Запорно-регулирующее устройство

Авторы патента:

F24F13/08 - органы управления воздушными потоками, например жалюзи, решетки, заслонки, направляющие пластины ( F24F 7/013,F24F 13/06 имеют преимущество; потолочные вытяжки F24F 7/02)

Владельцы патента RU 2462667:

Седых Николай Артемович (RU)

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для поддержания заданного тепловлажностного режима в помещениях и сооружениях различного назначения. Новым в изобретении является использование для решения указанной задачи принципиально нового гравитационного привода, который позволяет без электронных средств автоматически управлять запорно-регулирующими устройствами систем вентиляции. Простейший вариант упомянутого привода представляет собой систему из двух герметичных резервуаров, соединенных между собой трубкой, поворачивающейся на оси. Один из резервуаров заполнен легкокипящей жидкостью, количество и вес которой меняется в зависимости от температуры окружающего воздуха. При этом меняется одновременно и положение центра тяжести указанной системы относительно оси. При каждом переходе центра тяжести через ось за счет гравитационных сил осуществляется поворот клапана в ту или другую сторону, открывая или закрывая в зависимости от температуры окружающего воздуха проход воздуха через запорно-регулирующее устройство. Изобретение позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты на вентиляцию зданий и сооружений. 1 ил.

Изобретение преимущественно относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и предназначено для поддержания в помещениях и сооружениях температуры и газового состава воздуха в заданных пределах путем регулирования воздухообмена в вентилируемых объемах.

Для решения указанных задач, как правило, системы вентиляции оснащают запорно-регулирующими устройствами (шиберами; дроссельными, герметическими, обратными, многостворчатыми и другими клапанами) с ручными, электрическими или пневматическими приводами [1-3].

Запорно-регулирующие устройства с ручным приводом отличаются простотой, высокой надежностью и низкой стоимостью, однако, поскольку температура и влажность атмосферного воздуха постоянно меняются, такие устройства требуют постоянного участия человека в процессе эксплуатации вентиляционных систем.

Для устранения этого недостатка современные запорно-регулирующие устройства снабжают электрическими (редко пневматическими) приводами (исполнительными механизмами) с системой автоматики, управляющей их работой по заданной программе. Такая система автоматики состоит из электронного блока, датчиков для измерения температуры, влажности, химического состава и скорости потоков воздуха. Электронный блок в свою очередь состоит из четырех субблоков (питания, измерительной части, ЭВМ и усилителя). Выходные цепи электронного блока служат для управления исполнительными механизмами, имеющими электродвигатели [2].

В отличие от ручных приводов подобные системы автоматики позволяют управлять запорно-регулирующими устройствами без постоянного участия человека. Вместе с тем они существенно усложняют систему вентиляции и кондиционирования воздуха, повышают их стоимость. Кроме того, электронные системы снижают надежность и пожарную безопасность, поскольку для безотказной работы они сами требуют электрической энергии и строгого соблюдения тепловлажностного режима в помещениях, где они установлены, а также высококвалифицированного обслуживающего персонала для периодического обслуживания таких систем.

В связи с изложенным несмотря на указанные выше преимущества от автоматизированных запорно-регулирующих устройств часто отказываются при создании простейших систем вентиляции, предпочитая для этих целей клапаны с ручным управлением, например в животноводческих фермах, теплицах, небольших гаражах и мастерских и т.п., где для вентиляции широко используют дефлекторы различных конструкций [1, стр.217].

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является запорно-регулирующее устройство в виде герметичного клапана с электрическим приводом [1, рис.5.23, стр.200]. Указанное запорно-регулирующее устройство включает корпус, седловину, прокладку, клапан (тарель), кронштейн, ось, вал и электрический привод.

Данному устройству присущи недостатки всех промышленно изготовляемых автоматизированных запорно-регулирующих устройств с электрическим приводом. Применение электродвигателя предполагает наличие источника электроэнергии, редуктора, датчиков и электронных блоков управления клапаном.

Для автоматизации процесса управления вентиляцией без использования электрической энергии предлагается запорно-регулирующие устройство, привод которого управляется при помощи сил гравитации.

