RU217438U1

RU217438U1 - Ventilation device with asynchronous electric motor

Info

Publication number: RU217438U1
Application number: RU2023104536U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Кретов
Original assignee: Сергей Александрович Кретов
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2023-03-31

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для перемещения воздуха, а именно к установкам вентиляции воздуха. Вентиляционное устройство содержит плоскую опорную пластину с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины, на которой соосно всасывающему отверстию закреплен всасывающий патрубок, а также закреплены плоские металлические кронштейны, каждый из которых состоит из прямолинейного плоского участка, сопряженного с криволинейным участком с ножкой, которая закреплена на опорной пластине, при этом кронштейны расположены с образованием прямолинейными плоскими участками кронштейнов над опорной пластиной прямоугольного отверстия и в последнем установлена плоская пластина, на которой закреплен электродвигатель и которая снабжена боковыми стенками, при этом последние соединены с прямолинейными плоскими участками кронштейнов, а на электродвигателе закреплено рабочее лопаточное колесо с передним и плоским задним дисками, при этом электродвигатель подключен к источнику трехфазного переменного тока и выполнен с установленными соосно корпусу электродвигателя статором и охватывающим статор внешним ротором, причем статор выполнен с собранным из тонколистовой технической стали сердечником и обмоткой сердечника, а внешний ротор выполнен в виде стакана с днищем и боковой стенкой, в которую встроен шихтованный сердечник, в пазах которого расположены короткозамкнутые стержни обмотки ротора, в центре днища стакана выполнено утолщение со сквозным отверстием, в котором закреплен конец вала, установленного в подшипниках, которые установлены в корпусе электродвигателя, а рабочее лопаточное колесо закреплено на электродвигателе с наружной стороны боковой стенки стакана посредством установленного на боковой стенке обода с опорным фланцем, соединенным с задним плоским диском рабочего лопаточного колеса, при этом криволинейные участки каждого кронштейна образованы наружной и внутренней дугами окружности, плавно сопряженными с прямолинейным плоским участком кронштейна, причем центр дуги окружности, образующей внутренний контур криволинейного участка каждого кронштейна и центр дуги окружности, образующей его внешний контур, лежат в плоскости выходного сечения переднего диска рабочего лопаточного колеса, при этом расстояние от выходной кромки каждой лопатки рабочего колеса в момент ее нахождения напротив входной кромки криволинейного участка каждого кронштейна плавно увеличивается в направлении от заднего плоского диска рабочего лопаточного колеса к выходному сечению переднего диска рабочего лопаточного колеса. В результате достигается возможность снизить вибрации и уровень шума при работе вентиляционного устройства. 4 ил.

The utility model relates to devices for moving air, namely to air ventilation installations. The ventilation device comprises a flat support plate with a suction hole made in the center of the plate, on which a suction pipe is fixed coaxially to the suction hole, and flat metal brackets are fixed, each of which consists of a rectilinear flat section associated with a curved section with a leg, which is fixed on support plate, while the brackets are located with the formation of straight flat sections of the brackets above the base plate of a rectangular hole and in the latter a flat plate is installed, on which the electric motor is fixed and which is provided with side walls, while the latter are connected to the straight flat sections of the brackets, and the working a paddle wheel with front and flat rear discs, while the electric motor is connected to a three-phase alternating current source and is made with a stator installed coaxially with the electric motor housing and an external rotor covering the stator, and the stator is made with a core assembled from thin sheet technical steel and a core winding, and the outer rotor is made in the form of a cup with a bottom and a side wall, in which a laminated core is built in, in the grooves of which short-circuited rods of the rotor winding are located, in the center of the bottom of the cup there is a thickening with a through hole, in which the end of the shaft is fixed, mounted in bearings, which are installed in the motor housing, and the working blade wheel is fixed on the electric motor from the outer side of the side wall of the cup by means of a rim mounted on the side wall with a support flange connected to the rear flat disk of the working blade wheel, while the curved sections of each bracket are formed by the outer and inner arcs of a circle, smoothly mated with a straight flat bracket section, and the center of the circular arc forming the inner contour of the curved section of each bracket and the center of the circular arc forming its outer contour lie in the plane of the outlet section of the front disk of the impeller wheel, while the distance from the trailing edge of each impeller blade at the time of its location opposite the input edge of the curved section of each bracket smoothly increases in the direction from the rear flat disk of the working blade wheel to the outlet section of the front disk of the working blade wheel. As a result, it is possible to reduce vibrations and noise level during operation of the ventilation device. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для перемещения воздуха, а именно к установкам вентиляции воздуха, которые могут быть встроены в различные системы кондиционирования воздуха или очистки воздуха.The utility model relates to air moving devices, namely to air ventilation units that can be built into various air conditioning or air purification systems.

