УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСОСА ВРЕДНОСТЕЙ

Полезная модель относится к вентиляционной технике и может быть использована при отсосе пыли и газа, а также для удаления вредных выделений непосредственно от мест их образования.
Известно устройство для отсоса пыли, газа и т.п. непосредственно от мест их образования, включающее воздухоприемное приспособление, присоединенное к укрепленному на опорном кронштейне воздуховоду, звенья которого соединены посредством шарниров (авт. св. SU №386211, МПК F 24 F 13/02, 1973 г.). Каждый из шарниров воздуховода выполнен в виде гибкой вставки, имеющей на концах хомуты, соединенные между собой посредством серег, одна из которых имеет вертикальную тягу, шарнирно присоединенную к штанге с укрепленным на ней противовесом. Каждая вставка своими краями натягивается на срезы трубопроводов и прижимается хомутами при помощи болтов, а затем серьги соединяются двумя осями, образуя шарнир.
Однако известное устройство имеет повышенные массогабаритные характеристики и ограниченные эксплуатационные возможности, в частности, особенности выполнения известного устройства не предполагают возможности его использования в составе подвижного фильтровального агрегата.
3
Известно устройство для отсоса вредностей по авт. св. SU №821854 (МПК F 24 F 7/06, В 08 В 15/02, 1981 г.). Известное устройство содержит воздухоприемник, присоединенный к воздуховоду, снабженному противовесной системой и имеющему шарнирно соединенные поворотные звенья. Поворотные звенья соединены между собой с помощью закрепленных на них телескопических стоек, одна из которых снабжена подпятником. Другая стойка снабжена опирающимся на упомянутый подпятник болтом. Противовесная система выполнена в виде отдельных жестких консолей с грузами, закрепленных на звеньях воздуховодов.
Однако известное устройство также как вышерассмотренное устройство имеет повышенные массогабаритные характеристики, в частности это обусловлено наличием противовесной системы в виде отдельных жестких консолей с грузами, закрепленных на звеньях воздуховода. Кроме того, известное устройство имеет элементы, «затеняющие» воздуховод, что создает препятствия для движения газов в воздуховоде.
6
Также известно вытяжное устройство по патенту RU №2059934 (МПК F 24 F 7/06, 1996 г.). Известное устройство содержит воздухоприемник, вытяжной воздуховод с поворотной опорой и опорным патрубком, поддерживающий механизм, имеющий звенья рычага, связанные между собой, воздухопремником и опорным патрубком при помощи шарниров, и пружину, прикрепленную одним концом к опорному патрубку в диаметрально противоположной стороне от рычага. Все шарниры выполнены в виде фрикционных пар с элементами, регулирующими усилие их взаимного вращения. Пружина другим концом закреплена непосредственно на начальном звене. Продольная ось пружины расположена в плоскости перемещения начального звена. В варианте выполнения пружина на начальном звене закреплена с возможностью регулирования усилия натяжения, а воздухоприемник соединен с конечным звеном через шарнир Гука.
Недостатком известного устройства является «затенение» воздуховода поддерживающим механизмом.
Также известно устройство для удаления сварочных газов, производимое компанией AFA Abgasforderanlagen GmbH (см. рекламный проспект Abgasforderanlagen. Always Fresh Air, с.10). Известное устройство (вытяжка) содержит вентиляционный рукав, один концевой участок которого соединен с воздухоприемником, а другой с возможностью сообщения с системой вытяжной вентиляции шарнирно закреплен на стационарно устанавливаемом основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Устройство позиционируется при помощи мощной параллелограммной рычажной конструкции с наружным расположением одинарного параллелограмма. Удерживание одинарного параллелограмма в любом установленном свободном положении достигается за счет газонаполненных демпферов (газовых пружин). В подобных вытяжках отсутствуют какие-либо препятствия для движения газов в вентиляционном рукаве, вследствие чего достигается максимальный объем удаляемых газов. В комплект рычажной системы входит кронштейн для настенного или потолочного монтажа
К недостаткам известного устройства можно отнести то, что гофрированный вентиляционный рукав в сравнении с гладким воздуховодом создает большее аэродинамическое сопротивление. Кроме того, устройство не предполагает возможности выдвижения воздухоприемника на полную длину вентиляционного рукава, т.к.. в предельных положениях механизма шарнирного параллелограмма возможен переход параллелограмма в антипараллелограмм. В результате
конструктивно ограничивается зона перемещения воздушного рукава с воздухоприемником.
