Патент на изобретение №2270961

(54) ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области вентиляции помещений. Воздухораспределитель содержит корпус, выполненный в форме диффузора, прикрепленный к воздуховоду при помощи цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектирующие окна, установленную во входном патрубке конфузорную вставку, выполненное в дне корпуса, соосно расположенное с ним круглое отверстие. Над круглым отверстием в дне корпуса соосно с ним размещен обтекатель, имеющий форму шарового сегмента, обращенного сферической поверхностью навстречу потоку приточного воздуха, поступающего в корпус, диаметр круга нижней части шарового сегмента больше диаметра круглого отверстия в дне корпуса, причем нижняя часть сегмента имеет сферическое углубление, размещенное соосно, а края сегмента обработаны так, чтобы они плавно сопрягались со сферическим углублением, при этом сферическая поверхность обтекателя скреплена соосно со стержнем, снабженным резьбой, на стержне размещена коническая зубчатая передача, горизонтальное зубчатое колесо которой имеет в центре отверстие с резьбой, совпадающей с резьбой стержнями навинчена на него, а ось вертикального зубчатого колеса выведена за пределы корпуса и соединена через ручной дублер с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха, к которому подключен соответствующий датчик, а верхний конец стержня с резьбой свободно проходит через отверстие в муфте, соосно закрепленной стержнями к корпусу, пространство между краями дна корпуса и краями нижней части обтекателя образует круговое выпускное отверстие, а во входном патрубке на минимальном расстоянии от его внутренней поверхности размещены заслонки, количество которых соответствует количеству эжектирующих окон, имеющие возможность перемещения вдоль окон вплоть до их полного закрытия или открытия, причем каждая заслонка присоединена прутками к концам стержней, установленных по диаметру входного патрубка, прикрепленных в точке пересечения к соосно расположенной муфте с глухим отверстием, в котором может свободно вращаться стержень с резьбой, снабженный аналогично стержню, установленному в корпусе, конической зубчатой передачей, горизонтальное зубчатое колесо которой снабжено отверстием с резьбой, соответствующей резьбе стержнями навинчена на него, а ось вертикального зубчатого колеса выведена за пределы входного патрубка и соединена через ручной дублер с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором температуры, к которому подключен соответствующий датчик, а нижний конец стержня с резьбой свободно проходит через соосно закрепленную стержнями к входному патрубку муфту, при этом оба исполнительных механизма установлены на кронштейнах, прикрепленных к хомуту, закрепленному на входном патрубке. Повышается интенсивность затухания скоростей воздушной струи и обеспечивается возможность в автоматическом режиме регулировать перепад температур между приточным воздухом и воздухом помещения. 2 ил.

Изобретение относится к области вентиляции воздуха и позволяет не только повысить интенсивность затухания скоростей приточных струй воздухораспределителя путем усиления турбулизации воздушного потока, но и обеспечить в автоматическом режиме регулирование перепада температур между приточным воздухом и воздухом помещения, поддержание заданного расхода воздуха, а также обеспечить небольшое аэродинамическое сопротивление воздухораспределителя.

Известен воздухораспределитель (а.с. СССР №1717908, кл. F 24 F 13/06), содержащий диффузорный корпус, снабженный дном с выпускными отверстиями и перфорированной заслонкой, установленной в корпусе параллельно дну, при этом дно и заслонка выполнены в виде сферических сегментов, обращенных выпуклостями к входному патрубку, который снабжен конфузорной вставкой, эжектирующими окнами и эластичной манжетой для частичного или полного перекрытия эжектирующих окон.

Недостатками данного устройства являются:

– малый диапазон регулирования расхода приточного воздуха;

– невозможность использования устройства в системе вентиляции при автоматическом поддержании перепадов температур между воздухом помещения и приточным воздухом и расхода воздуха.

