воздухораспределитель

Формула изобретения

Воздухораспределитель, содержащий корпус сферической формы с круглыми выпускными отверстиями на его выходе, снабженными цилиндрическими выходными патрубками, прикрепленными к корпусу соосно с выпускными отверстиями, в выходных патрубках размещены закручиватели воздуха, на минимальном расстоянии от внутренней поверхности корпуса соосно с ним размещена сферическая заслонка, на поверхности которой высверлены отверстия такого же диаметра и в таком же количестве, как и выпускные отверстия корпуса, при этом сферическая заслонка скреплена с осью крыльчатки, расположенной перед входом в корпус, ось крыльчатки скреплена с входным цилиндрическим патрубком воздухораспределителя с помощью двух взаимно перпендикулярных стержней, а цилиндрический входной патрубок соединяет корпус воздухораспределителя с воздуховодом, на поверхности входного патрубка выполнены эжектирующие окна, внутри входного патрубка размещена конфузорная вставка, обращенная выходным отверстием ко входу сферического корпуса и расположенной перед ним крыльчаткой, перед входом конфузорной вставки расположена, регулирующая подачу воздуха во входной патрубок, заслонка, а эжектирующие окна снабжены заслонками, имеющими форму цилиндрической поверхности входного патрубка, к их внутренним поверхностям по контуру прикреплены резиновые прокладки, обеспечивающие плотное прилегание заслонок к поверхности входного патрубка при полном закрытии эжектирующих окон, в заслонках имеются отверстия для свободного прохода направляющих стержней, проходящих сквозь поверхность цилиндрического входного патрубка и прикрепленных к его внутренней поверхности выше и ниже эжектирующих окон, отличающийся тем, что в центре каждой заслонки, имеющей форму поверхности цилиндрического входного патрубка, закреплены шпильки с резьбой, на которые навинчены гайки, к торцам гаек прикреплены стержни, противоположные концы которых скреплены с круглыми пластинами, к центрам которых соосно со шпильками прикреплены выходные валы исполнительных механизмов, при этом вращение валов этих механизмов вместе с гайками обеспечивает поступательное движение шпилек и скрепленных с ними заслонок в том или ином направлении в зависимости от направления вращения валов, исполнительные механизмы размещены на кронштейнах, прикрепленных к поверхности входного патрубка и соединены электрически с регулятором температуры воздуха в помещении, к которому подключен датчик температуры, расположенный в помещении, а ось заслонки, размещенной перед входом конфузорной вставки, скреплена соосно с выходным валом исполнительного механизма, также размещенного на кронштейне, прикрепленном ко входному патрубку, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха, к которому подключен датчик расхода, размещенный на выходе воздуха из воздухораспределителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вентиляции и может быть использовано для раздачи приточного воздуха в помещениях различного назначения, имеющих системы вентиляции, оснащенные автоматическим управлением.

Известен воздухораспределитель (патент РФ №2245494, кл. F24 13/06, 1994 г.), содержащий корпус с выпускными отверстиями на его выходе, прикрепленный к воздуховоду с помощью цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектирующие окна, при этом цилиндрический входной патрубок снабжен охватывающей его эластичной манжетой, жестко прикрепленной одним своим краем к входному патрубку перед эжектирующими окнами по ходу воздуха с возможностью перемещения вдоль последних и их перекрытия, установленную во входном патрубке конфузорную вставку, причем корпус воздухораспределителя выполнен диффузорным и снабжен прикрепленным к его выходу дном с выпускными отверстиями, снабженными закручивателями, а параллельно дну внутри корпуса размещена перфорированная заслонка, при этом дно корпуса и заслонка выполнены в виде сферических сегментов, обращенных выпуклостями к входному патрубку, перфорированная заслонка размещена на минимальном расстоянии от дна корпуса и скреплена с осью, на конце которой, находящемся в цилиндрическом входном патрубке перед выходным отверстием конфузорной вставки, закреплена крыльчатка, а перед входным отверстием конфузорной вставки размещена заслонка.

Недостатками такого воздухораспределителя являются:

- локальное направление приточных струй на выходе из распределителя, не позволяющее использовать его для равномерного распределения приточного воздуха по объему помещения;

- изменение под действием вибрации входного патрубка положения эластичной манжеты, что приводит к изменению количества воздуха, подсасываемого через эжектирующие окна;

- невозможность использования воздухораспределителя в системах вентиляции, оснащенных автоматическим управлением, из-за неприспособленности эластичной манжеты и заслонки к установке исполнительных механизмов, управляемых приборами автоматики (регуляторами расхода и температуры воздуха).

