Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ - Патент РФ 2119099
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ
ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ

ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретения могут быть использованы в авиационной и космической технике, а также в других областях техники. Электродвигатель агрегата выполнен в герметичном исполнении, фланец электродвигателя размещен между торцом обоймы, размещенной в корпусе, и упором, выполненным на кожухе, герметизирующем полость статора электродвигателя. В одном из элементов пары обойма-кожух выполнена расточка диаметром, большим или равным диаметру фланца электродвигателя, а на другом - входящий в нее кольцевой выступ, при этом между контактирующими цилиндрическими поверхностями расточки и выступа размещено радиальное уплотнение. Способ сборки электронасосного агрегата включает установку электродвигателя в обойму с его фиксацией по отношению к ней, установку рабочих колес и втулок внутри обоймы, присоединение обоймы с электродвигателем к корпусу, а также присоединение к корпусу герметичного кожуха. Фиксацию электродвигателя к обойме производят путем помещения электродвигателя и обоймы в герметизирующий кожух, монтажа уплотнений между обоймой и кожухом, а также между обоймой и электродвигателем, после чего в полости, ограниченной герметизирующим кожухом, обоймой и электродвигателем, создают разрежение и производят ее герметизацию, затем производят установку рабочих колес и втулок внутри обоймы, присоединение обоймы к корпусу и окончательную фиксацию корпуса, обоймы и герметизирующего кожуха крепежными деталями, стягивающими корпус с кожухом. Использование изобретений позволит упростить конструкцию электронасосного агрегата и повысить технологичность его сборки. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2119099
Класс(ы) патента: F04D13/06, F04D29/62
Номер заявки: 97107901/06
Дата подачи заявки: 15.05.1997
Дата публикации: 20.09.1998
Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Ракетнокосмическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Автор(ы): Белоусов Н.И.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Ракетнокосмическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Описание изобретения: Изобретения относятся к машиностроению и могут быть использованы в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.
Известен герметичный электронасосный агрегат (ЭНА), содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, на котором жестко закреплены электродвигатель и втулки с расточками, в которых установлены рабочие колеса, размещенные на валу электродвигателя [1].
Известен также способ сборки электронасосного агрегата, включающий установку электродвигателя в корпус с его фиксацией по отношению к ней и установку рабочих колес и втулок внутри корпуса [1].
Недостатком этих устройства и способа являются невзаимозаменяемость и неремонтопригодность на борту космического летательного аппарата (КЛА).
Этого недостатка лишен герметичный ЭНА, содержащий корпус с входным и выходным штуцерами и установленную в нем обойму, на которой жестко закреплен электродвигатель, а внутри обоймы размещены втулки с расточками, в которых установлены рабочие колеса, связанные с валом электродвигателя [2], выбранный в качестве прототипа. Между посадочной цилиндрической поверхностью электродвигателя и внутренней поверхностью обоймы размещено радиальное уплотнение. Выполнение обоймы, втулок и электродвигателя с рабочими колесами в виде единого блока позволяет обеспечить взаимозаменяемость и ремонтопригодность на борту КЛА.
Указанного недостатка лишен способ сборки ЭНА, выбранный в качестве прототипа, включающий установку электродвигателя в обойму с его фиксацией по отношению к ней, установку рабочих колес и втулок внутри обоймы, присоединенные обоймы с электродвигателем к корпусу, а также присоединение к корпусу герметичного кожуха [2].
Недостатком этого герметичного ЭНА и способа его сборки являются излишняя сложность конструкции ЭНА (так как имеются три фланцевых винтовых соединения: электродвигателя с обоймой, обоймы с корпусом и кожуха с корпусом) и низкая технологичность способа сборки: помимо необходимости выполнения указанных винтовых соединений способ ограничивает число сборок - разборок электродвигателя с обоймой и корпуса с обоймой из-за износа резьбовых отверстий корпуса и обоймы (особенно для ЭНА, используемых в изделиях авиационной и ракетной техники, где из-за жестких требований к массе агрегатов эти детали выполняются из алюминиевых сплавов, обладающих невысокими прочностными характеристиками).
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленных изобретений, является упрощение конструкции ЭНА и повышение технологичности способа его сборки.
