МОДУЛЬ ДЛЯ КОНСТРУКЦИИ ПОТОЛКА В ПОМЕЩЕНИЯХ СТЕРИЛЬНОЙ ЧИСТОТЫ Российский патент 1997 года по МПК E04B2/52 F24F3/16 

Изобретение относится к строительству, в частности к модулю для конструкции потолка в помещениях стерильной чистоты.

Наиболее близким техническим решением является модуль для конструкции потолка в помещениях стерильной чистоты, включающий боковые и продольные стенки, крышку с отверстием для обратного потока воздуха, днище из высокопроизводительных фильтров взвешенных частиц, два промежуточных днища, расположенные одно над другим с образованием в модуле трех камер с отверстиями, одно из которых выполнено в верхнем промежуточном днище у одной из боковых стенок, а другое в нижнем промежуточном днище у другой боковой стенки под отверстием для обратного потока воздуха в крышке модуля, вентилятор, установленный в средней камере под отверстием в верхнем промежуточном днище, и устройства для звукопоглощения, размещенные в верхней и средней камерах (см. РСТ) WO патент 93/01454, кл. F 24 F 3/16, 1993),
Недостатком указанного решения являются низкий уровень звукоизоляционных показателей и характеристик воздухопотока, а также уменьшение габаритов и веса конструкции модуля.

Задача изобретения заключается в улучшении звукоизоляционных показателей при улучшенных характеристиках воздухопотока при минимальной высоте конструкции и сравнительно малом ее весе.

Поставленная задача решена тем, что в модуле отверстие для потока обратного воздуха в крышке выполнено длиной на всю ширину модуля, а его ширина составляет 20 30% длины модуля, причем устройство для звукопоглощения выполнено в виде обшивок, кулис и пластины, при этом обшивки размещены в верхней камере на крышке модуля и на верхнем и нижнем промежуточном днище, кулисы в средней камере на верхнем и нижнем промежуточных днищах, а пластина в нижней камере на нижнем днище.

Кроме того, грань расположенной на нижнем промежуточном днище кулисы может проходить по краю отверстия в днище и может быть выполнена скругленной; в средней камере кулиса, расположенная на верхнем промежуточном днище, может быть заведена на боковую стенку модуля с образованием скругленного угла между ее горизонтальной и вертикальной внутренними поверхностями, модуль может быть снабжен по крайней мере одним скругленным направляющим щитком, установленным в отверстии нижнего промежуточного днища с размещением его нижнего и верхнего концов соответственно в нижней и в средней камерах с зазором относительно кулисы, расположенной на нижнем промежуточном днище; все направляющие щитки могут быть установлены с переменным зазором относительно кулисы, расположенной на нижнем и промежуточном днище, и друг и друга, увеличивающимся на участке от средней к нижней камере; модуль может быть снабжен скругленным направляющим щитком, а зазор между направляющим щитком и кулисой, расположенной на нижнем промежуточном днище, составляет 25 40% расстояния между кулисами, расположенными на верхнем и нижнем промежуточных днищах. Модуль может быть снабжен двумя направляющими щитками, а величина зазора между каждым из них и кулисой, расположенной на нижнем промежуточном днище, составляет соответственно 20 30% и 50 60% расстояния между кулисами, расположенными на верхнем и нижнем промежуточных днищах; первый от боковой стенки модуля направляющий щиток может быть заведен в нижнюю камеру на меньшую величину, чем второй направляющий щиток; вектилятор может быть выполнен из входного сопла, закрепленного на верхнем промежуточном днище, и электродвигателя с внешним ротором, установленного на нижнем промежуточном днище через вибрационные демпферы; модуль может быть снабжен выпрямительным щитком, установленным в верхней камере над входным соплом вентилятора параллельно продольным стенкам модуля от боковой стенки последнего до середины входного сопла; крышка модуля может быть выполнена с отверстием для подвода потока климатизированного воздуха, расположенным над входным соплом вентилятора.

На фиг. 1 изображен модуль для конструкции потолка в помещениях стерильной чистоты, вертикальный разрез; на фиг. 2 узел А на фиг.1; на фиг. 3 то же, вариант.

