Электронасосный агрегат

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической техники. Электронасосный агрегат содержит металлический корпус с входным и выходным патрубками, установленный в корпусе электродвигатель с рабочими колесами, размещенный снаружи электродвигателя, и присоединенный к корпусу герметизирующий кожух, а также электрический соединитель и стакан с кронштейном, в пазах которого размещены параллельно соединенные резисторы. На корпусе выполнен прилегающий к его фланцу выступ, металлический стакан и электрический соединитель размещены в расточках выступа. Изобретение направлено на снижение массы. 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической техники.

Известен электронасосный агрегат (ЭНА), содержащий металлический корпус с входным и выходным патрубками, установленный на корпусе электродвигатель, размещенные на валу электродвигателя рабочие колеса, установленный снаружи электродвигателя присоединенный к корпусу металлический герметизирующий кожух, на котором размещен электрический соединитель, группа из n (n=2, 3 и т.д.) параллельно соединенных резисторов, связанных с герметизирующим кожухом и размещенных внутри него (патент Российской Федерации №2533607, МПК: F04D 13/06, 2014 г.). Провода одного полюса питания электрического соединителя соединены с электродвигателем, а провода другого полюса питания соединены с одноименными выводами группы из n параллельно соединенных резисторов, вторые выводы которых соединены с электродвигателем.

Недостатком такого ЭНА является низкая надежность, являющаяся следствием установки и электромонтажа резисторов на дне герметизирующего кожуха, что усложняет как выполнение резьбовых отверстий для крепления резисторов, так и выполнение пайки их выводов, производящейся в глубине герметизирующего кожуха, что затрудняет обзор и подвод инструмента.

Этого недостатка лишен ЭНА, содержащий металлический корпус с фланцем, снабженный входным и выходным патрубками, установленный в корпусе электродвигатель, фланец которого прилегает к стенке корпуса, размещенные на валу электродвигателя рабочие колеса, установленный снаружи электродвигателя присоединенный к корпусу герметизирующий кожух, а также электрический соединитель и размещенный в цилиндрической расточке металлический стакан с установленным в нем и контактирующим с ним металлическим кронштейном, в пазах кронштейна размещена группа из n (n=2, 3 и т.д.) параллельно соединенных резисторов, выбранный в качестве прототипа (патент РФ №2618377, МПК: F04D 13/06, 2017 г.). Провода одного полюса питания электрического соединителя связаны с электродвигателем, а провода другого полюса питания связаны с одноименными выводами группы из n параллельно соединенных резисторов, вторые выводы которых соединены с электродвигателем.

Недостатком этого ЭНА является его значительная масса, обусловленная размещением кронштейна с резисторами и электрического соединителя на герметизирующем кожухе. Поскольку указанный кожух в прототипе выполняет, помимо основной функции - обеспечения герметизации электродвигателя - функцию несущего элемента конструкции для стакана с кронштейном и электрического соединителя, и функцию элемента теплопередачи от резисторов на корпус, то он имеет поперечное сечение и массу существенно превосходящие значения, обеспечивающие лишь герметизацию электродвигателя. Высокий уровень вибраций, характерный для ЭНА ракетно-космической техники, в сочетании со значительным удалением электрического соединителя от фланца ЭНА, обеспечивающего крепление ЭНА на изделии, может приводить к резонансу и разрушению элементов ЭНА, размещенных в зонах максимальной амплитуды вибраций (в частности, при испытаниях ЭНА на вибропрочность и виброустойчивость, отмечались случаи разрушения электрических соединителей, размещенных на стенке герметизирующего кожуха). Для снижения амплитуды вибраций приходится увеличивать жесткость кожуха путем увеличения его поперечного сечения и, соответственно, массы. Также для обеспечения теплопередачи от резисторов на корпус и далее, к перекачиваемой ЭНА жидкости, через которую впоследствии тепло снимается в размещенном в космическом пространстве радиаторе, требуется достаточная теплопроводность кожуха, что требует изготовления кожуха из металла с высокой теплопроводностью (обычно алюминиевый сплав, обладающий хорошей теплопроводностью и достаточной прочностью при сравнительно малой плотности) и достаточным поперечным сечением. Оба указанных фактора (обеспечение вибропрочности и теплопередачи) приводят к неизбежному увеличению массы герметизирующего кожуха.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является снижение массы ЭНА.

