Осьовий вентилятор та спосіб збирання осьового вентилятора
Винахід відноситься до вентиляторобудування, зокрема до осьових вентиляторів, і може бути використане у складі систем терморегулювання виробів, переважно космічної техніки, в яких передбачені жорсткі норми за рівнем шуму, і дозволяє знизити шум шляхом зменшення турбулентності потоку повітря всередині корпусу. Осьовий вентилятор містить циліндричний корпус, розташоване в ньому робоче колесо, встановлене на валу електродвигуна. Електродвигун закріплений на корпусі у вигляді втулки з радіальними виступами. Корпус із внутрішньої сторони забезпечений бобишками за кількістю виступів втулки. Зовнішня поверхня кожного виступу і внутрішня поверхня відповідної бобишки виконані у вигляді сфер одного діаметра, що контактують між собою, центр яких розташований на осі вентилятора. Внутрішня поверхня корпусу виконана у вигляді гладкої циліндричної поверхні, діаметр контактуючих сфер D1 визначається співвідношенням де d - діаметр маточини втулки; b - максимальна відстань від площини, перпендикулярної до поздовжньої осі вентилятора, що проходить через центр контактуючих сфер, до точки перетину бічної утворює виступу зі маточкою втулки в порожнині, що проходить через поздовжню вісь вентилятора і вісь виступу; D – діаметр внутрішньої циліндричної поверхні корпусу; h - мінімальна товщина бобишки в порожнині перпендикулярної осі вентилятора. Бобишки виконані знімними, зафіксованими щодо корпусу та виступів втулки в поздовжньому та окружному напрямках, причому зовнішня поверхня бобишок виконана циліндричною того ж діаметра, що і внутрішня поверхня корпусу, а форма бобишки та виступу втулки в перерізі, перпендикулярному осі виступу, ідентичні. Спосіб складання осьового вентилятора включає установку всередину корпусу втулки, суміщення.центів сферичних поверхонь виступів втулки та корпусу, монтаж електродвигуна та робочого колеса та фіксацію втулки на корпусі. Перед установкою втулки фіксують бобишки в корпусі від переміщень в поздовжньому і окружному напрямках, при установці втулки всередину корпусу повертають втулку так, щоб її виступи знаходилися між бобишками, після поєднання центрів сферичних поверхонь проводять розворот втулки щодо її поздовжньої осі в окружному напрямку до і бобишок, монтаж електродвигуна та робочого колеса виробляють із забезпеченням рівномірності зазору між лопатками робочого колеса та корпусом, після чого фіксують положення корпусу, бобишки та втулки один щодо одного. 2 с.п.ф-ли, 5 іл.
Винахід відноситься до вентиляторобудування і може бути використане у складі систем терморегулювання виробів переважно космічної техніки, в яких передбачені жорсткі норми за рівнем шуму.
Відомий осьовий вентилятор, що містить корпус, встановлену в ньому втулку з радіальними виступами, в якій розміщений електродвигун і робоче колесо, встановлене на його валу [1].
Відомий спосіб збирання осьового вентилятора, що полягає в установці втулки з виступами всередину корпусу, монтаж електродвигуна і робочого колеса і закріплення втулки на корпусі [2].
Недоліком цього осьового вентилятора і способу його складання є значний зазор між лопатками і корпусом, викликаний необхідністю компенсації допусків на розміри і відхилення форми поверхонь деталей, а також неможливість регулювання співвісності робочого колеса і корпусу, що призводить до необхідності збільшення цього зазору, наслідком чого є низький ККД.
Найбільш близьким до запропонованої конструкції – прототипомє осьовий вентилятор [2] , що містить циліндричний корпус, розташовані в ньому робоче колесо, встановлене на валу електродвигуна, закріпленого на корпусі за допомогою втулки, що охоплює, з радіальними виступами, причому корпус з внутрішньої сторони забезпечений бобишками за кількістю виступів втулки, а зовнішня поверхня кожного виступу і внутрішня поверхня відповідної бобишки виконані у вигляді сфер одного діаметра, що контактують між собою, центр яких розташований на осі вентилятора.
Найбільш близьким до запропонованого способу - прототипом є спосіб збирання осьового вентилятора [3], що включає установку втулки всередину корпусу, поєднання центрів сферичних поверхонь виступів втулки та корпусу, монтаж електродвигуна та робочого колеса та фіксацію втулки на корпусі.
Недоліком зазначених конструкції та способу збирання осьового вентилятора є підвищений шум вентилятора через неможливість створити гладкі, обтічні поверхні на внутрішній поверхні корпусу та ідентичні бічні поверхні бобишок корпусу та виступів втулки.
Технічним результатом цього винаходу є зниження шуму осьового вентилятора.
