Система кондиционирования воздуха для транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК B60H3/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам искусственного климата для работающих на транспортном средстве, например тракторе, эксплуатируемом, в частности, в период сева хлопчатника и подобных сельскохозяйственных культур, когда необходимо защитить тракториста и вспомогательного рабочего от вредного воздействия температуры, пыли, высокотоксичных химикатов и т„п.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является система кондиционирования воздуха для транспортного средства, содержащая компрессионную холодильную машину с двумя воздухоохладителями, установленными последовательно в воздухоподводящем канале, снабженном воздушным фильтром на входном отверстии, основной и дополнительный вентиляторы,соединенные всасывающей полостью с воздухоподводящим каналом, поворотную заслонку и подвижную в горизонтальной плоскости задвижку, кинематически связанные между собой и установленнре со стороны нагнетательных полостей указанных вентиляторов, сообщенных с воздуховодом, снабженным основным отводным патрубком и фильтром для подачи воздуха потребителю

Недостатком данной системы конденционирования воздуха является то,что она не может быть эффективно использована в период проведения посевных работ,когда тепловлажностную обработку воздуха можно вести на более высоком температурном уровне, а его очистку следует производить только от пыли. Кроме того, система не может обеспечить кондиционным воздухом тракториста и вспомогательного рабочего, обслуживающего навесной посевной агрегат, например во время сева хлопчатника или подобных технических культур..

Целью изобретения является повышение эффективности использования и; расширение функциональных возможностей системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе кондиционирования воздуха для транспортного средства, .содержащей компрессионную холодильную Машину с двумя воздухоохладителями, установленными последовательно в воздухоподводящем канале, снабженном воздушным фильтром на входном от:верстии, основной и дополнительный вентиляторы, соединенные всасывающей полостью с воздухоподводящим каналом, поворотную заслонку и .. подвижную в горизонтальной плоскости задвижку, кинематически связанные между собой и установленные со стороны нагнетательных полостей указанных

вентиляторов, сообщенных с воздуховодом, снабженным основным отводным патрубком и фильтром для подачи воздуха потребителю, в стенке упомянутого воздухоподводящего канала между воздухоохладителями и вентиляторами выполнено воздухозаборное отверстие, в котором установлены фильтр очистки воздуха и регулируемая ЗсЗ.:лонка, а указанный воздуховод сЕ аОжен дополнительным отводным патруб-ом и клапаном, который установлен на входе в основной и дополнительный отводные патрубки.

При этом регулируемая заслонка и фильтр очистки воздуха, установлен-, ные в воздухозаборном отверстии, выполнены в виде перекрывающих это отверстие сегментов, жестко связанных одним кондом с валом, который установлен перпенди4 улярно плоскости сегментов.

Вал связан с приводом, управляемы датчиком наружной температуры.

На фиг. 1 схематически изображена система кондиционирования для транспортного средства, общий вид; на фиг. 2 - схема устройства дополнительного -воздухозаборного отверстия с фильтром и привода вала в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - вид А на фиг.2.

Система кондиционирования воздуха содержит работающую на смеси хладагентов холодильную машину с компрессором 1 и двумя воздухоохладителями 2 и 3 для ступенчатой тепловлажносзтной обработки Boajgyxa.

Пароотводящая сторона воздухоохладителя 2, соединена с всасывающей стороной компрессора 1 .к которому через теплообменник 4 подключена также Пароотводящая сторона воздухоохладителя 3. В свою очередь, нагдетателная сторона упомянутого компрессора соединена с воздушным конденсатором 5. Последний предназначен для конденсации высококипящего хладагента и соединен через сепаратор б с раздели тельной колонкой 7,предназначенной для разделения смеси на высоко- и низкокипящие фракции. Разделительная колонка 7 своей кубовой частью с одной стороны через дроссельный вентиль 8 соединена с подающей стороной воздухоохладителя 2, ас другой через дроссельный вентиль 9 - с испарительной частью испаритель-конденсатора 10. Последний с одной стороны соединен с исчерпывающей частью разделительной колонки 7, а с другой через теплообменник 4 и дроссельный вентиль 11 - с подающей стороной воздухоохладителя 3. При этом оба воздухоохладителя 2 и 3 последовательно установлены в воздухоподводящем канале 12 g фильтром 13 очистки воздуха на его входном отверстии .

За воздухоохладителями 2 и 3 в стенке 14 воздухоподводящего канала 12 выполнено воздухозаборное ртверстие 15 с регулируемой з.аслонкой 16 и фильтром 17 очистки воздуха. Регулируемая заслонка 16 и фильтр 17 жестко связаны одним концом с валом 18 и имеют форму равных по площади сегментов 19 и 20.

Вал 18 связан с приводом 21,снабженным электродвигателем 22, управление (включение и .отключение) электрической схемой которого осуществляется от датчика 23 наружной температуры, расположенного снаружи кабины 24 транспортного средства.

Воздухоподводящий канал 12 своим выходным отверстием сообщен с всасыв;анйяей полостью 25 основного вентилятора 26 и с всасывсиощей полостью 27 дополнительного вентилятора 28.