Этот результат достигается за счет того, что в известном электронасосном агрегате, содержащем металлический корпус с фланцем, снабженный входным и выходным патрубками, установленный в корпусе электродвигатель, фланец которого прилегает к стенке корпуса, размещенные на валу электродвигателя рабочие колеса, установленный снаружи электродвигателя присоединенный к корпусу герметизирующий кожух, а также электрический соединитель и размещенный в цилиндрической расточке металлический стакан с установленным в нем и контактирующим с ним металлическим кронштейном, в пазах кронштейна размещена группа из n (n=2, 3 и т.д.) параллельно соединенных резисторов, при этом провода одного полюса питания электрического соединителя связаны с электродвигателем, а провода другого полюса питания связаны с одноименными выводами группы из n параллельно соединенных резисторов, вторые выводы которых соединены с электродвигателем, согласно изобретению, на корпусе выполнен прилегающий к его фланцу выступ, цилиндрическая расточка под металлический стакан выполнена глухой в указанном выступе, электрический соединитель размещен в расточке, также выполненной глухой в указанном выступе, и между глухими расточками под стакан и электрический соединитель, а также между глухой расточкой под стакан и стенкой корпуса, к которой прилегает фланец электродвигателя, выполнены отверстия под провода.

На фиг. 1 приведен пример конкретного выполнения ЭНА, продольный разрез, на фиг. 2, - то же, вид слева, на фиг. 3 - электрическая схема соединений электрического соединителя с электродвигателем ЭНА.

ЭНА содержит металлический корпус 1 с фланцем 2, снабженный входным 3 и выходным 4 патрубками, и установленный в корпусе 1 электродвигатель 5. Фланец 6 электродвигателя 5 прилегает к стенке 7 корпуса 1. На валу 8 электродвигателя 5 размещено рабочее колесо 9. Снаружи электродвигателя 5 установлен присоединенный к корпусу 1 герметизирующий кожух 10. На корпусе 1 выполнен прилегающий к его фланцу 2 выступ 11. В указанном выступе 11 выполнена глухая цилиндрическая расточка 12, в которой размещен металлический стакан 13 с установленным в нем и контактирующим с ним металлическим кронштейном 14. В пазах 15 кронштейна 14 размещена группа из 4 параллельно соединенных резисторов 16. В расточке 17, также выполненной глухой в выступе 11 размещен электрический соединитель 18. Провода 19 одного полюса питания электрического соединителя 18 (в данном примере - от плюса питания) соединены с электродвигателем 5, а провода 20 другого полюса питания (в данном примере - от минуса питания) соединены с одноименными выводами группы из 4 параллельно соединенных резисторов 16, вторые выводы которых соединены с электродвигателем 5 проводами 21. Между глухими расточками 12 и 17 под стакан 13 и электрический соединитель 18 соответственно, выполнено отверстие 22 под провода 19 и 20. Также между глухой расточкой 12 под стакан 13 и стенкой 7 корпуса 1, к которой прилегает фланец 6 электродвигателя 5, выполнено отверстие 23 под провода 19 и 21. Металлический стакан 13 присоединен к выступу 11 винтами 24. Металлический кронштейн 14, наружная поверхность которого повторяет внутреннюю цилиндрическую поверхность стакана 13 и контактирует с ней, закреплен на дне стакана винтами 25.

Резисторы 16 - в данном примере типа С5-47 - установлены на днищах пазов 15 посредством винтов 26. Герметизирующий кожух 10 присоединен к корпусу 1 винтами 27. Параллельное соединение резисторов 16 выполнено проводами - перемычками 28. На фланце 2 корпуса 1 выполнено 4 отверстия 29 для закрепления ЭНА на изделии.