Известно вентиляционное устройство, содержащее опорную пластину с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины, на которой соосно всасывающему отверстию закреплены четыре профилированных кронштейна с центральной монтажной площадкой к которой прикреплен вентилятор с электродвигателем (см. опубликованную заявку US №2011/0200438, кл. В63Н 1/16, опубл. 18.08.2011).A ventilation device is known, containing a base plate with a suction hole made in the center of the plate, on which four profiled brackets are fixed coaxially to the suction hole with a central mounting platform to which a fan with an electric motor is attached (see published application US No. 2011/0200438, class B63H 1 /16, published on August 18, 2011).

Однако широкие опоры кронштейнов создают сравнительно большое аэродинамическое сопротивление, что приводит к снижению производительности вентиляционного устройства и увеличению шума работы вентиляционного устройства.However, wide bracket supports create a relatively large aerodynamic resistance, which leads to a decrease in the performance of the ventilation device and an increase in the noise of the ventilation device.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является вентиляционное устройство, содержащее плоскую опорную пластину с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины, на которой соосно всасывающему отверстию закреплен всасывающий патрубок, а также закреплены плоские металлические кронштейны, каждый из которых состоит из прямолинейного плоского участка, сопряженного с криволинейным участком с ножкой, которая закреплена на опорной пластине, при этом кронштейны расположены с образованием прямолинейными плоскими участками кронштейнов над опорной пластиной прямоугольного отверстия, через которое вставлен закрепленный относительно последнего электродвигатель, на валу которого закреплено рабочее лопаточное колесо с передним и плоским задним дисками, причем в указанном прямоугольном отверстии установлена плоская пластина, на которой закреплен кольцевой фланец электродвигателя и которая снабжена боковыми стенками, при этом последние соединены с прямолинейными плоскими участками кронштейнов (см. патент на изобретение RU №2715428, кл. F24F 13/24, опубл. 27.08.2019).The closest to the utility model in terms of technical essence and the result achieved is a ventilation device containing a flat support plate with a suction hole made in the center of the plate, on which a suction pipe is fixed coaxially to the suction hole, and flat metal brackets are fixed, each of which consists of a straight a flat section associated with a curved section with a leg, which is fixed on the base plate, while the brackets are located with the formation of rectilinear flat sections of the brackets above the base plate of a rectangular hole through which an electric motor fixed relative to the last one is inserted, on the shaft of which a working blade wheel with a front and flat rear disks, and in the specified rectangular hole a flat plate is installed, on which the annular flange of the electric motor is fixed and which is provided with side walls, the latter being connected to the rectilinear flat sections of the brackets (see Fig. patent for invention RU No. 2715428, class. F24F 13/24, publ. 08/27/2019).

Данное устройство позволяет снизить степень возмущения воздуха во время работы вентиляционного устройства и, как результат, снизить уровень шума при работе вентиляционного устройства.This device allows to reduce the degree of air disturbance during operation of the ventilation device and, as a result, to reduce the noise level during operation of the ventilation device.

Однако наличие вибрации при работе приводит к возникновению возмущений в воздушном потоке и, как результат, к созданию шума при работе вентиляционного устройства, что снижает эффект уменьшения шума при работе устройства.However, the presence of vibration during operation leads to disturbances in the air flow and, as a result, to noise during operation of the ventilation device, which reduces the noise reduction effect of the operation of the device.

Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является преодоление вышеуказанных недостатков.The technical problem solved by the utility model is to overcome the above disadvantages.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в уменьшении завихрений воздушного потока на выходе из рабочего лопаточного колеса при обтекании кронштейнов и повышению жесткости конструкции вентиляционного устройства за счет жесткого соединения всех элементов конструкции и снижения высоты вентиляционного устройства за счет коаксиальной установки относительно вала корпуса, статора, ротора и рабочего лопаточного колеса, что позволило снизить вибрацию и уровень шума при работе вентиляционного устройства с одновременным повышением производительности вентиляционного устройства.The technical result achieved by the utility model is to reduce the turbulence of the air flow at the outlet of the working blade wheel when flowing around the brackets and increase the rigidity of the ventilation device design due to the rigid connection of all structural elements and reduce the height of the ventilation device due to coaxial installation relative to the housing shaft, stator, rotor and impeller, which allowed to reduce vibration and noise during operation of the ventilation device while increasing the performance of the ventilation device.

Указанная техническая проблема решается и технический результат достигается за счет того, что вентиляционное устройство с асинхронным электродвигателем содержит плоскую опорную пластину с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины, на которой соосно всасывающему отверстию закреплен всасывающий патрубок, а также закреплены плоские металлические кронштейны, каждый из которых состоит из прямолинейного плоского участка, сопряженного с криволинейным участком с ножкой, которая закреплена на опорной пластине, при этом кронштейны расположены с образованием прямолинейными плоскими участками кронштейнов над опорной пластиной прямоугольного отверстия и в последнем установлена плоская пластина, на которой закреплен электродвигатель и которая снабжена боковыми стенками, при этом последние соединены с прямолинейными плоскими участками кронштейнов, а на электродвигателе закреплено рабочее лопаточное колесо с передним и плоским задним дисками, при этом электродвигатель подключен к источнику трехфазного переменного тока и выполнен с установленными соосно корпусу электродвигателя статором и охватывающим статор внешним ротором, причем статор выполнен с собранным из тонколистовой технической стали сердечником и обмоткой сердечника, а внешний ротор выполнен в виде стакана с днищем и боковой стенкой, в которую встроен шихтованный сердечник, в пазах которого расположены короткозамкнутые стержни обмотки ротора, в центре днища стакана выполнено утолщение со сквозным отверстием, в котором закреплен конец вала, установленного в подшипниках, которые установлены в корпусе электродвигателя, а рабочее лопаточное колесо закреплено на электродвигателе с наружной стороны боковой стенки стакана посредством установленного на боковой стенке обода с опорным фланцем, соединенным с задним плоским диском рабочего лопаточного колеса, при этом криволинейные участки каждого кронштейна образованы наружной и внутренней дугами окружности, плавно сопряженными с прямолинейным плоским участком кронштейна, причем центр дуги окружности, образующей внутренний контур криволинейного участка каждого кронштейна и центр дуги окружности, образующей его внешний контур, лежат в плоскости выходного сечения переднего диска рабочего лопаточного колеса, при этом расстояние от выходной кромки каждой лопатки рабочего колеса в момент ее нахождения напротив входной кромки криволинейного участка каждого кронштейна плавно увеличивается в направлении от заднего плоского диска рабочего лопаточного колеса к выходному сечению переднего диска рабочего лопаточного колеса.The specified technical problem is solved and the technical result is achieved due to the fact that the ventilation device with an asynchronous electric motor contains a flat support plate with a suction hole made in the center of the plate, on which the suction pipe is fixed coaxially to the suction hole, and also flat metal brackets are fixed, each of which consists of a rectilinear flat section conjugated with a curved section with a leg, which is fixed on the base plate, while the brackets are located with the formation of straight flat sections of the brackets above the base plate of a rectangular hole and in the latter there is a flat plate, on which the electric motor is fixed and which is provided with side walls , while the latter are connected to the rectilinear flat sections of the brackets, and the impeller with the front and flat rear disks is fixed to the electric motor, while the electric motor is connected to a three-phase alternating current source and is made with a stator installed coaxially with the motor housing and an external rotor covering the stator, and the stator made with a core assembled from thin sheet technical steel and a core winding, and the outer rotor is made in the form of a cup with a bottom and a side wall, into which a laminated core is built, in the grooves of which short-circuited rods of the rotor winding are located, in the center of the bottom of the cup there is a thickening with a through hole, in which the end of the shaft is fixed, installed in bearings that are installed in the motor housing, and the impeller is fixed to the electric motor from the outer side of the side wall of the cup by means of a rim mounted on the side wall with a support flange connected to the rear flat disk of the impeller, while the curved sections of each bracket are formed by outer and inner arcs of a circle, smoothly conjugated with a rectilinear flat section of the bracket, and the center of the arc of a circle forming the inner contour of the curved section of each bracket and the center of the arc of a circle forming its outer contour lie in the plane of the outlet section of the front disk of the working blade wheels, while the distance from the outlet edge of each impeller blade at the moment it is located opposite the input edge of the curved section of each bracket smoothly increases in the direction from the rear flat disk of the working blade wheel to the outlet section of the front disk of the working blade wheel.

