СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ДОУВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2008 года по МПК F24F6/14 

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и может быть использовано для создания комфортных условий микроклимата в производственных помещениях, в частности в качестве систем местного доувлажнения воздуха.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является система по патенту РФ №2067730, кл. F24F 3/06 от 10.10.96, содержащая распылитель и блок управления.

Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность процесса пневматического распыления.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пневматического распыления воды.

Это достигается тем, что в системе автоматического доувлажнения воздуха, состоящей из пневматических форсунок, сетей трубопроводов, служащих для подачи к ним воды и сжатого воздуха, и блока управления работой пневматических форсунок, причем она дополнительно включает мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением, одновременно выполняющий роль регулятора давления «после себя» и являющийся исполнительным механизмом в схеме регулирования влажности воздуха, а также фильтр и систему автоматики, включающую датчик влажности с регулятором, а мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением содержит катушку и вспомогательный клапан, связанный с основным посредством мембранного блока, причем электропневматический регулятор давления выполнен со следующими соотношениями размеров его основных элементов, которые находится в оптимальном интервале величин: H/D=1,3...1,5, где Н - высота корпуса регулятора давления в сборе, D - диаметр мембранного узла, форсунки выполнены в виде акустических форсунок, каждая из которых содержит корпус с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, внутри корпуса соосно ему жестко закреплена втулка с фланцами верхним и нижним, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, внутри втулки соосно ей расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, причем чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора.

На фиг.1 представлен блок управления работой пневматических форсунок, на фиг.2 - фронтальный разрез электропневматического регулятора давления системы доувлажнения, на фиг.3 - общий вид пневматической акустической форсунки.

Система автоматического доувлажнения выполнена с питанием водой непосредственно от сети для случаев, когда давление воды в системе недостаточно для подачи ее в питающий бачок, находящийся под избыточным давлением. Система автоматического доувлажнения содержит мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением (фиг.2), одновременно выполняющий роль регулятора давления «после себя» и являющийся исполнительным механизмом в схеме регулирования влажности воздуха.

Схема автоматического регулирования доувлажнительной установки, показанная на фиг.1, состоит из трубопроводов воды 1 и сжатого воздуха 2, акустических пневматических форсунок (фиг.3), регулятора давления 4, фильтра 3 и системы автоматики. Сжатый воздух, очищенный от масла и пыли, подается к форсункам, а также через дополнительный фильтр 3 Ф-2 в верхнюю часть электропневматического регулятора давления 4 ЭПРД (фиг.2). Вода от водопровода поступает в нижнюю часть регулятора давления 4 и может попасть к доувлажнительным форсункам только при наличии давления в верхней части регулятора, достаточного для открывания клапана для подачи воды через редуктор. Электропневматический регулятор давления выполнен со следующими соотношениями размеров его основных элементов, которые находится в оптимальном интервале величин: H/D=1,3...1,5, где Н - высота корпуса регулятора давления в сборе, D - диаметр мембранного узла.

Акустическая форсунка (фиг.3) для распыливания жидкостей содержит корпус 10 с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла 12 и кольцевого объемного резонатора 14. Корпус 10 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 16 для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка 17 для подвода жидкости. Внутри корпуса 10 соосно ему жестко закреплена втулка 23 с фланцами верхним 11 и нижним 15, причем нижний фланец 15 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 10.

Внутри втулки 23 соосно ей расположен кольцевой объемный резонатор 14, выполненный в виде чашки 18 с конической поверхностью 20. Чашка 18 запрессована на стержне диаметром d резонатора 14, а в его хвостовой части 13 расположены фиксирующие диски 21 и 22, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 23. В нижнем фланце 15 расположено, по крайней мере, одно сопло 19 под углом к оси резонатора 14, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, причем продолжение оси сопла 19 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 20. На внутренней поверхности втулки 23 выполнены соосные коническое 24 и цилиндрическое 25 отверстия.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров.

Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 14 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 20 и нижней торцевой поверхностью корпуса 10 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d₂ его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора 14 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₂=1÷2.

Система автоматического доувлажнения работает следующим образом.

