ВОЗДУХОВОД-МОДУЛЬ Российский патент 2007 года по МПК F24F13/02 

Изобретение относится к вентиляционной технике и предназначено для использования в системах вентиляции, в которых необходимо применение подвижных вентиляционных (вытяжных или (и) приточных) отверстий.

В частности данное устройство может найти широкое применение в металлообрабатывающих станках с перемещающимся рабочим органом для обеспечения эффективного удаления вредных выбросов, образующихся в зоне обработки материала (например, при плазменной, лазерной и термической резке металла).

Известен гибкий воздуховод, содержащий отдельные звенья, установленные с возможностью осевого перемещения относительно друг друга, закрепленную на звеньях эластичную оболочку и расположенный внутри нее каркас, прикрепленный к соединительным элементам. Каркас воздуховода выполнен в виде стержней, прикрепленных к соединительным элементам по внутреннему периметру, причем стержни каждого последующего звена расположены между стержнями предыдущего и имеют длину, равную длине эластичной оболочки (авторское свидетельство СССР №1295162, кл. F24F 13/02, дата подачи 10.07.1984).

Недостатками данной конструкции являются высокая материалоемкость, высокая трудоемкость изготовления и сборки, а также низкая надежность ввиду большого количества конструктивных элементов и низкой износостойкости эластичной оболочки.

Данная конструкция требует высокой точности изготовления входящих в нее деталей и узлов и обладает большим весом.

Кроме того, невозможно использовать воздуховод данной конструкции для перемещения подвижного вентиляционного отверстия на большие расстояния (до нескольких метров).

Данный воздуховод позволяет производить перемещение вентиляционного отверстия по одной линии, а не в плоскости или объеме.

Производить перемещение вентиляционного отверстия в плоскости или объеме позволяют широко применяемые в системах вентиляции воздуховоды в виде гофрированных шлангов. Примером такого воздуховода может служить гибкий воздуховод, содержащий трубчатую оболочку на каркасе из отдельных кольцевых звеньев, размещенных внутри оболочки с возможностью взаимного осевого перемещения (патент РФ №2031324, кл. F24F 13/02, дата подачи 19.02.1991).

Данный воздуховод имеет следующие недостатки: низкая износостойкость трубчатой оболочки, низкая ремонтопригодность и низкая жесткость конструкции.

Использование данной конструкции воздуховода для перемещения вентиляционного отверстия на большие расстояния также нежелательно по следующим причинам:

1) из-за низкой жесткости конструкции возможно провисание воздуховода, это повышает вероятность повреждения воздуховода и затрудняет его эксплуатацию. Для предотвращения провисания требуется введение дополнительной системы поддержки воздуховода, что ведет к общему усложнению конструкции;

2) при больших длинах общее уменьшение длины воздуховода при сжатии незначительно и в результате получается, что для отвода выбросов от более близкого объекта требуются такие же энергозатраты, как и при отводе выбросов от более удаленного объекта.

Также известен телескопический воздуховод, состоящий из секций, каждая из которых имеет воздухораспределительное отверстие, муфту, фиксаторы и уплотнитель (авторское свидетельство СССР №1523857, кл. F24F 13/02, дата подачи 04.03.1985).

Данный воздуховод в отличие от предыдущих аналогов имеет жесткую и надежную конструкцию, но расположение воздухораспределительных отверстий в процессе работы имеет строго фиксированное положение и конструкция воздуховода не предусматривает возможности их перемещения.

Это изобретение было выбрано прототипом к заявляемому устройству.

Цель изобретения: создание воздуховода, позволяющего перемещать вентиляционное отверстие (вытяжное или приточное) на большие расстояния. Конструкция воздуховода должна обладать высокой надежностью и прочностью, быть простой в изготовлении и экономичной.

Поставленная цель достигается созданием воздуховода-модуля, содержащего корпус с отверстием, расположенным на одной из его стенок, причем отверстие выполнено в виде паза, а во внутреннем объеме корпуса расположена система валов с установленной на них замкнутой лентой, при этом система валов и замкнутая лента установлены в корпусе таким образом, что ближнее к пазу полотно замкнутой ленты полностью закрывает паз и направление движения этого полотна параллельно боковым продольным граням паза, на участке полотна замкнутой ленты, расположенном между гранями паза, выполнено сквозное отверстие, причем размер сквозного отверстия, в направлении продольной оси паза, меньше длины паза.

