Устройство для очистки воздуха в транспортном средстве Советский патент 1983 года по МПК B60H1/24 B60H3/06 B04B5/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ

1

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и может быть использовано в мобильных сельскохозяйственных машинах для снабжения очищенным воздухом, например, кабин зерноуборочных комбайнов.

Известно устройство для очистки воздуха в кабинах сельскохозяйственных машин, содержащее воздухозаборник, проточный канал с окном в его сужении и центробежный вентилятор. Запыленный воздух поступает в проточный канал, и в зоне забора воздуха через окно засасывается вентилятором в кабину. Частицы пыли, находящиеся в скоростном потоке, проскакивают через зону забора воздуха и вдоль проточного канала выходят наружу, чем обеспечивается предварительная очистка воздуха от пыли 1.

Однако устройство малоэффективно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для очистки воздуха в транспортном средстве, например, самоходном комбайне «Колос, имеющий двигатель, кабину и другие потребители очищенного воздуха, содержащее воздухозаборник, связанный с вертикальным проточным каналом, имеющим окно в его сужении, и центробежный вентилятор, сообщенный с фильтровальной камерой, снабженной пористым поглотителем. При работе вентилятора поток воздуха из 5 заборника подается в камеру с пористым фильтром и после очистки поступает в кабину комбайна. Периодически пористый фильтр вручную очищают от накопивщейся пыли 2.

Недостатком устройства является то, что после выделения в проточном канале пыли, в основном растительного происхождения, в кабину комбайна вместе с воздухом поступает значительное количество пылевидных почвенных частиц.

Проверка в полевых условиях устройства для очистки воздуха в проточном канале показала, что оно может выполнять функции предварительной очистки воздуха. Для достижения требуемого более высокого качества очистки, его необходимо снабдить дополни.тельными ступенями сепарации воздуха.