Технічний результат досягається тим, що в осьовому вентиляторі, що містить циліндричний корпус, розташоване в ньому робоче колесо, встановлене на валу електродвигуна, закріпленого на корпусі за допомогою втулки, що охоплює, з радіальними виступами, причому корпус з внутрішньої сторони забезпечений бобишками за кількістю виступів втулки, а зовнішня поверхня кожного виступу і внутрішня поверхня відповідної бобишки виконані у вигляді сфер одного діаметра, що контактують між собою, центр яких розташований на осі вентилятора, на відміну від прототипу, в ньому внутрішня поверхня корпусу виконана ввигляді гладкої циліндричної поверхні, а контактуючі сфери виконані діаметром D1, що визначається співвідношенням де d - діаметр маточини втулки; b - максимальна відстань від площини, перпендикулярної до поздовжньої осі вентилятора, що проходить через центр контактуючих сфер, до точки перетину бічної утворює виступу з маточкою втулки в площині, що проходить через поздовжню вісь вентилятора і вісь виступу; D2 – діаметр внутрішньої циліндричної поверхні корпусу; h - мінімальна товщина бобишки в площині, перпендикулярній до поздовжньої осі вентилятора, при цьому бобишки виконані знімними, зафіксованими щодо корпусу і виступів втулки в поздовжньому і окружному напрямках, причому зовнішня поверхня бобишок виконана циліндричної того ж діаметра, що і внутрішня поверхня корпусу, а форма бобишки і виступи втулки в перерізі, перпендикулярному осі виступу втулки, ідентичні.
Цей результат досягається тим, що в способі складання осьового вентилятора, що включає установку втулки всередину корпусу, суміщення центрів сферичних поверхонь виступів втулки і корпусу, монтаж електродвигуна і робочого колеса і фіксацію втулки на корпусі, на відміну від прототипу, перед встановленням втулки всередину корпусу фіксують бобишки в корпусі від переміщень в поздовжньому і окружному напрямках, при встановленні втулки всередину корпусу повертають втулку так, щоб її виступи знаходилися між бобишками, після поєднання центрів сферичних поверхонь проводять розворот втулки щодо її поздовжньої осі в окружному напрямку до поєднання виступів в монтаж електродвигуна та робочого колеса виробляють із забезпеченням рівномірності зазору між лопатками робочого колеса та корпусом, після чого фіксують положення корпусу, бобишки та втулки другщодо друга.
Сукупність всіх зазначених ознак пристрою і способу дозволяє знизити шум осьового вентилятора шляхом зменшення турбулентності потоку повітря за рахунок створення гладких поверхонь на внутрішній поверхні корпусу і забезпечення ідентичності бічних поверхонь бобишок корпусу і виступів втулки.
Оскільки заявлений у формулі винаходу пристрій не може бути зібраний за допомогою будь-якого іншого способу, крім зазначеного вище, і так як спосіб дозволяє зібрати тільки пристрій, геометрія якого задовольняє лише заявленої формули пристрою, то очевидно, що в заявці описана група винаходів, об'єднаних єдиним винахідницьким задумом.
На фіг. 1 показаний поздовжній розріз осьового вентилятора; на фіг.2 представлено поперечний переріз вентилятора виступу втулки (електродвигун не показаний); на фіг. 3,4,5 показані операції процесу збирання.
Осьовий вентилятор містить циліндричний корпус 1, всередині якого встановлена втулка 2, що охоплює електродвигун 3 з робочим колесом 4. Втулка 2 забезпечена трьома радіальними виступами 5 для кріплення до корпусу 1, між корпусом 1 і виступами 5 втулки встановлені бобишки 6. Зовнішні поверхні виступів 5 внутрішні поверхні бобишек 6 виконані у вигляді сфери, центр якої A розміщений на поздовжній осі вентилятора. Втулка 2 і боби 6 кріпляться до корпусу 1 за допомогою гвинтів 7 і штифтів 8.
Вентилятор працює в такий спосіб. При включенні електродвигуна 3 робоче колесо 4 починає обертатися, при цьому лопатки робочого колеса 4 женуть потік повітря всередині корпусу 1, обтікаючи виступи 5 втулки 2 і бобишки 6, при цьому гвинти 7 служать для регулювання зазору між лопатками робочого колеса і корпусом, 8 фіксують положеннякорпуси, бобишок та втулки один щодо одного. Спосіб зборки здійснюють наступним чином: перед встановленням втулки 2 всередині корпусу 1 встановлюють бобишки 6 (див.фіг.3) і кріплять їх до корпусу технологічними гвинтами 9, при установці втулки 2 всередину корпусу 1 розгортають втулку 2 так, щоб її виступи 5 знаходилися між бобишками 6 (див.фіг.4), після поєднання центрів сферичних поверхонь, виробляють розворот втулки 2 щодо поздовжньої осі в окружному напрямку до поєднання виступів 5 і бобишок 6 (див.фіг.5). поєднання можливе, наприклад за рахунок виконання втулки 2 з виступами 5 діаметром, більшим, ніж D2, подальшого укорочування виступів з профільованою бічною поверхнею з потрібним припуском і виготовленні з відрізаних частин бобишек 6 з ідентичною бічною поверхнею при забезпеченні зазору між отворами в бобишках 6 7 і 9. Після цього проводять монтаж електродвигуна 3 з робочим колесом 4, після регулювання рівномірності зазору між лопатками колеса і корпусом фіксують положення бобишек 6 і виступів 5 щодо корпусу 1 гвинтами 7, знімають технологічні гвинти 9, виконують на цих місцях отвори під шт. штифтують корпус 1, бобишки 6 і втулку 2 штифтами 8, причому діаметр штифтів забезпечує їх беззазорне положення в бобишці.
З умови міцності конструкції бобишок та технологічності їх виготовлення повинно виконуватися співвідношення D1 Винахід відноситься до галузі турбобудування, зокрема вентиляторів, і може бути використане в двоконтурних турбореактивних двигунах