В ходе проведенного исследования было установлено, что представляется возможность снизить уровень шума при работе вентиляционного устройства и одновременно снизить вибрацию в первую очередь криволинейных участков кронштейнов, что связано с тем, что удалось оптимизировать скорость натекания потока воздуха на переднюю кромку криволинейного участка кронштейна по высоте криволинейного участка кронштейна. Одновременно удалось повысить жесткость конструкции за счет жесткого соединения элементов конструкции вентиляционного устройства, выполнения кронштейна с криволинейным участком, образованным как описано выше, в виде одной дуги окружности и снижения высоты вентиляционного устройства путем по существу коаксиального расположения относительно вала элементов корпуса, статора и ротора электродвигателя, а также рабочего лопаточного колеса, что также позволило снизить вибрацию не только элементов конструкции кронштейнов, но и вышеуказанных элементов конструкции вентиляционного устройства, что также позволяет обеспечить более Плавное обтекание кронштейнов воздушным потоком с соответственным снижением уровня шума при работе вентиляционного устройства и повышением надежности и производительности вентиляционного устройства.In the course of the study, it was found that it is possible to reduce the noise level during the operation of the ventilation device and at the same time reduce the vibration in the first place of the curved sections of the brackets, which is due to the fact that it was possible to optimize the rate of air flow on the leading edge of the curved section of the bracket along the height of the curved section bracket. At the same time, it was possible to increase the rigidity of the structure due to the rigid connection of the structural elements of the ventilation device, the execution of the bracket with a curved section formed as described above in the form of a single arc of a circle and a decrease in the height of the ventilation device by essentially coaxial arrangement relative to the shaft of the housing elements, stator and rotor of the electric motor, as well as the working blade wheel, which also made it possible to reduce the vibration of not only the structural elements of the brackets, but also the above structural elements of the ventilation device, which also allows for a smoother air flow around the brackets with a corresponding decrease in the noise level during operation of the ventilation device and an increase in the reliability and performance of the ventilation device. devices.

На фиг. 1 представлен продольный разрез вентиляционного устройства.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the ventilation device.

На фиг. 2 представлен вид А на фиг. 1.In FIG. 2 shows view A in Fig. 1.

На фиг. 3 представлен вид сверху на вентиляционное устройство.In FIG. 3 is a top view of the ventilation device.

На фиг. 4 представлен продольный разрез электродвигателя.In FIG. 4 shows a longitudinal section of the electric motor.

Вентиляционное устройство содержит плоскую опорную пластину 1 с всасывающим отверстием, выполненным по центру пластины 1, на которой соосно всасывающему отверстию закреплен всасывающий патрубок 2, а также закреплены плоские металлические кронштейны 3, каждый из которых состоит из прямолинейного плоского участка 4, сопряженного с криволинейным участком 5 с ножкой 6, которая закреплена на опорной пластине 1.The ventilation device contains a flat support plate 1 with a suction hole made in the center of the plate 1, on which a suction pipe 2 is fixed coaxially to the suction hole, and flat metal brackets 3 are fixed, each of which consists of a rectilinear flat section 4, associated with a curved section 5 with leg 6, which is fixed on the base plate 1.