Использование одного пористого фильтра, как это выполнено, например, в кабине зерноуборочного комбайна «Колос, может обеспечить очистку воздуха только на коротком отрезке времени работы, после чего фильтр забивается пылью. Проверка пористых фильтров в полевых условиях показала, что их применение целесообразно в сочетании с эффективными средствами систематической очистки активной поверхности фильтра. Цель изобретения - повышение качества очистки и надежности работы путем введения дополнительных ступеней сепарации воздуха. Поставленная цель достигается тем, что фильтровальная камера сообщена с указанным проточным каналом, а выходной патрубок вентилятора выполнен с разделением потока и сообщен с упомянутым проточным каналом для сбрасывания в него пыли, при этом выходной патрубок вентилятора снабжен распределительной камерой, имеющей клапаны для подачи чистого воздуха потребителя и на продувку пористого поглотителя, выходной конец проточного канала сообщен с источником вакуума, а пористый поглотитель выполнен в виде эластичной диафрагмы, установленной под углом к указанному проточному каналу. С целью автоматической подачи воздуха на продувку диафрагмы, упомянутые клапаны распределительной камеры связаны с электромагнитным приводом, управляемым реле времени. С целью фиксации заборника в различных положениях, последний выполнен гибКИМ из неметаллического материала, например, полиэтиленовой трубы, установленной на входе проточного канала посредством гибкой муфты и снабженной в верхней своей части эластичным шнуром. На фиг. 1 схематически показано устройство для очистки воздуха, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - схема очистки и подачи воздуха потребителям (стрелкой BI указано направление потока воздуха, поступившего для очистки в проточный канал стрелкой Вг - направление подсоса предварительно очищенного воздуха, содержащего в основном частицы пыли П, поступающего в фильтровальную камеру, стрелкой Вз - направление потока очищенного в фильтре воздуха в вентилятор на центробежную сепарацию, стрелкой В 4 - направление потока очищенного воздуха из вентилятора через распределительную камеру к потребителям, стрелкой BS - направление потока воздуха в проточном канале, создаваемом источником вакуума (например, на зерноуборочном комбайне вентилятором очистки), стрелкой Л - направление движения летучей волокнистой пыли, увлекаемой на выход потоком воздуха в проточном канале, стрелкой ПТ - направление движения на выход частиц пыли, выделенных из воздуха в центробежном поле вентилятора); на фиг. 4 - схема подачи воздуха на импульсную продувку пористого фильтра (стрелкой Be указано направление кратковременного потока чистого воздуха к входным окнам вентилятора, стрелкой Вт - направление потока воздуха из вентилятора на продувку фильтра, стрелкой П - направление движения частиц пыли на выход); на фиг. 5 - схема клапанного механизма сепаратора с электромагнитным приводом управляемым реле времени; на фиг. 6 - схема воздухоочистителя с гибким воздухозаборником, установленного на зерноуборочном комбайне (ИВ обозначена зона входного окна вентилятора очистки, являющаяся источником вакуума, создающим воздущный поток BS в проточном сепараторе); на фиг. 7 - гибкий- воздухозаборник при переезде комбайна, например, под линией электропередачи; на фиг. 8 - схема использования воздухоочистителя на комбайне для снабжения воздухом трех потребителей: двигателя, радиатора Р и кабины К; на фиг. 9 - график изменения давления в фильтровальной камере воздухоочистителя при импульсной Продувке пористого поглотителя. Устройство для очистки воздуха состоит из воздухозаборника 1, полиэтиленовая труба которого при помощи гибкой муфты 2 соединена с горловиной вертикального проточного канала 3 прямоугольного сечения, выполненного с сужением. К-стенке проточного канала примыкает фильтровальная камера 4, сообщенная через окно 5 с каналом в его сужении. Боковые стенки б фильтровальной камеры расположены в плоскости боковин центробежного вентилятора 7, имеющего роторы 8, приводимые в движение электродвигателем 9. Входные окна 10 вентилятора при помощи каналов 11 через клапаны 12 сообщены с фильтровальной камерой, разделенной на две части гибкой пористой диафрагмой 13, например из ткани, установленной наклонно к оси проточного канала. Выходной патрубок 14 вентилятора выполнен с разделением потока воздуха, сообщен наклонным желобом 15 с нижней частью проточного канала и с распределительной камерой 16, имеющей перекидной клапан 17 для направления очищенного воздуха к выходному патрубку 18 устройства или в фильтровальную камеру для продувки пористого фильтра. Кроме того, в распределительной камере 16 установлены заборные клапаны 19 для воздуха к входным окнам вентилятора в момент продувки пористого фильтра. На фиг. 5 показан пример конструктивного исполнения клапанного механизма. Три его перекидных клапана прикреплены к общей оси 20, помещенной в подшипниках 21, установленных на боковинах камеры воздухоочистетеля. При помощи поводка 22, прикрепленного к оси, и пружины 23, клапаны удерживаются в исходном вертикальном положении. На другом конце оси установлен поводок 24 с тягой 25, к которой присоединен рычаг 26 с сердечником 27. Электромагнитная катушка 28 подключена в цепь источника 29 тока и реле 30 времени управления электромагнитным приводом клапанов по заданной программе. При помощи тяг 31 и поводков 32 с перекидными клапанами сблокированы секторные клапаны фильтровальной камеры. Оси состоят из неподвижного диска 33 с секторными окнами- и подвижного диска 34. В исходном открытом положении эти клапаны удерживаются пружинами 35. Нижний конец проточного канала соединен гибкой, например, полиэтиленовой трубкой 36 с источником вакуума ИВ (фиг. 6). На зерноуборочном комбайне им может быть входное окно вентилятора очистки. К верхнему концу полиэтиленовой трубы гибкого воздухозаборника прикреплен капроновый шнур 37 для изгиба воздухозаборника и фиксации его в необходимом положении (фиг. 7). Кроме того, воздухозаборник выполнен съемным и крепится к горловине проточного канала хомутом 38. На фиг. 8 показан пример использования предложенного воздухоочистителя на зерноуборочном комбайне с подключением к нему трех потребителей: двигателя Д, радиатора Р и кабины К. В этом случае на выходном патрубке воздухоочистителя устанавливают тройник 39 для подачи очищенного воздуха потребителям По трубам 40-42 и дополнительной подпитки радиатора воздуха из кабины по трубе 43. Устройство для очистки воздуха работает следуюшим образом. Под воздействием разрежения, создаваемого в проточном канале 3 источником вакуума (ИВ) (поток Bj) и работой вентилятора 7 (поток Вг) (фиг. 1-3), запыленный воздух, поступая через воздухозаборник 1 (поток BI) в проточный канал 3, увеличивает скорость в его суженной части и в зоне забора воздуха, резко изменяя направление движения, засасывается через окно 5 в фильтровальную камеру 4. Частицы пыли, находящиеся в скоростном потоке, проскакивают через зону забора воздуха и вдоль проточного канала выходят наружу (стрелка Л), чем обеспечивается предварительная очистка воздуха от пыли. Воздух, поступивший в фильтровальную камеру 4, на вторичную очистку проходит через гибкую пористую диафрагму 13, оставляя на ее поверхности значительную часть мелких примесей. В это время пористая диафрагма занимает изогнутое положение в сторону движения всасывающего потока воздуха Вз, направленного через открытые секторные клапаны 12 к входным окнам 10 вентилятора 7. В его центробежном поле происходит окончательная очистка воздуха. Тяжелые частицы пыли отбрасываются на периферию и в зоне выходного патрубка 14 вентилятора выносятся по желобу 15 в нижнюю часть проточного канала (стрелка ПТ) и далее на выход по трубе 36. Очищенный воздух 84 из выходного патрубка 14 поступает в распределительную камеру 16, а из нее через патрубок 18 к потребителям, Процесс очистки воздуха в проточном канале, пористом фильтре и вентиляторе длится несколько минут, до тех пор, пока пористый поглотитель 13 частично забьется пылью и начнется заметное снижение его пропускной способности. В заданный момент автоматически с помощью реле 30 времени вентилятор 7 переключается на кратковременную, в виде одиночного импульса, подачу очищенного воздуха на продувку пористого фильтра 13 с противоположной стороны (фиг. 4). При срабатывании реле 30 времени замыкается электрическая цепь с источником 29 тока, сердечник 27 втягивается в электромагнитную катушку 28, увлекая за собой рычаг 26 с тягой 25 и поводок 24, который поворачивает ось 20 с клапанами 17 и 19, перемещая их с вертикального в наклонное положение. Одновре.менно перемещаются тяги 31, и при воздействии вспомогательных пружин 35, передвигают поводок 32 секторных клапанов 12, закрывая их. При ЭТОМ основная пружина 23 клапанного механизма получает наибольшее растяжение (фиг. 5). Повернутый в наклонное положение клапан 19 пропускает воздух к входным окнам вентилятора 7 (поток Be), а клапан 17 сообщает распределительную камеру 16 с фильтровальной камерой 4, в которую устремляется воздух (поток ЕГ) на продувку пористого фильтра 13. При этом секторные клапаны 12 находятся в закрытом положении. Процесс продувки фильтра, выполненного в виде гибкой пористой диафрагмы, имеет импульсный характер, протекает быстро. При этом диафрагма энергично встряхивается и, накопившаяся на ее поверхности пыль под действием силы тяжести и воздушного потока Вт