ЭНА работает следующим образом: при подаче напряжения на электрический соединитель 18 напряжение через провода 19 от «плюса» питания и провода 20 от «минуса» питания, группу резисторов 16 и провода 21 поступает на электродвигатель 5. Вал 8 электродвигателя 5 вращает рабочее колесо 9. Жидкость из гидравлической сети (не показана) через входной патрубок 3 поступает на вход и далее на периферию рабочего колеса 9, оттуда - в выходной патрубок 4 и в гидравлическую сеть (не показана). Поскольку постоянное напряжение, поступающее на электродвигатель 5, меньше постоянного напряжения питания, поступающего на электрический соединитель 18 (это напряжение от аккумуляторной батареи космического корабля или стабилизированное напряжения системы электроснабжения орбитальной станции) на величину падения напряжения на группе параллельно соединенных резисторов 16, то электродвигатель 5 развивает меньшую мощность (и, соответственно, ЭНА создает меньший напор и расход), чем если бы электродвигатель был соединен с электрическим соединителем непосредственно. Естественно, при этом на группе резисторов 16, поскольку через них протекает ток, выделяется тепло, которое необходимо снимать во избежание перегрева ЭНА - на космических объектах из-за невесомости отсутствует естественная конвекция, а теплопроводность воздуха вокруг резисторов весьма мала, так же, как мало и тепловое излучение при допустимой температуре эксплуатации резисторов. Однако, т.к. резисторы 16 установлены на металлическом, т.е. высокотеплопроводном, кронштейне 14 - в данном примере резисторы типа С5-47 связаны с кронштейном посредством своих корпусов, сконструированных специально для отвода тепла на свою опорную поверхность - то выделяющееся на резисторах 16 тепло передается путем теплопроводности на кронштейн 14, далее через контакт по его наружной поверхности тепло передается на металлический стакан 13, который контактирует, т.к. поджат винтами 24, с выступом 11 корпуса 1, в т.ч. и на патрубки 3 и 4. Поскольку через эти патрубки непосредственно протекает поток перекачиваемой ЭНА жидкости, указанное тепло передается путем теплопроводности на эту жидкость, которая дальше протекает через теплообменник системы терморегулирования, где излишнее тепло (выделившееся на резисторах) вместе с основным, снимаемым системой терморегулирования и во много раз превосходящим тепло, выделившееся на резисторах, сбрасывается с радиатора системы в космическое пространство. Могут быть использованы резисторы других конструкций, без опорных площадок, с использованием механических средств крепления резисторов к стенке между пазами и заливкой пространства внутри стакана теплопроводящей пастой. Установка n=2, 3 и т.д.) параллельно соединенных резисторов вместо одного необходима для обеспечения надежности ЭНА - в случае выхода из строя одного резистора из группы увеличивается сопротивление группы оставшихся параллельно соединенных резисторов, что приводит к некоторому снижению протекающего через электродвигатель тока и незначительному снижению гидравлических параметров, что допустимо на небольшой промежуток времени до замены отказавшего насоса на резервный, имеющийся в ЗИП. В случае же, если резистор был бы всего один, его отказ равносилен полному отказу ЭНА. Из аналогичных соображений провода, поскольку один провод в цепях питания агрегатов космической техники из тех же соображений надежности практически никогда не применяется. Заявляются колеса, в то время как в приведенном примере рабочее колесо одно. Очевидно, что количество рабочих колес к механизму работы изобретения не относится, а выбирается известными инженерными методами исходя из требуемых параметров ЭНА.

В результате использования изобретения снижается масса ЭНА, так как установка стакана с кронштейном и закрепленной на последнем группой резисторов в расточке выступа корпуса существенно снижает массу герметизирующего кожуха, который уже не выполняет функцию несущего элемента конструкции для стакана с кронштейном и электрического соединителя, и функцию элемента теплопередачи от резисторов на корпус. Вследствие этого поперечное сечение и масса герметизирующего кожуха существенно снижена до значений, обеспечивающих лишь герметизацию электродвигателя. Тепло, выделяемое на резисторах, передается путем теплопередачи на корпус более коротким путем, и устраняется лишний переход для теплового потока по сравнению с прототипом - в месте контакта герметизирующего кожуха с корпусом. Устранение для кожуха функции теплопередачи позволяют выбирать материал для него вне зависимости от его теплопроводности, что дает возможность применения более легких, чем алюминий, материалов - например, магниевые сплавы или пластмассу, обладающее значительно меньшей плотностью. Устранение необходимости снижения вибрационных нагрузок позволяет существенно снизить поперечное сечение герметизирующего кожуха, что также снижает его массу. В то же время размещение электрического соединителя и стакана в выступе корпуса, прилегающем к его фланцу, позволяет без увеличения массы ЭНА существенно снизить вибрационные нагрузки, воздействующие на электросоединитель, из-за высокой жесткости основной детали ЭНА - корпуса - и близости расположения электросоединителя к местам закрепления ЭНА на изделии - отверстиям 29 во фланце 2. Снижение массы ЭНА весьма важно для изделий космической техники из-за высокой стоимости доставки груза на орбиту.