Указанный технический результат достигается за счет применения в запорно-регулирующем устройстве принципиально нового гравитационного привода. Этот привод состоит из двух групп герметичных резервуаров, которые связаны между собой посредством одной или нескольких трубок. Одна из указанных групп резервуаров заполнена легкокипящей жидкостью (например, метиловым или этиловым спиртом, аммиаком, фреоном и т.п.), вторая - парами этой жидкости. Чтобы легкокипящая жидкость не накапливалась в резервуарах второй (паровой) группы, они расположены выше резервуаров первой (жидкостной) группы. Кроме того, для этого предусмотрен специальный ограничитель (упор), исключающий уклон трубок в сторону резервуаров второй (паровой) группы. Клапан (тарель) запорно-регулирующего устройства присоединен к трубкам привода (подвижной части устройства), который в свою очередь прикреплен к неподвижной части запорно-регулирующего устройства с помощью кронштейна и оси. Кронштейн снабжен прижимным устройством, которое позволяет перемещать центр тяжести подвижной части запорно-регулирующего устройства относительно оси поворота этой части устройства.

Устройство работает следующим образом.

При снижении температуры в помещении ниже допустимого уровня пары легкокипящей жидкости конденсируются и под собственным весом стекают в первую (жидкостную) группу резервуаров. Центр тяжести подвижной части предлагаемого запорно-регулирующего устройства перемещается в сторону (жидкостной) группы резервуаров. В результате чего подвижная часть запорно-регулирующего устройства поворачивается вокруг оси против часовой стрелки, вместе с ней поворачивается и присоединенный к ней клапан (тарель), который перекрывает теплый воздух через воздуховод.

При повышении температуры воздуха в помещении интенсивность испарения легкокипящей жидкости увеличивается. Эта жидкость превращается в пар, большая часть которой по трубкам перемещается во вторую (паровую) группу резервуаров. Количество жидкости в первой (жидкостной) группе резервуаров уменьшается. В результате центр тяжести подвижной части запорно-регулирующее устройства перемещается в сторону второй (паровой) группы резервуаров, и подвижная часть запорно-регулирующее устройства вместе с клапаном (тарелью) поворачиваются на оси по часовой стрелке, открывая воздуховод для выхода нагретого воздуха.

Применение исполнительного механизма в виде герметичной системы из соединенных между собой резервуаров, одна группа из которых заполнена частично легкокипящей жидкостью, позволяет менять центр тяжести подвижной части запорно-регулирующего устройства при изменении температуры окружающего воздуха. В результате при неизменном положении оси поворота система за счет гравитационных сил самостоятельно поворачивается и посредством клапана (тарели) закрывает или открывает движение воздуха по воздуховоду для обеспечения заданной температуры в помещении. Наладка предлагаемого запорно-регулирующего устройства на заданную температуру осуществляется перемещением центра тяжести привода относительно оси поворота при помощи прижимного устройства кронштейна.

Такая конструкция запорно-регулирующего устройства значительно проще, надежнее и дешевле прототипа за счет отказа от электронных устройств автоматики.

Новым в заявляемом изобретении является выполнение привода запорно-регулирующем устройстве виде герметичной системы связанных между собой резервуаров, часть из которых заполнена легкокипящей жидкостью, а остальные - парами этой жидкости. При этом резервуары, заполненные парами, расположены выше резервуаров, заполненных легкокипящей жидкостью. Для поворота (перемещения) подвижной части запорно-регулирующего устройства она снабжена кронштейном и осью, расположенной между резервуарами, заполненными парами легкокипящей жидкостью, и резервуарами, заполненными легкокипящей жидкостью.

Запорно-регулирующее устройство такой конструкции не выявлено из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Устройство технологично, просто в изготовлении, не требует электрической энергии, пожаробезопасно и имеет низкую стоимость, а также исключительно высокую надежность по сравнению с известными автоматизированными запорно-регулирующими устройствами с ЭВМ и электроприводами. Отказ в процессе эксплуатации заявленного запорно-регулирующего устройства возможен только в случае потери легкокипящей жидкости при разгерметизации резервуаров и трубок, например, в результате коррозии. А если указанные элементы выполнить, например, из нержавеющей стали, то оно практически будет «вечно».