4
Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявленной полезной моделью является устройство для отсоса вредных выделений, содержащее воздуховод, выполненный по меньшей мере из двух поворотных звеньев, первое из которых по ходу воздуха сообщено с воздухоприемником, а второе - с коллектором (системой вытяжной вентиляции), и противовесную систему с грузом, установленным на рычаге (авт. св. SU №1231326 А1, МПК F 24 F 7/06, 1986 г.). Второе поворотное звено шарнирно установлено на стойке с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Воздуховод снабжен дополнительным звеном, имеющим фиксатор с приводом и установленным между воздухоприемником и первым по ходу воздуха поворотным звеном воздуховода с возможностью осевого перемещения относительно последнего. Поворотные звенья воздуховода соединены между собой посредством гибкой вставки и проушин (кронштейнов), закрепленных на поворотных звеньях и соединенных между собой с помощью горизонтально расположенных осей. Противовесная система установлена на первом по ходу воздуха звене воздуховода и снабжена дополнительным грузом, установленным на рычаге с возможностью перемещения и соединенным с одной стороны с пружиной растяжения, а с другой -при помощи гибкого троса и системы блоков с дополнительным звеном.
Однако известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности, т.к.. зона перемещения воздуховода с воздухоприемником конструктивно ограничена, в частности, особенностями противовесной системы. Кроме того, достаточно сложной является трособлочная система, применяемая для осевого перемещения дополнительного звена воздуховода, что снижает надежность устройства. Вместе с этим устройство не предполагает обеспечения автоматической фиксации положения дополнительного звена в пространстве, что усложняет обслуживание устройства.
Задачей настоящей полезной модели является создание устройства для отсоса вредных выделений, обеспечивающего легкость перемещения и фиксации, а также -удобство обслуживания при эксплуатации и приспособляемость к различным вариантам установки.
Указанная задача решается благодаря тому, что устройство для отсоса вредностей, включающее воздуховод, выполненный по меньшей мере из двух поворотных звеньев, первое из которых по ходу воздуха сообщено с
воздухоприемником, а второе - выполнено с возможностью сообщения с системой вытяжной вентиляции, и средства для уравновешивания воздуховода, причем поворотные звенья шарнирно соединены между собой посредством гибкой вставки и кронштейнов, закрепленных на поворотных звеньях и соединенных между собой с помощью первого горизонтально расположенного стержня, а второе поворотное звено шарнирно установлено на стойке с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, согласно полезной модели снабжено механизмом двойного шарнирного параллелограмма и промежуточной поворотной стойкой. Второе поворотное звено установлено на стойке посредством промежуточной поворотной стойки и выполнено в виде корневой и качающейся частей, которые шарнирно соединены между собой посредством второй гибкой вставки и кронштейнов, закрепленных соответственно на корневой и качающейся частях второго поворотного звена с возможностью поворота относительно второго горизонтально расположенного стержня. Механизм двойного шарнирного параллелограмма смонтирован между корневой частью второго поворотного звена и первым горизонтально расположенным стержня, продольная ось которого геометрически совмещена с осью шарнира механизма двойного шарнирного параллелограмма, и кинематически связан с первым поворотным звеном. Механизм двойного шарнирного параллелограмма и кронштейны, соединяющие между собой поворотные звенья, выполнены таким образом, что в вертикальной плоскости они могут быть смонтированы сверху или снизу воздуховода.
Вместе с этим в качестве средств для уравновешивания воздуховода устройство для отсоса вредностей содержит шарнирно установленные газовые пружины.
Кроме того, шарнирные соединения соответственно первого и второго поворотных звеньев воздуховода, а также корневой и качающейся частей второго поворотного звена воздуховода содержат фрикционные пары с элементами, регулирующими усилие взаимного вращения соответственно упомянутых поворотных звеньев воздуховода и частей второго поворотного звена воздуховода.
