РЕЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ВОЗДУШНАЯ ЗАВЕСА Российский патент 2011 года по МПК F24F9/00 F24F11/53 

Изобретение относится к промышленной вентиляции и может быть использовано преимущественно для воздушного экранирования дверных проемов в стенах производственных помещений и сооружений.

Известна рециркуляционная воздушная завеса для перекрытия дверного проема в стенке здания с тамбуром (см. А.С. №1479796, МКл. F24F 9/00, 1989, Бюл. №18), содержащая расположенный с одной стороны проема вентиляционный блок, имеющий присоединенные соответственно к всасывающему и нагнетательному патрубкам вентилятора щелевые приемный и выпускной насадки, последний из которых размещен в тамбуре со стороны проема под острым углом к его плоскости, установленные в щели выпускного насадка разделительные щитки и прикрепленные к боковым стенкам тамбура направляющие полотнища, при этом выпускной насадок снабжен заслонкой, кинетически соединенной с одним из направляющих полотнищ, которые выполнены криволинейными с радиусом кривизны, равным ширине проема, и прикреплены к боковым стенкам тамбура с возможностью его открытия.

Недостатком является энергоемкость вентилятора, обусловленная необходимостью преодоления дополнительного аэродинамического сопротивления при омывании рециркуляционным потоком полотнищ, а также интенсивное загрязнение воздушной завесы постоянно циркулирующими твердыми и каплеобразными частицами, которые накапливаются как в процессе поступления с атмосферным воздухом, частично и постоянно добавляемым в рециркуляционный поток, так и в процессе вентилирования, - ржавчина, окалина вентилятора, патрубка, щелей насадок, мелкодисперсные капельки масла и жидкости, ворсинки материала полотнищ.

Известна рециркуляционная воздушная завеса для перекрытия дверного проема в стене здания с тамбуром (см. патент РФ №2200909, МПК F24F 9/00, опубл. 20.03.2003), содержащая расположенный с одной стороны проема вентиляционный блок, имеющий присоединенные соответственно к всасывающему и нагнетательному патрубкам вентилятора щелевые приемный и выпускной насадки, последний из которых размещен в тамбуре со стороны проема под острым углом к его плоскости, установленные в щели выпускного насадка разделительные щитки и прикрепленные к боковым стенкам тамбура направляющие полотнища, при этом выпускной насадок снабжен заслонкой, кинетически соединенной с одним из направляющих полотнищ, которые выполнены криволинейными с радиусом кривизны, равным ширине проема, и прикреплены к боковым стенкам тамбура с возможностью его открытия, причем полотнища выполнены из полимерно-композиционного материала с ориентированными по ходу движения рециркуляционного воздуха волокнами, а на внутренней поверхности всасывающего патрубка от входного до выходного отверстия расположены продольно-криволинейные канавки, соединенные с кольцевой канавкой, находящейся перед входным отверстием всасывающего патрубка, при этом кольцевая канавка в нижней своей части связана со сборником загрязнений.

Недостатком является энергоемкость вентилятора при изменяющихся погодно-климатических условиях поступления атмосферного воздуха в качестве всасываемого, что обусловлено различием его плотности в зависимости от температуры наружного воздуха и, как следствие, различием массового поступления в нагнетательный патрубок. А это при постоянной мощности влияет на привод вентилятора и приводит к дополнительным энергозатратам, т.к. более низкая температура наружного воздуха соответствует более высокой мощности вентилятора, т.е. повышенному поступлению массового количества нагнетаемого воздуха, что энергетически не оправдано по условиям работы рециркуляционной воздушной завесы.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат на привод вентилятора в изменяющихся условиях эксплуатации рециркуляционной воздушной завесы путем регулирования мощности на привод вентилятора за счет изменения скорости вращения с использованием регулятора скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятора температуры в виде системы электронных блоков с датчиком температуры наружного воздуха.

Технический результат достигается тем, что рециркуляционная воздушная завеса для перекрытия дверного проема в стене здания с тамбуром содержит расположенный с одной стороны проема вентиляционный блок, имеющий присоединенные соответственно к всасывающему и нагнетательному патрубкам вентилятора щелевые приемный и выпускной насадки, последний из которых размещен в тамбуре со стороны проема под острым углом к его плоскости, установленные в щели выпускного насадка разделительные щитки и прикрепленные к боковым стенкам тамбура направляющие полотнища, при этом выпускной насадок снабжен заслонкой, кинетически соединенной с одним из направляющих полотнищ, которые выполнены криволинейными с радиусом кривизны, равным ширине проема, и прикреплены к боковым стенкам тамбура с возможностью его открытия, причем полотнища выполнены из полимерно-композиционного материала с ориентированными по ходу движения рециркуляционного воздуха волокнами, а на внутренней поверхности всасывающего патрубка от входного до выходного отверстия расположены продольно-криволинейные канавки, соединенные с кольцевой канавкой, находящейся перед входным отверстием всасывающего патрубка, при этом кольцевая канавка в нижней своей части связана со сборником загрязнений, при этом вентилятор снабжен приводом с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятором температуры с датчиком температуры наружного воздуха, причем регулятор температуры содержит блок сравнения и блок задания, при этом блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости вращения в виде блока порошкообразных электромагнитных муфт привода вентилятора.