Пример простейшего заявленного запорно-регулирующего устройства поясняется чертежом, где изображен его вид сбоку.

Запорно-регулирующее устройство состоит из подвижной и неподвижной части. Подвижная часть: герметический резервуар (жидкостный) 1, заполненный легкокипящей жидкостью, например фреоном, верхняя часть которого соединена посредством трубки 2 с нижней частью герметического резервуара (парового) 3, заполненного парами этой же легкокипящей жидкости. Для увеличения быстродействия устройства перед заправкой легкокипящей жидкостью систему из герметичных резервуаров и трубок вакуумируют.

К верхней части трубки, соединяющей резервуары, присоединен клапан (тарель) 4 с прокладкой 5. Подвижная часть предлагаемого устройства крепится к неподвижной - корпусу (раме) 6 с помощью разъемного кронштейна 7 с осью 8. Для ограничения угла поворота подвижной части устройства (с целью недопущения уклона системы в сторону резервуара 3) предусмотрен упор 9. Все запорно-регулирующее устройство посредством корпуса (рамы) 6 крепится к воздуховоду 10, например вытяжному патрубку дефлектора ЦАГИ [1, стр.197].

Запорно-регулирующее устройство перед включением в работу настраивают на заданную температуру срабатывания путем ослабления прижимного устройства кронштейна 7 и перемещения трубки 2 вместе с резервуарами 1 и 2. При перемещении этой системы вправо температура срабатывания запорно-регулирующего устройства понижается, при перемещении влево - повышается. После наладки устройство работает автоматически.

Допустим, нормальное положение клапана 4 запорно-регулирующего устройства - открытое. Воздух из вентилируемого помещения через вытяжной патрубок 9 дефлектора под воздействием теплового и ветрового напора выходит в атмосферу.

При понижении температуры воздуха в помещении ниже нормы происходит конденсация паров легкокипящей жидкости в трубке 2 и резервуаре 3. Образовавшийся конденсат под собственным весом стекает в резервуар 1. Количество и вес легкокипящей жидкости в резервуаре 1 увеличивается, в результате центр тяжести системы относительно оси 8 перемещается влево, что приводит к повороту под действием сил гравитации подвижной части запорно-регулирующего устройства вместе с клапаном (тарелью) 4 против часовой стрелки и отключению вытяжного патрубка 9 дефлектора.

За счет теплоизбытков в помещении температура воздуха начинает повышаться. Легкокипящая жидкость в резервуаре 1 испаряется, давление ее пара увеличивается, и эта легкокипящая уже в виде пара по трубке 2 поступает в резервуар 3. В результате вес жидкости в резервуаре 1 уменьшается, а вес пара в резервуаре 3 увеличивается, центр тяжести подвижной части запорно-регулирующего устройства перемещается вправо относительно оси 8, что приводит к повороту под действием сил гравитации подвижной части запорно-регулирующего устройства вместе с клапаном (тарелью) 4 против часовой стрелки и отключению вытяжного патрубка 9 дефлектора. Таким образом, при снижении температуры в помещении клапан запорно-регулирующего устройства под действием сил гравитации автоматически закрывается. Дальше цикл при изменении температуры воздуха повторяется.

Предложенное запорно-регулирующее устройство может быть легко изготовлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «промышленная применимость».

Применение заявленного запорно-регулирующего устройства позволит резко снизить капитальные и эксплуатационные затраты на вентиляцию различных зданий и сооружений.

Источники информации

1. Свистунов В.М. и Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Учебник для вузов. - СПб.: Издательство «Политехника», 2001. - 423 с.

2. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Справ. пособие / Л.Д.Богуславский, В.И.Ливчак, В.П.Титов и др. Под ред. Л.Д.Богуславского и В.И.Ливчака. - М.: Стройиздат, 1990. - 624 с.