Концевые участки первого поворотного звена воздуховода, корневой и качающейся частей второго поворотного звена воздуховода в местах соединения с соответствующими гибкими вставками имеют овоидальное поперечное сечение.
Технический результат использования полезной модели состоит в том, что она обеспечивает расширение зоны обслуживания, облегчение перемещения воздуховода в пространстве и расширяет эксплуатационные характеристики устройства для отсоса
вредностей. Вместе с этим полезная модель повышает надежность устройства для отсоса вредностей.
На фиг.1 схематично показано устройство для отсоса вредностей, общий вид, вариант выполнения, когда устройство монтируют сверху горизонтально расположенной опорной поверхности; на фиг.2 - то же, вариант выполнения, когда устройство монтируют снизу горизонтально расположенной опорной поверхности; на фиг.3 - устройство для отсоса вредностей при крайнем положении звеньев воздуховода, общий вид сбоку; на фиг.4 - то же, взаимное расположение звеньев механизма двойного шарнирного параллелограмма, общий вид другой боковой стороны воздуховода; на фиг.5 - подшипниковая опора поворотной стойки, продольный разрез, элемент А на фиг.3; на фиг.6 - устройство шарнирного соединения корневой и качающейся частей поворотного звена воздуховода, поперечный разрез по Б-Б на фиг.3; на фиг.7 - устройство шарнирного соединения поворотных звеньев воздуховода, поперечный разрез по В-В на фиг.3; на фиг.8 -устройство плоскостного шарнирного соединения воздуховода, поперечный разрез, элемент Г на фиг.3.
Устройство для отсоса вредностей содержит воздуховод, включающий поворотные звенья 1 и 2. Поворотное звено 1 сообщено с воздухоприемником (воздухозаборной воронкой) 3. Поворотное звено 2 выполнено из двух шарнирно сочлененных между собой корневой и качающейся частей частей «а» и «b». Корневая часть «а» поворотного звена 2 выполнена с возможностью сообщения, например, с системой вытяжной вентиляции. Поворотное звено 1 и качающаяся часть «b» поворотного звена 2 установлены с возможностью поворота (наклона) в вертикальной плоскости. Поворотное звено 2 посредством поворотной стойки 4 шарнирно установлено на стационарно устанавливаемой стойке 5. Поворотная стойка 4 смонтирована на стойке 5 с возможностью поворота совместно с воздуховодом вокруг вертикальной оси 6. При этом поворотная стойка 4 снабжена двумя разнесенными по высоте подшипниковыми опорами 7 и 8, расположенными снаружи воздуховода. Подшипниковая опора 7 выполнена в виде подшипников качения, например, в виде сдвоенного радиально-упорного подшипника. Подшипниковая опора 8 выполнена в виде подшипника скольжения, включающего кольцевые элементы (прокладки) 9 из материала с малым коэффициентом трения, например, фторопласта.
В варианте осуществления полезной модели воздуховод выполнен с гибкими вставками 10 и 11, расположенными соответственно в месте шарнирного соединения
поворотного звена 1 с поворотным звеном 2, а также в месте шарнирного соединения корневой «а» и качающейся «b» частей поворотного звена 2. Гибкие вставки выполнены в виде снабженных металлической спиралью гофрированных гибких шлангов, например, из полихлорвинила. Возможны варианты выполнения гибких участков в виде тканевого или металлотканевого шланга с металлической или пластиковой спиралью. В другом варианте воздуховод может быть выполнен также с гибкой вставкой, расположенной в месте шарнирного соединения воздуховода с воздухоприемником 3 (на чертеже не показано).
Устройство для отсоса вредностей содержит механизм 12 двойного шарнирного параллелограмма. Параллелограммы, образованные звеньями упомянутого механизма расположены в параллельных вертикальных плоскостях с возможностью размещения между ними участка воздуховода (по существу -качающейся части «b» поворотного звена 2 воздуховода). Шарнирное соединение поворотных звеньев 1 и 2 воздуховода включает стержень (вал) 13.