Известен воздухораспределитель (патент РФ №2200911, кл. F 24 F 13/06 – ближайший аналог), содержащий корпус, выполненный в форме диффузора, прикрепленный к воздуховоду при помощи цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектрирующие окна, установленную во входном патрубке конфузорную вставку, эластичную манжету, закрепленную на цилиндрическом входном патрубке, охватывающую его и жестко прикрепленную одним своим краем к входному патрубку перед эжектрирующими окнами по ходу воздуха с возможностью перемещения вдоль последних и их перекрытия, при этом внутри корпуса соосно с ним закреплена муфта с глухим отверстием, а в дне корпуса выполнено соосно расположенное с ним круглое отверстие, над которым также соосно размещена круглая пластина с диаметром, большим, чем диаметр круглого отверстия и имеющая диаметрально расположенные щелевидные отверстия, а в центре – соосно закрепленную муфту с резьбой, причем выпускные отверстия образованы между краями дна корпуса и круглой пластиной, закрепленными радиально на краях дна ребрами, число которых и расположение точно соответствуют числу и расположению щелевидных отверстий круглой пластины, при этом верхние края ребер свободно проходят сквозь радиальные щелевые отверстия круглой пластины, а через муфту с резьбой проходит стержень, имеющий резьбу, соответствующую резьбе муфты, причем верхний конец стержня выполнен гладким и установлен с возможностью свободного вращения в глухом отверстии муфты корпуса, а нижний конец снабжен рукояткой.

Недостатком данного устройства является невозможность использования его в системах вентиляции с автоматической системой управления перепадами температур между воздухом помещения и приточными струями, а также автоматическим поддержанием заданного расхода воздуха от воздухораспределителя, а размещенная над отверстием в дне круглая пластина создает большое аэродинамическое сопротивление.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение как в обычном (ручном), так и в автоматическом режиме перепадов температур между приточными струями и воздухом помещения, а также обеспечение как ручного, так и автоматического поддержания заданного расхода воздуха от воздухораспределителя и уменьшение его аэродинамического сопротивления.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном воздухораспределителе, содержащем диффузорный корпус, прикрепленный к воздуховоду при помощи цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектирующие окна, установленную во входном патрубке конфузорную вставку, выполненное в дне корпуса соосно расположенное с ним круглое отверстие, над которым размещен обтекатель, имеющий форму шарового сегмента. Сферическая часть сегмента обращена навстречу потоку приточного воздуха, поступающего в корпус. Диаметр круга нижней части сегмента больше диаметра круглого отверстия в дне корпуса. Нижняя часть сегмента имеет сферическое углубление, размещенное соосно, а края сегмента обработаны так, чтобы они плавно сопрягались со сферическим углублением. Сферическая поверхность обтекателя соосно скреплена со стержнем, снабженным резьбой. На стержне размещена коническая зубчатая передача, горизонтальное зубчатое колесо которой имеет в центре отверстие с резьбой, совпадающей с резьбой стержня, и навинчена на него. Ось вертикального зубчатого колеса выведена за пределы корпуса и соединена через ручной дублер с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха, к которому подключен соответствующий датчик. Верхний конец стержня с резьбой свободно проходит через отверстие в муфте, соосно закрепленной стержнями к корпусу. Пространство между краями дна корпуса и краями нижней части обтекателя образует круговое выпускное отверстие. Во входном патрубке на минимальном расстоянии от его внутренней поверхности размещены заслонки, количество которых соответствует количеству эжектирующих окон. Заслонки имеют возможность перемещения вдоль эжектирующих окон вплоть до их полного закрытия (открытия). Каждая заслонка присоединена прутками к концам стержней, установленных по диаметру входного патрубка и прикрепленных в точке пересечения к соосно расположенной муфте с глухим отверстием, в котором может свободно вращаться стержень с резьбой, снабженный аналогично стержню, установленному в корпусе, конической зубчатой передачей, горизонтальное зубчатое колесо которой снабжено отверстием с резьбой, соответствующей резьбе стержня и навинчена на него. Ось вертикального зубчатого колеса выведена за пределы входного патрубка и соединена через ручной дублер с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором температуры, к которому подключен соответствующий датчик. Нижний конец стержня с резьбой свободно проходит через соосно закрепленную стержнями к входному патрубку муфту.

