Электронасосный агрегат



Электронасосный агрегат
Электронасосный агрегат

 


Владельцы патента RU 2618377:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической техники. Электронасосный агрегат содержит металлический корпус, установленный на корпусе электродвигатель, размещенные на его валу колеса. Снаружи электродвигателя установлен присоединенный к корпусу металлический герметизирующий кожух с электрическим соединителем. Между проводами одного из двух полюсов питания и электронным коммутатором последовательно установлена группа из n (n=2, 3 и т.д.) параллельно соединенных резисторов. В стенке кожуха выполнено цилиндрическое отверстие, в котором установлен металлический стакан, дно которого максимально удалено от оси электродвигателя. В полости стакана на его дне закреплен металлический кронштейн с пазами, и резисторы установлены на кронштейне на днищах пазов посредством винтов. В стенке кронштейна между днищами пазов выполнены отверстия под провода. Изобретение направлено на повышение надежности. 3 ил.

 

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

Известен электронасосный агрегат (ЭНА), содержащий металлический корпус, снабженный 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, присоединенный посредством проводов двух полюсов питания к электродвигателю [А.В. Бобков «Центробежные насосы систем терморегулирования космических аппаратов», Владивосток, Дальнаука, 2003, стр. 209, рис. 7.17].

Недостатком такого ЭНА является невозможность экономичного регулирования его параметров (расход и напор).

Этого недостатка лишен ЭНА, содержащий металлический корпус, снабженный 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, при этом 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 [Патент Российской Федерации №2533607 по МПК: F04D 13/06, 2014 г.], выбранный в качестве прототипа. Подбором величины сопротивления группы резисторов осуществляется снижение потребляемого электродвигателем тока до величины, достаточной для обеспечения заданных параметров (напора и производительности) ЭНА. Как отмечено в описании прототипа, такой способ регулирования параметров ЭНА является наиболее экономичным по сравнению с другими известными (дросселирование или обточка рабочих колес).

Недостатком этого ЭНА являются его низкая надежность, т.к. установка и электромонтаж резисторов на дне герметизирующего кожуха достаточно сложна - как в выполнении резьбовых отверстий для крепления резисторов, так и в выполнении пайки их выводов, производящейся в глубине герметизирующего кожуха, что затрудняет обзор и подвод инструмента. Вследствие этого из-за плохих условий пайки возможна некачественная пайка, так как затруднен визуальный контроль паяных соединений, что может привести к потере контакта при эксплуатации ЭНА. Также в конструкции прототипа отсутствует возможность заливки проводов, подходящих к резисторам, компаундом, что не дает возможности механически зафиксировать провода и может привести к их отрыву при виброперегрузках, свойственных этапу выведения космического аппарата на орбиту, что также снижает надежность.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является повышение надежности ЭНА.

Этот результат достигается за счет того, что в известном электронасосном агрегате, содержащем металлический корпус, снабженный 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, при этом 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, согласно изобретению в стенке герметизирующего кожуха выполнено цилиндрическое отверстие, в котором установлен присоединенный к герметизирующему кожуху винтами металлический стакан, дно которого максимально удалено от оси электродвигателя, во внутренней полости стакана установлен металлический кронштейн, наружная поверхность которого повторяет внутреннюю цилиндрическую поверхность стакана и контактирует с ней, на кронштейне выполнены два осесимметричных паза, днище каждого из них выполнено параллельным оси кронштейна, а две боковые поверхности каждого паза перпендикулярны оси кронштейна, при этом резисторы установлены на днищах пазов посредством винтов, причем на ближайшей к дну стакана первой стенке кронштейна, образованной боковыми поверхностями пазов и торцом кронштейна выполнены отверстия под винты, крепящие кронштейн к дну стакана, а на второй стенке кронштейна, противоположной первой, выполнены пазы, оси которых совпадают с осями отверстий в первой стенке, и в стенке между днищами пазов выполнены отверстия под провода.

На фиг. 1 приведен пример конкретного выполнения ЭНА, продольный разрез, на фиг. 2, - то же, вид кронштейна с установленными на нем резисторами, в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - электрическая схема соединений электрического соединителя с электродвигателем ЭНА.