На концах вала 13 с разным наклоном жестко закреплены (например, приварены) радиально расположенные рычаги 14 и 15, которые выполняют роль звеньев механизма двойного шарнирного параллелограмма. Другие звенья механизма двойного шарнирного параллелограмма, расположенные соответственно параллельно упомянутым звеньям, конструктивно совмещены с кронштейном 16, установленным на корневой части поворотного звена 2. Благодаря такому исполнению механизма двойного шарнирного параллелограмма исключается неопределенность движения в предельных положениях параллелограмма при повороте качающейся части «b» поворотного звена 2 воздуховода в вертикальной плоскости (т.е. в предельных положениях механизма не происходит перехода параллелограмма в антипараллелограмм).
Поворотные звенья 1 и 2 воздуховода соединены между собой с помощью кронштейнов 17 и 18, жестко закрепленных (например, посредством сварки) соответственно на поворотном звене 1 и качающейся части «b» поворотного звена 2. В кронштейнах 17 и 18 выполнены сквозные отверстия, с помощью которых кронштейны шарнирно установлены на горизонтально расположенном валу 13 между рычагами 14 и 15, выполняющими роль звеньев механизма двойного шарнирного параллелограмма.
В варианте выполнения концевые участки поворотного звена 1, качающейся «b» и корневой «а» частей поворотного звена 2 воздуховода в местах соединения с
гибкими вставками 10 и 11 имеют овоидальное поперечное сечение. Благодаря этому обеспечивается возможность уменьшения потребного радиуса округления для гибкого участка воздуховода, что позволяет снизить массогабаритные характеристики соответствующих узлов шарнирного соединения и в целом воздуховода. В результате уменьшается величина усилия, необходимого для перемещения устройства в пространстве.
В варианте выполнения корневая «а» и качающаяся «b» части поворотного звена 2 и поворотное звено 1 воздуховода последовательно соединены с помощью шарнирных соединений, содержащих фрикционные пары с элементами, регулирующими усилие взаимного вращения упомянутых поворотных звеньев и частей поворотного звена 2 воздуховода. При этом корневая часть «а» и качающаяся часть «b» поворотного звена 2 воздуховода соединены с помощью кронштейнов 16 и 19, жестко закрепленных (например, посредством сварки) соответственно на корневой и качающееся частях поворотного звена 2 воздуховода. Шарнирное соединение корневой и качающейся частей поворотного звена 2 включает стержень (ось) 20. В кронштейнах 16 и 19 выполнены сквозные отверстия, с помощью которых кронштейны шарнирно установлены на оси 20. На оси 20 таким же образом установлены фрикционные шайбы (прокладки) 21, через которые кронштейны 16 и 19 взаимодействуют друг с другом. Кронштейны 16, 20 и фрикционные шайбы 21 установлены на оси 20 с поджатием, например, тарельчатыми пружинами 22 посредством пары винт-гайка, где винтом служит ось 20. Шарнирное соединение качающейся части «b» поворотного звена 2 и поворотного звена 1 включает соответствующую фрикционную шайбу 21, через которую взаимодействуют рычаг 15, выполняющий роль звена механизма двойного шарнирного параллелограмма, и кронштейн 17, закрепленный на поворотном звене 1 воздуховода. Кронштейн 17, рычаг 15 и фрикционная шайба 21 установлены на валу 13 с поджатием, например, соответствующей тарельчатой пружиной 22 посредством пары винт-гайка, где винтом служит вал 13. Усилие сжатия тарельчатых пружин 22 регулируется в полностью собранном устройстве таким образом, чтобы устройство для отсоса вредностей легко перемещалось в пространстве, и его положение было бы фиксированным после прекращения перемещений.
Устройство для отсоса вредностей содержит средства для уравновешивания воздуховода. В варианте осуществления полезной модели в качестве подобных средств устройство содержит шарнирно установленные газовые пружины 23, 24.