При вращении конических передач от ручных дублеров или от исполнительных механизмов приходят во вращение стержни с резьбой, при этом нижний стержень при вращении в ту или иную сторону совершает поступательное движение вверх или вниз, увлекая за собой обтекатель, что приводит к изменению площади кругового выпускного отверстия, т.е. к изменению расхода приточного воздуха, а форма обтекателя обеспечивает при этом небольшое аэродинамическое сопротивление воздухораспределителя. Вращение стержня с резьбой, установленного во входном патрубке обеспечивает его поступательное движение, т.е. обеспечивает перемещение вдоль эжектирующих окон заслонок, прикрепленных прутками к концам стержней, которые скреплены в месте пересечения с соосно установленной муфтой с глухим отверстием. Площадь открытия эжектирующих окон обеспечивает количество подсасываемого из помещения воздуха и его подмешивание к приточному воздуху, при этом меняется температура последнего.

Из изложенного следует, что при реализации заявляемого технического решения достигается положительный эффект, заключающийся в возможности регулирования расхода воздуха и перепада температур между приточным воздухом и воздухом помещения как при ручном (от ручных дублеров), так и при автоматическом управлении (от исполнительных механизмов). При этом обеспечивается небольшое аэродинамическое сопротивление воздухораспределителя благодаря применению обтекателя, выполненного в форме шарового сегмента. Оба исполнительных механизма установлены на кронштейнах, прикрепленных к хомуту, закрепленному на входном патрубке.

Новизна решения заключается в применении стержней с резьбой, снабженных коническими зубчатыми передачами, обеспечивающими поступательное движение стержней по вертикали и связанных с ними элементов, регулирующих расход воздуха и количество подмешиваемого к приточному воздуху воздуха из помещения, что приводит к изменению температуры приточного воздуха, т.е. к изменению перепадов температур между приточным воздухом и воздухом помещения. Применение обтекателя позволяет уменьшить значительно по сравнению с аналогом аэродинамическое сопротивление воздухораспределителя. При этом предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять процессы регулирования расхода и температуры приточного воздуха как в ручном режиме, так и в автоматическом.

На фиг.1 приведен предлагаемый воздухораспределитель, на фиг.2 – конструкция механизма крепления заслонок, регулирующих площадь открытия эжектирующих окон.

