Устройство для поддержания влажности воздуха в герметизированной камере Советский патент 1984 года по МПК G05D22/02 

Изобретение относится к технике регулирования влажности воздуха в герметизированной камере с целью уменьшения и ликвида1Ц1И вредного воз действия влаги, содержащейся в воздухе, на аппаратуру- и материалы, размещенные в этой камере, и может найти применение в передвижной радио электронной аппаратуре, смонтированной в кузове автомобиля, находящейся в выключенном состоянии (хранение, перерывы в работе,, монтаж аппаратуры) и подвергающийся воздействию наружного влажного атмосферного воздуха, проникающего внутрь кузова автомобиля через щели. Кроме того, изобретение может най ти применение в производстве и хране НИИ материалов, элементов и приборов требующих их изготовления и хранения в среде окружающего воздуха с заданной влажностью, например, лекарств, влагочувствительных элементов, точных приборов. Известно устройство для осушения воздуха в замкнутом объеме, в которо замкнутый объем непрерьшно продувает ся осушенным воздухом, получаемым из двух поочередно осушающих воздух адсорберов С1. Недостатком этого устройства является, во-первых, низкое качество осушения воздуха в замкнутом объеме, так как степень осушения воздуха и адсорбере, и в замкнутом объеме не регулируется, поэтому это осушение может быть либо недостаточным, либо излишним, во-вторых, наличие двух, поочередно осушающих воздух адсорберов, чти усложняет конструкцию устройства. Известно также устройство для осу шения воздуха в герметизированном объеме путем поглощения влаги этого объема влагопоглощающим патроном. В этом устройстве полость герметизированного объема сообщается с полостью патрона, заполненной предварительно высушенным влагопоглощающим материалом. Время эффективной работы патрона зависит от степени герметичности герметизированного объема и влагоемкости патрона; по истечении этого времени увлажненньй влагопоглощающий материал патрона должен быть заменен сухим С 2 3. Недостатки этого устройства заклю чаются в следующем: во-первых, степень осушения воздуха внутри объема не регулируется, во-вторых, для герметизированных объемов с низкой степенью герметичности, к которым относится и кузов автомобиля, для обеспечения приемлемого времени эффективной работы патрона необходима его относительно большая масса, в-третьих, по истечении времени эффективной работы патрона необходима его замена (или замекга влагопоглотителя в нем), что трудно автоматизировать, в-четвер тых, осушение увлажненного влагопоглотителя, изъятого из патрона, производится его дополнительным нагревом, что усложняет обслуживание. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство осушки воздуха в поочередно работающих адсорберах, которое содержит нагнетатель воздуха, нагреватель воздуха, два адсорбера для осушки воздуха, клапаны, задвижки и систему связывающих их трубопроводов. Устройство непрерывно вьщает осушенный воздух, забираяИЗ атмосферы воздух и прогоняя его через один из адсорберов, работающих в данное время в режиме осушки воздуха, в другом адсорбере, работающем в это время в режиме регенерации, происходит сушка адсорбента продувкой через него нагретого в нагревателе атмосферного воздуха. Периодически одновременно в обоих адсорберах производится смена режимов осушки воздуха на регенерацию адсорбента, и наоборот С31. Однако температура нагрева регенерирующего воздуха не регулируется, поэтому остаточная влажность регенерированного сорбента и соответствукяцая ей влажность получаемого из адсорбера осушенного воздуха также не регулируются. Кроме того, применение такого осушенного воздуха с неопределенной влажностью для продувки и осушки герметизированного объема приводит к получению внутри объема влажности воздуха, которая может быть недостаточной или излишней. Целью изобретения является повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для поддержания влажности воздуха в герметизированной камере, содержащем соединенные последовательно нагнетатель воздуха.

нагреватель воздуха и адсорбер, связанный через трубопровод с камерой, исполнительные органы установленные на трубопроводе, циклический таймер, выходы которого соединены соответственно с нагнетателем воздуха, нагревателем воздуха и исполнительными органами, причем трубопровод на участке между адсорбером и камерой сообщен с атмосферой через исполнительный орган, дополнительно содержится установленный в камере на выходном патрубке трубопровода полый .компенсатор с вентилятором, задатчик температуры и размещенный в корпусе нагревателя воздуха датчик температуры, блок управления, входы которого соединены соответственно с задатчиком температуры, с датчиком температуры и с одним из выходов циклического таймера, выход блока управления соединенс нагревателем воздуха, а вентилятор - с выходом циклического таймера.