Последние смонтированы каждая с возможностью с возможностью переустановки относительно воздуховода для создания необходимого противомомента неуравновешенному моменту от веса соответствующей части воздуховода. Газовые пружины 23 установлены каждая между выполненным в виде тяги 25 соответствующим звеном механизма двойного шарнирного параллелограмма и кронштейном 16. Газовая пружина 24 установлена между поворотным звеном 1 воздуховода и рычагом, жестко закрепленным (например, посредством сварки) на валу 13 и выполненным за одно целое с рычагом 15, выполняющим роль звена механизма двойного шарнирного параллелограмма. Таким образом, рычаг 15, по существу, представляет собой двуплечий рычаг, одно плечо которого шарнирно соединено с тягой 25, являющейся звеном механизма двойного шарнирного параллелограмма, а другое - шарнирно соединено с газовой пружиной 24. Изменение положения каждой газовой пружины 23 осуществляется посредством шарнирно связанного с соответствующим наконечником газовой пружины ползуна 26, перемещающегося вдоль вертикально ориентированного паза «с», выполненного в кронштейне 16. Изменение положения газовой пружины 24 осуществляется аналогичным образом посредством соответствующего ползуна 26, перемещающегося вдоль вертикально ориентированного паза «d», выполненного в двуплечем рычаге 15. В полностью собранном устройстве неточность уравновешивания поворотных в вертикальной плоскости элементов воздуховода компенсируется с помощью упомянутых фрикционных шайб 21.
Воздухоприемник (воздухозаборная воронка) 3 подсоединен к поворотному звену 1 воздуховода через отвод 27 воздуховода плоскостными шарнирами 28 и 29, расположенными в двух плоскостях под углом, например, 45° друг к другу. Для удобства обращения с подъемно-поворотным вытяжным устройством предусмотрена ручка 30.
Установку и крепление устройства для отсоса вредностей на штатном месте производят посредством фланца «е» стационарно устанавливаемой стойки 5 с помощью резьбовых элементов (на чертеже не показано). В варианте осуществления полезной модели устройство для отсоса вредностей устанавливают на горизонтально расположенную опорную поверхность (например, поверхность стола, настенного кронштейна, напольного фильтровального агрегата) сверху. В другом варианте выполнения устройство для отсоса вредностей может быть установлено на горизонтально расположенную поверхность (например, поверхность настенного
кронштейна, консольного воздуховода, настенного фильтровального агрегата) снизу. В сравнении с первым вариантом этот вариант предполагает монтаж кронштейнов 17, 18 и газовой пружины 24 в вертикальной плоскости сверху воздуховода. Для обеспечения возможности монтажа механизма двойного шарнирного параллелограмма при этом варианте выполнения в кронштейне 16 предусмотрены соответствующие сквозные соосные отверстия «f» под шарниры, связанные с тягами 25.
Устройство для отсоса вредностей работает следующим образом.
После полной сборки устройства для осуществления предварительного уравновешивания поворотных в вертикальной плоскости элементов воздуховода качающуюся часть «b» поворотного звена 2 и поворотное звено 1 воздуховода в сборе с отводом 27 воздуховода и воздухоприемником 3 устанавливают в положение, близкое к вертикальному. В этом положении на воздуховоде последовательно устанавливают и закрепляют в свободном состоянии газовые пружины 23 и 24. Затем поворотные звенья воздуховода переводят в горизонтальное положение и производят их окончательное уравновешивание. После этого в полностью собранном устройстве регулируют усилие сжатия тарельчатых пружин 22, установленных соответственно на оси 20 и валу 13 в шарнирных соединениях, обеспечивающих поворот элементов воздуховода в вертикальной плоскости. Усилие сжатия тарельчатых пружин 22 регулируют таким образом, чтобы поворотные звенья 1 и 2 воздуховода легко перемещались в пространстве усилием рук человека, и их положение было бы фиксированным после прекращения перемещений.
При работе устройства для отсоса вредностей от усилия рук человека воздуховод с воздухоприемником 3 перемещается в любую точку пространства, ограниченного радиусом обметания воздуховода, шарнирно поворачиваясь вокруг оси б, а также - в узлах соединения смежных звеньев воздуховода соответственно относительно оси 20 и относительно вала 13. Воздухоприемник 3 усилием рук человека разворачивается с помощью плоскостных шарниров 28, 29 над любой точкой образования вредностей в указанном пространстве.
