Распылитель влаги

 

Распылитель влаги предназначен для автоматического поддержания заданной влажности воздуха в помещениях. Он содержит вентилятор с полой ступицей и лопастями, электродвигатель, водоподводящий трубопровод, гидравлически связанный с радиальными каналами в лопастях. При этом ступица снабжена пароподводящим трубопроводом и подвижной подпружиненной диафрагмой. Водоподводящий трубопровод с перфорированным наконечником размещен внутри пароподводящего трубопровода, гидравлически связанного с радиальными каналами в лопастях. Каждая лопасть снабжена дополнительными сквозными поперечными проточками, направленными в сторону движения нагнетаемого вентилятором воздуха и гидравлически связанными с радиальным каналом и полостью между поверхностью лопасти и оболочкой из перфорированного микропористого материала, а радиальный канал снабжен подвижным подпружиненным поршнем. Причем перфорированный наконечник водоподводящего трубопровода снабжен подвижным поршнем, механически связанным с подпружиненной диафрагмой, а электродвигатель вентилятора электрически связан с электронной системой регулирования скорости его вращения. Техническим результатом изобретения является снижение затрат труда, энергоресурсов и времени, расширение функциональных возможностей конструкции и повышение эффективности его работы. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам обеспечения заданных параметров газовой среды в изолированных помещениях и, в частности, может быть использовано в системах вентиляции бытовых и рабочих отсеков пилотируемых космических объектов, различных механизмов, зданий и сооружений всевозможного назначения в процессе производственной деятельности.

Например, в замкнутых пространствах пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций среди контролируемых параметров газового состава одним из важнейших параметров является влажность воздуха. Аналогично контроль влажности воздуха и его регулирование осуществляется в отсеках подводных лодок, на предприятиях радиоэлектронной промышленности и др.

Поддержание определенной влажности газовой среды важно также в хранилищах зерна, овощей, фруктов и т.п., что является одной из главных предпосылок сохранения сельскохозяйственной продукции.

Абсолютная влажность воздуха определяется величиной парционального давления водяного пара, выраженной в мм ртутного столба, и измеряется приборами (гигрометрами или психометрами).

Известно устройство - самовсасывающий распылитель, содержащее подвижный диск и неподвижный фланец с образованием полости между ними. В эту полость при наборе электродвигателем определенного числа оборотов путем самовсасывания подается вода из поддона через трубопровод (Вентиляция и кондиционирование воздуха в зданиях. Издательство "Наука", 1981, с.14-17).

Устройство достаточно сложно по исполнению и регламентировано жесткими требованиями: электродвигатель должен быть высокооборотным, необходимо поддерживать в поддоне определенный уровень воды и регулировать степень поджатия поршневого диска. Устройство имеет значительные весогабаритные параметры и предназначено исключительно для использования в промышленных или лабораторных зданиях. В условиях невесомости на борту космического корабля применение этого механизма невозможно.

Известен генератор аэрозоля (СССР, а.с. 1245296, 1985 г., А 01 М 7/00), содержащий вентилятор и дисковый распылитель, установленные на одном приводном валу, каналы подвода воздуха и жидкости к распылителю и каплеуловитель с коническим насадком на выходе факела аэрозоля из генератора. С целью повышения качества распыления путем предотвращения образования конденсата на насадке и выброса его в окружающую среду, канал подвода воздуха имеет коническую форму. Насадок выполнен сужающимся к распылителю и установлен с зазором относительно образующей наружной стенки канала подвода воздуха. Этому устройству в основном присущи указанные выше недостатки.

Известно устройство (прототип) для увлажнения воздуха (СССР, а.с. 307251, кл. В 05 В 3/10, 1971 г.).

Устройство содержит электродвигатель, вентилятор со ступицей и лопастями, снабженными оболочками из микропористого материала с внутренними каналами, которые сообщаются с внутренним пространством ступицы.

По водопроводящему трубопроводу во внутреннее пространство ступицы подается вода, которая под действием центробежных сил поступает в тело лопасти, увлажняя ее микропористую оболочку и испаряется в прогоняемый вентилятором воздух.

Основными недостатками известного устройства являются практически постоянное количество распыляемой воды при различных скоростях вращения вентилятора, а также наличие прогоняемого воздуха лишь крупных фракций (капель) воды, что затрудняет их быстрое испарение и соответственно увлажнение воздуха.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей конструкции и повышение эффективности ее работы.