Известен воздухораспределитель (патент РФ №2298735, кл. F24F 13/06, 2007 г.,) - ближайший аналог, содержащий корпус с выпускными отверстиями на его выходе, прикрепленный к воздуховоду с помощью цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектирующие окна, размещенную во входном патрубке конфузорную вставку, перед входным отверстием которой расположена заслонка, а ниже выходного отверстия закреплена на оси крыльчатка, причем корпус имеет форму сферы с круглыми выпускными отверстиями, снабженными цилиндрическими выходными патрубками, прикрепленными к корпусу соосно с выпускными отверстиями, в выходных патрубках закреплены закручиватели воздуха, на минимальном расстоянии от внутренней поверхности корпуса соосно с ним размещена сферическая заслонка, на поверхности которой высверлены отверстия такого же диаметра и в таком же количестве, как и выпускные отверстия корпуса, при этом сферическая заслонка скреплена с осью крыльчатки с помощью двух взаимно перпендикулярных стержней, а эжектирующие окна снабжены заслонками, имеющими форму поверхности цилиндра входного патрубка, в которой имеются отверстия для свободного прохода направляющих стержней, проходящих сквозь поверхность цилиндрического входного патрубка выше и ниже эжектирующих окон и закрепленных в этой поверхности, к концам направляющих стержней каждой заслонки внутри входного патрубка прикреплены ребра, изготовленные из полосовой стали, к которым прикреплены шпильки, свободно проходящие через отверстия в центрах заслонок, на шпильки надеты винтовые цилиндрические пружины сжатия, примыкающие одними крайними винтами к ребрам, а другими к внутренней поверхности заслонок, на концах шпилек, выходящих за внешние поверхности заслонок, навинчены гайки-барашки, а на внутренней поверхности заслонок по контуру прикреплены резиновые прокладки, обеспечивающие плотное прилегание заслонок к поверхности входного патрубка при полном закрытии эжектирующих окон.

Недостатком такого воздухораспределителя является невозможность использования его в системах вентиляции, снабженных приборами автоматического управления температурой воздуха в помещении и расходом воздуха на выходе из воздухораспределителя.

Целью заявляемого изобретения является создание воздухораспределителя, который можно эксплуатировать в системах вентиляции, оснащенных приборами автоматического регулирования температуры и расхода воздуха в помещении.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции воздухораспределителя, содержащего корпус сферической формы с круглыми выпускными отверстиями на его выходе, снабженными цилиндрическими выходными патрубками, прикрепленными к корпусу соосно с выпускными отверстиями, в выходных патрубках размещены закручиватели воздуха, на минимальном расстоянии от внутренней поверхности корпуса соосно с ним размещена сферическая заслонка, на поверхности которой высверлены отверстия такого же диаметра и в таком же количестве, как и выпускные отверстия корпуса, при этом сферическая заслонка скреплена с осью крыльчатки, расположенной перед входом в корпус, ось крыльчатки скреплена с входным цилиндрическим патрубком воздухораспределителя с помощью двух взаимно перпендикулярных стержней, а цилиндрический входной патрубок соединяет корпус воздухораспределителя с воздуховодом, на поверхности входного патрубка выполнены эжектирующие окна, внутри входного патрубка размещена конфузорная вставка, обращенная выходным отверстием к входу сферического корпуса и расположенной перед ним крыльчаткой, перед входом конфузорной вставки расположена регулирующая подачу воздуха во входной патрубок заслонка, а эжектирующие окна снабжены заслонками, имеющими форму цилиндрической поверхности входного патрубка, к их внутренним поверхностям по контуру прикреплены резиновые прокладки, обеспечивающие плотное прилегание заслонок к поверхности входного патрубка при полном закрытии эжектирующих окон, в заслонках имеются отверстия для свободного прохода направляющих стержней, проходящих сквозь поверхность цилиндрического входного патрубка и прикрепленных к его внутренней поверхности выше и ниже эжектирующих окон, а в центре каждой заслонки, имеющей форму поверхности цилиндрического входного патрубка, закреплены шпильки с резьбой, на которые навинчены гайки, к торцам гаек прикреплены стержни, противоположные концы которых скреплены с круглыми пластинами, к центрам которых соосно со шпильками прикреплены выходные валы исполнительных механизмов, при этом вращение валов этих механизмов вместе с гайками обеспечивает поступательное движение шпилек и скрепленных с ними заслонок в том или ином направлении в зависимости от направления вращения валов исполнительных механизмов, исполнительные механизмы размещены на кронштейнах, прикрепленных к поверхности входного патрубка, и соединены электрически с регулятором температуры воздуха в помещении, к которому подключен датчик температуры, расположенный в помещении, а ось заслонки, размещенной перед входом конфузорной вставки, скреплена соосно с выходным валом исполнительного механизма, также размещенного на кронштейне, прикреплена к входному патрубку, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха, к которому подключен датчик расхода, размещенный на выходе воздуха из воздухораспределителя.