При движении замкнутой ленты отверстие, выполненное в замкнутой ленте, перемещается по пазу (и, наоборот, перемещение отверстия по пазу приводит в движение расположенную на валах замкнутую ленту). Сквозное отверстие, выполненное в замкнутой ленте, выполняет в воздуховоде-модуле функцию подвижного вентиляционного отверстия.

Воздуховод-модуль является самостоятельной законченной конструктивной единицей, позволяющей создавать сборные воздуховоды, состоящие из воздуховодов-модулей. Причем, если один воздуховод-модуль позволяет перемещать вентиляционное отверстие только по линии (происходит изменение только одной координаты X), то сборные воздуховоды могут обеспечивать перемещение вентиляционного отверстия как в плоскости (двухмерной системе координат Х и Y), так и в пространстве (трехмерной системе координат X, Y и Z).

На чертежах представлены:

Фиг.1 - Воздуховод-модуль, общий вид;

Фиг.2 - Воздуховод-модуль, сечение А-А фиг.1;

Фиг.3 - Воздуховод-модуль, сечение В-В фиг.2;

Фиг.4 - Воздуховод-модуль, вид Д фиг.З;

Фиг.5 - Сборный воздуховод, содержащий два воздуховода-модуля и обеспечивающий перемещение вентиляционного отверстия в плоскости, т.е. в системе 2-х координат (X и Y), общий вид;

Фиг.6 - Сборный воздуховод, содержащий два воздуховода-модуля и обеспечивающий перемещение вентиляционного отверстия в плоскости, т. е. в системе 2-х координат (X и Y), сечение Е-Е фиг.5;

Фиг.7 - Сборный воздуховод, содержащий три воздуховода-модуля и обеспечивающий перемещение вентиляционного отверстия в пространстве, т.е. в системе 3-х координат (X, Y и Z), общий вид;

Фиг.8 - Сборный воздуховод, содержащий три воздуховода-модуля и обеспечивающий перемещение вентиляционного отверстия в пространстве, т.е. в системе 3-х координат (X, Y и Z), вид К фиг.7.

Воздуховод-модуль представлен на фиг.1 - фиг.4.

Воздуховод-модуль содержит корпус 1 с отверстием 2, выполненным в виде паза и расположенным на одной из стенок корпуса. Во внутреннем объеме корпуса расположена система валов 3 с установленной на них замкнутой лентой 4 (наподобие ленточного конвейера). Система валов 3 и замкнутая лента 4 установлены в корпусе так, что ближнее к пазу 2 полотно замкнутой ленты 4 полностью и герметично закрывает паз 2 и направление движения этого полотна замкнутой ленты 4 параллельно боковым продольным граням паза 2. На участке полотна замкнутой ленты 4, расположенном между гранями паза 2, выполнено сквозное отверстие 5, причем размер сквозного отверстия, в направлении продольной оси паза, меньше длины паза.

При движении замкнутой ленты 4 отверстие 5, выполненное в замкнутой ленте 4, перемещается по пазу 2 (и, наоборот, перемещение отверстия 5 по пазу приводит в движение расположенную на валах 3 замкнутую ленту 4).

Кроме паза 2 корпус 1 может содержать еще одно отверстие (выходное) для дальнейшего подсоединения воздуховода-модуля к системе вентиляции (например, к насосу или другому воздуховоду). Данное отверстие может выполняться в любой части корпуса 1, за исключением зоны, в которой осуществляется контакт замкнутой ленты 4 с корпусом 1, и зоны перекрытия паза 2. В условиях промышленного производства воздуховод-модуль может выпускаться и без выходного отверстия. В дальнейшем это отверстие может быть выполнено в корпусе непосредственно при установке воздуховода-модуля на объекте и именно в той части воздуховода, где это наиболее необходимо или удобно с точки зрения монтажа.

Кроме указанных конструктивных элементов воздуховод-модуль может содержать установленную в отверстии 5 втулку 6, выступающую со стороны паза 2 за пределы корпуса (на фиг.1 втулка 6 условно не показана). Выступающий конец втулки 6 может иметь фланец для дальнейшего крепления воздуховода-модуля (например, к рабочему органу станка, отсосу, установленному на рабочем органе, или другому воздуховоду).