Этот результат достигается за счет того, что в герметичном электронасосном агрегате, содержащем корпус с входным и выходным штуцерами и установленную в нем обойму, на которой жестко закреплен электродвигатель, внутри обоймы размещены втулки с расточками, в которых установлены рабочие колеса, связанные с валом электродвигателя, и герметизирующий полость статора электродвигателя кожух, при этом между посадочной цилиндрической поверхностью электродвигателя и внутренней поверхностью обоймы размещено радиальное уплотнение, а корпус соединен с кожухом посредством крепежных деталей, согласно изобретению электродвигатель выполнен в герметичном исполнении, фланец электродвигателя размещен между торцом обоймы и упором, выполненным на кожухе, в одном из элементов пары обойма-кожух выполнена расточка диаметром, большим или равным диаметру фланца электродвигателя, а на другом - входящий в нее кольцевой выступ, при этом между контактирующими цилиндрическими поверхностями расточки и выступа размещено радиальное уплотнение. Этот результат достигается за счет того, что в способе сборки электронасосного агрегата, включающем установку электродвигателя в обойму с его фиксацией по отношению к ней, установку рабочих колес и втулок внутри обоймы, присоединение обоймы с электродвигателем к корпусу, а также присоединение к корпусу герметичного кожуха, согласно изобретению фиксацию электродвигателя к обойме производят путем помещения электродвигателя и обоймы в герметизирующий кожух, монтажа уплотнений между обоймой и кожухом, а также между обоймой и электродвигателем, после чего в полости, ограниченной герметизирующим кожухом, обоймой и электродвигателем, создают разрежение и производят ее герметизацию, затем производят установку рабочих колес и втулок внутри обоймы, присоединение обоймы к корпусу и окончательную фиксацию корпуса, обоймы и герметизирующего кожуха крепежными деталями, стягивающими корпус с кожухом, при этом разрежение, создаваемое в полости,

где
Pатм - величина атмосферного давления;
Pпол - величина давления в полости на момент ее герметизации;
F - минимально допустимое усилие поджатия электродвигателя к обойме;
D - диаметр расточки,
d - диаметр посадочной цилиндрической поверхности электродвигателя.
Поскольку заявленное в формуле изобретения устройство не может быть собрано посредством какого-либо другого, кроме указанного, способа и так как заявленный способ позволяет получить технический результат лишь при сборке ЭНА, удовлетворяющего заявленной формуле устройства, то очевидно, что в заявке описана группа изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом. Так как заявленные совокупности существенных признаков устройства и способа позволяют устранить резьбовые соединения фланца электродвигателя с обоймой, а также корпуса с обоймой и вследствие этого получить указанный технический результат, то заявленные устройство и способ соответствует критерию "изобретательский уровень".
На фиг. 1 приведен пример конкретного выполнения герметичного электронасосного агрегата, продольный разрез; на фиг. 2,3 показаны операции способа его сборки.
Герметичный электронасосный агрегат содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 штуцерами и установленную в нем обойму 4, на которой размещен электродвигатель 5, диаметр посадочной цилиндрической поверхности которого обозначен d. Внутри обоймы 4 размещены втулки 6 и 7 с расточками, в которых установлены рабочие колеса 8 и 9, установленные на валу электродвигателя 5. Между втулками 6 и 7 размещена проставка 10. Втулки 6 и 7 и проставка 10 поджимаются к торцу электродвигателя 5 гайкой 11. На наружной поверхности обоймы 4 выполнен переводной канал 12, соединяющий выход колеса 8 с входом колеса 9. К корпусу 1 посредством винтов 13 присоединен герметизирующий полость статора электродвигателя 5 кожух 14. Между посадочной цилиндрической поверхностью электродвигателя 5 и внутренней поверхностью обоймы 4 размещено радиальное уплотнение 15. Электродвигатель 5 выполнен в герметичном исполнении, фланец электродвигателя 5 размещен между торцом обоймы 4 и упором 16, выполненным на кожухе 14. В кожухе 14 выполнена расточка 17 с диаметром D, большим диаметра фланца электродвигателя, а на обойме 4 - входящий в расточку 17 кольцевой выступ 18, при этом между контактирующими цилиндрическими поверхностями расточки и выступа размещено радиальное уплотнение 19. На кожухе 14 размещен электрический соединитель 20 выводов электродвигателя 5, герметизированный уплотнительным кольцом 21. В корпусе 1 размещено также уплотнительное кольцо 22, герметизирующее стык между корпусом 1 и обоймой 4.