Указанная цель достигается тем, что в распылителе влаги, содержащем вентилятор с полой ступицей и лопастями, заключенными в оболочку из микропористого материала, электродвигатель, водоподводящий трубопровод, гидравлически связанный с радиальными каналами в лопастях, ступица снабжена установленным в ней с возможностью поворота паропроводящим трубопроводом и подвижной подпружиненной диафрагмой.

Водоподводящий трубопровод выполнен с перфорированным наконечником и размещен внутри пароподводящего трубопровода, гидравлически связанного с внутренней герметизированной полостью ступицы и радиальными каналами в лопастях.

Каждая лопасть снабжена дополнительными сквозными поперечными проточками, направленными в сторону движения нагнетаемого вентилятором воздуха и гидравлически связанными с радиальным каналом и полостью между поверхностью лопасти и оболочкой из перфорированного микропористого материала.

Радиальный канал выполнен на всю длину лопасти и снабжен подвижным подпружиненным поршнем.

Перфорированный наконечник водоподводящего трубопровода снабжен подвижным поршнем, механически связанным с подпружиненной диафрагмой.

Электродвигатель вентилятора снабжен электронной системой регулирования скорости вращения.

Распылитель влаги представлен на фиг.1 и 2.

Распылитель на фиг.1 представляет собой воздушный вентилятор, содержащий установленную на валу электродвигателя 1 полую ступицу 2 с лопастями 3, на каждой из которых закреплена с образованием полости 4 профилированная пластина из микропористого влагопоглощающего материала, например, поролона.

В передней части ступицы 2 с возможностью ее проворачивания установлен по оси вращения ступицы патрубок 6 подачи пара, гидравлически связанный с внутренней полостью 7 ступицы, а внутри парового патрубка герметично закреплен трубопровод подачи воды 8 с перфорированным наконечником 9, также гидравлически связанный с внутренней полостью ступицы, снабженной подвижной подпружиненной пружиной 10 и диафрагмой.

В свою очередь, полость 7 ступицы гидравлически связана со сквозным радиальным каналом 13 в лопасти 3, в концевой части которого установлен держатель 14 пружины 15, поджимающей в исходном положении рабочий поршень 16 к основанию внутренней части лопасти 3.

При этом лопасть 3 и пластина 5 снабжены поперечными сквозными отверстиями 17, гидравлически связанными с продольным каналом 13 и полостью 4, а внутренняя полость 7 ступицы 2 герметизирована посредством заглушки 18 и сальников 19 и 20, выполненных, например, из фторопласта, а внутри трубопровода 8 в его концевой части установлен поршень 33, механически связанный с подвижной диафрагмой 12.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема автоматической системы управления распылителем влаги.

Распылитель установлен на валу электродвигателя постоянного тока 21 с регулируемой скоростью вращения путем изменения тока возбуждения в обмотке с помощью регулировочного реостата 22 и пускового реостата 23 (Пиотровский Л. М. Электрические машины, Л.-М., 1960).

Токосъемники реостатов механически связаны с микродвигателями 24, электрически связанными через первый выход многополюсного электрореле 25, усилитель тока 26 с датчиком влажности (гигрометром) 27, выполненным, например, на принципе регистрации изменения сопротивления тока во влагопоглощающем образце (Устройство для измерения влажности. СССР, а. с. 1245979, 1984, G 01 N 27/22).

В свою очередь второй выход электрореле 25 электрически связан с электропневмоклапаном 28 емкости с водой 29 при давлении, например, 1,2-1,4 атм, а третий выход - с электропневмоклапаном 30 баллона 32 с водяным паром, под давлением, например, 1,2-1,4 атм и температурой 120-140^oС, а емкости 29 и 31 гидравлически связаны с внутренней полостью вентилятора. Для ручного включения системы управления распылителем в него введен электропереключатель 32.

Распылитель работает следующим образом.

1. При ручном включении системы подачи воды и пара и электротока электродвигателя (фиг. 1) при медленном нарастании электротока в цепи вал электродвигателя 1 вместе со ступицей 2 и лопастями начинает ускоренное вращение. При этом поршни 16 в радиальных каналах 13 под действием центробежной силы, сжимая пружины 14, начинают смещаться вдоль продольных каналов лопастей.