При равенстве давлений сжатого воздуха (над мембраной) и воды (под мембраной) открывание клапана 1, пропускающего воду к форсункам, прекращается. Таким образом, за клапаном и у форсунок поддерживается постоянное давление воды с очень небольшими колебаниями, не превышающее давление сжатого воздуха. При понижении давления сжатого воздуха клапан регулятора освобождается и сокращает поступление воды к форсункам.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 16, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 14. В результате прохождения резонатора 14 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию жидкости, подаваемой через трубку 17 в сопла 19, откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхностью 20 резонатора 14, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 20 резонатора 14.

Акустические форсунки, применяемые для газоочистки выбросного воздуха, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м³/мин и воды 1,5...2,2 л/мин. Создаваемый ими водяной факел позволяет устанавливать их в воздуховодах диаметром до 600 мм. Нижние рабочие давления сред: воды - 1,5 атм; сжатого воздуха 1,5...2 атм (0,15...0,2 МПа).

При прекращении подачи сжатого воздуха полностью прекращается и подача воды к форсункам. В схему регулирования системы доувлажнения (фиг.1), помимо ЭПРД, входит датчик влажности 5 ЭВЧ с регулятором 6 СПР-104. Датчик регулятора устанавливается в характерной точке цеха. При влажности воздуха выше заданной регулятор СПР-104 подает командный импульс на катушку 7 регулятора ЭПРД (фиг.2), вспомогательный клапан 8 открывается, и пространство над мембраной сообщается с атмосферой, который связан с основным 9 посредством мембранного блока, состоящего из полостей А и Б.

Давление воздуха в этом пространстве падает, клапан 9 прикрывается и сокращает доступ воды к форсункам.

При влажности воздуха ниже заданной регулятор 6 СПР-104 снимает питание с катушки 7 регулятора ЭПРД, давление над мембраной клапана начинает повышаться. Клапан 9 открывается, и форсунки снова начинают работать.

Регулятор 4 ЭПРД монтируется на любой доступной для обслуживания высоте, но обязательно ниже уровня факела форсунок. Этой высотой определяется давление воздуха над мембраной, которое обычно не превышает 2...3 Н/см². Контроль давления осуществляется манометром на водяной линии после клапана. Давление сжатого воздуха, подаваемого к форсункам, не должно превышать 10...11 Н/см² (1,0...1,1 ати).

Система предназначена для создания комфортных условий микроклимата в производственных помещениях, в частности в качестве систем местного доувлажнения воздуха. Система состоит из пневматических форсунок, сетей трубопроводов, служащих для подачи к ним воды и сжатого воздуха, и блока управления работой пневматических форсунок, причем она дополнительно включает мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением, одновременно выполняющий роль регулятора давления «после себя» и являющийся исполнительным механизмом в схеме регулирования влажности воздуха, а также фильтр и систему автоматики, включающую датчик влажности с регулятором, а мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением содержит катушку и вспомогательный клапан, связанный с основным посредством мембранного блока, форсунки выполнены в виде акустических форсунок, каждая из которых содержит корпус с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла и кольцевого объемного резонатора. Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пневматического распыления воды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система автоматического доувлажнения воздуха, состоящая из пневматических форсунок, сетей трубопроводов, служащих для подачи к ним воды и сжатого воздуха, и блока управления работой пневматических форсунок, причем она дополнительно включает мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением, одновременно выполняющий роль регулятора давления «после себя» и являющийся исполнительным механизмом в схеме регулирования влажности воздуха, а также фильтр и систему автоматики, включающую датчик влажности с регулятором, а мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением содержит катушку и вспомогательный клапан, связанный с основным посредством мембранного блока, причем электропневматический регулятор давления выполнен со следующими соотношениями размеров его основных элементов, которые находятся в оптимальном интервале величин: H/D=1,3...1,5; где Н - высота корпуса регулятора давления в сборе, D - диаметр мембранного узла, отличающаяся тем, что форсунки выполнены в виде акустических форсунок, каждая из которых содержит корпус с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, внутри корпуса соосно ему жестко закреплена втулка с фланцами верхним и нижним, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, внутри втулки соосно ей расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, причем чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора.2. Система автоматического доувлажнения воздуха по п.1, отличающаяся тем, что в форсунке отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.