Дублированный электронасосный агрегат

 

Дублированный электронасосный агрегат относится к машиностроительной гидравлике и может быть использован в авиационной и космической технике, а также в других областях техники. Дублированный электронасосный агрегат содержит корпус с входным и выходным штуцерами, в котором установлены два центробежных электронасоса. Входные полости электронасосов сообщены с входным штуцером, а выходные полости сообщены с выходным штуцером через двусторонний обратный клапан, установленный между диффузорами электронасосов. Каждый электронасос выполнен в виде цилиндрической обоймы, в которой установлены насосный блок и электродвигатель, диффузор насосного блока выполнен в виде канавки переменного сечения на наружной поверхности обоймы, при этом в корпусе выполнены расточки под каждую обойму и соединяющий их цилиндрический канал, сообщающий диффузоры обоих электронасосов друг с другом и с выходным штуцером, а в канале размещена уплотненная по наружной поверхности втулка, внутри которой размещен двусторонний обратный клапан. Использование изобретения позволяет повысить технологичность электронасосного агрегата и уменьшить радиальные габариты. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.

Известен дублированный электронасосный агрегат (ЭНА), содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, установленные в нем два электронасоса, входные полости которых объединены с входным штуцером, а их выходные полости через обратные клапаны связаны с выходным штуцером [1]. Недостатком этого ЭНА являются значительные габариты и масса, что является следствием наличия двух обратных клапанов, а также наличие общего корпуса наряду с корпусами электронасосов.

Этого недостатка лишен выбранный в качестве прототипа дублированный ЭНА, содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, в котором установлены два центробежных электронасоса, при этом входные полости электронасосов сообщены с входным штуцером, а выходные полости сообщены с выходным штуцером через двусторонний обратный клапан, установленный между диффузорами электронасосов [2].

Недостатком этого ЭНА являются низкая технологичность конструкции ЭНА, так как размещение двустороннего обратного клапана требует применения сварочных операций, а также повышенный радиальный габарит, вызванный наличием протяженных конических диффузоров в каждом электронасосе.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является повышение технологичности дублированного ЭНА и снижение радиальных габаритов.

Этот результат достигается за счет того, что в дублированном ЭНА, содержащем корпус с входным и выходным штуцерами, в котором установлены два центробежных электронасоса, при этом входные полости электронасосов сообщены с входным штуцером, а выходные полости сообщены с выходным штуцером через двусторонний обратный клапан, установленный между диффузорами электронасосов, согласно изобретению каждый электронасос выполнен в виде цилиндрической обоймы, в которой установлены насосный блок и электродвигатель, диффузор насосного блока выполнен в виде канавки переменного сечения на наружной поверхности обоймы, при этом в корпусе выполнены расточки под каждую обойму и соединяющий их цилиндрический канал, сообщающий диффузоры обоих электронасосов друг с другом и с выходным штуцером, а в канале размещена уплотненная по наружной поверхности втулка, внутри которой размещен двусторонний обратный клапан. Выполнение электронасосов в виде цилиндрической обоймы, в которой установлены насосный блок и электродвигатель, и выполнение диффузора насосного блока в виде канавки переменного сечения на наружной поверхности обоймы известны в технике (см. , например, [3]), однако только в совокупности с сообщением расточек корпуса относительно коротким цилиндрическим каналом и размещением в нем двустороннего обратного клапана это приводит к повышению технологичности дублированного ЭНА и снижению радиальных габаритов. Так как заявленная совокупность существенных признаков устройства позволяет получить указанный технический результат, то заявленное устройство соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 приведен пример конкретного выполнения дублированного электронасосного агрегата, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, поперечный разрез по рабочим колесам.

Дублированный электронасосный агрегат содержит корпус 1, в котором установлены два центробежных электронасоса 2 и 3, а также двусторонний обратный клапан 4. Каждый из электронасосов 2 и 3 выполнен в виде цилиндрической обоймы 5, в которой установлены насосный блок 6 и электродвигатель 7. В данном примере конкретного выполнения насосный блок состоит из рабочего колеса 8, установленного на валу электродвигателя 7, однако в общем случае насосный блок может быть выполнен из нескольких последовательно соединенных между собой ступеней, что и объясняет использование в формуле изобретения обобщающего термина "насосный блок". Диффузор каждого насосного блока 6 выполнен в виде канавки 9 переменного сечения на наружной поверхности обоймы 5, при этом в корпусе 1 выполнены расточки 10 под каждую обойму 5 и соединяющий их цилиндрический канал 11, сообщающий диффузоры обоих электронасосов друг с другом. В канале 11 размещена уплотненная по наружной поверхности втулка 12, внутри которой размещен двусторонний обратный клапан 4. Он выполнен в виде шарика 13, размещенного между коническими седлами 14 и 15. Во втулке 12 выполнены отверстия 16. В корпусе 1 выполнены входной штуцер 17, сообщенный с входными полостями 18 электронасосов 2 и 3 посредством каналов 19, и выходной штуцер 20, сообщенный с выходными полостями 21 электронасосов 2 и 3 через двусторонний обратный клапан 4, а более конкретно - через его отверстия 16. Втулка 12 уплотнена по своей наружной поверхности посредством резиновых колец 22. В каждой из обойм 5 выполнено отверстие 23, сообщающее канавку 9 с внутренней полостью обоймы 5.