На фиг. 1 дано схематическое изображение устройства для поддержания влажности воздуха в герметизированной камере, на фиг. 2 - кривые зависимости влажности воздуха а внутри герметизированной камеры и внутри компенсатора и влажности С влагопоглотителя компенсатора от времени t, где С (г/м) - влажность водопоглощающего материала.

Устройство содержит нагнетатель t воздуха, нагреватель 2 воздуха, адсорбер 3, компенсатор 4, соединенные между собой и с герметизированным объемом трубопроводами с установленными на них исполнительными органами 5 и 6 (клапаны), 7-9 (задвижки), задатчик 10 температуры нагрева регенерирующего воздуха, блок 11 управления, циклический таймер 12j в корпус нагревателя 2 воздуха установлен датчик 13 температуры нагрева регенерирующего воздуха, адсорбер 3 заполнен сорбентом 14} компенсатор 4 заполне зернистым влагопоглотителем 15, в полости компенсатора установлен вентилятор 16, компенсатор 4 установлен внутри герметизированной камеры 17 в верхней ее части на выходном конце трубопровода, в герметизированной камере 17 установлены аппаратура и материалы 18, в стенках камеры имеются

щели 19, связывающие внутреннюю полость камеры 17 с атмосферой.

Исполнительный орган 7 связан трудопроводом с атмосферой, исполнительный орган 8 - трубопроводами с герметизированной камерой 17 через исполнительный орган 9 и с компенсатором 4

Компенсатор 4 представляет собой полое тело с сетчатыми стенками, например полый цилиндр. Пространство между стенками заполнено зернистым влагопоглотителем, например древесными опилками, поглощающими и отдающими влагу в окружающий воздух без подогрева.

Устройство работает следующим образом.

Циклический таймер 12 работает непрерывно, вьщайая последовательно чередующиеся команды заданной длительности на режимы Продувка и Пауза.

В режиме Продувка таймером 12 включен нагнетатель 1 воздуха, выключен блок 11 и через негр в пслючен нагреватель 2, закрыт клапан 5, открыт клапан 6, выключен вентилятор 16.

Влажный воздух с влажностью O забирается из атмосферы, прогоняется через адсорбер 3, где он контактирует с ранее регенерированным до влажности JS сорбентом 14, осущается до влажности а ) равновесной с Jb , и подается внутрь камеры 17 на продувку, при этом часть воздуха поступает непосредственно в камеру 17 через задвижку 9, а остальная часть поступает в компенсатор 4 и через него также в камеру 17,(ан (г/м) - абсолютная влажность атмосферного воздуха). Общий секундный расход продувающего воздуха устанавливается задвижкой 8, а доля его в компенсаторе - задвижкой 9.

Вдуваемый в камеру 17 воздух с влажностью q смешивается с воздухом этого объема, контактирует с аппара турой и материалами 18, внутренними стенками камеры 17, влагопоглотителем 15 компенсатора 4, отбирает влагу у них и выходит через щели 19 в атмосферу. Абсолютная влажность воздха Q внутри камеры 17 и внутри компенсатора 4 в режиме Продувка,

