Устройство стабилизации расхода воздуха Российский патент 2025 года по МПК F24F13/08 F24F11/00 

Устройство стабилизации расхода воздуха относится к системам вентиляции зданий различного назначения, и в частности к естественной вытяжной вентиляции.

Известно устройство для стабилизации расхода воздуха, содержащее корпус с регулирующим клапаном в виде цилиндра с прорезями в боковой поверхности и плунжера с ограничителем перемещения, установленного в цилиндр с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Плунжер воспринимает давление воздушного потока, под действием которого он перемещается в цилиндре. Цилиндр установлен на диафрагме, неподвижно закрепленной на корпусе. Упругий элемент закреплен одним концом на плунжере, а другим на винте настройки натяжения, установленном на стойке. Винт натяжения регулирует необходимое натяжение упругого элемента (патент РФ №2547602, опубл.10.04.2015).

Недостатком данного изобретения является: сложность в разработке и изготовлении упругого элемента с заранее определенной нелинейной характеристикой жесткости, в точности отвечающей изменяющемуся воздействию воздушного потока.

Наиболее близким по своей технической сути является стабилизатор расхода воздуха, содержащий корпус, закрепленную в корпусе диафрагму и плунжер, закрепленный на оси, имеющей ограничители на одном и другом концах и выступ, свободно возвратно-поступательно перемещающейся во втулках, установленных на стойках, закрепленных в корпусе, имеется блок упругих стержней, закрепленный на корпусе, содержащий упругие стержни с заданными характеристиками жесткости, помещенные в каналы блока, с установкой на упругих стержнях ползунов, способных перемещаться по стержням, с фиксаторами, закрепляющими требуемое положение ползунов на стержнях, одним концом каждый упругий стержень закреплен в блоке стержней а с противоположной стороны может касаться выступа на оси при ее перемещении . (патент РФ №2796726, опубл.29.05.2023).

Недостатком данного изобретения является: его ориентированность на стабилизацию определенного расчетного расхода воздуха и затрудненность применения для стабилизации в некотором диапазоне расходов воздушного потока.

Задача изобретения - сконструировать устройство стабилизации расхода воздуха, которое может работать при любой пространственной ориентации; может встраиваться в каналы без выступающих частей; работает без привлечения внешнего источника энергии; содержит упругий элемент, который обладает возможностью уточняющей настройки жесткости, отвечающей воздействию воздушного потока; может при использовании одного и того же комплекта деталей, перенастраиваться на действие воздушного потока в некотором диапазоне расходов воздуха.

Технический результат - использование несколько блоков упругих стержней (от 2 до 4), с одним стержнем заданных характеристик жесткости в каждом блоке, с возможностью регулирования их жесткости, а также закреплением этих блоков на продольных направляющих, прикрепленных к внутренней поверхности корпуса, с возможностью подстраивать положение блоков в продольном направлении, что позволяет при комплекте устройства из одних и тех же деталей перенастраиваться устройство стабилизации на действие воздушного потока в некотором диапазоне расходов воздуха; исключение пространственной ориентированности стабилизатора расхода воздуха, работа без внешнего источника энергии, возможность встраивания в каналы без выступающих частей устройства.

Результат достигается тем, что в устройстве стабилизации расхода воздуха, содержащем корпус, закрепленную в корпусе диафрагму и плунжер, закрепленный на оси, имеющей ограничители на одном и другом концах и выступ, свободно возвратно-поступательно перемещающейся во втулках, установленных на стойках, закрепленных в корпусе, имеются упругие стержни с заданными характеристиками жесткости, помещенные в каналы блоков, с установкой на упругих стержнях ползунов, способных перемещаться по стержням, с фиксаторами, закрепляющими требуемое положение ползунов на стержнях, одним концом каждый упругий стержень закреплен в блоке, а с противоположной стороны может касаться выступа на оси при ее перемещении, при этом каждый блок содержит один упругий стержень, каждый блок перемещается по направляющим, прикрепленным к корпусу симметрично относительно его оси, каждый блок фиксируется в нужном продольном положении с помощью винта.

На фиг. 1 схематично показана конструкция предлагаемого устройства стабилизации расхода воздуха. Устройство стабилизации расхода воздуха, содержащее корпус 1, закрепленную в корпусе диафрагму 2 и плунжер 3, закрепленный на оси 4, имеющей ограничители 5 на одном и другом концах и выступ 6, свободно возвратно-поступательно перемещающейся во втулках 7, установленных на стойках 8, закрепленных в корпусе, имеются упругие стержни 9-1, 9-2… с заданными характеристиками жесткости, помещенные в каналы блоков 10-1, 10-2…, с установкой на упругих стержнях ползунов 11-1, 11-2,…, способных перемещаться по стержням, с фиксаторами, закрепляющими требуемое положение ползунов 12-1, 12-2… на стержнях, одним концом каждый упругий стержень закреплен в блоке, а с противоположной стороны может касаться выступа 6 на оси при ее перемещении, каждый блок стержней перемещается по направляющим 13-1, 13-2, … прикрепленным к корпусу с внутренней стороны симметрично относительно продольной оси корпуса, каждый блок закрепляется в нужном продольном положении с помощью винта 14-1, 14-2,… . Продольное размещение блоков на направляющих расчетное, ближе к диафрагме располагаются блоки с упругими стержнями меньшей жесткости, затем - с большей жесткостью. Количество направляющих и размещаемых на них блоков с одним упругим стержнем может быть n=2 - 4, при этом центральный угол размещения продольных направляющих относительно продольной оси устройства составляет 360^°/n. На фиг. 1 показано устройство с n=2 такими комплектами, соответственно центральный угол равен 180°.