Нагнетательная полость 29 основного вентилятора оснащена двуплечей поворотной заслонкой 30, одно плечо 31 которой расположено снаружи и взаимодействует с пружиной 32, а второе плечо 33 расположено со стороны упомянутой нагнетательной полости и.помещено в сообщающийся с ней воздуховод 34.

Воздуховод 34 имеет окно 35, к КОТОРСЖ1У подсоединен отвод 36 с фильтром 37 тонкой очистки для подачи воздуха водителю 38, а на конце упомянутый воздуховод 34 снабжен отводным патрубке 39 с клапаном 4О на его входе 41 и гибким шлангом 42 воздуха, подсоединенным к подкостюмнсяиу пространству потребителя 43 (вспомогательногорабочего ),6бслужившедего навесной агрегат (не показан). Между отводным патрубком 39 и гибким шлангом 42 воздуха при необходимости может быть установлен фильтр 44 тонкой очистки.

В свсяо очередь упомянутый дополнительный вентилятор 28 своей нагнетательной полостью 45 сообщен с внутренним- объемом 46 кабины 24 транспортного средства. При этом со.стороны его нагнетательной полости установлена в направляющих 47 подвижная горизонтальной плоскости задвижка 48. Последняя имеет окна 49 и 50 для попеременного соединения этой нагнетательной полости с внутренним объемом кабины или с воздуховодом 34.. Для этого конец упомянутой задвижки 48. снабжен тягой 51,свободный конец которой укреплен на плече 31 с образованием кинематической связи с последней.

Работа системы осуществляется еле дующим образом.

В период посевной, когда, тепловые нагрузки сравнительно невелики, датчик 23 температуры включает питание электродвигателя 22, момент вращения от которого передается через привод 21 к валу 18. Последний при этом поворачивается, заслонка 16 отводится от воздухозаборного отверстия 15 и располагается в свободной полости воздухрподводящего канала 12, а ее место в воздухозаборном отверстии занимает, сегмент 20. Заслонка 30 устанавливается в промежуточное положение и таким образом открывает окно 35, которое сообщается с отводом 36, и вход 41 отводного патрубка 39, который при этом сообщается с воздуховодом 34.

Включенным в работу компрессором 1 отсасываются пары высококипящей

фракции смеси хладагентов из воздухоохладителя 2 и из испарительной части испаритель-конденсатора 10, а также пары низкокипящей фракции воздухоохладителя 3 и таким образом поддерживается определенное давление в установившемся режиме в соответствующих частях теплообменных аппаратов. Всасываемые пары высокои низкокипящей фракций хладагентов смешиваются на входе в компрессор 1 и нагнетаются последним в воздушный конденсатор 5, где конденсируется высококипящий хладагент. Из конденсатора смесь фракций поступает в сепаратор 6, а из него в разделительную колонку 7, где за счет массообмена осуществляется разделение смеси на фракции заданной концентрации. Отделившаяся жидкая фракция из кубовой части колонки 7 направляется одной частью через дроссельный вентиль 8 на испарение в воздухоохладитель 2, а вторая часть фракции подается через дроссельный вентиль 9 на испарение в испаритель-конденсатор 10, где кипит за счет отбора тепла конденсации от паров низкокипящей фракции, поступакнцих из исчераывающей части колонки 7.

Сконденсированная низкокипящая фракция, пройдя теплообменник 4 и дроссельный вентиль 11, подается на второй воздухоохладитель 3.

Загрязненный частицами пыли наружный ВОЗДУХ всасывается вентиляторами 26 и 28, приводимыми в действие автономными приводными устройствами (не показаны )„ При всасывании одна часть (например, 1/3 общего объема воздушного потока проходит фильтр 13, где очищается от пыли.. Далее воздутзиый поток проходит через воздухоохла.дители 2 и 3, в кохорых кипит смесь хладагентов, В результате теплообмен эта часть воздушного потока ступенчато охлаждается, осушается и проходит в воэдухоподводящий канал 12. В это же время вторая часть (2/3 общего объема ) воздушного потока забирается через воздухозаборное отверстие 15,

пропускается через дополнительный фильтр 17, где очищается, и направляется затем на смешение с потоком воздуха в канале 12, Смешанный таким образом воздух приобретает требуемую для данного периода времени температуру и влажность. После этого воздушный поток с кондиционными параметрами по чистоте, температуре и влажности поступает во всасывающие полости 25 и 27 основного и дополнитель ного вентиляторов 26 и 28. Воздушный поток из нагнетательной полости 25 основного вентилятора 26 .подается по воздуховоду 34 и одной частою направляется через окно 35 по отводу 36 через фильтр 37 тонкой очистки в подкостюмное пространство к водителю 38 транспортного средства, а другой частью направляется по отводному патрубку 39 через фильтр 44 тонкой очистки и шланг 42 к потребителю 43 (вспомогательному рабочему ) для &го дыхания и охлаждения.