Такая конструкция воздухораспределителя позволяет осуществлять работу, используя приборы автоматического регулирования температуры воздуха в помещении и его расход. Температура воздуха регулируется необходимым открытием (либо прикрытием) эжектирующих окон с помощью исполнительных механизмов, связанных механически с заслонками, получающих команды от регулятора температуры, что обеспечивает подсасывание приточного воздуха и подмешивание его к приточным струям, а расход воздуха регулируется заслонкой, расположенной во входном патрубке перед конфузорной вставкой, положение этой заслонки изменяется с помощью исполнительного механизма, получающего команды от регулятора расхода. При этом осуществляется быстрое затухание приточных струй в помещении и их равномерное распределение по объему благодаря конструкции корпуса воздухораспределителя и сферической заслонки, периодически перекрывающей выпускные отверстия корпуса.

Таким образом, при реализации данного технического решения достигается технический результат, заключающийся в осуществлении автоматического регулирования температуры воздуха в помещении и его расхода, при этом обеспечивается быстрое затухание приточных струй и их равномерное распределение по объему помещения.

Анализ аналогов показал, что заявляемое техническое решение является новым. Новизна решения заключается в использовании перекрывающих эжектирующие окна заслонок, имеющих форму поверхности цилиндрического входного патрубка, причем заслонки снабжены шпильками с резьбой, на которых навинчены гайки, прикрепленные торцами с помощью стержней к круглым пластинам, скрепленным соосно с валами исполнительных механизмов. Такая конструкция позволяет осуществлять при вращении валов исполнительных механизмов поступательное движение заслонок, т.е. прикрытие (до полного закрытия эжектирующих окон), либо открытие на определенную величину (по площади прохода для подсасываемого из помещения воздуха через эжектирующие окна), при этом подсасываемый воздух подмешивается к приточному, изменяя его температуру. Изменению положения заслонок под действием вибрации корпуса препятствуют исполнительные механизмы, фиксирующие валы, а следовательно, и заслонки в определенном положении. Расход воздуха также меняется в автоматическом режиме с помощью исполнительного механизма, ось которого соосно скреплена с осью заслонки, расположенной во входном патрубке на выходе воздуха из конфузорной вставки.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект, и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 изображен предлагаемый воздухораспределитель, на фиг.2 - заслонка эжектирующих окон. Воздухораспределитель содержит сферический корпус 1 с круглыми выпускными отверстиями 2, снабженными цилиндрическими выходными патрубками 3 с размещенными в них закручивателями воздуха 4. Корпус 1 прикреплен к воздуховоду 5 с помощью цилиндрического входного патрубка 6, на поверхности которого выполнены эжектирующие окна 7. Внутри патрубка 6 размещена конфузорная вставка 8, перед входным отверстием 9 которой расположена заслонка 10, а ниже выходного отверстия 11 на оси 12 закреплена крыльчатка 13. Подшипники 14, через которые проходит ось 12, крепятся к патрубку 6 с помощью стержней 15 (подшипники 14 и стержни 15 в предмет изобретения не входят). На минимальном расстоянии от корпуса 1 соосно с ним размещена сферическая заслонка 16, имеющая отверстия 17 того же диаметра и в том же количестве, что и отверстия 12 корпуса 1. Заслонка 16 скреплена с осью 12 с помощью взаимно перпендикулярных стержней 18. Эжектирующие окна 7 снабжены заслонками 19, имеющими форму поверхности цилиндра входного патрубка 6 (фиг.2), в которой имеются отверстия 20 для свободного прохода направляющих стержней 21, закрепленных к внутренней поверхности входного патрубка 6 выше и ниже эжектирующих окон 7. К центрам заслонок прикреплены шпильки 22 с резьбой 23, на шпильки 22 навинчены гайки 24 (фиг.1); на внутренней поверхности заслонок 19 закреплены по контуру резиновые прокладки 25 (фиг.2). К торцам гаек 24 прикреплены стержни 26, противоположные концы которых скреплены с круглыми пластинами 27, к центрам которых соосно со шпильками 27 прикреплены валы 28 исполнительных механизмов 29, размещенных на кронштейнах 30, прикрепленных к поверхности входного патрубка 6. Исполнительные механизмы 29 соединены электрически с регулятором температуры воздуха 31, к которому подключен датчик (t°) температуры 32, расположенный в помещении. Ось 33 заслонки 10, размещенной перед входом 9 конфузорной вставки 8, соединена соосно с валом 34 исполнительного механизма 35, размещенного на кронштейне 36, прикрепленном к входному патрубку 6. Исполнительный механизма 35 соединен электрически с регулятором расхода воздуха 37, к которому подключен датчик расхода (L) 38, размещенный на выходе воздуха из воздухораспределителя.