Устройство стабилизации расхода воздуха работает следующим образом.

При расчетном расходе воздуха давление воздушного потока, действующее на плунжер 3, компенсируется начальным натяжением первого из упругих стержней 9-1 блока 10-1. Плунжер 3 находится в расчетном крайнем положении, максимально открывая проход для воздуха в пространстве между собой, корпусом 1 и диафрагмой 2 для прохода расчетного расхода воздуха. С возрастанием расхода воздуха увеличивается давление воздушного потока, воздействующее на плунжер 3, он перемещается вместе с осью 4 вдоль оси корпуса, сокращая площадь прохода воздуха в этом пространстве (повышая сопротивление), чем уменьшает расход воздушного потока, возвращая его к величине, близкой к расчетному расходу. При перемещении плунжера 3 вместе с осью 4 во втулках 7, выступ 6 будет растягивать (отгибать) стержень 9-1 с меньшей жесткостью, пока этот стержень 9-1 растянется до расчетного положения. Это положение задается продольным положением блока 10-1 со стержнем 9-1 и упругостью этого стержня, которую можно корректировать положением ползуна 11-1 и закреплять фиксатором 12-1. Дальнейшее повышение давления воздушного потока и соответствующее перемещение плунжера с осью и выступом 6 будет растягивать стержень 9-2 в блоке 10-2, имеющем большую жесткость. При этом происходит дальнейшее сокращение площади прохода воздуха между корпусом плунжером и диафрагмой, что возвращает расход воздуха к расчетной величине. При дальнейшем повышении давления плунжер перемещается, достигая крайнего положения, соответствующего расчетному растяжению всех упругих стержней. При числе упругих стержней и блоков больше 2 сохраняется описанная последовательность работы, но стабилизация расхода воздуха будет более точная. Перемещение плунжера с осью в корпусе ограничено положениями ограничителей 5. Постоянство стабилизируемого расхода воздуха достигается правильным (расчетным) выбором жесткостей упругих стержней 9-1, 9-2.., в каждом блоке, местами закрепления каждого блока на продольных направляющих 13-1, 13-2…. С помощью перемещения ползунов 11-1. 11-2… в каналах блоков 10-1, 10-2… регулируется длина отгибаемой части стержней 9-1, 9-2… чем дополнительно настраивается их жесткость. Нужное положение ползунов 11-1,11-2… закрепляется с помощью фиксаторов 12-1, 12-2... Кроме того, имеется возможность настраивать работу стабилизатора за счет корректировки положения блоков 10-1, 10-2… на продольных направляющих 13-1. 13-2… и их фиксации в нужном положении с помощью винтов 14-1, 14-2…. При снижении давления воздушного потока работа устройство стабилизации расхода воздуха происходит в обратном порядке: упругие стержни сжимаются (разгибаются), передавая свое воздействие на выступ 6 и перемещая ось с плунжером, открывая большую площадь для прохода воздуха, снижая сопротивление устройство стабилизации и возвращая расход воздуха к расчетной величине.

Предложенная конструкция устройства стабилизации расхода воздуха достигает поставленных целей: конструкция не требует определенной пространственной ориентированности; обеспечивает работу стабилизатора без внешнего источника энергии; возможность встраивания его в каналы без выступающих частей; обладает возможностью уточняющей настройки жесткости упругих стержней, отвечающей воздействию воздушного потока в конкретных условиях. Благодаря возможности корректировки положения блоков с упругими стержнями на направляющих в продольном направлении и корректировки упругости стержней устройство, выполненное из одного комплекта деталей может настраиваться на стабилизацию в некотором диапазоне расходов воздуха, что облегчает его применение и делает более экономичным изготовление.

Устройство стабилизации расхода воздуха относится к системам вентиляции зданий различного назначения, и в частности к естественной вытяжной вентиляции. Устройство стабилизации расхода воздуха, характеризующееся тем, что предусматривается несколько блоков, в которые помещены упругие стержни с заданными характеристиками жесткости, в каждом блоке содержится один упругий стержень, каждый блок со стержнем закрепляется в нужном продольном положении на своей направляющей с помощью своего винта, все направляющие прикреплены к внутренней поверхности корпуса симметрично относительно его продольной оси. Технический результат: возможность подстраивать положение блоков в продольном направлении, что позволяет при использовании комплектов одних и тех же деталей перенастраивать устройство на действие воздушных потоков, охватывающих некоторый диапазон расходов воздуха; исключение пространственной ориентированности устройства стабилизации расхода воздуха; работа без внешнего источника энергии; возможность встраивания в каналы без выступающих частей устройства. 1 ил.

Устройство стабилизации расхода воздуха, содержащее корпус, закрепленную в корпусе диафрагму и плунжер, закрепленный на оси, имеющей ограничители на одном и другом концах и выступ, свободно возвратно-поступательно перемещающейся во втулках, установленных на стойках, закрепленных в корпусе, имеются упругие стержни с заданными характеристиками жесткости, помещенные в каналы блоков, с установкой на упругих стержнях ползунов, способных перемещаться по стержням, с фиксаторами, закрепляющими требуемое положение ползунов на стержнях, одним концом каждый упругий стержень закреплен в блоке, а с противоположной стороны может касаться выступа на оси при ее перемещении, отличающееся тем, что предусматривается несколько блоков, в каждом блоке содержится один упругий стержень, каждый блок со стержнем закрепляется в нужном продольном положении на своей направляющей с помощью своего винта, все направляющие прикреплены к внутренней поверхности корпуса симметрично относительно его продольной оси.