Электронасосный агрегат, применяемый в системе терморегулирования космического летательного аппарата, содержит металлический корпус 1, снабженный входным 2 и выходным 3 патрубками, установленный на корпусе 1 электродвигатель 4. На валу 5 электродвигателя 4 размещено рабочее колесо 6. Снаружи электродвигателя 4 установлен присоединенный винтами 7 к корпусу 1 металлический герметизирующий кожух 8, на котором размещен электрический соединитель 9. Также ЭНА содержит группу из n (в данном примере конкретного исполнения n=4) параллельно соединенных резисторов 10, связанных с герметизирующим кожухом 8 и размещенных внутри него. Провода 11 одного полюса питания электрического соединителя 9 (в данном примере от плюса питания) соединены с электродвигателем 4, а провода 12 другого полюса питания (в данном примере - от минуса питания) соединены с одноименными выводами группы из n параллельно соединенных резисторов 10, вторые выводы которых соединены с электродвигателем 4 проводами 13. В стенке герметизирующего кожуха 8 выполнено цилиндрическое отверстие 14, в котором установлен присоединенный к герметизирующему кожуху 8 винтами 15 металлический стакан 16, дно 17 которого максимально удалено от оси электродвигателя 4. Во внутренней полости стакана 16 установлен металлический кронштейн 18, наружная поверхность 19 которого повторяет внутреннюю цилиндрическую поверхность 20 стакана 16 и контактирует с ней. На кронштейне 18 выполнены два осесимметричных паза 21, днище 22 каждого из них выполнено параллельным оси кронштейна 18, а две боковые поверхности 23 и 24 каждого паза 21 перпендикулярны оси кронштейна 18. Резисторы 10 - в данном примере типа C5-47 - установлены на днищах 22 пазов 21 посредством винтов 25. На ближайшей к дну 17 стакана первой стенке 26 кронштейна 18, образованной боковыми поверхностями 23 пазов 21 и торцом 27 кронштейна 18 выполнены отверстия 28 под винты 29, крепящие кронштейн 18 к дну 17 стакана 16. На второй, противоположной первой, стенке 30 кронштейна 18 выполнены пазы 31, оси которых совпадают с осями отверстий 28 в первой стенке 26. В стенке 32 между днищами 22 пазов 21 выполнены отверстия 33 под провода. Параллельное соединение резисторов 10 выполнено проводами-перемычками 34.

ЭНА работает следующим образом: при подаче напряжения на электрический соединитель 9 напряжение через провода 11 от «плюса» питания и провода 12 от «минуса» питания, группу резисторов 10 и провода 13 поступает на электродвигатель 4. Вал 5 электродвигателя 4 вращает рабочее колесо 6. Жидкость из гидравлической сети (не показана) через входной патрубок 2 поступает на вход и далее на периферию рабочего колеса 6, оттуда - в выходной патрубок 3 и в гидравлическую сеть (не показана). Поскольку постоянное напряжение, поступающее на электродвигатель 4, меньше постоянного напряжения питания, поступающего на электрический соединитель 9 (это напряжение от аккумуляторной батареи космического корабля или стабилизированное напряжения системы электроснабжения орбитальной станции) на величину падения напряжения на группе параллельно соединенных резисторов 10, то электродвигатель 4 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, 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 10 установлены на металлическом, т.е. высокотеплопроводном, кронштейне 18, в данном примере резисторы типа C5-47 связаны с кронштейном посредством своих корпусов, сконструированных специально для отвода тепла на свою опорную поверхность, то выделяющееся на резисторах 10 тепло передается путем теплопроводности на кронштейн 18, далее через контакт поверхностей 19 и 20 тепло передается на металлический стакан 16, который контактирует, т.к. поджат винтами 15, с металлическим герметизирующим кожухом 8, с которого тепло далее переходит на металлический корпус 1, в т.ч. и на патрубки 2 и 3. 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. Поскольку в заявленной конструкции ЭНА резисторы находятся в замкнутых полостях, ограниченных пазами 21 и внутренней поверхностью стакана 16, то эта полость может быть залита компаундом, что повышает надежность крепления проводов к выводам резисторов. Не оговаривается конкретный тип резисторов, т.к. 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. То же можно сказать и о проводах, поскольку один провод в цепях питания агрегатов космической техники из тех же соображений надежности практически никогда не применяется, и о колесах, 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. Пазы 31 размещены напротив отверстий 28 для того, чтобы был подход инструмента к винтам 29 для их монтажа, также через эти пазы проходят провода 12 и 13. В данном примере конкретного исполнения внутренняя цилиндрическая поверхность 20 стакана 16 выполнена в виде кругового цилиндра, однако для реализации изобретения она может быть и в форме любого криволинейного замкнутого цилиндра, хотя, естественно, форма кругового цилиндра наиболее технологична.