3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.2 / Б.В.Баркалов, Н.Н.Павлов, С.С.Амирджанов и др. Под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. - М.: Стройиздат, 1992. - 416 с. (Справочник проектировщика).

Запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус, седловину, клапан (тарель), прокладку, кронштейн, ось и привод, отличающееся тем, что для автоматического управления его клапан (тарель) снабжен гравитационным приводом, в виде двух групп герметичных и вакуумированных резервуаров, связанных между собой трубками, посредством которых подвижная часть привода присоединена к корпусу с помощью разборного кронштейна, позволяющего перемещать центр тяжести его подвижной части относительно его оси, при этом одна группа резервуаров (жидкостная) заполнена легкокипящей жидкостью, а вторая (паровая) - парами этой же жидкости, конструктивно вторая группа резервуаров (паровых), расположена выше первой группы (жидкостных) резервуаров, для этого корпус этого устройства снабжен ограничителем поворота подвижной части, исключающим уклон трубок в сторону второй (паровой) группы резервуаров.

Похожие патенты:

Воздухораспределитель // 2439443

Регулятор воздушного потока // 2439330

Изобретение относится к регулятору воздушного потока. .

Распределитель газового потока // 2437003

Изобретение относится к устройствам для распределения газового потока, вводимого в аппарат, и может быть использовано в аппарате для очистки газа от твердых частиц, сушильных установках, приточной вентиляции.

Клапан дымоудаления // 2424473

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, применяемым в системах противодымной вентиляции и способствующим увеличению времени эвакуации при возникновении пожара.

Клапан-отсекатель и способ изготовления корпуса клапана // 2418245

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для защиты систем вентиляции помещений и укрытий, требующих повышенной безопасности в случае резкого повышения давления воздушной окружающей среды.

Устройство управления синхронно-поворотными заслонками типа жалюзи // 2417343

Сепарирующий элемент двухрядной уголковой воздухоочистительной решетки // 2399408

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. .

Клапан избыточного давления // 2374543

Изобретение относится к вентиляционной технике, в частности к предохранительным клапанам и для выравнивания давления воздуха в вентилируемых помещениях, и предназначено для автоматического поддержания постоянного давлениия воздуха в смежных помещениях, включая помещения укрытия.

Устройство дымоудаления // 2343354

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к устройствам для удаления дыма из помещения на этажах здания через проемы в стенке вытяжной шахты. .

Устройство дымоудаления // 2337271

Запорно-регулирующее устройство // 2463525

Настенная решетка, в частности, для прохождения воздуха из кондиционера наружу // 2470237

Способ обогрева вентиляционных решеток с жалюзи и устройство для его осуществления // 2474766

Изобретение относится к области защиты от обмерзания

Устройство распыления тонкодисперсных частиц // 2477638

Способ управления отрывом воздушного потока на входе во всасывающие каналы // 2503891

Изобретение относится к области аэродинамики, гидравлики и вентиляции и может использоваться для управления отрывом потока на входе во всасывающие каналы. Способ управления отрывом потока на входе во всасывающий канал состоит в воздействии на поток щита, установленного на входе в канал перпендикулярно его оси и механического экрана с центральным отверстием, расположенного перед всасывающим каналом на одной оси и перпендикулярно оси канала. Технический результат заключается в увеличении сопротивления входу воздуха во всасывающие отверстия, снижение расхода поступающего в них воздуха, что может быть полезно для снижения объема воздуха, поступающего через неплотности в аспирационные укрытия либо в открытые проемы для проезда транспорта. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ обогрева вентиляционных решеток с жалюзи и устройство для его осуществления // 2509661

Изобретение предназначено для защиты вентиляционных решеток с жалюзи от обледенения. Обогрев решеток производят путем выполнения ребер жесткости решетки полыми и прокладывают греющий кабель внутри ребер жесткости. Подбирают соотношение расстояния между ребрами жесткости и толщиной жалюзи, получают оптимальный режим обогрева жалюзи посредством передачи им тепла от нагретых ребер жесткости по металлу. Достигается исключение обледенения решеток с жалюзи в условиях реально низких температур арктического воздуха при использовании системы электрообогрева в штатном режиме. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Энергосберегающий регулятор расхода воздуха систем естественной вентиляции // 2527725

