Запорно-регулирующее устройство


 


Владельцы патента RU 2463525:

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. Указанный технический результат достигается за счет использования запорно-регулирующих устройств, оборудованных автоматизированными клапанами с гравитационными приводами, в виде полого тора, заполненного парами легкокипящей жидкости (например, углекислотой, фреоном и т.п.). При понижении температуры легкокипящая жидкость конденсируется, образуется жидкость, которая, стекая в одну сторону тора, изменяет положение центра тяжести клапана, относительно оси его поворота, что приводит к закрытию клапана. При повышении температуры легкокипящая жидкость испаряется, центр тяжести возвращается на прежнее место, клапан под действием гравитационных сил открывается. Устройство технологично, просто в изготовлении, не требует электрической энергии, пожаробезопасно, имеет низкую стоимость и исключительно высокую надежность. 1 ил.

 

Изобретение преимущественно относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и предназначено для автоматического поддержания в помещениях и сооружениях температуры воздуха в заданных пределах путем изменения интенсивности их вентиляции.

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

Запорно-регулирующие устройства с ручным приводом отличаются простотой, высокой надежностью и низкой стоимостью, однако, поскольку температура атмосферного воздуха непрерывно меняется, они требуют постоянного участия человека для их регулирования в процессе эксплуатации вентиляционных систем.

Для устранения этого недостатка современные запорно-регулирующие устройства снабжают электрическими (реже - пневматическими) приводами (исполнительными механизмами) с системой автоматики, управляющей их работой по заданной программе. Такая система автоматики состоит из электронного блока, датчиков температуры, газового состава и скорости потоков воздуха. Электронный блок в свою очередь состоит из субблоков: питания, измерительной части, ЭВМ и усилителя. Выходные его цепи служат для управления исполнительным механизмом, имеющим, как правило, электродвигатель [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 систем вентиляции, поскольку для безотказной работы упомянутые устройства автоматики сами требуют электрической энергии и строгого соблюдения тепло-влажностного режима в помещениях, где они установлены, что требует дополнительных материальных и финансовых затрат, а также высококвалифицированного обслуживающего персонала.

В связи с изложенным, несмотря на указанные выше преимущества автоматизированных запорно-регулирующих устройств от них часто отказываются. Особенно при создании простейших вентиляционных систем, предпочитая для этих целей клапаны с ручным управлением, например, в животноводческих фермах, теплицах, необогреваемых чердачных помещениях, 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]. Указанный клапан включает корпус, седловину, прокладку, тарель, кронштейн, ось, вал и электрический привод.

Данному устройству присущи недостатки всех промышленно изготовляемых автоматизированных запорно-регулирующих устройств с электрическим приводом: наличие электродвигателя предполагает наличие источника электроэнергии, редуктора, датчиков и электронных блоков для включения и отключения клапана.

Для обеспечения возможности автоматизировать процесс управления вентиляцией без использования электрической энергии предлагается запорно-регулирующее устройство, клапан которого управляется (поворачивается) при помощи сил гравитации.

Указанный технический результат достигается за счет выполнения клапана (тарели) запорно-регулирующего устройства в виде полого тора, заполненного парами легкокипящей жидкости, например углекислоты (CO2), бутана (C4H10), этана (C2H6), фреона и т.п.). Количество легкокипящей жидкости принимается из условия, чтобы их пар был в состоянии насыщения при максимальной расчетной температуре.

Чтобы легкокипящая жидкость при понижении температуры не накапливалась равномерно во всем кольце, для этого предусмотрен специальный ограничитель (упор), обеспечивающий уклон кольца в одну сторону (какую - не принципиально) относительно оси поворота, расположенной симметрично полого тора. Настройку срабатывания клапана на заданную температуру осуществляют путем изменения центра его тяжести относительно оси поворота. Для этого тор клапана снабжают специальным грузом, перемещающимся по стержню, установленному перпендикулярно оси поворота клапана.

Устройство работает следующим образом.

При снижении температуры в помещении ниже допустимого уровня пары легкокипящей жидкости конденсируются и под собственным весом стекают в сторону наклона тора клапана. Центр тяжести клапана предлагаемого запорно-регулирующего устройства перемещается в сторону движения жидкости, в результате чего тор, являющийся составной частью клапана, поворачивается вокруг своей оси на 80°-90°, перекрывая движение теплого воздуха через воздуховод.

При повышении температуры воздуха в помещении интенсивность испарения легкокипящей жидкости увеличивается. Эта жидкость, превращаясь в пар, заполняет равномерно все внутреннее пространство тора. В результате центр тяжести клапана перемещается в противоположную сторону уклона тора, и клапан под действием силы гравитации поворачивается вокруг оси, открывая воздуховод для движения по нему нагретого воздуха.

Таким образом, применение исполнительного механизма в виде полого тора, заполненного парами легкокипящей жидкости, позволяет менять центр тяжести клапана при изменении температуры окружающего воздуха. В результате, при неизменном положении оси поворота, клапан за счет гравитационных сил самостоятельно поворачивается, закрывая или открывая движение воздуха по воздуховоду, поддерживая заданную температуру воздуха в помещении. Наладка предлагаемого запорно-регулирующего устройства на заданную температуру осуществляется перемещением специального небольшого груза вдоль стержня, присоединенного к тору перпендикулярно оси поворота клапана. Вес груза примерно должен быть равен весу легкокипящей жидкости, находящейся внутри тора.