В первом варианте модуль для конструкции потолка помещения с чистой атмосферой содержит корпус в форме параллелепипеда с прямоугольной конфигурацией в плане, при этом его крышка 1, боковые стенки 2 и 3, а также передняя и задняя стенки, невидимые на чертеже и параллельные плоскости чертежа, выполнены из скошенного листа.

Модуль разделен посредством верхнего и нижнего промежуточных днищ с отверстиями 4, 5 на три расположенные друг над другом плоские камеры 6 и 7, проходящие по всей ширине (перпендикулярно к плоскости чертежа на фиг. 1). Высота этих трех камер приблизительно одинакова. Камеры 6, 7, 8 соединены друг с другом отверстиями 9 и 10 в промежуточных днищах 4 и 5.

Верхняя камера содержит в крышке 1 отверстие 11 для потока обратного воздуха, прикрытое решеткой или регулировочным щитком и проходящее, считая от боковой стенки 3, на 1/5-1/4 часть длины модуля и через всю его ширину. Отверстие 9 верхнего промежуточного днища 4 расположено вблизи боковой стенки 2, противолежащей отверстию 11 для обратного воздуха. Отверстие 10 нижнего промежуточного днища 5 выполнено в виде зазора между краем днища 5, не полностью примыкающего к боковой стенке 3, и боковой стенкой 3.

Нижняя камера 8 ограничена книзу тремя установленными рядом друг с другом высокопроизводительными фильтрами взвешенных частиц 12. При этом фильтры 12 прилегают к скосам боковых стенок 2 и 3 передней и задней стенок. Фильтры встроены с уплотнителями в сочетании с уплотнительной массой.

В средней камере 7 установлен вентилятор 13, выполненный как бескожуховый радиальный вентилятор с входным соплом 14 и с электродвигателем с внешним ротором 15, снабженный изогнутыми назад лопастями 16. Сверху, со стороны входного сопла 14, направление его вращения направлено по часовой стрелке. Вентилятор 13 двухкомпонентный, при этом его входное сопло 14 установлено в отверстии 9 верхнего промежуточного днища 4 и закреплено на верхнем промежуточном днище 4, его двигатель 15 с внешним ротором закреплен на нижнем промежуточном днище 5. Промежуток между осью 17 вентилятора и ближайшей к ней боковой стенкой 5 соответствует приблизительно 0,8-кратной величине диаметра вентилятора 13, а расстояние этой оси от передней стенки составляет порядка 405 ширины модуля.

Электродвигатель 15 вентилятора 13 смонтирован на опорной плите 18, закрепленной четырьмя вибрационными резиновыми элементами 19 на прямоугольной раме 20. Рама 20 в четырех точках вблизи боковой стенки 2, передней и задней стенки привинчена к промежуточному днищу 5 через шайбы толщиной 5 мм (не показаны).

В крышке 1 модуля точно над входным соплом 14 имеется другое отверстие 21 с патрубком 22, к которому может быть подсоединен трубопровод для подачи климатизированного воздуха. В зоне отверстия 21 часть крышки 1 может сниматься на случай техобслуживания вентилятора 13.

В верхней камере 6 потолок 1, верхнее промежуточное днище 4 и боковые стенки 2,3 прикрыты звукопоглощающей облицовкой 23, например из звукопоглощающих пластин, выполненных из пенопласта и имеющих пирамидальную или сотовую поверхность.

Облицовка 23 проходит на крышке 1 от отверстия для обратного потока воздуха 11 до боковой стенки 2, исключая отверстие 21, и на верхнем промежуточном днище 4 от боковой стенки 3 до зоны возле входного сопла 14. Толщина облицовки 23 составляет порядка четверть высоты верхней камеры 6, так что между ними имеется зазор, высота которого равна приблизительно половине высоты камеры.

По центру над соплом 14 в верхней камере 6 имеется выпрямительный шток 24, параллельный передней и задней стенкам и проходящий от боковой стенки 2 через сопло 14 приблизительно до зоны над серединой этого сопла 14.