ЭНА работает следующим образом. При включении одного из электродвигателей 7 (например, верхнего электронасоса 2) он вращает его колесо 8. Электродвигатель 7 нижнего электронасоса 3 при этом не работает. Жидкость через входной штуцер 17, верхний канал 19 и входную полость 18 электронасоса 2 поступает на периферию его колеса 8, затем через отверстие 23 поступает в диффузор - канавку 9 на наружной поверхности обоймы 5, где происходит преобразование кинетической энергии жидкости в энергию статического давления, и далее - в верхнюю выходную полость 21 электронасоса 2. Далее жидкость поступает внутрь втулки 12 и через отверстия 16 в выходной штуцер 20. При этом шарик 13 двустороннего обратного клапана 4 под воздействием статического давления жидкости, создаваемого электронасосом 2, поджат к седлу 15 и перекрывает проток жидкости изнутри втулки 12 через неработающий в данный момент нижний электронасос 3 во входной штуцер 17. При отказе или выработке ресурса электронасоса 2 его выключают и включают электронасос 3. Электродвигатель 7 электронасоса 3 вращает его колесо 8. Электродвигатель 7 верхнего электронасоса 2 при этом не работает. Жидкость через входной штуцер 17, нижний канал 19 и входную полость 18 электронасоса 3 поступает на периферию его колеса 8, затем через отверстие 23 поступает в диффузор - канавку 9 на наружной поверхности обоймы 5 и в нижнюю выходную полость 21 электронасоса 3. Далее жидкость поступает внутрь втулки 12. Шарик 13 двустороннего обратного клапана 4 под воздействием статического давления жидкости, создаваемого электронасосом 3, отходит от седла 15 и поджимается к седлу 14. Жидкость через отверстия 16 поступает в выходной штуцер 20. Шарик 13 перекрывает проток жидкости изнутри втулки 12 через неработающий в данный момент верхний электронасос 2 во входной штуцер 17. Цилиндрический канал 11, в котором размещена втулка 12, выполнен методом электроэрозионной обработки, позволяющим получить диаметр канала 11 с точностью от двенадцатого до четырнадцатого квалитетов. С учетом малой величины перепада давлений между выходным и входным штуцерами центробежных ЭНА (для изделий космической техники этот перепад не превышает 0,2 МПа) такая точность вполне достаточна для обеспечения уплотнения втулки 12 посредством резиновых колец 22. Сам обратный клапан 4 (шарик 13 между седлами 14 и 15) может быть изготовлен запрессовкой одной цилиндрической детали в другую (на иллюстрациях втулка 12 условно показана единой, чтобы не перегружать их подробностями, не относящимися непосредственно к работе заявленного устройства), что является более технологичным по сравнению с прототипом, ибо позволяет избежать сварочных операций. Полученное снижение габаритов особенно ценно для изделий космической техники, характеризующихся весьма малыми располагаемыми объемами под компоновку оборудования.

Литература 1. Авторское свидетельство СССР N 155399 по кл. F 04 D 13/14, 1963 г.

2. М. В. Краев, В.А. Лукин, Б.В. Овсянников, "Малорасходные насосы авиационных и космических систем", М., "Машиностроение", 1985, стр. 18, рис. 1.11.

3. Патент РФ N 2103556 по классу F 04 D 13/06, 1998 г.

Формула изобретения

Дублированный электронасосный агрегат, содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, в котором установлены два центробежных электронасоса, при этом входные полости электронасосов сообщены с входным штуцером, а выходные полости сообщены с выходным штуцером через двусторонний обратный клапан, установленный между диффузорами электронасосов, отличающийся тем, что каждый электронасос выполнен в виде цилиндрической обоймы, в которой установлены насосный блок и электродвигатель, диффузор насосного блока выполнен в виде канавки переменного сечения на наружной поверхности обоймы, при этом в корпусе выполнены расточки под каждую обойму и соединяющий их цилиндрический канал, сообщающий диффузоры обоих электронасосов друг с другом и с выходным штуцером, а в канале размещена уплотненная по наружной поверхности втулка, внутри которой размещен двусторонний обратный клапан.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2