Втулка 6, перемещаясь (вместе с отверстием 5) по пазу 2, упирается в поперечные боковые грани паза. Таким образом, втулка 6 выполняет функцию ограничителя, препятствующего перемещению отверстия 5, выполненного в замкнутой ленте 4, внутрь корпуса 1.

Корпуса воздуховодов-модулей, применяемых для перемещения на большие расстояния, могут содержать уголки 7 и 8, предназначенные для поддержки замкнутой ленты 4 и препятствующие ее деформации.

В уголках 7 и 8 могут быть установлены опорные втулки 9, изготовленные из материала с низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью. При работе втулки обеспечивают легкое скольжение замкнутой ленты.

Для обеспечения более качественной герметичности воздуховод-модуль может содержать уплотнители, устанавливаемые между корпусом и замкнутой лентой.

Работает устройство следующим образом. Воздуховод-модуль устанавливается на объекте, например на металлообрабатывающем станке. Вентиляционное отверстие 5 воздуховода-модуля жестко связывается с подвижным рабочим органом станка. Рабочий орган станка, перемещаясь в процессе работы, перемещает связанное с ним отверстие 5 вслед за собой. Таким образом, вентиляционное отверстие выполняет те же перемещения, что и рабочий орган станка. Если вентиляционное отверстие воздуховода-модуля используется в вытяжной системе вентиляции и выполняет функцию вытяжного отверстия, то благодаря этому перемещению удаление вредных выбросов осуществляется непосредственно от места расположения рабочего органа, т.е. из зоны обработки материала.

Использование одного воздуховода-модуля позволяет перемещать рабочий орган станка и связанное с ним вентиляционное отверстие только по одной линии, при этом меняется только одна из координат расположения рабочего органа и, соответственно, одна из координат расположения связанного с ним вентиляционного отверстия (обозначена как X). Использование нескольких воздуховодов-модулей дает возможность перемещать вентиляционное отверстие в плоскости или в объеме.

Для перемещения вентиляционного отверстия в плоскости необходимо использование как минимум двух воздуховодов-модулей, причем необходимо выполнение условия: продольные оси пазов воздуховодов-модулей не должны быть параллельны.

Сборный воздуховод, содержащий два воздуховода-модуля и обеспечивающий перемещение вентиляционного отверстия в плоскости, представлен на фиг.5 и фиг.6. Продольные оси пазов этих воздуховодов лежат в одной плоскости под углом 90°. Рабочий орган 10 связан с отверстием 11 воздуховода 12, а выходное отверстие 13 воздуховода 12 связано с отверстием 14 воздуховода 15. При этом рабочий орган 10 можно перемещать по пазу 16, а воздуховод 12 с установленным на нем рабочим органом 10 можно перемещать по пазу 17.

В процессе работы рабочий орган 10 перемещается по пазу 16, при этом меняется одна из координат расположения рабочего органа 10 и, соответственно, одна из координат расположения связанного с ним отверстия 11 (обозначена как X). Воздуховод 12 перемещается по пазу 17, при этом меняется одна из координат расположения воздуховода 12, одна из координат расположения связанного с ним отверстия 14, вторая из координат расположения рабочего органа 10 и, соответственно, вторая из координат расположения связанного с ним отверстия 11 (обозначена как Y). Таким образом, происходит перемещение вентиляционного отверстия 11 в плоскости.

Для перемещения вентиляционного отверстия (отсоса) в пространстве необходимо использование как минимум трех воздуховодов-модулей.

Сборный воздуховод, содержащий три воздуховода-модуля и обеспечивающий перемещение вентиляционного отверстия в пространстве, представлен на фиг.7 и фиг.8.