В средней камере 7 на обоих промежуточных днищах 4 и 5, ограничивающих среднюю камеру 8, укреплены звукопоглощающие кулисы 25 и 26, проходящие от вентилятора 13 к боковой стенке 3. Верхняя кулиса 25 проходит до боковой стенки 3, заполняет угол между верхним промежуточным днищем 4 и боковой стенкой 3 и покрывает боковую стенку 3 до высоты нижнего промежуточного днища 5. Нижняя кулиса 26 проходит до отверстия 10. Высота Н₁ кулис 25 и 26 на промежуточных днищах 4 и 5 и высота Н₂ зазора между ними составляют порядка 1/3 высоты камеры, причем высота Н₂ зазора несколько больше, например, на коэффициент 1,2, чем высота кулис 25 и 26. Ширина верхней кулисы 25 составляет у боковой стенки 3 около 1/4 ее высоты у верхнего промежуточного днища 4.

Благодаря наклонному положению кулис 25 и 26 на их обращенных к вентилятору 13 концах имеющийся между ними зазор открывается в сторону к вентилятору на приблизительно двойную высоту. Нижняя кулиса 26 скруглена на ее обращенных к боковой стенке 3 конце, при этом поперечное сечение этого конца образует полукруг вокруг средней точки М, расположенной на половинной высоте Н₁.

Кулисы 25 и 16 снабжены экраном в виде гладкой прочной на истирание стеклянной пластины заполнены внутри минеральной ватой.

Между концом нижней кулисы 26 и боковой стенкой 3 установлены два направляющих щитка 27, 28, расположенные рядом друг с другом и проходящие от передней к задней стенке. Их поперечные сечения описывают круговые дуги, общая точка М₂ которых к точке М₁ несколько смещена к нижнему промежуточному днищу 5.

Круговая дуга направляющего щитка 27, установленного перед концом нижней кулисы 26, начинается отвесно над средними точками М₁ и M₂ в зазоре между куличами 25, 26 и проходит через отверстие 10 в нижнюю камеру 8. Она образует полный полукруг, т.е. обозначенный фиг. 2 угол α₁ между горизонтальной линией через среднюю точку М₂ и концом круговой дуги составляет 90^o.

Круговая дуга второго направляющего щитка 28 начинается отвесно над началом круговой дуги первого щитка 27 и проходит также через отверстие 10 в нижнюю камеру 8. Однако эта дуга составляет лишь около 120^o, т.е. угол α₂ составляет 40^o и оканчивается несколько выше, чем дуга первого щитка 27 в нижней камере 8.

Высота Н₃ зазора между нижней кулисой 26 и началом щитка 27 порядка 20 30% например, 25% а высота Н₄ зазора между нижней кулисой 26 и началом щитка 28 порядка 50 66% например, 58% всей высоты зазора. Разность между радиусом R₂ щитка 28 и радиусом R₁ щитка 27 соответствует разности высот Н₄ и H₃.

Нижнее промежуточное днище 5 прикрыто в нижней камере 8 звукопоглощающей пластиной 29. Она проходит от боковой стенки 2 в зону возле отверстия 10, до которого оно не доходит, но скошено в направлении к нему. Пластина 29 выполнена из нескольких слоев, например, из пенопластового слоя и слоя битума.

Направление воздухопотока обозначено стрелками. Свободные внутренние пространства верхней камеры 6 и средней камеры 7 составляют изогнутый канал. В области боковой стенки 3 этот воздушный канал в средней камере 7 разветвляется обоими щитками 27, 28 на три канала. Это разветвление продолжено в отверстии 10 нижнего промежуточного днища 5 и в примыкающей малой зоне нижнего камеры 8.

Для монтажа конструкции потолка помещения с чистой атмосферой модули устанавливают по всей площади поверхности потолка в виде решетчатой рамочной конструкции.

При эксплуатации рассматриваемой системы обратный поток воздуха из пространства между потолком такого помещения и потолком здания всасывается через отверстие 11 и верхнюю камеру 6, а климатизированный воздух через отверстие 21 и через среднюю и нижнюю камеры 7,8 подается в помещение через фильтры 12. Очищенный воздух проходит через все помещение ламинарно.

Во втором варианте выполнения модуль снабжен не тремя, а двумя высокопроизводительными фильтрами взвешенных частиц 12. В этом случае он имеет квадратную форму в плане и длина его камер составляет лишь 2/3 длин камер в первом варианте. Ширина и высота модуля, а также высоты камер 6, 7, 8 соответствуют этим величинам модуля в первом варианте.

