Регулятор расхода воздуха Советский патент 1985 года по МПК E21F1/10 E21F1/14 

Изобретение относится к вентиляции и может использоваться при управлении вентиляцией в подземных выработках и вентиляционных каналах.

Известен регулятор воздушных потоков, включающий створку, устанавливаемую с возможностью поворота, имеющую обтекаемую форму с расширенной передней и суженной задней частями, которые имеют разные длины путей по образующим их поверхностям относительно хорды, причем суженной частью створка шарнирно соединена со стенкой воздуховода, а расщиренной фиксируется на указанной стенке посредством упругой связи 1.

Однако указанная створка, представляющая собой самолетное крыло, изменяет свое положение за счет подъемной силы и может работать только до критических углов атаки крыла порядка 22-26°. За пределами этих значений углов атаки происходит срыв потока с поверхностей крыла и подъемная сила резко уменьшается или исчезает совсем. При необходимости глубокого регулирования расхода ширина крыла (по хорде профиля) с учетом критических углов атаки будет достигать величин порядка нескольких метров, а площадь крыла с учетом его длины (равной ширине выработки) - нескольких квадратных метров. Изготовление крыла таких размеров с точным профилем в условиях горного производства невозможно. Следовательно, диапазон регулирования расхода воздуха указанным устройством ограничен. Кроме того, в условиях горного производства практически невыполним подбор упругой связи со сложной криволинейной характеристикой.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор расхода рудничного воздуха, включающий горизонтальную поворотную ось, расположенную перпендикулярно направлению движения воздуха, и жестко закрепленную на ней створку, а также поплавок, размещенный в емкости с жидкостью 2.

Однако известный регулятор характеризуется недостаточной точностью регулирования расхода воздуха.

. Цель изобретения - улучшение санитарно-гигиенических условий труда за счет повыщения точности регулирования расхода воздуха.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе расхода воздуха, содержащем горизонтальную поворотную ось и жестко закрепленную на ней створку, а также поплавок, размещенный в емкости с жидкocтью соединенный с осью, поплавок выполнен с переменным поперечным сечением, установлен в емкости большим основанием вверх и соединен со створкой посредством шкива, установленного на конце оси и гибкой

связи с возможностью их взаимного перемещения.

Причем поплавок выполнен в виде усеченного конуса.

На фиг. 1 изображен регулятор расхода воздуха, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Регулятор расхода воздуха содержит установленную в канале 1 створку 2, жестко закрепленную на поворотной оси 3, которая горизонтально закреплена в противоположных стенках канала 1. На конце поворотной оси 3 жестко закреплен шкив 4, к которому одним концом прикреплена тяга 5. Противоположный конец тяги 5 через систему блоков 6 закреплен к поплавку 7 переменного сечения снизу в центре его уз кого основания. Поплавок 7 переменного ссчения размещен вертикально широким основанием вверх в жидкости 8, которая содержится в емкости 9.

Шкив и створка могут быть изготовлены из металла, пластмассы или полимерных материалов, гибкая тяга - из металлического тросика малого диаметра или из полимерных материалов с малым удлинением под нагрузкой, поплавок - из легких материалов типа пенопласта или поплавок может быть полым и выполнен также из полимерного материала. Емкость для жидкости может выполняться из металла или пластмассы, или в виде углубления в почву выработки с бетонированными или незакрепленными стенками. В качестве жидкости может быть использована, например, вода, или вода повышенной солености для увеличения ее удельного веса, т.е. для увеличения силы, выталкивающей поплавок. Увеличение удельного веса жидкости любым из известных методов приводит к тому, что при одинаковых геометрических разме pax поплавка увеличивается выталкиваюш,ая сила и, следовательно, будет получен больший крутящий момент,, противодействующий повороту створки под напором воздуха, или возможность уменьшить геометрические размеры поплавка. Введение в конструкцию известного регулятора расхода шкива, жестко связанного с горизонтальной поворотной осью, тяги из неэластичного материала и поплавка переменного сечения, а также соединение определенным образом поплавка и шкива с помощью тяги дают возможность при повороте створки совместно с осью и шкивом изменять длину тяги за счет ее наматывания на шкив или сматывание со шкива и погружать поплавок в жидкость в той степени, когда обеспечивается требуемая выталкивающая сила, т.е. сила, создающая на шкиве противоположный по направлению вращающий момент, который уравновешивает .момент

сил, поворачивающих створку, ось и шкив за счет перепада давления.

Действие регулятора осуществляется следующим образом.

Воздущный поток двигается по каналу 1, воздействует на створку 2 и за счет динамического давления поворачивает створку 2, жестко закрепленную на оси 3, на определенный угол против часовой стрелки, уменьшая проходное сечение канала 1. Вместе со створкой 2 и осью 3 на этот же угол поворачивается жестко закрепленный на конце оси 3 щкив 4. В процессе поворота щкива 4 закрепленная одним концом на щкиве 4 тяга 5 наматывается на щкив 4 в пределах углового перемещения створки 2 и щкива 4 и через систему блоков 6 перемещает по вертикали вниз поплавок 7, погружая его в жидкость 8, содержащуюся в емкости 9. При погружении поплавка 7 в жидкость 8 возникает выталкивающая поплавок 7 сила, пропорциональная весу вытесненной поплавком 7 жидкости 8. Выталкивающая поплавок 7 сила через прикрепленную к нему снизу тягу 5 передается на щкив 4, жестко закрепленный на конце оси 3, и на створку 2.

Если моменты сил на оси 3 или щкиве 4 со стороны воздействия воздущного потока (действуют против часовой стрелки) и со стороны воздействия выталкивающей поплавок 7 силы (действуют по часовой стрелке) уравновесят друг друга, створка

. чЛ

2 займет определенное положение, оставив для прохода воздуха заданное проходное сечение в канале 1. При уменьщении напора воздуха на створку 2 уменьщается крутящий момент на валу 3 и на шкиве 4 со 5 стороны воздействия воздушного потока (действуют против часовой стрелки). Равновесие противодействующих крутящих моментов сил нарушается. Крутя дий мО мент со стороны воздействия выталкивающей силы (действует по часовой стрелке) стремится стать меньй1е, и выталкивающая сила заставляет поплавок 7 всплывать в жидкости 8. При этом поплавок 7 через систему блоков 6 перемещает тягу 5, поворачивая связанный с тягой 5 щкив 4, ось 3 и створку 2 в противоположную сторону (по часовой стрелке) до уравновещивания противодействующих моментов сил. Таким образом проходное сечение канала 1 увеличивается и через регулятор вновь пойдет

0 заданное количество воздуха.

Изобретение позволяет упростить конструкцию регулятора, снизить его металлоемкость, повысить надежность работы и точность регулирования расхода, упростить перенастройку на другой режим и поддерживать заданный расход воздуха при изменении аэродинамических параметров вентиляционной сети, т.е. стабильно обеспечивать требуемые санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих.

. ВидА

1. РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ВО ДУХА, включающий горизонтальную п воротную ось, расположенную перпенд кулярно направлению движения воздуха, и жестко закрепленную на ней створку, a также поплавок, размещенный в емкости с жидкостью, соединенный с осью, отличающийся тем, что, с целью улучшения санитарно-гигиенических условий труда за счет повышения точности регулирования расхода воздуха, поплавок выполнен с переменным поперечным сечением, установлен в емкости большим основанием вверх и соединен со створкой посредством шкива, установленного на конце оси и гибкой связи с возможностью их взаимного перемешения. 2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что поплавок выполнен в виде усеченного конуса. Воздих О1 со о 00