Одновременно после открытия клапана подачи пара в патрубок 6 под воздействием давления пара, например, 1,2-1,3 атм, диафрагма 12 начинает сжимать пружину 10 и перемещается вдоль оси вращения вентилятора, открывая доступ пара во внутреннюю полость 7 ступицы, откуда пар прорывается под смещающиеся поршни 16 в радиальных каналах лопастей.

При дальнейшем движении диафрагмы 12 связанный с нею поршень 33 регулирования подачи воды смещается вдоль перфорированного концевика 9 и открывает доступ воды во внутреннюю полость ступицы, откуда вода при давлении, например, 1,3-1,4 атм, смешиваясь с паром, поступает в радиальные каналы лопасти. Таким образом, по мере ускорения вращения лопастей рабочие поршни 16 все больше отжимаются от начального положения, открывая возрастающий доступ пароводяной смеси через поперечные сквозные каналы в корпусах лопастей и влагопоглощающих пластин 5, обеспечивая ее смешивание с прогоняемым вентиляторным потоком воздуха.

При выключении электродвигателя и перекрытии системы подачи воды и пара все устройство возвращается в исходное положение в обратной последовательности.

2. При автоматическом включении устройства (фиг.2) в случае снижения заданного уровня влажности в помещении электрический сигнал от гигрометра 27 через электронный усилитель 26 поступает на вход электрореле 25.

С первого выхода электрореле 25 сигнал поступает на электропривод 24 пускового реле 23 и регулировочного реле 22, обеспечивающих плавное включение двигателя и нарастание скорости его вращения.

Одновременно сигнал со второго и третьего выходов электрореле 25 поступает соответственно на электропневмоклапаны 28 и 30, открывающие выход воды и пара из емкостей с водой 29 и паром 31 и подачу их по трубопроводам во внутреннюю полость 7 вентилятора (фиг.1). Далее система продолжает работать, как описано выше, при ручном включении.

При достижении заданной влажности воздуха в помещении гигрометр "отсекает" электросигнал, элементы устройства обесточиваются, происходит перекрытие электропневмоклапанов и подачи воды и пара, а также остановка электродвигателя.

Таким образом работа распылителя влаги как при ручном управлении, так и в автоматическом обеспечивает решение следующих задач: - путем изменения скорости вращения электродвигателя в соответствии с сигналами датчиков влажности, осуществлять регулирование интенсивности процесса увлажнения воздуха (газовой среды) в бытовых и рабочих отсеках всевозможных объектов, а также в промышленных предприятиях, в хранилищах различной продукции и т.п.; - повышение скорости насыщения влагой газовой среды за счет одновременной подачи и перемешивания в нагоняемом воздушном потоке пара и частиц воды; - конструктивное и технологическое выполнение устройства позволяет реализовать его с минимальными габаритными и весовыми характеристиками, что делает его пригодным для установки, например, на пилотируемых космических объектах; - эффективность устройства в целом обусловлена снижением затрат труда, энергоресурсов и времени для достижения заданных параметров газовой среды в различных помещениях.

Формула изобретения

1. Распылитель влаги, содержащий вентилятор с полой ступицей и лопастями, заключенными в оболочку из микропористого материала, электродвигатель, водоподводящий трубопровод, гидравлически связанный с радиальными каналами в лопастях, отличающийся тем, что ступица снабжена установленным в ней с возможностью поворота паропроводящим трубопроводом и подвижной подпружиненной диафрагмой, а водоподводящий трубопровод выполнен с перфорированным наконечником и размещен внутри пароподводящего трубопровода, гидравлически связанного с внутренней герметизированной полостью ступицы и радиальными каналами в лопастях, при этом каждая лопасть снабжена дополнительными сквозными поперечными проточками, направленными в сторону движения нагнетаемого вентилятором воздуха и гидравлически связанными с радиальным каналом и полостью между поверхностью лопасти и оболочкой из перфорированного микропористого материала, а радиальный канал выполнен на всю длину лопасти и снабжен подвижным подпружиненным поршнем.

2. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что перфорированный наконечник водоподводящего трубопровода снабжен подвижным поршнем, механически связанным с подпружиненной диафрагмой.

3. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель вентилятора снабжен электронной системой регулирования скорости вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2