На фиг.1 изображена завеса,в плане; на фиг.2 - развертка всасывающего патрубка вентилятора с устройством накопления загрязнений.

Рециркуляционная воздушная завеса для перекрытия дверного проема 1 в стене здания 2 с тамбуром 3 содержит расположенный с одной стороны проема 1 вентиляционный блок, имеющий присоединенные соответственно к всасывающему 4 и нагнетательному 5 патрубкам вентилятора 6 щелевые приемный насадок 7 и выпускной насадок 8, причем выпускной насадок 8 размещен в тамбуре 3, установленные в щели 9 выпускного насадка 8 разделительные щитки 10, прикрепленные к боковым стенкам тамбура 3 направляющие полотнища 11, выполненные из полимерно-композиционного материала с ориентированными по ходу движения рециркуляционного воздуха волокнами, выпускной насадок 8 снабжен заслонкой 12, кинетически соединенной с одним из направляющих полотнищ 11, при этом направляющие полотнища 11 выполнены криволинейными с радиусом R кривизны, равным ширине В проема 1, и прикреплены к боковым стенкам тамбура 3 с возможностью его открытия, а выпускной насадок 8 размещен со стороны проема 1 под острым углом α к его плоскости, завеса дополнительно содержит наружный горизонтальный козырек 13. Кроме этого на внутренней поверхности всасывающего патрубка 4 от входного отверстия 14 до выходного отверстия 15 расположены продольно-криволинейные канавки 16, входящие в кольцевую канавку 17, которая находится также на внутренней поверхности всасывающего патрубка 4 перед его выходным отверстием 15, причем кольцевая канавка 17 в нижней своей части соединена со сборником загрязнений 18. Вентилятор 6 снабжен приводом 19 с регулятором скорости вращения 20 в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятора температуры 21 с датчиком температуры 22 наружного воздуха, причем регулятор температуры 21 содержит блок сравнения 23 и блок задания 24, при этом блок сравнения 23 соединен с входом электронного усилителя 25, оборудованного блоком нелинейной обратной связи 26, кроме того, выход электронного усилителя 25 соединен с входом магнитного усилителя 27 с выпрямителем на выходе, подключенным к регулятору скорости вращения 20 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 19 вентилятора 6.

Рециркуляционная воздушная завеса работает следующим образом.

При изменении температуры наружного воздуха, находящегося в тамбуре 3, например, в сторону снижения от нормированной (например, от 8°C) осуществляется фиксация датчиком температуры 22, который образует соответствующий сигнал в системе «датчик температуры 22 наружного воздуха - регулятор температуры 21». При этом сигнал, поступающий с датчика температуры 22 наружного воздуха, становится большим, чем сигнал от блока задания 24, и на выходе блока сравнения 23 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 25 одновременно с сигналом отрицательной нелинейной связи блока 26. Сигнал с выхода электронного усилителя 25 поступает на вход магнитного усилителя 27, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 20 в виде блока порошковых электромагнитных муфт. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 25 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 27. В результате снижается момент от привода 19, передаваемый на регулятор скорости вращения 20 в виде блока порошковых электромагнитных муфт, и подача воздуха вентилятором 6 по нагнетательному патрубку 5 уменьшается.

При открытии направляющих полотнищ 11 при помощи концевых выключателей, соединенных в схеме управления с электродвигателем, вентилятор 6 включается в работу. Под действием сил разрежения, создаваемых вентилятором 6, в приемном насадке 7 через его приемную щель набегающий поток холодного воздуха поступает во внутреннюю полость вентилятора 6, а оттуда через выпускной патрубок 8 с выпускной щелью 9 - в тамбур 3. Заслонка 12, сблокированная с направляющим полотнищем 11, находится в это время в открытом положении. Воздушный поток достигает искривленной поверхности направляющего полотнища 11, выполненного из полимерно-композиционного материала с ориентированными по ходу движения рециркуляционного воздуха волокнами, и разделяется при соударении с полотнищем 11 на два потока.

Внешний наиболее мощный поток воздуха направляется по поверхности направляющего полотнища 11, выполненного из полимерно-композиционного материала, вдоль ориентированных волокон и, вследствие этого, с наименьшим аэродинамическим сопротивлением навстречу врывающемуся ослабленному набегающему потоку холодного воздуха, препятствуя его дальнейшему продвижению по направлению к проему 1, одновременно изменяя направление его движения в сторону приемной щели приемного насадка 7. Воздух, находящийся в тамбуре 3 в зоне проема 1, вследствие этого начинает закручиваться, образуя вихревой столб.

В зоне тамбура 3 вихревой воздушный столб возникает вследствие дальнейшего продвижения части струи воздуха (за счет центробежных сил), прошедшего мимо приемной щели приемного насадка 7 и далее двигающегося по искривленной поверхности полотнища 11, выполненного из полимерно-композиционного материала, вдоль ориентированных волокон до пересечения с воздушной струей, истекающей из щели 9 выпускного насадка 8.