Способ сборки элеткронасосного агрегата осуществляют следующим образом. Производят установку электродвигателя 5 в обойму 4 с его фиксацией по отношению к ней, для чего герметизирующий кожух 14 с установленным на нем соединителем 20 устанавливают в монтажном приспособлении, которое представляет собой герметичный стакан 23 с герметично закрывающей его крышкой 24. Электродвигатель 5 размещают так, что его фланец оперт на упор 16 кожуха 14. В центральное отверстие крышки 24 вставляют уплотненный по этому отверстию технологический шток 25, на котором устанавливают обойму 4 с установленными радиальными уплотнениями 15 и 19. После этого крышкой 24 закрывают стакан 23 и через штуцер 26 стакана 23 и магистраль 27 производят откачку воздуха из монтажного приспособления до достижения внутри него разрежения

где
Pатм - величина атмосферного давления;
Pпол - величина давления в полости на момент ее герметизации;
F - минимально допустимое усилие поджатия электродвигателя к обойме.
Давление внутри приспособления контролируют по манометру 28. При достижении заданного давления Pпол вентиль 29 магистрали 27 закрывают. В этом положении шток 25 с установленной на нем обоймой 4 перемещают вниз до упора обоймы 4 во фланец электродвигателя 5. Таким образом, между обоймой 4, электродвигателем 5 (выполненным, как указано выше, в герметичном исполнении) и кожухом 14 образована изолированная полость 30, давление воздуха в которой равно Pпол . Затем магистраль 27 отсоединяют от насоса, которым откачивали воздух из монтажного приспособления ( на иллюстрациях не показан), и открывают вентиль 29, выравнивая, таким образом, давление внутри приспособления с атмосферным. После этого снимают крышку 24 со стакана 23 и отсоединяют технологический шок 25 от обоймы 4. В результате выполнения вышеописанных операций процесса сборки получают сборочную единицу обойма 4 - электродвигатель 5 - кожух 14 (с установленными в ней уплотнениями 15, 19, 21 и соединителем 20), в которой обойма 4 и электродвигатель 5 поджаты к кожуху 14 силой атмосферного давления. Нетрудно подсчитать величину этого усилия.
Рассмотрев условие равновесия кожуха 14, видим, что разность давлений Δ=(Pатм-Pпол), воздействующая на участок кожуха, находящийся внутри диаметра D, численно равна произведению разности давлений на площадь круга диаметром D и уравновешивается осевой реакцией со стороны фланца электродвигателя F кож:

Рассмотрев условие равновесия обоймы 4, видим, что разность давлений Δ=(Pатм- Pпол), воздействующая на кольцевой участок обоймы, находящийся внутри диаметра D и снаружи диаметра d, численно равна произведению разности давлений на площадь кольца, ограниченного диаметрами D и d, и уравновешивается осевой реакцией со стороны фланца электродвигателя Fоп:

Рассмотрим для примера величину этих усилий при следующих условиях: d=75 мм; D=90 мм; Pпол =0,5, Pатм=0,5 кгс/см2.
Подставив в (1) и (2) эти величины, получим F кож = 31,8 кгс, Fоп =9,7 кгс. Меньшая из этих величин, Fоп, определяет максимально допустимое значение осевых усилий F, прикладываемых при дальнейшей сборке ЭНА, обеспечивающее неизменное взаимное положение деталей ЭНА до момента окончательной фиксации деталей ЭНА винтами 13. Исходя из условия Fоп= F и получено входящее в формулу изобретения математическое выражение.