В средней камере 7, однако, высота H₂ зазора между нижней и средней звукопоглощающими кулисами 26, 25 меньше высоты Н₁ кулис 25, 26. Высота Н₂ в этом варианте составляет 2/3 высоты Н₁.

Модуль во втором варианте отличается от модуля в первом варианте тем, что щитки 27, 28 в меньшей степени входят в нижнюю камеру 8, причем углы α₁ и α₂ составляют, например, 40^o и 20^o соответственно. Высота H₃ составляет 25% и высота H₄ 50% суммарной высоты Н₂.

Благодаря расположению модулей по типу облицовочных плиток в рамной конструкции возможен монтаж потолка в помещении с чистой атмосферой по принципу ламинарного потока. Такие модули можно совместно монтировать в потолке любых размеров, причем возможна несложная замена отдельных модулей, например, при производстве их технического обслуживания.

Через отверстие 11 для обратного потока воздуха в крышке 1 модулей обеспечивается отсос обратного воздуха из пространства между потолком помещения и потолком здания, который подается к вентилятору 13 через верхнюю камеру 6, снабженную устройствами для звукоизоляции. Величина отверстия 11 для обратного потока воздуха такова, что, с одной стороны, скорость потока не является чрезмерной, в отличие от случаев с малым отверстием, и, с другой стороны, расстояние в верхней камере 6 для звукоизоляции достаточно велико.

Сочетание звукоизоляционной обшивки в верхней камере 6, звукоизолирующих кулис 25, 26 в средней камере 7 и звукопоглощающей пластины 29 в нижней камере 8 дает возможность для хорошего звукопоглощения при сравнительно малой конструктивной высоте модуля и малом весе звукозащищенных систем по сравнению с соответствующими величинами туннельного модуля.

Благодаря замене звукопоглощающих кулис в верхней камере 6 на звукопоглощающую обшивку 23 и дополнительную звукопоглощающую пластину 29 в нижней камере 8 можно сократить высоту верхней камеры 6, высоту звукопоглощающих кулис 25, 26 в средней камере 7 и, тем самым, высоту средней камеры 7, а также вес всех звукозащитных устройств.

Уменьшение и веса весьма важное преимущество при использовании модулей для конструкции потолка помещения с чистой атмосферой, Это означает снижение требований к конструкции, несущей модули.

Изобретение позволяет оказывать влияние на воздух, поступающий через среднюю камеру 7 в нижнюю камеру 8 таким образом, что в камере 7 перед высокопроизводительными фильтрами взвешенных частиц образуется воздушный поток с минимальной турбулентностью и с максимальной долей статического давления.

Скругленная в направлении к отверстию звукопоглощающая кулиса 26 препятствует также, как и верхняя звукопоглощающая кулиса 25, скругленная в углу между верхним промежуточным днищем 4 и боковой стенкой 3, образованию турбулентности при отводе движущегося воздухопотока от средней камеры 7 через отверстие 10 в нижнюю камеру 8.

Существенным преимуществом изобретения является также улучшение максимально рентабельного преобразования динамического давления в статическое давление.

Существенное преимущество вентилятора 13, состоящего из двух элементов, электродвигатель которого через гаситель колебаний закреплен в модуле, заключается в том, что в помещении с чистой атмосферой, оборудованном соответствующей потолочной конструкцией из модулей, вряд ли возможно возникновение вибраций от работы вентиляторов.

Кроме того, в таком вентиляторе 13 исключаются препятствия потоку, например, из-за стоячих штифтов, соединяющих опорное основание электродвигателя с входным соплом 14.

Выпрямительный щиток способствует равномерности воздухопотока в верхней части камеры 6 над вентилятором 13.

Модули с отверстием в крышке для подвода потока климатизированного воздуха, которое размещено над верхним входным соплом 14 вентилятора 13, в особенности пригоден для конструкции потолка в таких помещениях, в которых необходима климатизация воздуха.

Модуль для конструкции потолка в помещениях с особо чистой атмосферой по принципу ламинарного потока, снабженный тремя камерами (6,7,8), разделенными двумя промежуточными днищами (4,5) и расположенными одна над другой, при этом камеры соединены друг с другом отверстиями (9,10) в промежуточных днищах (4,5), верхняя камера (6) снабжена на стороне модуля, противолежащей отверстию верхнего промежуточного днища (4), отверстием для обратного потока воздуха (11), в средней камере (7) под отверстием (9) верхнего промежуточного днища (4) установлен вентилятор (13), нижняя камера ограничена книзу высокопроизводительными фильтрами (12), а в обеих верхних камерах (6,7) установлены устройства (23) для звукопоглощения, в потолке модуля имеется отверстие (11) для обратного потока воздуха, проходящее от боковой стенки (3) на величину в 20 - 30% его длины и по всей ширине. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Модуль для конструкции потолка в помещениях стерильной чистоты, включающий боковые и продольные стенки, крышку с отверстием для обратного потока воздуха, днище из высокопроизводительных фильтров взвешенных частиц, два промежуточных днища, расположенных одно над другим с образованием в модуле трех камер с отверстиями, одно из которых выполнено в верхнем промежуточном днище у одной из боковых стенок, а другое в нижнем промежуточном днище у другой боковой стенки под отверстием для обратного потока воздуха в крышке модуля, вентилятор, установленный в средней камере под отверстием в верхнем промежуточном днище, и устройства для звукопоглощения, размещенные в верхней и средней камерах, отличающийся тем, что отверстие для потока обратного воздуха в крышке выполнено длиной на всю ширину модуля, а его ширина составляет 20 30% длины модуля, причем устройство для звукопоглощения выполнено в виде обшивок, кулис и пластины, при этом обшивки расположены в верхней камере на крышке модуля и на верхнем и нижнем промежуточном днище, кулисы в средней камере на верхнем и нижнем промежуточных днищах, а пластина в нижней камере на нижнем днище. 2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что грань расположенной на нижнем промежуточном днище кулисы, проходящая по краю отверстия в днище, выполнена скругленной. 3. Модуль по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в средней камере кулиса, расположенная на верхнем промежуточном днище, заведена на боковую стенку модуля с образованием скругленного угла между ее горизонтальной и вертикальной внутренними поверхностями. 4. Модуль по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере одним скругленным направляющим щитком, установленным в отверстии нижнего промежуточного днища с размещением его нижнего и верхнего концов соответственно в нижней и в средней камерах с зазором относительно кулисы, расположенной на нижнем промежуточном днище. 5. Модуль по п. 4, отличающийся тем, что все направляющие щитки установлены с переменным зазором относительно кулисы, расположенной на нижнем промежуточном днище, и друг друга, увеличивающимся на участке от средней к нижней камере. 6. Модуль по пп.4 и 5 отличающийся тем, что он снабжен округленным направляющим щитком, а зазор между направляющим щитком и кулисой, расположенной на нижнем промежуточном днище, составляет 25 40% расстояния между кулисами, расположенными на верхнем и нижнем промежуточных днищах. 7. Модуль по пп.4 и 5, отличающийся тем, что он снабжен двумя направляющими и щитками, а величина зазора между каждым из них и кулисой, расположенной на нижнем промежуточном днище, составляет соответственно 20 30 и 50 60% расстояния между кулисами, расположенными на верхнем и нижнем промежуточных днищах. 8. Модуль по п.7, отличающийся тем, что первый от боковой стенки модуля направляющий щиток заведен в нижнюю камеру на меньшую величину, чем второй направляющий щиток. 9. Модуль по пп.1 8, отличающийся тем, что вентилятор выполнен из входного сопла, закрепленного на верхнем промежуточном днище, и электродвигателя с внешним потоком, установленного на нижнем промежуточном днище через вибрационные демпферы. 10. Модуль по пп.1 9, отличающийся тем, что он снабжен выпрямительным щитком, установленным в верхней камере над входным соплом вентилятора параллельно продольным стенкам модуля от боковой стенки последнего до середины входного сопла. 11. Модуль по пп.1 5, отличающийся тем, что крышка модуля выполнена с отверстием для подвода потока климатизированного воздуха, расположенным над входным соплом вентилятора.