Здесь поток воздуха, несколько ослабленный, подхватывается струей воздуха из щели 9 выпускного насадка 8, которая придает столбу воздуха, находящегося в тамбуре 3, за счет сил трения между частицами воздуха вращательное движение в вертикальной плоскости с постепенным увеличением скорости вращения воздушного столба вокруг вертикальной оси, дополнительно увеличивая сопротивление для продвижения холодного наружного воздуха, врывающегося в тамбур 3.

Часть рециркуляционного воздуха из тамбура 3 смешивается с воздухом, поступающим из помещения в приемный насадок 7. Полученная смесь под действием сил разрежения, создаваемых вентилятором 6 в приемном насадке 7 посредством приемной щели, поступает через входное отверстие 14 во всасывающий патрубок 4, где, перемещаясь вдоль криволинейных канавок 16 к выходному отверстию 15 всасывающего патрубка 4, закручивается. Твердые и каплеобразные частицы загрязнений воздушной смеси, поступающей в приемный насадок 7 под действием центробежных сил во всасывающем патрубке 4, смещаются в полости криволинейных канавок, где коагулируют, слипаются, укрупняются и перемещаются от входного отверстия 14 в кольцевую канавку 17, находящуюся перед выходным отверстием 15. Из кольцевой канавки 17 твердые и каплеобразные частицы загрязнений под действием силы тяжести поступают в сборник загрязнений 18, из которого по мере накопления удаляются вручную или автоматически.

После прекращения движения транспортных средств через проем или окончания каких-либо работ направляющие полотнища 11, выполненные из полимерно-композиционного материала с ориентированными по ходу движения рециркуляционного воздуха волокнами, закрываются, при этом концевые выключатели разрывают цепь, питающую катушку пускателя (не показано), пускатель отключает электродвигатель от сети, а через тягу с пружинным компенсатором заслонка 12 перекрывает щель 9 выпускного насадка 8 по всей ее высоте, препятствуя проникновению холодного наружного воздуха в тамбур 3.

Оригинальность технического решения по снижению энергозатрат на производство воздуха при осуществлении рециркуляционной воздушной завесы для перекрытия дверного проема в стенке здания с тамбуром заключается в том, что снабжение вентилятора приводом с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт обеспечивает возможность регулирования потребляемой мощности в зависимости от температуры наружного воздуха. При этом взаимосвязь датчика температуры наружного воздуха при экранировании дверных проемов в стенах производственных помещений с регулятором температуры, выполненным из системы электронных и электромагнитных блоков, позволяет нормировать скорость вращения привода вентилятора, т.е. оптимизировать подачу воздуха в условиях эффективной работы рециркуляционной воздушной завесы.

Завеса предназначена для воздушного экранирования дверных проемов в стенах производственных помещений и сооружений. Завеса содержит расположенный с одной стороны проема вентиляционный блок, имеющий присоединенные соответственно к всасывающему и нагнетательному патрубкам вентилятора щелевые приемный и выпускной насадки, последний из которых размещен в тамбуре со стороны проема под острым углом к его плоскости, установленные в щели выпускного насадка разделительные щитки и прикрепленные к боковым стенкам тамбура направляющие полотнища, при этом выпускной насадок снабжен заслонкой, кинетически соединенной с одним из направляющих полотнищ, при этом вентилятор снабжен приводом с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятором температуры с датчиком температуры наружного воздуха, причем регулятор температуры содержит блок сравнения и блок задания, при этом блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода вентилятора. Технический результат - снижение энергозатрат на привод вентилятора. 2 ил.

Рециркуляционная воздушная завеса для перекрытия дверного проема в стенке здания с тамбуром, содержащая расположенный с одной стороны проема вентиляционный блок, имеющий присоединенные соответственно к всасывающему и нагнетательному патрубкам вентилятора щелевые приемный и выпускной насадки, последний из которых размещен в тамбуре со стороны проема под острым углом к его плоскости, установленные в щели выпускного насадка разделительные щитки и прикрепленные к боковым стенкам тамбура направляющие полотнища, при этом выпускной насадок снабжен заслонкой, кинетически соединенной с одним из направляющих полотнищ, которые выполнены криволинейными с радиусом кривизны, равным ширине проема, и прикреплены к боковым стенкам тамбура с возможностью его открытия, причем полотнища выполнены из полимерно-композиционного материала с ориентированными. по ходу движения рециркуляционного воздуха волокнами, а на внутренней поверхности всасывающего патрубка от входного до выходного отверстий расположены продольно-криволинейные канавки, соединенные с кольцевой канавкой, находящейся перед входным отверстием всасывающего патрубка, при этом кольцевая канавка в нижней своей части связана со сборником загрязнений, отличающаяся тем, что вентилятор снабжен приводом с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятором температуры с датчиком температуры наружного воздуха, причем регулятор температуры содержит блок сравнения и блок задания, при этом блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода вентилятора.