устремляется вниз на выход в проточный канал 3 по направлению стрелки П (фиг. 4). Продувка фильтра длится несколько секунд с небол-ьшим расходом чистого воздуха, находящегося в резервной емкости 44, которой может быть, например, верхняя часть кабины комбайна. После завершения продувки фильтра н срабатывания реле 30 времени, клапаны 17 и 19 возв);ицаются в исходное вертикальное положение иод действием пружины 23, а клапаны 12 открываются для пропуска воздуха из фильтровальной камеры 4 в вентилятор 7 (поток Вэ) и процесс очистки воздуха повторяется. Для повышения пропускной способности и надежности работы воадухоочистителя к входной горловине проточного канала 3 присоединена при помощи гибкой муфты 2 полиэтиленовая труба диаметром около 140 мм и длиной 2-2,5 м, что позволяет вывести ее заборный конец в зону меньшей запыленности воздуха над комбайном (фиг. 6). При движении комбайна под линиями электропередачи натягивают капроновый шнур 37, изгибают воздухозаборник и фиксируют его в необходимом положении (фиг. 7). Воздухозаборник при помо ци хомута 38 крепится к горловине проточного канала 3. iB случае необходимости, например, переездах или хранении комбайна он легко снимается. На фиг. 8 показан пример использования воздухоочистителя для снабжения воздухом трех потребителей: двигателя, радиатора и кабины. В этом случае очищенный воздух поступает через тройник 39 по трубе 40 в кабину, по трубе 41 к радиатору, по трубе 42 к воздухозаборнику двигателя. По трубе 43 подается дополнительная подпитка воздуха из кабины к радиатору. В процессе эксплуатации воздухоочистителя, при работе в особо тяжeJrыx условиях, например, при уборке ячменя, рекомендуется периодическая дополнительная продувка пористого фильтра 13. Для этого нажимают кнопку 45, которой замыкается электрическая цепь управления работой клапанами 12, 17 и 19, обеспечивающих подачу воздуха на продувку фильтра. Отпуская кнопку, клапаны возвращаются в исходное положение для пропуска очищенного воздуха потребителям. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого воздухоочистителя, например, на зерноуборочных комбайнах создается за счет надежного снабжения зоны рабочего .места комбайнера очищенным воздухом, что в условиях длительной рабочей смены в напряженный и тяжелый период уборки хлебов способствует сохранению работоспособности механизаторов, повыщению сменной выработки и сохранению их здоровья. Снижается износ деталей двигателя и сокращаются затраты на ремонт и приобретение запасных частей в связи с обеспечением систематической и надежной подачи очищенного воздуха в цилиндры двигателя. Кроме того, сокращаются простои уборочных комбайнов в связи с обеспечением подачи чистого воздуха на охлаждение радиаторов двигателя, устраняются забивания пылью и мелкими растительными остатками. Формула изобретения I. Устройство для очистки воздуха в транспортном средстве, преимущественно в сельскохозяйственной мащине, имеющей двигате.ть, кабину и другие потребители очищенного воздуха, содержащее воздухозаборник, связанный с проточным каналом, имеющим окно в его сужении, и центробежный вентилятор, сообщенный с фильтроваль)ОЙ камерой, снабженной пористым поглотителем, отличающееся тем, что, с целью повышения качества очистки и надежности работы путем введения дополнительных ступеней сепарации воздуха, фильтровальная камера сообщена с указанным проточным каналом, а выходной патрубок вентилятора выполнен с разделением потока и сообщен с упомянутым проточным каналом для сбрасывания в него пыли, при этом патрубок вентилятора снабжен распределительной камерой, имеющей клапаны для подчи чистого воздуха потребителям и на продувку пористого поглотителя, выходной конец проточного канала сообщен с источником вакуума, а пористый поглотитель выполнен в виде эластичной диафрагмы, установленной под углом к указанному проточному каналу. / Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматической подачи воздуха па продувку диафрагмы, упомянутые клапаны распределительной камеры, связаны с электромагнитным приводом, управляе.мы.м реле времени. 3. Устройство по п. 1, отличающееся те.м, что, с целью фиксации воздухозаборника в различных положениях, последний выполнен гибким из неметаллического материала, напри.мер полиэтиленовой трубы, установленной на входе проточного канала посредством гибкой муфты и снабженной в верхней своей части эластичным шнуром. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР jY 765035, кл. В 60 Н 1/24, 1978. 2. Самоходные комбайны «Колос. ТО и инструкция по эксплуатации. СевероКавказский межотраслевой центр НТИ, Ростов-на-Дону, 1975, с. 61 (прототип).

Фиг.1

Фиг.г

noTpeffuTejfa ffo3dyxci

Bs фигЛ г.

Фиг. 5 .7

40

н

Q

t. а

f

Фиг. 6

Время,ч: с