Следующей операцией является установка в обойму 4 втулок 6 и 7 с расточками, рабочих колес 8 и 9, проставки 10 и фиксация этих деталей затяжкой гайки 11 (см. фиг. 3). При этом осевая фиксация электродвигателя 5 к обойме 4 обеспечивается усилием Fоп, поэтому максимальные силовые воздействия в осевом направлении при сборке не должны превосходить этой величины (в противном случае возможна ошибка при фиксации осевого положения рабочих колес 8 и 9, что может привести в процессе эксплуатации к касанию колесами стенок втулок 6 и 7 и проставки 10, а последнее может вызвать отказ гидросистемы, в которую входит ЭНА). Поэтому необходимо вести контроль осевых усилий при сборке, в частности гайку 11 затягивают моментным ключом, что позволяет обеспечить гарантированное превышение усилия Fоп над величиной усилия поджатия гайки 11. После завершения вышеуказанной операции производят присоединение обоймы 4 к корпусу 1 с постановкой уплотнительного кольца 22 и окончательную фиксацию корпуса 1, обоймы 4 и герметизирующего кожуха 14 винтами 13, стягивающими корпус 1 с кожухом 14, что показано на фиг 1. Надо отметить, что описанный пример конкретного выполнения способа сборки ЭНА не является единственно возможным. Аналогичного результата можно достичь и без использования монтажного приспособления, за счет выполнения заправочного клапана на кожухе 14, через который затем создают разрежение в полости 30, однако вышеописанный способ является, по мнению автора, наиболее технологичным и позволяет максимально удешевить конструкцию ЭНА.
ЭНА работает следующим образом. При включении электродвигателя 5 он вращает колеса 8 и 9. Жидкость через входной штуцер 2 поступает на периферию колеса 8, затем через отверстия, выполненные во втулке 6 и на обойме 4, поступает в переводной канал 12, соединяющий выход колеса 8 с входом колеса 9, и далее на периферию колеса 9, и через отверстия, выполненные во втулке 7 и на обойме 4, - в штуцер 3. Электродвигатель 5 зафиксирован от осевых перемещений, т.к. его фланец зажат между торцем обоймы 4 и упором 16, выполненным на кожухе 14, а кожух поджат к обойме винтами 13 (усилие поджатия передается через корпус 1). Таким образом, в результате использования изобретения количество стяжных фланцевых соединений в конструкции ЭНА сведено к минимально возможному - все детали ЭНА зафиксированы неизменно в осевом направлении относительно друг друга только одним фланцевым соединением с использованием винтов 13, что существенно упрощает и облегчает конструкцию ЭНА. Снижение массы и габаритов особенно ценно для изделий космической техники.
Формула изобретения: 1. Герметичный электронасосный агрегат, содержащий корпус с входным и выходным штуцерами и установленную в нем обойму, на которой жестко закреплен электродвигатель, внутри обоймы размещены втулки с расточками, в которых установлены рабочие колеса, связанные с валом электродвигателя, и герметизирующий полость статора электродвигателя кожух, при этом между посадочной цилиндрической поверхностью электродвигателя и внутренней поверхностью обоймы размещено радиальное уплотнение, а корпус соединен с кожухом посредством крепежных деталей, отличающийся тем, что электродвигатель выполнен в герметичном исполнении, фланец электродвигателя размещен между торцом обоймы и упором, выполненным на кожухе, в одном из элементов пары обойма - кожух выполнена расточка с диаметром, большим или равным диаметру фланца электродвигателя, а на другом - входящий в нее кольцевой выступ, при этом между контактирующими цилиндрическими поверхностями расточки и выступа размещено радиальное уплотнение.
2. Способ сборки электронасосного агрегата, включающий установку электродвигателя в обойму с его фиксацией по отношению к ней, установку рабочих колес и втулок внутри обоймы, присоединение обоймы с электродвигателем к корпусу, а также присоединение к корпусу герметичного кожуха, отличающийся тем, что фиксацию электродвигателя к обойме производят путем помещения электродвигателя и обоймы в герметизирующий кожух, монтажа уплотнений между обоймой и кожухом, а также между обоймой и электродвигателем, после чего в полости, ограниченной герметизирующим кожухом, обоймой и электродвигателем, создают разрежение и производят ее герметизацию, затем производят установку рабочих колес и втулок внутри обоймы, присоединение обоймы к корпусу и окончательную фиксацию корпуса, обоймы и герметизирующего кожуха крепежными деталями, стягивающими корпус с кожухом, при этом разрежение, создаваемое в полости

где Pатм - величина атмосферного давления;
Pпол - величина давления в полости на момент ее герметизации;
F - минимально допустимое усилие поджатия электродвигателя к обойме;
D - диаметр расточки;
d - диаметр посадочной цилиндрической поверхности электродвигателя.