При работе устройства момент силы от веса поворотного звена 1 воздуховода с отводом 27 и воздухоприемником 3 в значительной степени уравновешивается газовой пружиной 24, установленной между звеном 1 воздуховода и рычагом, жестко закрепленным на валу 13 и выполненным за одно целое с рычагом 15, выполняющим роль звена механизма двойного шарнирного параллелограмма. Неточность уравновешивания компенсируется фрикционной шайбой 21, которая расположена
между кронштейном 17 и рычагом 15. Момент силы от веса качающейся части «Ь» поворотного звена 2 воздуховода с элементами механизма двойного шарнирного параллелограмма и момент силы от веса поворотного звена 1 воздуховода с отводом 27 и воздухоприемником 3 в значительной степени уравновешивается газовыми пружинами 23. Неточность уравновешивания компенсируется фрикционными шайбами 21, установленными на оси 20 шарнирного соединения корневой «а» и качающейся «b» частей поворотного звена 2 воздуховода. Поскольку изменение положения поворотного звена 1 воздуховода с отводом 27 и воздухоприемником 3 относительно вертикали не вызывает изменения момента в шарнирном соединении качающейся части «b» поворотного звена 2 и поворотного звена 1 воздуховода тормозной момент в шарнирном соединении, включающем ось 20, может иметь меньшую величину, чем в случае, когда уравновешивание поворотного звена 1 воздуховода не осуществляют.
Благодаря особенности выполнения механизма двойного шарнирного параллелограмма исключается неопределенность движения в предельных положениях механизма параллелограмма при повороте качающейся части поворотного звена 2 воздуховода в вертикальной плоскости (в предельных положениях механизма не происходит перехода параллелограмма в антипараллелограмм), что повышает надежность работы устройства,
При прекращении воздействия усилия рук воздухоприемник фиксируется в приданном ему положении благодаря уравновешиванию элементов воздуховода газовыми пружинами 23, 24 и подобранному минимально необходимому трению в шарнирных соединениях. В горизонтальной плоскости фиксация положения воздуховода обеспечивается силой трения в подшипниковой опоре 8.
В реальных условиях устройство для отсоса вредностей в горизонтальной плоскости при эксплуатации поворачивается в основном, как правило, в пределах ограниченного угла. В заявленном устройстве указанный поворот обеспечивается, в частности, подшипником качения, установленным в подшипниковой опоре 7. При этом происходит поворот воздуховода вокруг оси 6 относительно поворотного основания 4. При необходимости поворота на больший угол (например, при использовании устройства в составе напольного фильтровального агрегата) в работу включается подшипник скольжения, установленный в подшипниковой опоре 8, обеспечивающий возможность вращения вокруг оси 6. При этом с помощью соответствующих упоров (на чертеже не показано) вращение воздуховода (корневой
части «а» поворотного звена 2 воздуховода) вокруг оси 6 передается поворотному основанию 4, и происходит поворот поворотного основания 4 совместно с воздуховодом вокруг оси 6 относительно основания 5. В реальных условиях эксплуатации подшипник скольжения, установленный в подшипниковой опоре 8, включается в работу намного реже, чем подшипник качения, установленный в подшипниковой опоре 7. Это обстоятельство, а также то, что подшипник скольжения установлен снаружи воздуховода (т.е. вынесен из потока загрязненного воздуха), позволяет повысить долговечность подшипника скольжения. При этом указанный подшипник может быть изготовлен из относительно недорогих материалов и может работать без смазки. Вместе с этим особенности конструктивного выполнения устройства (в частности, особенности взаимной компоновки стойки 5, промежуточной поворотной стойки 4 и корневой части «а» поворотного звена 2 воздуховода с разнесенными по высоте и расположенными снаружи воздуховода подшипниковыми опорами) обеспечивают возможность использования для подшипниковой опоры 7 небольших стандартных и относительно недорогих подшипников качения. Таким образом, обеспечивается легкость вращения воздуховода вокруг оси 6, удобство обслуживания подшипниковых опор и повышается надежность работы подшипниковых опор и, следовательно, устройства в целом.
Таким образом, благодаря особенности исполнения устройства для отсоса вредностей полезная модель обеспечивает расширение зоны обслуживания, облегчение перемещения воздуховода в пространстве и расширяет эксплуатационные характеристики устройства для отсоса вредностей. Вместе с этим полезная модель повышает надежность устройства и позволяет понизить его массогабаритные характеристики.