,(фиг. 2) постепенно понижается, достигает установившегося значения а и затем остается на этом уровне до конца продувки. Влажность а материала влагопоглотителя также постепенно снижается и достигает установившегося значения С. Размеры адсорбера 3,л массу и марк сорбента 14 назначают такими, чтобы при принятом секундном расходе продувки и принятой длительности продувки в адсорбере 3 к концу продувки увлажнялась большая часть сорбента по длине, начиная слева, но правые слои сорбента имели влажность и выходящий из адсорбера осушенный воз Д5ОС имел влажность q за все время продувки. Размеры компенсатора 4, материал и размеры зерен его влагопоглоти.теля назначают такими, чтобы при приня той продолжительности продувки влажность С влагойоглотителя снижалась к концу продувки до установившегося состояния С и оставалась равновесно с влажностью воздуха Q. По окончании режима Продувка таймер 12 переводит все устройство в режим Пауза , при котором в камере 17 происходит поглощение натекающей из атмосферы влаги, а адсорбер 3 переводится в режим регенерации сорбента 14, при этом нагнетатель 1 вкл чен, блок 11 включен, через него включен нагреватель 2, клапан 5 от крыт, клапан 6 закрыт, вентилятор 16 включен. Воздух забирается из атмосферы, прогоняется через нагреватель 2 воздуха, где нагревается до температуры tr (температура нагрева регенерирующего воздуха), измеряемой датчиком 13, проходит через ранее увлажненный сорбент 14, регенерирует его до остаточной влажности А и чег J рез клапан 5 сбрасывается в атмосферу. Секундный расход регенерирующего воздуха устанавливается задвижкой 7. iРегенерация сорбента 14 до остаточ„, „ ной влажности (Ь обеспечивается зада ,„ нием в задатчике 10 температуры нагрева воздуха соответствующей температуры нагрева регенерирующего воздуха -fc, и стабилизацией температуры нагрева воздуха 1 на заданном уровне t в течение всего времени регене рации посредством автоматического регулятора температуры нагрева реген рирующего воздуха, состоящего из датчика 13. и задатчика 10, блока 11 управления и нагревателя 2. Продолжительность регенерации сорбента 14 выбирается с запасом такой, чтобы за это время в адсорбере 3 бьша про118 ведена регенерация сорбента по всей его длине. По окончании регенерации таймером 12 выключается нагнетатель 1, выключается блок 11 и через него выключается нагреватель 2, клапан 5 остается открытым, клапан 6 остается закрытым, вентилятор 16 остается включенным, адсорбер 3 переходит в режим естественного охлаждения, в камере 17 продолжается поглощение натекающей из атмосферы влаги. В режиме Пауза продувка камеры 17осушенным воздухом не производится, клапан 6. закрыт, поэтому компенсатор 4, аппаратура и материалы 18и стенки камеры 17 работают параллельно в режиме поглощения влаги, вносимой атмосферным воздухом, натекакицим внутрь камеры 17 через щели 19. В режиме Пауза вентилятор 16 включен. Он забирает воздух из камеры 17 через задвижку 9 и прогоняет его через компенсатор 4. Это движение обеспечивает эффективное погло7 щение влаги всем материалом водопоглотителя 15, находящимся в компенсаторе. Продолжительность режима Пауза назначают такой, чтобы за это время были полностью проведены регенерация сорбента 14 и естественное охлаждение адсорбера 3 после регенерации. Влажность воздуха внутри камеры 17 и внутри компенсатора 4 в ре- . жиме Пауза (фиг. 2) постепенно поБьщ1ается, но к концу этого режима не достигает величины CJ,2 , что обеспечивают соответствующим выбором материала и массы влагопоглотителя 15 компенсатора 4. По окончании режима Пауза за,, „ ,о канчивается цикл работы, таймер 12 f переводит устройство в режим Продувка, начинается следующий цикл, как указано вьше.-При многократном повторении циклов в каждом из них внутри камеры 17 будет обеспечена влажность воздуха q в интервале -а2 ПР этом влажность аппаратуры и материалов 18 и стенок камеры 17 независимо от исходного увлажнения до работы устройства для поддержания влажности воздуха будет постепенно приближаться к влажности,равновесной с влажностью воздуха Ot . Компенсатор и выходные концы трубопровода размещены в верхней части герметизированной камеры, так как более влажный воздух имеет меньшую плотность и накапливается здесь. 5 Применение предалагаемого устройства для поддержания влажности воздух ха позволит непрерывно поддерживать влажность воздуха в заданном интерва-О ле внутри герметизированного объема с аппаратурой, находящейся в выклю111508 ченном состоянии. Этот заданный интервал влажности следует назначать таким, при котором полностью устраняется вредное воздействие влаги воздуха, при этом резко повышается точность устройства, обеспечивается его постоянная готовность к работе, полностью исключаются работы по консервации и расконсервации amiapa-. туры, что существенно уменьшает, трудовые и материальные затраты на обслуживание аппаратуры.

УСТРОЙСТВО ДПЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В ГЕРМЕТИЗИРОВАННОЙ КАМЕРЕ, содержащее соединенные последовательно нагнетатель воздуха, нагреватель воздуха и адсорбер, связанный через трубопровод с камерой. исполнительные органы, установле ч(ые на трубопроводе, циклический таймер, выходы которого соединены соответственно с нагнетателем воздуха, нагревателем воздуха и исполнительными органами, причем трубопровод на участке между адсорбером и камерой сообщен с атмосферой через исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит установленный в камере на выходном патрубке трубопровода полый компенсатор с вентилятором, задатчик температуры и размещенный в kdpnyce нагревателя воздуха датчик температуры, блок управления, входы которого соединены (Л соответственно с задатчиком температуры, с датчиком температуры и с одним из выходов .циклического таймера, выход блока управления соединен с нагревателем воздуха, a вентилятор с выходом циклического таймера.

f , ,

F °гТ i

ПродуВяа

Напктмие атяос жрмпо

- r ifirr i.

возвуха

- ю -Л5в«

чнераци Пауза Фи, 2 Пауза