В результате использования изобретения повышается надежность ЭНА, так как пайка группы резисторов производится в условиях, обеспечивающих удобный подвод инструмента и обеспечивающих хорошие возможности визуального контроля, что повышает качество пайки. Пайка резисторов производится в сборке, показанной на фиг. 2 - кронштейн с привинченными к нему резисторами. После подпайки проводов 12, 13 и проводов-перемычек 34 провода 12 и 13 размещают в пазах 31, вставляют кронштейн 18 в стакан 16 и через пазы 31 заворачивают винты 29. После этого внутреннюю полость, ограниченную пазами 21 и внутренней полостью стакана 16, заливают компаундом, что повышает надежность крепления проводов и проводов-перемычек к выводам резисторов. Повышение надежности ЭНА весьма важно для изделий космической техники.

Электронасосный агрегат, содержащий металлический корпус, снабженный 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, при этом 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, отличающийся тем, что в стенке герметизирующего кожуха выполнено цилиндрическое отверстие, в котором установлен присоединенный к герметизирующему кожуху винтами металлический стакан, дно которого максимально удалено от оси электродвигателя, во внутренней полости стакана установлен металлический кронштейн, наружная поверхность которого повторяет внутреннюю цилиндрическую поверхность стакана и контактирует с ней, на кронштейне выполнены два осесимметричных паза, днище каждого из них выполнено параллельным оси кронштейна, а две боковые поверхности каждого паза перпендикулярны оси кронштейна, при этом резисторы установлены на днищах пазов посредством винтов, причем на ближайшей к дну стакана первой стенке кронштейна, образованной боковыми поверхностями пазов и торцом кронштейна выполнены отверстия под винты, крепящие кронштейн к дну стакана, а на второй стенке кронштейна, противоположной первой, выполнены пазы, оси которых совпадают с осями отверстий в первой стенке, и в стенке между днищами пазов выполнены отверстия под провода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к насосам необъемного вытеснения и может быть использовано на АЭС в главных циркуляционных насосных агрегатах первого контура теплоносителя ядерной энергетической установки.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам теплоснабжения зданий. Термоэлектронасос содержит подающий трубопровод (1) с термоэлектрическим блоком (3), соединенным электропроводкой с инвертором (4), аккумулятором (5) и электродвигателем насоса (6), установленным в трубопроводе (2).

Изобретение относится к транспортировке углеводородного и другого сырья по проложенным по морскому дну трубопроводам большой протяженности. Интегрированный перекачивающий агрегат для транспортировки углеводородов по подводным и континентальным трубопроводам включает охранный кожух, электродвигатель, компрессор, магнитные подшипники, отсек, в котором расположены система управления электродвигателем, система управления магнитными подшипниками, преобразователь частоты и силовые элементы магнитных подшипников.

Изобретение относится к системам управления центробежными насосными агрегатами. Система содержит блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения.

Изобретение может быть использовано как электронасосный агрегат в составе систем терморегулирования самолетов и космических аппаратов. Агрегат содержит электродвигатель (1) с корпусом из титана, соединенным с алюминиевым корпусом (2) насоса.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вращающихся электрических машинах. Технический результат - повышение точности коррекции ошибки смещения магнитного потока в разомкнутой системе управления вращающейся электрической машине.

Изобретение относится к герметичным электронасосным агрегатам (ЭНА) для систем терморегулирования космических аппаратов. Корпусы электродвигателя и насоса ЭНА из алюминиевого сплава герметично соединены и разделены цилиндрической немагнитной экранирующей оболочкой из титанового сплава.