Воздухораспределитель содержит корпус 1, выполненный в форме диффузора, дно 2 корпуса 1 имеет круглое отверстие 3, соосное с корпусом 1, над отверстием 3 внутри корпуса 1 размещен соосно с корпусом обтекатель 4, выполненный в форме шарового сегмента, обращенного сферической верхней частью 5 навстречу потоку приточного воздуха, поступающего в корпус 1; диаметр круговой (нижней части) обтекателя 4 больше диаметра круглого отверстия 3, в нижней части обтекателя 4 выполнено углубление 6 сферической формы, а края 7 нижней части обтекателя обработаны так, чтобы они плавно сопрягались с углублением 6. Между краями 7 обтекателя 4 и дном 2 образовано круговое выпускное отверстие 8. К сферической поверхности 5 обтекателя 4 прикреплен стержень 9, имеющий резьбу, на стержне 9 размещено горизонтально расположенное зубчатое колесо 10 конической зубчатой передачи; зубчатое колесо 10 имеет в центре отверстие с резьбой, соответствующее резьбе стержня 9, и навинчено на него. Ось 11 вертикального зубчатого колеса 12 выведена за пределы корпуса 1 и через ручной дублер 13, снабженный насечкой для удобства пользования (в предмет изобретения конструкция дублера не входит), соединена с валом 14 исполнительного механизма 15, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха 16, к которому подключен датчик расхода 17. Верхний конец стержня 9 свободно проходит через отверстие в муфте 18, соосно закрепленной к корпусу 1 стержнями 19. Корпус 1 присоединен к магистральному воздуховоду (не показан) при помощи цилиндрического входного патрубка 20, снабженного эжектирующими окнами 21 и диффузорной вставкой 22. На минимальном расстоянии от внутренней поверхности входного патрубка 20 размещены заслонки 23, имеющие возможность перемещения вдоль эжектирующих окон 21. Количество заслонок 23 соответствует количеству эжектирующих окон 21. Заслонки 23 скреплены прутками 24 с концами диаметрально расположенных стержней 25, в месте пересечения которых соосно с входным патрубком 20 закреплена муфта 26 с глухим отверстием, в котором свободно может вращаться верхний конец стержня 27, стержень 27 снабжен резьбой. Горизонтальное зубчатое колесо 28 конической зубчатой передачи имеет в центре отверстие с резьбой, соответствующее резьбе стержня 27 и навинчено на него. Ось 29 вертикального зубчатого колеса 30 выведена за пределы входного патрубка 20 и через ручной дублер 31, снабженный насечкой для удобства пользования (в предмет изобретения конструкция дублера не входит), соединен с валом 32 исполнительного механизма 33, соединенного электрически с регулятором температуры 34, к которому подключен датчик температуры 35. Нижний конец стержня 27 свободно проходит через отверстие в муфте 36, соосно закрепленной стержнями 37 к поверхности входного патрубка 20. Исполнительные механизмы 15 и 33 установлены на кронштейнах 38 и 39, прикрепленных к хомуту 40, закрепленному на входном патрубке 20. Кольца 41 (в предмет изобретения не входят), через которые проходят прутки 24, предназначены для предотвращения вращения заслонок вместе с их креплением вокруг оси устройства. Шайбы 42 и 43, прикрепленные к корпусу 1 и входному патрубку 20 (поз. 42÷45 в предмет изобретения не входят), препятствуют перемещению зубчатых колес 10 и 28 вниз при их вращении.

Воздухораспределитель работает следующим образом. Воздух из магистрального воздуховода (не показан) поступает через входной патрубок 20 в корпус 1, проходя через конфузорную вставку 22, при этом за счет разрежения, создаваемого между краем конфузорной вставки 22 и стенкой входного патрубка 20, через эжектирующие окна 21 подсасывается воздух (из помещения, в котором расположен воздухораспределитель), который подмешивается к приточному воздуху, изменяя его температуру. Количество подсасываемого из помещения воздуха регулируется путем изменения площади открытия эжектирующих окон за счет передвижения вдоль окон заслонок 23, которые передвигаются вверх или вниз за счет поступательного движения по вертикали стержня 27, верхний конец которого свободно вращается в глухом отверстии муфты 26, передавая ей движение вверх, муфта 26 перемещается вместе со скрепленными с ней стержнями 24, к концам которых прикреплены прутки 23, на которых закреплены заслонки 23. Вниз весь этот узел (заслонки 23, прутки 24, стержни 25 и муфта 26) перемещаются под собственным весом, если стержень 27 осуществляет движение по вертикали вниз, свободно проходя через муфту 36, закрепленную стержнями 37 к входному патрубку 20. Движение стержня по вертикали вверх или вниз может осуществляться как от ручного дублера 31, так и от исполнительного механизма 33, передающих вращательное движение на коническую зубчатую передачу (зубчатые колеса 28 и 30) через ось 29 и вал 32. При вращении горизонтального зубчатого колеса 28 вращение стержня 27, снабженного резьбой, происходит благодаря наличию соответствующей резьбы в отверстии колеса 28. Исполнительный механизм 33 при автоматическом управлении вращает вал 32 в ту или иную сторону, получая команды от регулятора температуры 34 (настроенного на заданную температуру), на который поступают сигналы от датчика температуры 35. Поступающий в корпус 1 приточный воздух омывает сферическую поверхность 5 обтекателя 4 и далее, огибая нижние края 7 обтекателя 4 поступает в пространство между круглым отверстием 3 и сферическим углублением 6 (в круговое выпускное отверстие 8), где поступающие со всех сторон обтекателя (по кругу) воздушные потоки сталкиваются между собой, завихряются, теряют скорость и через круглое отверстие 3 в дне 2 поступают в помещение. Количество поступающего в круговое выпускное отверстие 8 воздуха регулируется за счет перемещения обтекателя 4 вверх или вниз при поступательном движении по вертикали стержня 9, который через коническую зубчатую передачу (зубчатые колеса 10 и 12) передает движение стержню 9 и скрепленному с ним обтекателю 4, при этом меняется площадь открытия кругового выпускного отверстия 8, а следовательно, и количество проходящего через него воздуха. Обтекатель 4, благодаря своей форме, обеспечивает небольшое аэродинамическое сопротивление воздухораспределителя. Вращение стержня 9, снабженного резьбой, происходит при вращении горизонтального зубчатого колеса 10, отверстие в центре которое снабжено соответствующей резьбой. При вращении стержня 9 его верхний конец свободно проходит через муфту 18, имеющую в центре отверстие и закрепленную соосно в корпусе стержнями 19. Вращение зубчатой передачи (зубчатых колес 10 и 12) может осуществляться как от ручного дублера, так и от исполнительного механизма 15 через его вал 14 и ось 11. Команды исполнительному механизму 15 при автоматическом управлении поступают от регулятора расхода воздуха 16, настроенного на определенный расход воздуха. Сигналы об изменении расхода воздуха передаются регулятору 16 от датчика расхода 17.