В рассматриваемый момент времени поворотная заслонка 30 удерживается в крайнем положении, при котором нагнетательная полость 29 основного вентилятора 26 сообщается с воздуховодом 34. При этом пружина 32 сжимается под действием усилия плеча 31, на который давит воздушный поток. ,Т.аким образом, тягой 51 задвижка 48 удерживается в крайнем (правом ) положении, при котором нагнетательная полость 45 дополнительного вентилятора 28 сообщается через окно 49 только с внутренним объемом 46 кабины 24 трактора, куда осуществляется подача кондиционного воздушного потока, которым обеспечивается вентиляция и охлаждение воздуха в кабине.

в случае аварийной остановки основного вентилятора 26 давление воздушного потока на плечо 33 заслонки 30 прекращается. В результате этого пружина 32 за счет упругих сил растягивается, передавая усилие на плечо 31 , и таким образом заслонка 30 поворачивается,, открывая ранее перекрывавшуюся часть воздуховода 34. При этом тягой 51 задвижка 48 перемещается в горизонтальной направлякяцей 47 влево и устанавливается в положение, при котором нагнетательная полость 45 дополнительного вентилятора 18 соединяется через окно 50 с воздуховодом 34, а остальные элементы, связанные с воздуховодом - отвод 36 и отводной патрубок 39 .- функционируют аналогично вышеописанному.

При аварийной ситуации, в случае остановки дополнительного вентилятора 28.подача воздуха осуществляется только основным вентиляторрм 26.

При работе в условиях, когда водителю 38 не требуется непроницаемый

костюм и, таким образом, нет необходимости иметь индивидуальное средство с фильтром 37 тонкой очистки,отвод 36 с фильтром 37 может быть отсоедииен от окна 35 в целях уменьшения гидравлических потерь. В этом случае при нормальных безаварийных условиях клапан 40 устанавливается в крайнее положение, перекрывая окно 35, и подача воздуха к вспомогательному рабочему осуществляется от основного вентилятора 26, а к водителю 38 - от дополнительного вентилятора 28.

При условии работы в аварийных ситуациях - остановке либо основного либо вс:помогательного вентилятс а, клапан 40 переводится лишь в промежуточное положение.

Разрешающая способность системы увеличена тем, что в зависимости от температурных перепадов изменяются и объемные соотнодения смешивающихся воздушных потоков путем перевода сегментов 20 и 19 в крайнее или промежуточные положения относительно воздухозаборного отверстия 3,5 (открывая, прикрывая или закрывая его ), для чего датчик 23 температуры настраивается известным образом на включение (в прямую или обратную стсфоны) электродвигателя 22, которым поворачивается вал 18.

При отсутствии необходимости обслуживания вспомогательного рабочего отводной патрубок 39 перекрывается на входе 41 клапане 40, который в этом случае переводится в крайнее положение. При работа водителя 38 осуществляетсякак в защитном костюме, так и без него с подачей воздуха ангшогично вышеописанным.

Предлагаемая система позволяет обслужить как тракториста, так и вспомогательного рабочего, что необходимо в период посевной.

Кроме того, за счет наличия дополнительного воздухозаборного отверстия в воздухоподводящем канале с плавной регулировкой проходного сечения расширяется диапазон регулирования подмоииваемого потока наружного воздуха и обеспечивается снижение сопротивления воздушному потЬку до 60%.Вследствие этого, при подаче воздуха к вспомогательному рабочему не требуется дополнительных энергозатрат. Таким образом, эффективность использования системы повышается.

Возможность использования системы в различные сезоны работы транспортного средства при широком диапазоне выполняемлх сельскохозяйственных рабо обеспечивает улучшение условий труда как водителя, так и вспомогательного рабочего, что способствует позьшению производительности агрегата.

1. СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ BOSjDp XA ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая компрессионную холодильную машину с двумя воздухоочистителями, установленными последобательно в воздухопрдводящем канале, снабженном воздушным фильтром на входном отверстии, основной и дополнительный вентиляторы, соединенные всасывающей полостью с воздухоподводящим кангшом, поворотную заслонку и подвижную в горизонтальной плоскости задвижку, кинематически связанные между собой и установленные со стороны нагнетательных полостей указе1нных вентиляторов, ; ообщенных с воздуховодом, снабженным основным оиводйым .патрубком и фильтром для подачи воздуха потребителю, отличающаяся тем, что, с целью повьаиения эффективт ности использования и расширения функциональных возможностей, в :тенке упомянутого воздухоподводящего канала между воздухоохладителями и вентиляторами выполнено воздухозаборное отверстие, в котором установлены фильтр очистки воздуха и регулируеллая заслонка, а указанный воздуховод снабжен дополнительным отводным пат.рубксм и клапаном, который установ лен на входе в основной и дополнительный отяодные патрубки. 2.Систек & по п. 1, отличаю(О |щ а я с я тем, что указанные регули руемая заслонка и фильтр очистки воз i духа, установленные в воздухозайорном отверстии, выполнены в виде поочередно перекрывающих это отверс§ тие сегтиентов, жестко связанных одним концом с валом, который установлен перпендикулярно плоскости сегментов. ; 3. Система попп.1и2, отличающаяся тем, что вал связан с приводом, управляемым датчиком наружной температуры. Ч сл го 00