Электронасосный агрегат, содержащий металлический корпус с фланцем, снабженный входным и выходным патрубками, установленный в корпусе электродвигатель, фланец которого прилегает к стенке корпуса, размещенные на валу электродвигателя рабочие колеса, установленный снаружи электродвигателя, присоединенный к корпусу герметизирующий кожух, а также электрический соединитель и размещенный в цилиндрической расточке металлический стакан с установленным в нем и контактирующим с ним металлическим кронштейном, в пазах кронштейна размещена группа из n (n=2, 3 и т.д.) параллельно соединенных резисторов, при этом провода одного полюса питания электрического соединителя связаны с электродвигателем, а провода другого полюса питания связаны с одноименными выводами группы из n параллельно соединенных резисторов, вторые выводы которых соединены с электродвигателем, отличающийся тем, что на корпусе выполнен прилегающий к его фланцу выступ, цилиндрическая расточка под металлический стакан выполнена глухой в указанном выступе, электрический соединитель размещен в расточке, также выполненной глухой в указанном выступе, и между глухими расточками под стакан и электрический соединитель, а также между глухой расточкой под стакан и стенкой корпуса, к которой прилегает фланец электродвигателя, выполнены отверстия под провода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, к средствам охлаждения электродвигателей насосных агрегатов, подшипниковых узлов и частотных преобразователей электродвигателей, установленных в помещениях перекачивающих станций.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано, в частности в турбонасосных агрегатах жидкостных ракетных двигателей. Щелевое уплотнение-демпфер для гашения энергии колебаний вращающегося в бесконтактных подшипниках ротора центробежного насоса содержит корпус с уплотнительной поверхностью, плавающее кольцо, выполненное из отдельных секторов (6), уплотнительный выступ (5) центробежного колеса насоса и упругое демпферное кольцо (7).

Группа изобретений относится к бытовому прибору (100) с насосом (105) для перекачивания жидкости. Насос (105) содержит корпус (111) насоса, камеру (107) всасывания, содержащую всасывающий патрубок (109) для соединения с всасывающей линией с возможностью передачи текучей среды, и фильтр насоса с фильтрующим элементом для отфильтровывания загрязнений из жидкости.

Группа изобретений касается установки с пластмассовой емкостью (1) и направляющим поток компонентом, например станции перекачки сточных вод. Установка содержит пластмассовую емкость (1) и направляющий поток компонент, имеющий корпус (8), выполненный из металлического материала.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании новых, а также при доработке конструкции серийно выпускаемых и эксплуатируемых центробежных насосов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к уплотнительным узлам неподвижных соединений насосов, и может быть использовано для насосов, перекачивающих жидкости, в том числе взрывопожароопасные среды, в частности, в конструкциях гидравлических машин, насосов и компрессоров.

Изобретение относится к насосам для откачивания жидкостей, в том числе с твердыми включениями из резервуаров. Полупогружной насос с валопроводом на подшипниках скольжения состоит из корпуса насоса, расположенного в емкости с перекачиваемой средой, рабочего колеса с лопатками, взаимодействующими с перекачиваемой средой, отвода и опорной плиты.

Изобретение относится к технике для перекачки текучих сред, в особенности, в местах с высокими требованиями по уровню шума. Дисковый насос содержит полый корпус, снабженный патрубками входного и выходного потоков, статор с обмотками и ротор с параллельными дисками и постоянными магнитами.

Изобретение относится к насосному оборудованию, в частности к устройствам для уменьшения кавитации в центробежных насосах. Делитель потока содержит соосно размещенные друг в друге перфорированные стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами.

Лопаточный узел компрессора осевой турбомашины включает стенку, ограничивающую кольцевой поток турбомашины в радиальном направлении и содержащую скрепляющее гнездо, лопатку и скрепляющий слой.

Изобретение относится к области машиностроения, к средствам охлаждения электродвигателей насосных агрегатов, подшипниковых узлов и частотных преобразователей электродвигателей, установленных в помещениях перекачивающих станций.

Изобретение относится к области машиностроения, к средствам охлаждения электродвигателей насосных агрегатов, подшипниковых узлов и частотных преобразователей электродвигателей, установленных в помещениях перекачивающих станций.