Кронштейны 3 расположены с образованием прямолинейными плоскими участками 4 кронштейнов 3 над опорной пластиной 1 прямоугольного отверстия и в последнем установлена плоская пластина 7, на которой закреплен электродвигатель 8 и которая снабжена боковыми стенками 9.Brackets 3 are located with the formation of rectilinear flat sections 4 of brackets 3 above the base plate 1 of a rectangular hole and in the latter a flat plate 7 is installed, on which the electric motor 8 is fixed and which is provided with side walls 9.

Боковые стенки 9 соединены с прямолинейными плоскими участками 4 кронштейнов 3.The side walls 9 are connected to the rectilinear flat sections 4 of the brackets 3.

На электродвигателе 8 закреплено рабочее лопаточное колесо 10 с передним 11 и плоским задним 12 дисками.On the electric motor 8 is fixed impeller 10 with the front 11 and flat rear 12 discs.

Электродвигатель 8 подключен к источнику трехфазного переменного тока и выполнен с установленными соосно корпусу 13 электродвигателя 8 статором 14 и охватывающим статор 14 внешним ротором 15.The electric motor 8 is connected to a three-phase alternating current source and is made with a stator 14 installed coaxially with the body 13 of the electric motor 8 and an outer rotor 15 enclosing the stator 14.

Статор 14 выполнен с собранным из тонколистовой технической стали сердечником 16 и обмоткой 17 сердечника 16.The stator 14 is made with a core 16 assembled from thin sheet technical steel and a winding 17 of the core 16.

Внешний ротор 15 выполнен в виде стакана с днищем 18 и боковой стенкой 19, в которую встроен шихтованный сердечник 20, в пазах которого расположены короткозамкнутые стержни 21 обмотки внешнего ротора 15.The outer rotor 15 is made in the form of a cup with a bottom 18 and a side wall 19, into which a laminated core 20 is built, in the grooves of which short-circuited rods 21 of the winding of the outer rotor 15 are located.

В центре днища 18 стакана выполнено утолщение со сквозным отверстием, в котором закреплен конец вала 22, установленного в подшипниках 23, которые установлены в корпусе 13 электродвигателя 8.In the center of the bottom 18 of the cup, a thickening with a through hole is made, in which the end of the shaft 22 is fixed, installed in the bearings 23, which are installed in the housing 13 of the electric motor 8.

Рабочее лопаточное колесо 10 закреплено на электродвигателе 8 с наружной стороны боковой стенки 19 стакана посредством установленного на боковой стенке 19 обода 24 с опорным фланцем 25, соединенным с плоским задним диском 12 рабочего лопаточного колеса 10.The impeller 10 is fixed to the electric motor 8 from the outer side of the side wall 19 of the cup by means of a rim 24 mounted on the side wall 19 with a support flange 25 connected to the flat rear disk 12 of the impeller 10.

Криволинейные участки 5 каждого кронштейна 3 образованы наружной R1 и внутренней R2 дугами окружности, плавно сопряженными с прямолинейным плоским участком 4 кронштейна 3.Curvilinear sections 5 of each bracket 3 are formed by outer R1 and inner R2 arcs of a circle smoothly conjugated with a rectilinear flat section 4 of bracket 3.

Центр дуги R2 окружности, образующей внутренний контур криволинейного участка 5 каждого кронштейна 3 и центр дуги R1 окружности, образующей его внешний контур, лежат в плоскости выходного сечения переднего диска 11 рабочего лопаточного колеса 10.The center of the arc R2 of the circle forming the inner contour of the curved section 5 of each bracket 3 and the center of the arc R1 of the circle forming its outer contour lie in the plane of the outlet section of the front disk 11 of the impeller 10.