Рабочий орган 18 связан с отверстием 19 воздуховода 20 (на фиг.8 воздуховод 20 с размещенным на нем рабочим органом 18 условно не показан), выходное отверстие 21 воздуховода 20 связано с отверстием 22 воздуховода 23, а выходное отверстие 24 воздуховода 23 связано с отверстием 25 воздуховода 26. При этом рабочий орган 18 можно перемещать по пазу 27 воздуховода 20, воздуховод 20 с установленным на нем рабочим органом 18 можно перемещать по пазу 28 воздуховода 23, а воздуховод 23 с установленным на нем воздуховодом 20 и установленным на воздуховоде 20 рабочим органом 18 можно перемещать по пазу 29 воздуховода 26.

В процессе работы рабочий орган 18 перемещается по пазу 27, при этом меняется одна из координат расположения рабочего органа 18 и, соответственно, одна из координат расположения связанного с ним отверстия 19 (обозначена как X). Воздуховод 20 перемещается по пазу 28, при этом меняется одна из координат расположения воздуховода 20, одна из координат расположения связанного с ним отверстия 22, вторая из координат расположения рабочего органа 18 и, соответственно, вторая из координат расположения связанного с ним отверстия 19 (обозначена как Y).

Воздуховод 23 перемещается по пазу 29, при этом меняется одна из координат расположения воздуховода 23, одна из координат расположения связанного с ним отверстия 25, вторая из координат расположения воздуховода 20, вторая из координат расположения связанного с ним отверстия 22, третья из координат рабочего органа 18 и, соответственно, третья из координат расположения связанного с ним отверстия 19 (обозначена как Z). Таким образом, происходит перемещение вентиляционного отверстия 19 в пространстве.

Стоит отметить еще одно преимущество воздуховодов-модулей: при перемещении вентиляционного отверстия изменяется расстояние от места расположения вентиляционного отверстия до места расположения насоса откачки (подачи) воздуха. Это позволяет производить откачку (подачу) воздуха на более близких расстояниях при меньших затратах энергии.

Воздуховод прост в изготовлении и обладает высокой надежностью и прочностью. Предлагаемая конструкция предоставляет возможность изготовления воздуховодов-модулей с различными значениями длины перемещения вентиляционного отверстия.

Для изготовления элементов конструкции может применяться листовой или фасонный металлопрокат. Замкнутая лента выполняется из пружинной стали (что более предпочтительно) или резины. Втулки 9, устанавливаемые в поддерживающие уголки корпуса, выполняются из фторопласта.

Изобретение предназначено для перемещения подвижного вентиляционного отверстия и может быть использовано в системах вентиляции. Воздуховод-модуль содержит корпус с отверстием в виде паза, расположенным на одной из его стенок. Во внутреннем объеме корпуса расположена система валов с установленной на них замкнутой лентой, при этом система валов и замкнутая лента установлены в корпусе таким образом, что ближнее к пазу полотно замкнутой ленты полностью закрывает паз и направление движения этого полотна параллельно боковым продольным граням паза, на участке полотна замкнутой ленты, расположенном между гранями паза, выполнено сквозное отверстие, причем размер сквозного отверстия, в направлении продольной оси паза, меньше длины паза. Изобретение обеспечивает возможность перемещения вентиляционного отверстия на большие расстояния по линии, в плоскости (двухмерной системе координат) и в пространстве (трехмерной системе координат). 4 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Воздуховод-модуль, содержащий корпус с отверстием, расположенным на одной из его стенок, отличающийся тем, что отверстие выполнено в виде паза, а во внутреннем объеме корпуса расположена система валов с установленной на них замкнутой лентой, при этом система валов и замкнутая лента установлены в корпусе таким образом, что ближнее к пазу полотно замкнутой ленты полностью закрывает паз и направление движения этого полотна параллельно боковым продольным граням паза, на участке полотна замкнутой ленты, расположенном между гранями паза, выполнено сквозное отверстие, причем размер сквозного отверстия в направлении продольной оси паза меньше длины паза.2. Воздуховод-модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус содержит выходное отверстие для присоединения воздуховода к системе вентиляции.3. Воздуховод-модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус содержит уголки, поддерживающие замкнутую ленту.4. Воздуховод-модуль по п.3, отличающийся тем, что в уголках установлены опорные втулки, изготовленные из материала с низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью.5. Воздуховод-модуль по п.1, отличающийся тем, что содержит втулку, установленную в отверстии замкнутой ленты, причем втулка со стороны паза выступает за пределы корпуса и выполняет функцию ограничителя.