток воздуха через канал 21, спиральный отвод 16 и рабочее колесо 14 неработающего электродвигателя 12. В случае отказа электродвигателя 11 включают электродвигатель 12, он вращает рабочее колесо 14, лопатки которого создают поток воздуха, поступающего через отверстие втулки 19. Далее воздух через спиральный отвод 16 поступает в прямолинейный выходной канал 21 и в общий канал 27 во второй части 3 корпуса 1, а далее к потребителю (не показан). При этом заслонка 30 находится в положении, показанном на фиг.4, и поджимается к стенке 32 V-образного выреза 34 давлением воздуха, создаваемым рабочим колесом 14. Таким образом, предотвращается обратный переток воздуха через канал 20, спиральный отвод 15 и рабочее колесо 13 неработающего электродвигателя 11. Оба электродвигателя 11 и 12 могут включаться одновременно, увеличивая напор и расход блока центробежных вентиляторов на экстремальных режимах. Заслонка 30 при этом находится в промежуточном положении, обеспечивая сообщение как канала 20, так и канала 21 с общим каналом 27. Втулки 18 и 19 нужны для предотвращения перетока воздуха с наружных диаметром колес 13 и 14 на вход блока вентиляторов, однако они не упомянуты в формуле изобретения, т.к. не являются всегда необходимыми - например, в случае, когда наружный диаметр рабочего колеса меньше или равен диаметру посадочной цилиндрической поверхности электродвигателя, воздух к рабочим колесам может поступать непосредственно через входные отверстия, диаметр которых в этом случае будет меньшим наружного диаметра рабочих колес. На чертежах показан общий случай, при этом втулки 18 и 19 установлены, исходя из условия обеспечения собираемости конструкции.
В результате использования изобретения снижаются поперечные габариты и расширяются компоновочные возможности блока центробежных вентиляторов. Поперечные габариты предельно снижены за счет вынесения винтов вне проточной части обоих вентиляторов и размещения стыка фланцев частей корпуса в плоскости, пересекающей плоскость, в которой лежат оси электродвигателей со стороны первого спирального отвода - за счет этого ось общего канала, направленная параллельно осям электродвигателей, максимально приближена к плоскости, в которой лежат оси электродвигателей, что также снижает поперечные габариты. Достигнутые преимущества позволяют рекомендовать блок вентиляторов к применению в изделиях ракетно-космической техники.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР № 802628, МПК F04D 25/14, 1981 г.
2. Патент Российской Федерации № 2013663, МПК F04D 25/10, 1994 г. (прототип).