Формула изобретения

Воздухораспределитель, содержащий корпус, выполненный в форме диффузора, прикрепленный к воздуховоду при помощи цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектирующие окна, установленную во входном патрубке конфузорную вставку, выполненное в дне корпуса, соосно расположенное с ним круглое отверстие, отличающийся тем, что над круглым отверстием в дне корпуса соосно с ним размещен обтекатель, имеющий форму шарового сегмента, обращенного сферической поверхностью навстречу потоку приточного воздуха, поступающего в корпус, диаметр круга нижней части шарового сегмента больше диаметра круглого отверстия в дне корпуса, причем нижняя часть сегмента имеет сферическое углубление, размещенное соосно, а края сегмента обработаны так, чтобы они плавно сопрягались со сферическим углублением, при этом сферическая поверхность обтекателя скреплена соосно со стержнем, снабженным резьбой, на стержне размещена коническая зубчатая передача, горизонтальное зубчатое колесо которой имеет в центре отверстие с резьбой, совпадающей с резьбой стержня, и навинчена на него, а ось вертикального зубчатого колеса выведена за пределы корпуса и соединена через ручной дублер с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором расхода воздуха, к которому подключен соответствующий датчик, а верхний конец стержня с резьбой свободно проходит через отверстие в муфте, соосно закрепленной стержнями к корпусу, пространство между краями дна корпуса и краями нижней части обтекателя образует круговое выпускное отверстие, а во входном патрубке на минимальном расстоянии от его внутренней поверхности размещены заслонки, количество которых соответствует количеству эжектирующих окон, имеющие возможность перемещения вдоль окон вплоть до их полного закрытия или открытия, причем каждая заслонка присоединена прутками к концам стержней, установленных по диаметру входного патрубка, прикрепленных в точке пересечения к соосно расположенной муфте с глухим отверстием, в котором может свободно вращаться стержень с резьбой, снабженный аналогично стержню, установленному в корпусе, конической зубчатой передачей, горизонтальное зубчатое колесо которой снабжено отверстием с резьбой, соответствующей резьбе стержня, и навинчена на него, а ось вертикального зубчатого колеса выведена за пределы входного патрубка и соединена через ручной дублер с валом исполнительного механизма, соединенного электрически с регулятором температуры, к которому подключен соответствующей датчик, а нижний конец стержня с резьбой свободно проходит через соосно закрепленную стержнями к входному патрубку муфту, при этом оба исполнительных механизма установлены на кронштейнах, прикрепленных к хомуту, закрепленному на входном патрубке.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.10.2006

Извещение опубликовано: 20.06.2008 БИ: 17/2008