Изобретение относится к вентиляции зданий и предназначено для исключения переохлаждения воздуха в помещениях и экономии тепла в холодный период года. Изменяющаяся температура наружного воздуха, а значит, перепад давления воспринимается заслонкой, закрепленной на горизонтальной поворотной оси. Регулятор расхода воздуха, включающий вытяжной короб с всасывающим окном, отличающийся тем, что в коробе на горизонтальной поворотной оси установлена заслонка, параллельно оси заслонки установлен ограничитель расхода воздуха в виде шпильки, закрепленной на противоположных сторонах короба с возможностью перемещения, регулятор снабжен фиксирующим положение заслонки устройством, выполненным из двух постоянных магнитов, один из которых жестко закреплен на заслонке, другой - на внутренней стороне короба, при этом магниты расположены одноименными полюсами друг к другу. Для обеспечения минимального трения горизонтальная поворотная ось установлена в капроновых втулках. Регулятор обеспечивает расчетный воздухообмен, исключая переохлаждение воздуха в помещении, что приводит к экономии тепла в холодный период года. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство стабилизации расхода воздуха // 2541295

Устройство относится к системам вентиляции зданий различного назначения, в частности к естественной вытяжной вентиляции. Устройство стабилизации расхода воздуха содержит корпус 1, с регулирующим клапаном в виде неподвижного диска с прорезями 2 и вращающегося диска 3 с ответными прорезями и с ограничителем вращения 4. Вращающийся диск 3 закреплен на общей оси 5 с турбинкой 6, воспринимающей давление входящего потока воздуха. Ось 5 опирается на неподвижный диск с прорезями 2 и на стойку 7. Угол поворота турбинки 6 регулируется натяжением упругого элемента 8, закрепленного одним концом на оси 5, другим концом на винте настройки натяжения 9 упругого элемента 8. Винт настройки 9 установлен на стойке 7. Предложенная конструкция устройства стабилизации расхода воздуха может встраиваться в каналы произвольной ориентации в пространстве, в том числе в горизонтальный канал, и работает без потребления энергии от внешнего источника. 4 ил.

Внутренний блок кондиционера воздуха // 2541434

Настоящее изобретение относится к структуре внутреннего блока кондиционера воздуха. Внутренний блок кондиционера воздуха, содержащий панельный корпус, задний кожух и переднюю панель, при этом панельный корпус заключает боковые части и верхнюю часть кондиционера воздуха и приспособлен для установки передней панели, задний кожух заключает заднюю часть кондиционера воздуха, передняя панель выполнена в передней части и плотно соединяется с панельным корпусом; задний кожух, панельный корпус и передняя панель определяют внутреннюю камеру кондиционера воздуха, в которой установлены теплообменник, компоненты управления и вентиляционные части; выход для воздуха выполнен в нижней части передней панели, при этом выход для воздуха открыт или закрыт плитой направляющей потока воздуха, установленной в передней панели или расположенной на панельном корпусе; при этом в нижней части выхода для воздуха расположена зубчатая поверхность, содержащая множество вогнутых желобков. Это позволяет препятствовать конденсации воды, образуемой вследствие разницы локальной температуры. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство вентиляционной задвижки // 2546471

Изобретение относится к вентиляции и противопожарной технике и предназначено для вентилирования помещений, оснащенных противопожарными дверями. Изменяющаяся температура воздуха в помещении воспринимается устройством, включающим корпус с тремя и более рычагами, соединенными с заслонками и регулирующими площадь отверстия для вентиляции. Доступ воздуха в помещение также может регулироваться путем включения и выключения электромагнита по команде с пульта управления. Таким образом, данное устройство, установленное в противопожарной двери, автоматически обеспечивает вентилирование помещения при нахождении в нем обслуживающего персонала и прекращает доступ воздуха при возникновении пожароопасной ситуации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.