Воздухораспределитель работает следующим образом. Воздух из воздуховода 5 поступает в цилиндрический входной патрубок 6. Расход воздуха регулируется с помощью заслонки 10, исполнительного механизма 35, регулятора расхода воздуха 37 и датчика расхода 38. Поступающий во входной патрубок 6 воздух проходит через конфузорную вставку 8, создавая разрежение между краем выходного отверстия 11 конфузорной вставки и стенкой патрубка 6. За счет этого через эжектирующие окна 7 подсасывается воздух из помещения, который подмешивается к основному потоку воздуха, изменяя его температуру. Количество подсасываемого из помещения воздуха регулируется с помощью заслонок 19, исполнительных механизмов 29, регуляторов температуры 31 и датчиков 32. При этом вращение валов 28 исполнительных механизмов 29 приводит к вращению гаек 24, что обеспечивает поступательное движение шпилек 22 и скрепленных с ними заслонок 19, приоткрывающих или прикрывающих эжектирующие окна 7. При полном закрытии эжектирующих окон 7 прокладки 25 заслонок 19 обеспечивают плотное прилегание заслонок 19 к поверхности входного патрубка 6, исключающее подсос воздуха из помещения. При остановке работы исполнительные механизмы 29 надежно фиксируют заслонки 19 в заданном положении до поступления от регулятора температуры 31 команды на работу (вращение валов в ту или иную сторону). Таким образом, исключается воздействие вибрации входного патрубка 6 на положение заслонок 19, т.е. соблюдается аналогичная задача ближайшего аналога.

Воздух, выходящий из выходного отверстия 11 конфузорной вставки 8, несколько увеличивает свою скорость и приводит во вращение крыльчатку 13, которая, вращаясь вместе с осью 12 в подшипниках 14, передает вращательное движение сферической заслонке 16, скрепленной с осью 12 стержнями 18. В результате вращения сферической заслонки 16 выходящий из ее отверстий 17 воздух поступает в выпускные отверстия 2 сферического корпуса 1 (при совпадении отверстий 2 и 17), либо отверстия 2 перекрываются заслонкой 16 (при несовпадении отверстий 2 и 17). Выходящие из отверстий 2 воздушные струи попадают в цилиндрические выходные патрубки 3, где струи закручиваются размещенными в патрубках 3 закручивателями 4. Таким образом, из воздухораспределителя в помещение поступают импульсные закрученные струи приточного воздуха, которые за счет импульсного поступления сталкиваются (догоняя друг друга), теряют скорость и рассеиваются в помещении. Благодаря сферической форме корпуса поступление приточного воздуха происходит равномерно по объему помещения. При этом количество приточного воздуха, поступающего в помещение, регулируется в автоматическом режиме с помощью заслонки 10, исполнительного механизма 35, регулятора расхода 37 и датчика 38. Уменьшение перепада температур между приточным воздухом и воздухом в помещении регулируется также в автоматическом режиме с помощью заслонок 19, исполнительных механизмов 29, регуляторов температуры 31 и датчиков 32 за счет увеличения (или уменьшения) количества подмешиваемого к приточному воздуху воздуха из помещения через эжектирующие окна 7.

Предлагаемый воздухораспределитель является промышленно применимым, т.к. не содержит в себе элементов, представляющих трудности при изготовлении и монтаже, а исполнительные механизмы, регуляторы и датчики температуры и расхода воздуха выпускаются промышленностью.

Предлагаемый воздухораспределитель по принципу действия, обусловленному новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществлять равномерное распределение приточного воздуха по объему помещения, обеспечивая быстрое затухание импульсных закрученных струй, при этом конструкция воздухораспределителя обеспечивает его использование в системах вентиляции с автоматическим управлением перепадом температур между приточными струями и воздухом помещения, а также расходом приточного воздуха.