Группа изобретений направлена на обеспечение возможности уменьшения потерь электроэнергии, подаваемой по длинным силовым кабелям к электрическому погружному насосу во время работы погружного электродвигателя.

Изобретение относится к бессальниковому экранированному электронасосу, в частности, стойкому к коррозии и содержащему устройство контроля подшипника. Технический результат заключается в повышении жесткости неподвижного вала экранированного электронасоса с двигателем на постоянных магнитах, своевременном обнаружении износа подшипника, повышении срока службы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической техники. Электронасосный агрегат содержит металлический корпус, установленный на корпусе бесконтактный электродвигатель постоянного тока с выполненным заодно с ним электронным коммутатором, размещенные на валу электродвигателя рабочие колеса, установленный снаружи бесконтактного электродвигателя постоянного тока присоединенный к корпусу металлический герметизирующий кожух, на котором размещен электрический соединитель.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано как электронасосный агрегат (ЭНА) в составе систем терморегулирования самолетов и космических аппаратов. Двуступенчатый ЭНА содержит входной и выходной патрубки и два ЭНА. Каждый ЭНА содержит электродвигатель с герметично разделенными корпусами из титана соответственно для ротора и статора, соединенного по периметру свободной частью корпуса с алюминиевым корпусом насоса. В корпусе насоса на валу ротора электродвигателя закреплены левое и правое рабочие колеса, установленные в расточке обоймы. Полости колес разделены вертикальной диафрагмой и содержат переводные каналы. Соединение корпусов статора электродвигателя и насоса выполнено герметично посредством монолитного переходного биметаллического кольца соответственно с титановой и алюминиевой сторонами. Полость корпуса ротора электродвигателя сообщается с полостью колеса по жидкости через подшипники ротора. Диафрагма выполнена заодно с обоймой герметично по ее внешнему периметру. Один переводной канал выполнен на участках обоймы и втулки и соединяет выход и вход полостей соответственно правого и левого рабочих колес, другой канал выполнен на участках обоймы и корпуса ЭНА и соединяет выход полости левого колеса и выходной патрубок. ЭНА расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через входной и выходной патрубки и шарообразный обратный клапан, установленный на пересечении выходов переводных каналов ЭНА с каналом выходного патрубка. Подпружиненный с наружной стороны выходного патрубка корпус ЭНА выполнен в виде единой конструкции. Изобретение направлено на повышение надежности, увеличение КПД, упрощение конструкции, уменьшение массы, расширение условий применения ЭНА. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, конкретно - к способу работы электронасосного агрегата (ЭНА) для систем терморегулирования самолетов и космических аппаратов. Способ работы ЭНА включает обеспечение циркуляции жидкости посредством электродвигателя (ЭД) с герметично разделенными корпусами из титана. Циркуляцию обеспечивают в следующей последовательности: входной патрубок, вход и выход правого рабочего колеса, идущий на один из переводных каналов, вход и выход левого рабочего колеса, идущий на другой переводной канал, выходной патрубок. Циркуляцию осуществляют относительно диафрагмы с герметично соединенным ее внешним периметром с обоймой, по герметичным составным каналам, один переводной канал выполняют на участках обоймы и втулки и соединяют им выход рабочей полости правого колеса и вход рабочей полости левого колеса, другой переводной канал выполняют на участках обоймы и корпуса ЭНА и соединяют им выход рабочей полости левого колеса и выходной патрубок корпуса ЭНА. Соединение корпуса статора ЭД и алюминиевого корпуса насоса выполняют герметичным посредством монолитного переходного биметаллического кольца соответственно с титановой и алюминиевой сторонами. Полость корпуса ротора ЭД выполняют сообщающейся с полостью колеса по жидкости через подшипники ротора. ЭНА располагают симметрично относительно плоскости, проходящей через входной патрубок, выходной патрубок и шарообразный обратный клапан, установленный на пересечении выходов переводных каналов ЭНА с каналом выходного патрубка. Обратный клапан подпружинивают с наружной стороны выходного патрубка. Корпус ЭНА выполняют в виде единой конструкции. Изобретение направлено на: повышение надежности, КПД работы ЭНА, упрощение конструкции, уменьшение массы и расширение условий применения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх