СИСТЕМА ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Российский патент 2001 года по МПК B60H3/06 F24F3/16 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к установкам для очистки воздуха, и может быть использовано для очистки воздуха в кабинах грузовых автомобилей, самосвалов, тракторов, техники, работающей в горнодобывающей промышленности, в кабинах мостовых кранов, в производственных и бытовых помещениях, а также в салонах автобусов, легковых автомобилей и др.

Известна система очистки воздуха в кабинах военных транспортных средств, содержащая корпус с входным и выходным окнами, нагнетатель воздуха, электродвигатель, блок очитки воздуха с фильтрующими элементами от пыли и углеводородов /1/. Однако известная система очистки воздуха не очищает воздух от оксидов азота, оксида углерода, запаха и других вредных веществ, сложна конструктивно, имеет большие вес, габариты, потребляет большую энергию на свой привод, отличается большими стоимостью и трудоемкостью при обслуживании, в эксплуатации, не имеет системы индикации выхода из строя фильтрующих элементов и характеризуется высоким уровнем шума.

Известно также устройство для кондиционирования воздуха в кабинах машин, содержащее корпус, вентилятор и блок очистки воздуха, состоящий из пылеулавливающего фильтра и противогазового фильтра /2/. Однако такое устройство выполнено в виде нескольких блоков, блок очистки состоит из нескольких кассет, устройство имеет большие габариты, вес, сложно конструктивно, трудоемкое при обслуживании в эксплуатации не имеет системы индикации выхода из строя фильтрующих элементов и т.п.

Известна также система очистки воздуха, содержащая корпус с входным и выходным окнами, электродвигатель, вентилятор, сблокированный с валом электродвигателя, блок очистки воздуха с фильтрующе-очищающим элементом /3/. Данная система является прототипом настоящего изобретения. Она имеет меньшие вес и габариты (в сравнении с аналогами) и более проста конструктивно. С помощью такой системы осуществляется очистка воздуха в кабинах транспортных средств. Однако данная система не предназначена для очистки воздуха от газообразных вредных веществ (оксидов азота, оксида углерода, акролеина, формальдегида и др.), ее конструкция относительно усложнена, она характеризуется трудоемкостью при обслуживании в эксплуатации, имеет большой расход расходных материалов, большой шум и малый ресурс работы, не имеет системы индикации.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки воздуха, упрощение конструкции, снижение веса и габаритов, стоимости, упрощение технического обслуживания.

Дополнительной задачей изобретения является обеспечение очистки воздуха от оксидов азота, оксида углерода, других отравляющих веществ и снижение запаха.

Дополнительной задачей изобретения является индикация выхода из строя фильтрующих элементов.

Дополнительной задачей является снижение шума работы системы очистки воздуха.

Поставленная задача реализуется тем, что в системе очистки воздуха, содержащей корпус с входным и выходным окнами, электродвигатель, вентилятор, сблокированный с валом электродвигателя, блок очистки воздуха с фильтрующе-очищающим элементом, дополнительно содержатся внутренняя перегородка с центральным отверстием, стойки для крепления электродвигателя, система индикации, шумопоглащающие кожухи и покрытие, причем внутренняя перегородка с центральным отверстием делит корпус на две части, в первой из которых размещено входное окно, а во второй - выходное окно, в одной части корпуса размещен вентилятор, электродвигатель размещен в зоне центрального отверстия перегородки и крепится в корпусе с помощью стоек, система индикации выполнена по меньшей мере в виде одного канала, соединяющего зону в районе центрального отверстия в перегородке с атмосферой.

В системе очистки воздуха блок очистки воздуха содержит по меньшей мере два фильтрующе-очищающих элемента, выполненных в виде независимых друг от друга слоев, причем блок очистки воздуха размещен в первой части корпуса и в нем со стороны перегородки выполнена ниша с газонепроницаемыми стенками, размещенная по меньшей мере в одном фильтрующе-очищающем слое, в которой частично расположен корпус электродвигателя, обеспечивающие прохождение всего потока очищаемого воздуха только через все слои фильтрующе-очищающих элементов.

В системе очистки воздуха по меньшей мере один из слоев фильтрующе-очищающего элемента может быть размещен во второй части корпуса в зоне выходного окна.

Кроме того, для очистки воздуха от пыли, сажи, тумана и взвесей фильтрующе-очищающий слой выполнен в виде пылеулавливающего фильтра, для очистки воздуха от оксидов азота - в виде сорбента, для очистки воздуха от акролеина, формальдегида - в виде сорбента, для очистки от оксида углерода - в виде низкотемпературного катализатора, причем по направлению движения воздуха слои расположены в следующей последовательности: от пыли, от акролеина и формальдегида, от оксидов азота, от оксида углерода.

Также в системе очистки воздуха система индикации дополнительно снабжена по меньшей мере одним датчиком по меньшей мере одного вредного вещества.

Кроме того, в системе очистки воздуха по меньшей мере одна из стенок корпуса содержит шумопоглащающий кожух и шумопоглащающее покрытие.

Существо предложения поясняется чертежом.

Система очистки воздуха состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 окнами. В корпусе имеется пульт управления 4, размещенный в зоне выходного окна, заглубленный заподлицо в корпус 1 системы. В корпусе 1 размещены также вентилятор 5 с корпусом 6 и электродвигателем 7 и нагнетательным колесом 8 с лопатками 9, блок 10 очистки воздуха с фильтрующим элементом от пыли 11 и сорбирующим элементом от углеводородов 12. Блок очистки воздуха 10 дополнительно содержит сорбирующий элемент от оксидов азота 13. В корпусе 1 системы размещен карман 14 для установки пульта управления 4, причем вентилятор 5 с корпусом 6 вентилятора с нагнетательным колесом 8 и лопатками 9 размещен в зоне выходного окна 3, а электродвигатель 7, сблокированный с нагнетательным колесом 8, направлен вдоль оси корпуса 1 в сторону входного окна 2. Блок очистки воздуха 10 с фильтрующим элементом от пыли 11, сорбирующим элементом от углеводородов (акролеина, формальдегида и др.) 12 и сорбирующим элементом от оксидов азота 13 выполнен в виде охватывающего электродвигатель 7 блока 10 с внутренней нишей 15 для размещения электродвигателя 7 и герметичной центральной проставкой 16 со стороны входного окна 2, а по внешней стороне герметично размещен в корпусе 1 системы, причем внутренняя перегородка со стороны блока очистки воздуха 10 имеет центральное отверстие для поступления очищенного воздуха изнутри к лопаткам 9 нагнетательного колеса 8, а по внешней стороне корпус 6 вентилятора соединен с выходным окном корпуса 3 системы 1.

В системе очистки воздуха блок очистки 10 дополнительно содержит каталитический элемент от оксида углерода 18 в виде низкотемпературного катализатора.

Блок очистки воздуха 10 может дополнительно содержать элементы очистки воздуха от других отравляющих веществ.

Один или несколько фильтроочищающих элементов могут быть размещены во второй части корпуса со стороны выходного окна 3.

Система очистки воздуха снабжена системой индикации с первым индикатором 19, выполненным в виде канала с заглушкой, соединяющего зону в районе центрального отверстия 17 в перегородке с атмосферой.

Система индикации может быть снабжена двумя индикаторами, из которых первый 19 размещен в зоне выходного окна 3 системы, а второй 20 - в зоне входного окна 2 системы.

Корпус системы очистки воздуха с внешней торцевой стороны корпуса 6 вентилятора снабжен дополнительным шумопоглащающим кожухом 21, соединенным с корпусом 1 системы очистки воздуха. Шумопоглащающий кожух 21 изнутри может быть покрыт шумопоглащающим покрытием 22.

В системе очистки воздуха в блоке 10 очистки воздуха элементы очистки установлены по направлению движения воздуха в следующей последовательности: элемент очистки от пыли 11, далее - от углеводородов 12, оксидов азота 13, оксида углерода 18.

Система очистки воздуха работает следующим образом.

При включенном с помощью пульта управления 4 электродвигателе 7 начинает работать вентилятор 5. В результате из кабины (помещения) воздух через окно 2 в корпусе 1 подается (обтекая герметичную проставку 16) в блок 10 очистки воздуха. В блоке 10, проходя элемент 11 и элемент 12, загрязненный воздух очищается последовательно от пыли, углеводородов (акролеина, формальдегида) и др. Очищенный воздух из блока очистки 10 поступает в нишу 15 и через окно 17 подается к лопаткам 9 вентилятора 8. Из корпуса 6 вентилятора очищенный воздух через выходное окно 3 выбрасывается обратно в кабину (помещение). В зависимости от принимаемого технического решения воздух может подаваться в окно 2 и из атмосферы.

В зависимости от требований, предъявляемых к очистке воздуха и для повышения эффективности работы, в блоке очистки воздуха 10 могут дополнительно размещаться элементы очистки воздуха от оксидов азота 13, оксида углерода 18, других отравляющих веществ и запаха, выполненных в виде слоев (плоских или гофрированных) с сорбирующими, фильтрующими материалами или катализатором, разделенными между собой газопроницаемыми перегородками (перфорированные пластины, сетки, тканые материалы и т.д.). При этом наибольшая эффективность очистки воздуха обеспечивается при следующей последовательности размещения слоев по ходу потока воздуха: по пыли, по формальдегиду, по оксиду азота и по оксиду углерода.

Вариантом выполнения конструкции системы является размещение одного или нескольких фильтроочищающих элементов во второй части корпуса со стороны выходного окна 3. Этот прием позволяет увеличить ресурс работы элементов и варьировать весогабаритными характеристиками системы.

Эффективность очистки воздуха по любому из вредных компонентов может быть доведена с помощью патентуемой системы до 99,9%.

По мере работы сорбирующие, фильтрующие элементы и катализатор могут терять эффективность своей работы. Для определения времени начала снижения эффективности очистки воздуха в корпусе 1 системы очистки воздуха установлена система индикации с первым индикатором 19. В показанном на чертеже варианте исполнения индикатор 19 выполнен в виде полной трубки (трубки Пито), с помощью которой измеряют величину сопротивления блока очистки 10 путем подключения ее к U-образному водяному манометру, либо любому другому устройству для измерения давления. Повышение давления выше определенного уровня свидетельствует о необходимости обслуживания блока 10, например о необходимости замены, либо регенерации фильтрующего элемента 11 от пыли. Индикатор 19 может также использоваться в виде пробоотборника для отбора проб воздуха с последующим его анализом на газоанализаторе по любому из вредных веществ.

При необходимости, например, при соединении входного окна 2 корпуса 1 системы 1 с воздушной магистралью, имеющей газодинамическое сопротивление, в корпусе 1 размещается второй индикатор 20 (или индикаторная трубка), позволяющий проводить измерение газодинамического сопротивления блока очистки воздуха 10, либо использовать его в виде пробоотборника для последующего проведения газового анализа. В этом случае системы индикации могут быть электронными или иными, обеспечивающими необходимую точность измерения (в том числе и построенные по дифференциальной схеме измерения).

В качестве индикаторов 19 и 20 могут использоваться съемные, неразъемные индикаторы, выполненные в виде электронных датчиков (или в виде таблеток с поглотителем, изменяющим свой цвет при превышении концентрации измеряемого вредного вещества выше заданного уровня), а также иные системы и датчики индикации.

Крепление электродвигателя 7 к перегородке 17 с помощью стоек позволяет обеспечить минимальное сопротивление данного участка газовоздушного тракта.

Размещение вентилятора 5 с нагнетательным колесом 8 и лопатками 9 в зоне выходного окна 3, а электродвигателя 7, сблокированного с нагнетательным колесом 8, вдоль оси корпуса 1 в сторону входного окна 2 в нише 15 блока очистки воздуха 10, позволяет сделать конструкцию системы очистки воздуха максимально компактной, простой конструктивно и в обслуживании, отличающейся малыми габаритами и весом, а простота газодинамической схемы позволяет до минимума довести потребляемую мощность электродвигателя 7 на привод вентилятора 5.

Система очистки воздуха в таком исполнении является малошумной, в том числе за счет установки дополнительных кожухов (например, кожуха 21), которые могут быть покрыты шумопоглащающими покрытиями 22, обеспечивая любой требуемый уровень шума при работе системы.

Система очистки воздуха является универсальной и может применяться для очистки воздуха в салонах автомобилей при эксплуатации в городских условиях, в кабинах самосвалов с дизельным приводом при работе в карьерах (а также в этом варианте в кабинах экскаваторов, грейдеров, виброкатков, фронтальных автопогрузчиков, буровых установок и т.д.), в производственных помещениях (в химических лабораториях, в цехах и т.д.), в помещениях и кабинах транспортных средств, находящихся в зонах пожаров и в др. экологически неблагоприятных условиях.

Источники информации
1. П.Д.Ларюшин. Система обеспечения микроклимата в кабине. "Грузовик", N 1, 1996 г., стр. 40, рис. 6.

2. Авторское свидетельство N 646061. Устройство для кондиционирования воздуха в кабинах машин. Мкл² F 21 F 3/00, F 24 F 3/16, опубл. 05.02.79. Биллютень N 5.

3. Авторское свидетельство SU N 1233915 A1. Устройство для обеспыливания воздуха Мкл⁴ B 01 D 45/12, B 60 H 3/06. Опубл. 30.86. Бюл. N 20.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к установкам для очистки воздуха и может быть использовано для очистки воздуха в кабинах грузовых автомобилей, тракторов и техники, работающей в горнодобывающей промышленности, в кабинах мостовых кранов, в производственных и бытовых помещениях, а также в салонах автобусов и легковых автомобилей. В корпусе системы, содержащей вентилятор, электродвигатель, блок очистки воздуха, входное и выходные окна, дополнительно установлена перегородка с центральным отверстием, в блоке очистки воздуха размещена ниша, электродвигатель крепится к перегородке с помощью стоек и размещен в зоне центрального отверстия. Соосно с двигателем, со стороны выходного окна, сблокирован вентилятор. Сам двигатель размещен в вышеупомянутой нише. Блок очистки состоит из отдельных слоев фильтросорбирующих и каталитических материалов, очищающих воздух от пыли, акролеина, формальдегида, оксидов азота и оксида углерода. Система снабжена индикатором оценки ресурса блока очистки. Дополнительно имеется шумопоглащающий кожух. Техническим результатом является повышение эффективности очистки воздуха, в том числе от вредных и отравляющих веществ, упрощение конструкции, снижение веса и габаритов, стоимости, снижение шума работы системы и упрощение технического обслуживания. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система очистки воздуха, содержащая корпус с входным и выходным окнами, электродвигатель, вентилятор, сблокированный с валом электродвигателя, блок очистки воздуха с фильтрующе-очищающим элементом, отличающаяся тем, что она снабжена системой индикации, а корпус разделен перегородкой с центральным отверстием на две части, в первой из которых размещено входное окно, а во второй - выходное окно и вентилятор, электродвигатель размещен в зоне центрального отверстия перегородки и закреплен в корпусе с помощью стоек, блок очистки воздуха размещен в первой части корпуса и в нем со стороны перегородки выполнена ниша с газонепроницаемыми стенками, размещенная по меньшей мере в одном из слоев фильтрующе-очищающего элемента, в которой частично расположен корпус электродвигателя. 2. Система очистки воздуха по п.1, отличающаяся тем, что блок очистки воздуха содержит по меньшей мере два фильтрующе-очищающих элемента. 3. Система очистки воздуха по п.1 или 2, отличающаяся тем, что для очистки воздуха от пыли, сажи, тумана и взвесей фильтрующе-очищающий слой выполнен в виде пылеулавливающего фильтра, слой для очистки воздуха от оксидов азота выполнен в виде сорбента, слой для очистки воздуха от акролеина, формальдегида выполнен в виде сорбента, слой для очистки воздуха от оксида углерода выполнен в виде низкотемпературного катализатора, причем по направлению движения воздуха слои расположены в следующей последовательности: от пыли, от акролеина и формальдегида, от оксидов азота, от оксида углерода. 4. Система очистки воздуха по п.1, отличающаяся тем, что система индикации дополнительно снабжена по меньшей мере одним датчиком по меньшей мере по одному вредному веществу. 5. Система очистки воздуха по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из стенок корпуса оснащена шумопоглащающим кожухом и шумопоглащающим покрытием.