Предусмотрен комплексный узел статора теплообменника и вентилятора, включая втулку и кожух. Между втулкой и корпусом расположено множество элементов.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам наддува двигателей внутреннего сгорания. Устройство (1) наддува воздухом двигателя (2) внутреннего сгорания содержит воздухозаборник (5), электрический компрессор (6), управляемый соответствующим устройством управления и выполненный с возможностью сжатия воздуха, поступающего из воздухозаборника (5), и теплообменник (14) для охлаждения выходящего из компрессора (6) сжатого воздуха.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам наддува двигателей внутреннего сгорания. Устройство (1) наддува воздухом двигателя (2) внутреннего сгорания содержит воздухозаборник (5), электрический компрессор (6), управляемый соответствующим устройством управления и выполненный с возможностью сжатия воздуха, поступающего из воздухозаборника (5), и теплообменник (14) для охлаждения выходящего из компрессора (6) сжатого воздуха.

Группа изобретений относится к насосной технике для добычи текучих сред из скважины. Погружная электронасосная установка содержит двигатель, заполненный смазочным маслом двигателя, добычной насос, приводимый в действие двигателем, теплообменник и циркуляционный масляный насос, соединенный с двигателем, первый маслопровод, присоединенный между циркуляционным масляным насосом и теплообменником, и второй маслопровод, присоединенный между двигателем и теплообменником.

Группа изобретений относится к насосной технике для добычи текучих сред из скважины. Погружная электронасосная установка содержит двигатель, заполненный смазочным маслом двигателя, добычной насос, приводимый в действие двигателем, теплообменник и циркуляционный масляный насос, соединенный с двигателем, первый маслопровод, присоединенный между циркуляционным масляным насосом и теплообменником, и второй маслопровод, присоединенный между двигателем и теплообменником.

Изобретение касается насосного устройства, а именно насосного устройства (1) с магнитной муфтой, содержащего внутреннее пространство (11), образованное корпусом (2) насоса устройства (1), герметизирующий стакан (10), имеющий дно (28) и герметично уплотняющий заключенную в нем камеру (12) относительно образованного корпусом (2) насоса внутреннего пространства (11), вал (13) рабочего колеса, приводимый во вращение вокруг оси (А) вращения, рабочее колесо (16), установленное на одном конце вала (13), внутренний ротор (17), установленный на другом конце вала (13), вспомогательное рабочее колесо (20), установленное в камере (12), и внешний ротор (26), взаимодействующий с внутренним ротором (17).

Изобретение касается насосного устройства, а именно насосного устройства (1) с магнитной муфтой, содержащего внутреннее пространство (11), образованное корпусом (2) насоса устройства (1), герметизирующий стакан (10), имеющий дно (28) и герметично уплотняющий заключенную в нем камеру (12) относительно образованного корпусом (2) насоса внутреннего пространства (11), вал (13) рабочего колеса, приводимый во вращение вокруг оси (А) вращения, рабочее колесо (16), установленное на одном конце вала (13), внутренний ротор (17), установленный на другом конце вала (13), вспомогательное рабочее колесо (20), установленное в камере (12), и внешний ротор (26), взаимодействующий с внутренним ротором (17).

Данное изобретение касается насосного устройства, в частности насосного устройства с магнитной муфтой. Устройство содержит внутреннее пространство, образованное корпусом насоса устройства, герметизирующий стакан (10), герметично уплотняющий заключенную в нем камеру относительно внутреннего пространства, приводимые во вращение вокруг оси (А) вращения вал рабочего колеса, на одном конце которого установлено рабочее колесо, а на другом - внутренний ротор, и приводной вал (20), приводимый двигателем, и установленный на валу (20) внешний ротор (22), взаимодействующий с внутренним ротором.

Изобретение относится к областям насосостроения и электротехники. Способ стабилизации давления насосной установки (НУ) с асинхронным электроприводом включает измерение мгновенных величин токов статора асинхронного двигателя (АД) и скорости вращения ротора.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической техники. Электронасосный агрегат содержит металлический корпус с входным и выходным патрубками, установленный в корпусе электродвигатель с рабочими колесами, размещенный снаружи электродвигателя, и присоединенный к корпусу герметизирующий кожух, а также электрический соединитель и стакан с кронштейном, в пазах которого размещены параллельно соединенные резисторы. На корпусе выполнен прилегающий к его фланцу выступ, металлический стакан и электрический соединитель размещены в расточках выступа. Изобретение направлено на снижение массы. 3 ил.

Наверх