Расстояние от выходной кромки каждой лопатки 26 рабочего лопаточного колеса 10 в момент ее нахождения напротив входной кромки криволинейного участка 5 каждого кронштейна 3 плавно увеличивается (от L1 до L2) в направлении от заднего плоского диска 12 рабочего лопаточного колеса 10 к выходному сечению переднего диска 11 рабочего лопаточного колеса 10.The distance from the trailing edge of each blade 26 of the working blade wheel 10 at the moment it is located opposite the input edge of the curved section 5 of each bracket 3 gradually increases (from L1 to L2) in the direction from the rear flat disk 12 of the working blade wheel 10 to the outlet section of the front disk 11 of the working paddle wheel 10.

Вентиляционное устройство работает следующим образом.The ventilation device operates as follows.

При подаче электрической энергии электродвигатель 8 приводит во вращение рабочее лопаточное колесо 10, что вызывает поступление в вентиляционное устройство воздушной среды через всасывающий патрубок 2. Далее воздушный поток поступает через передний диск 11 на лопатки 26 рабочего колеса 10 и последними - выбрасывается из вентиляционного устройства, обтекая при этом криволинейный участок 5 кронштейнов 3. Кронштейны установлены такими образом, чтобы воздушный поток натекал на криволинейный участок 5 кронштейнов 3 вдоль его боковой поверхности.When electrical energy is supplied, the electric motor 8 rotates the impeller 10, which causes air to enter the ventilation device through the suction pipe 2. Next, the air flow enters through the front disc 11 onto the blades 26 of the impeller 10 and, last, is ejected from the ventilation device, flowing around while the curved section 5 of the brackets 3. The brackets are installed in such a way that the air flow flows into the curved section 5 of the brackets 3 along its side surface.

Таким образом, за счет оптимального расположения выходных кромок лопаток 26 рабочего колеса 10, образованного вышеописанным профилем выполнения криволинейных участков 5 кронштейнов 3 и формирования жесткой конструкции вентиляционного устройства, удалось добиться достижения вышеописанного технического результата.Thus, due to the optimal location of the trailing edges of the blades 26 of the impeller 10, formed by the above-described profile for the execution of curved sections 5 of the brackets 3 and the formation of a rigid structure of the ventilation device, it was possible to achieve the above-described technical result.

Claims

A ventilation device with an asynchronous electric motor, containing a flat support plate with a suction hole made in the center of the plate, on which a suction pipe is fixed coaxially to the suction hole, and flat metal brackets are fixed, each of which consists of a straight flat section associated with a curved section with a leg , which is fixed on the base plate, while the brackets are located with the formation of straight flat sections of the brackets above the base plate of a rectangular hole and in the latter a flat plate is installed, on which the electric motor is fixed and which is provided with side walls, while the latter are connected to the straight flat sections of the brackets, and a working blade wheel with front and flat rear disks is fixed on the electric motor, characterized in that the electric motor is connected to a three-phase alternating current source and is made with a stator installed coaxially with the electric motor housing and an external rotor covering the stator, and the stator is made with a core and winding assembled from thin sheet technical steel core, and the outer rotor is made in the form of a cup with a bottom and a side wall, in which a laminated core is built in, in the grooves of which short-circuited rods of the rotor winding are located, in the center of the bottom of the cup there is a thickening with a through hole, in which the end of the shaft installed in the bearings is fixed, which are installed in the motor housing, and the impeller is fixed to the electric motor from the outer side of the side wall of the cup by means of a rim mounted on the side wall with a support flange connected to the rear flat disk of the impeller, while the curved sections of each bracket are formed by external and internal circular arcs , smoothly conjugated with a rectilinear flat section of the bracket, and the center of the arc of a circle forming the inner contour of the curved section of each bracket and the center of the arc of a circle forming its outer contour lie in the plane of the outlet section of the front disk of the working blade wheel, while the distance from the trailing edge of each blade the impeller at the moment of its location opposite the input edge of the curved section of each bracket smoothly increases in the direction from the rear flat disk of the working blade wheel to the outlet section of the front disk of the working blade wheel.