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

Новым в заявляемом устройстве является совмещения устройства клапана с его приводом, в виде полого тора, заполненного парами легкокипящей жидкости в насыщенном состоянии. При этом корпус запорно-регулирующего устройства снабжен ограничителем поворота клапана, обеспечивающим положительный угол наклона тора относительно его горизонтальной оси. Кроме того, клапан устройства снабжен направляющим стержнем с подвижным грузом, позволяющим перемещать центр тяжести клапана относительно оси его поворота, настраивая работу клапана на требуемую температуру.

Количество легкокипящей жидкости определяется удельным весом ее пара в состоянии насыщения, внутренним объемом тора и расчетной температурой, на которую рассчитана работа клапана.

Запорно-регулирующих устройств с таким приводом 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, особенно при использовании углекислого газа, имеет низкую стоимость и исключительно высокую надежность, по сравнению с известными автоматизированными запорно-регулирующими устройствами. Вывести из строя предлагаемое устройство может только потеря легкокипящей жидкости при сквозной коррозии стенок тора в том случае, если его стенки будут выполнены из обычной стали. А если тор выполнить, например, из нержавеющей стали, то предлагаемый запорно-регулирующий клапан практически будет «вечен».

Заявленное запорно-регулирующее устройство поясняется чертежом, где на фиг.1(а) изображен его вид сбоку, а на фиг.1 (б) - его вид сверху.

Запорно-регулирующее устройство состоит из подвижной части - клапана (тарели) 1, имеющего в своем составе полый тор 2, заполненный, например, фреоном. Для увеличения быстродействия устройства перед заправкой легкокипящей жидкостью внутренний объем тора вакуумируют.

Для изменения центра тяжести клапана и тора относительно оси поворота 3, предусмотрен стержень 4 с подвижным грузом 5 и винтом 6 для фиксации местоположения груза.

Для ограничения угла поворота клапана и тора предусмотрен упор 7.

Запорно-регулирующее устройство посредством корпуса (рамы) 8 крепится к воздуховоду 9, например вытяжному патрубку дефлектора ЦАГИ [1, стр.197].

Запорно-регулирующее устройство перед включением в работу настаивают на заданную температуру срабатывания, за счет ослабления прижимного винта шарнира 6 и перемещения груза 5 вдоль стержня 4. При перемещении груза 5 вправо температура срабатывания запорно-регулирующего устройства понижается; при перемещении влево - повышается. После наладки устройство работает автоматически.

Нормальное положение клапана 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 торе 2. Образовавшийся конденсат под собственным весом стекает в левую часть тора 2. Количество и вес легкокипящей жидкости в этой части тора увеличивается, в результате центр тяжести системы относительно оси 3 перемещается влево, что приводит к повороту под действием сил гравитации клапана 1 против часовой стрелки и перекрытию (отключению) вытяжного патрубка 9 дефлектора.

За счет теплоизбытков температура воздуха в помещении начинает повышаться. Легкокипящая жидкость внутри тора 2 испаряется и уже в виде пара распределяется равномерно по всему его объему. В результате вес левой части тора 2 уменьшается, центр тяжести системы перемещается вправо относительно оси 3, что приводит к повороту под действием сил гравитации клапана 1 по часовой стрелке и открытию (включению) вытяжного патрубка 9 дефлектора. При снижении температуры в помещении клапан запорно-регулирующего устройства под действием сил гравитации автоматически снова закрывается. Дальше цикл работы клапана 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., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Учебник для вузов. - СПб.: 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 совмещен с гравитационным приводом в виде полого тора, заполненного парами легкокипящей жидкости в насыщенном состоянии, при этом корпус устройства снабжен ограничителем поворота клапана, обеспечивающим положительный угол наклона тора относительно его горизонтальной оси, а также направляющим стержнем с подвижным грузом, позволяющим перемещать центр тяжести клапана относительно оси его поворота, настраивая работу клапана на требуемую температуру.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для поддержания заданного тепловлажностного режима в помещениях и сооружениях различного назначения.

Изобретение относится к регулятору воздушного потока. .

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.

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

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

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. .

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.

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

Изобретение относится к области защиты от обмерзания

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.

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.

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 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.

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.

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.

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для раздачи приточного воздуха в помещениях различного назначения. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание воздуховыпускного устройства, достаточно простого по конструкции, использование которого обеспечит получение такого технического результата, как снижение коэффициента затухания скорости приточного воздуха и повышение комфортности пребывания в вентилируемом помещении за счет высокой интенсивности гашения скорости приточной струи. Сущность изобретения заключается в том, что вентиляционное воздуховыпускное устройство содержит обрамляющую отверстие для выпуска воздуха монтажную раму квадратной или прямоугольной формы, на которую со стороны вентиляционного потока установлена арка, представляющая собой выгнутую в виде полуцилиндра пластину. Это позволит применять воздуховыпускное устройство в помещениях с малыми объемами, а также в помещениях с высокими гигиеническими требованиями к подвижности и температуре воздуха. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх