ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ
VENTILATION SYSTEM PROTECTION DEVICE

Данное техническое решение относится к средствам защиты систем вентиляции, в частности к защите входных воздушных патрубков системы вентиляции от поражающего проникновения в воздуховод ударной воздушной волны, например ударной волны взрыва или воздушного потока большого давления, вызванного например резкими климатическими изменениями воздушного внешнего давления. Известны защитные устройства систем вентиляции, каждое из которых содержит корпус, установленную в нем по крайней мере одну воздушную заслонку, привод заслонки и средство ее фиксации в рабочем положении [1-6].
При этом устройство [1] предназначено для перекрытия воздуховода шахты и его заслонка установлена на горизонтальной оси и связана с автоматическим замком, а устройство [2] содержит несколько шарнирно закрепленных на опорной решетке наклонных подпружиненных заслонок, прилегающих друг к другу в наклонном положении «внахлест» и образующих в этом положении лабиринтные каналы, при этом решетка связана с рамкой фиксации заслонок в рабочем положении.
Саморегулирующаяся жалюзийная решетка вентиляции здания [3] срабатывает от изменения давления воздуха до решетки и за решеткой, при этом данное изменение давления воспринимается сильфонами, установленными в помещении и за решеткой в вытяжном патрубке, при этом результирующее перемещение одного сильфона по отношению к перемещению к другому сильфону передается посредством тяг жалюзи и поворачивает их в рабочее положение на величину, соответствующую перепаду давления.
Устройство приточной вентиляции [4] содержит установленный в воздушном канале ограничитель потока воздуха с возможностью его поворота в поперечное положение по отношению к направлению потока, причем поперечное сечение пропускного воздушного канала, закрываемого заслонкой, меньше поперечного сечения остальной части воздуховода.
Шиберный клапан [5] содержит воздушную заслонку, установленную в направляющих корпуса, механизм подвески заслонки и электромагнит, связанный с заслонкой, при этом клапан имеет одну или несколько заслонок, связанных между собой гибким элементом и расположенным в направляющих корпуса одна параллельно другой на некотором расстоянии друг от друга с образованием воздушного промежутка.
Из известных наиболее близким к представленному в данном описании техническому решению является защитное устройство системы вентиляции, содержащее корпус, установленную в корпусе на штоке воздушную заслонку, фиксатор заслонки в рабочем положении в виде защелки, связанной с приводом, направляющие штока, подпружиненные пружинами штанги, прикрепленные к штоку и корпусу, при этом с подпружиненным относительно корпуса штоком связана заслонка [6].
Техническим результатом защитного устройства вентиляции является повышение надежности его работы в условиях резкого повышения давления воздуха внешней среды.
Для этого защитное устройство системы вентиляции содержит корпус, установленные в корпусе опорную неподвижную решетку и расположенную над ней подвижную решетку, концентрично расположенные в каждой решетке щели, между которыми выполнены кольцевые перемычки таким образом, что щели неподвижной решетки расположены под перемычками подвижной решетки с возможностью закрытия этими перемычками щелей неподвижной решетки, при этом подвижная решетка связана с подпружиненным относительно корпуса штоком, последний связан с расположенным под углом к штоку подпружиненной тягой с уступом на ее конце, взаимодействующим с клиновым скосом штока, который выполнен в пазу штока, на конце штока, расположенного за пределами корпуса над подвижной решеткой, закреплена подпружиненная пружиной относительно корпуса шайба, в корпусе шарнирно закреплен L-образный двуплечий рычаг, одно плечо которого контактирует с нижним концом штока, а другое контактирует с расположенным в корпусе концом тяги, при этом в корпусе установлено средство связи тяги с приводом ее перемещения и фиксации тяги в ее рабочем положении.
Защитное устройство включает закрепленную в корпусе втулку, в которой подвижно установлен штуцер с расположенной в нем штангой, один конец которой связан с тягой, а другой соединен с подвижным элементом электромагнитного или ручного привода, при этом между втулкой и штуцером расположен шариковый фиксатор средства связи тяги с приводом ее перемещения и фиксации.
На фиг.1 показано автоматическое защитное устройство системы вентиляции,
на фиг.2 - вид А на фиг.1,
на фиг.3 - узел крепления подвижной решетки,
на фиг.4 - электромагнитный привод устройства,
на фиг.5 - блок микропереключателя,
на фиг.6 - сечение А-А на фиг.1,
на фиг.7 - вариант установки защитного устройства в воздуховодах системы вентиляции,
на фиг.8 - вид Б на фиг.7.
Защитное устройство системы вентиляции является автоматическим по принципу его срабатывания в автоматическом режиме от мгновенно возникающих перегрузок на устройстве от действия, например, ударной воздушной волны. Устройство может также работать от ручного привода.
Защитное автоматическое устройство (далее - устройство) содержит корпус 1, установленные в корпусе опорную неподвижную решетку 2 в виде диска и параллельно расположенную подвижную решетку 3 в виде диска, при этом в диске каждой решетки выполнены концентричные щели, между которыми образованы перемычки 4 таким образом, что щели неподвижной решетки 2 расположены напротив перемычек 4 подвижной решетки с возможностью закрытия этими перемычками щелей неподвижной решетки.
Следует отметить, что корпус 1 устройства, вмонтированный в воздуховод, является элементом воздуховода системы вентиляции, поскольку через корпус 1 проходит воздушный поток, подаваемый в вентилируемое помещение в нормальном режиме работы системы вентиляции. В экстренном аварийном режиме устройство является узлом защиты воздуховода от аварийной и опасной воздушной среды. Корпус 1 в данном примере исполнения устройства выполнен цилиндрическим в поперечном сечении, при этом он может иметь иную форму, соответствующую форме воздуховода в его поперечном сечении.
Установленная в корпусе подвижная решетка 3 связана с подпружиненным относительно корпуса штоком 5, расположенным по центральной оси корпуса. Шток связан с расположенной под углом к штоку подпружиненной тягой 6 с уступом 7 на ее конце, взаимодействующим с клиновым скосом 8 штока 5. Скос 8 выполнен и расположен в пазу 9 штока. На конце штока 5, расположенного за пределами корпуса над подвижной решеткой 3, закреплена подпружиненная относительно корпуса шайба 10, предназначенная в основном для восприятия нагрузок от действия потока воздушной среды в воздуховоде системы вентиляции.
В корпусе шарнирно закреплен L-образный двуплечий рычаг 11, одно плечо 12 которого контактирует с нижним концом штока 5, а другое плечо 13 контактирует с расположенным в корпусе концом тяги 6. Тяга служит для запирания штока подвижной решетки в закрытом положении последней. В корпусе 1 (фиг.4) установлено средство 14 связи тяги 6 с приводом ее перемещения и фиксации тяги.
В качестве привода перемещения тяги 6 (фиг.1) использованы электромагнитный привод 15 или ручной привод 16 или одновременно оба привода, как это показано на фиг.1. Для этого в корпусе 1 установлена неподвижно втулка 17 (фиг.4), в которой подвижно установлен штуцер 18 с расположенной в нем штангой 19, один конец которой штифтом 20 связан с тягой 6, а другой конец штанги 19 соединен с подвижным элементом электромагнитного привода 15, в частности с сердечником 21 этого привода.
В ручном варианте привода штанга 19 осью 22 (фиг.1) связана с подвижным элементом ручного привода, в частности с хвостовиком 23 этого привода.
Между втулкой 17 (фиг.4) и штуцером 18 расположен шариковый фиксатор с шариками 24, расположенными в гнездах втулки 17. Втулка 17 расположена в подвижной гильзе 25, в которой расположены шарики 24 фиксатора. Штуцер 18 имеет ручей 26, гильза 25 имеет скос 27. Втулка 17, штуцер 18 и шарики 24 фиксатора представляют собой средство соединения тяги 6 с приводом ее перемещения, а также средство фиксации тяги 6 и подвижной решетки 3 в се рабочем положении.
Подвижная решетка 3 (фиг.1) установлена на торце корпуса и связана со штоком 5 через жестко закрепленный на решетке винтами 28 стакан 29. Шайба 30, пружина 31 и гайка 32 (фиг.3) входят в узел крепления подвижной решетки 3 к штоку 5. В открытом положении подвижная решетка 3 удалена от опорной решетки на расстояние 3,5-4,5 мм и поддерживается в этом положении тремя пружинами 33 (фиг.1) через пальцы 34. Усилие пружин 33 регулируется завинчиванием и отвинчиванием пробок 35 законтренными гайками 36. Механизм фиксации подвижной решетки 3 в ее рабочем закрытом положении включает также винты (фиг.1), посредством которых неподвижно закреплена на корпусе 1 втулка 17. Штуцер 18 (фиг.4) ввинчен в тягу 6 и зафиксирован на ней штифтом 20. На штанге 19 установлена пружина 37. В тяге 6 установлена пружина 38. Гильза 25 закреплена гайками 39 и 40 и тарельчатой пружиной 41. Электромагнитный привод, предназначенный для работы изделия от пульта управления ПДУ-2М с приставкой ПК-ПДУ-М или пультом ПДУ-1М, представляет собой два спаренных электромагнита, закрепленных болтами 42 с шайбами 43 в корпусе 44. Один электромагнит работает на закрывание, другой на открывание. Каждый электромагнит состоит из катушки 45, крышки 46 или 47, корпуса 48, крышки 49, соединенных между собой винтами 50, и сердечника 21, закрепленного на штанге 19 штифтом 51. Неподвижные части электромагнитов жестко соединены между собой винтами 52 через медную прокладку 53. Подвижные сердечники 21 жестко скреплены между собой на штанге 19 при помощи гайки 54 штифта 51. В крышках 49 запрессованы антифрикционные втулки 55 и 56. К корпусу 44 прикреплен штепсельный разъем, состоящий из вилки 57 с розеткой 58 и крышки 59.
Монтаж электропроводов осуществлен через трубу 60, соединенную с разъемом посредством ниппеля 61, муфты 62 и контргайки 63.
Устройство включает блок микропереключателя для выдачи на пульт сигнала о положении подвижной решетки «закрытое или «открытое. Этот блок содержит корпус 64, микропереключатель 65, винт 66, гайку 67, пружину 68, ось 69, рычаг 70 и кронштейн 71.
Двуплечий рычаг 11 (фиг.1), предназначенный для перевода тяги 6 в положение «закрыто», в режиме отсекания имеет возможность качания на оси 72, установленной во втулке 73. Одно длинное плечо 13 рычага 11 находится в контакте с тягой 6, а другое короткое плечо 12 связано через короткий шток 74 и пружину 75 со штоком 5.
Рукоятка 16 ручного привода предназначена для приведения устройства в положение «Закрыто» или «Открыто» вручную. Рукоятка осью 76 связана с вилкой 77 и зафиксирована гайкой 78. Открывание и закрывание изделия вручную осуществляется через хвостовик 23 (фиг.4), который одновременно служит средством предохранения от пыли и грязи внутрь привода при транспортировке изделия и при его работе от пульта управления.
Устройство установлено в воздуховоде 79 (фиг.7, 8), с которым оно связано посредством его фланцев 80. При этом данное устройство может быть установлено во входной части воздуховода или в любой другой его части.
Работает устройство следующим образом.
В нормальном положении устройство (фиг.1) открыто, открыта подвижная решетка 3 и воздух свободно через решетки 2 и 3 проходит в корпус 1 и выходит из него, при этом воздух проходит через концентрические щели решеток и упомянутый горизонтальный зазор 3,5-4,5 мм между ними. В этом исходном положении клиновой скос 8 штока 5 упирается в клиновой скос уступа 7 тяги 6. При этом шарики 24 выведены из ручья 26 штуцера 18. В этом положении устройства электромагниты привода обесточены.
Закрывание устройства электромагнитным приводом производится от указанного пульта управления, при этом напряжение подается на катушку 45 правого электромагнита, который воздействует на сердечник 21 и перемещает его направо от штока 5 устройства. Совместно с сердечником перемещаются штанга 19, тяга 6 и связанные с ними детали. Клиновой скос уступа 7 тяги 6, двигаясь в пазу 9 штока 5, перемещает шток и сжимает пружину 38 и частично пружину 75. Подвижная решетка 3 притягивается к неподвижной решетке 2 усилием пружины 31, которое превышает общее усилие пружин 38 и 75. При перемещении тяги 6 и всех связанных с ней деталей гильза 25 (фиг.4) своим скосом 27 упирается в шарики 24 и останавливается. Далее ручей 26 штуцера 18 совмещается с плоскостью шариков 24 и под действием скоса 27 гильзы 25, на которую воздействует сжатая пружина 37, шарики 24 вытесняются в ручей 26 штуцера 18. При этом гильза 25, перемещаясь до торца гайки 39, опоясывает шарики 48 своей цилиндрической поверхностью, обеспечивая фиксацию устройства в закрытом положении, при котором подвижная решетка 3 опущена на неподвижную решетку 2. Одновременно с этим торец гайки 40 воздействует на рычаг 70 блока микропереключателя 65 и подает на пульт управления сигнал «Закрыто».
Автоматическое закрывание устройства от воздействия напора скоростного воздушного потока происходит в связи с тем, что подвижная решетка 3 от напора воздушного потока прижимается к неподвижной решетке 2 и своими кольцевыми перемычками перекрывает концентрические щели неподвижной решетки, при этом перемычки 4 последней перекрывают кольцевые концентрические щели подвижной решетки 3. При этом проход воздуха через устройство прекращается. Соответственно прекращается движение воздуха через устройство в воздуховоде 79, на котором закреплено устройство (фиг.7, 8) посредством его фланцев 80. Совместно с подвижной решеткой 3 (фиг.1) перемещается шток 5. После соприкосновения решеток шток 5 продолжает двигаться в прежнем направлении за счет напора воздушного потока, действующего на шайбу 10. Сжимая пружину 75, шток клиновым скосом 8 освобождает тягу 6, воздействует на короткое плечо 12 рычага 11 и поворачивает рычаг на оси 72.
Большее плечо 13 рычага 11, воздействуя на тягу 6, перемещает ее в положение «Закрыто». Дальнейшее взаимодействие деталей и узлов аналогично взаимодействию их при закрывании изделия электромагнитным приводом. При этом устройство остается закрытым при перегрузках, действующих по оси штока 5, что обеспечивается тягой 6, препятствующей открытию подвижной решетки, поскольку при действии воздушных перегрузок, например в случае удара воздушной волны, открытию подвижной решетки препятствует механизм фиксации подвижной решетки в закрытом положении.
Указанный механизм фиксации работает следующим образом. Поскольку перемещение тяги 6 и штуцера 18 (фиг.4) исключено ввиду наличия неподвижно закрепленной в корпусе 1 втулки с шариками 24, которые в положении «Закрыто» входят в ручей 26 штуцера 18, то шарики 24 оказываются запертыми в ручье 26 цилиндрической поверхностью гильзы 25. Гильза 25, штанга 19 и все подвижные детали электромагнитного привода удерживаются от перемещения пружинами 37 и 38, которые рассчитаны на максимальную величину сжатия, соответствующую максимально допустимым перегрузкам.
Открывание изделия электромагнитным приводом осуществляется путем подачи напряжения на катушку левого электромагнита. При этом сердечник 21 втягивается, перемещает штангу 19, сжимает пружины 37, 38, и тяга 6, и штуцер 18 остаются неподвижными до тех пор, пока гильза 25 не переместится к центру изделия. В этом случае шарики 25 освобождаются от их фиксации. Под действием сжатых пружин 37 и 38 тяга 6 и штуцер 18 перемещаются к центру устройства, вытесняют шарики 24 из ручья 26 штуцера 18. При этом шарики 24 остаются в гнездах втулки 17, опираясь на цилиндрическую поверхность штуцера 18. При перемещении указанных элементов тяга 6 клиновым скосом своего уступа 7 освобождает шток 5, который под действием пружины 75 перемещается вверх и поднимает подвижную решетку 3. Открыванию этой решетки способствуют также усилия пружин 33. Воздух свободно проходит через концентрические щели решеток 2 и 3. Одновременно рычаг 70 под действием пружины 68 поворачивается на оси 69 и воздействует на приводной элемент микропереключателя 65. На пульт управления поступает сигнал «открыто».
Закрывание и открывание изделия может осуществляться вручную рукояткой 16 ручного привода. Для этого необходимо вывинтить хвостовик 23 (фиг.4) из корпуса 44 и навинтить его другой стороной на штангу 19. Затем рукоятку 16 вводят в зацепление с хвостовиком 23, для чего вводят выступы рукоятки в кольцевой паз хвостовика 23.
Закрывание и открывание устройства производят движением рукоятки 16 от корпуса 44 и обратно - к корпусу. При этом рукоятку необходимо слегка поджимать в направлении вилки 77. После окончания работы вручную рукоятку 16 отводят в сторону, а хвостовик 23 свинчивают со штанги 19 и навинчивают на корпус 44 электромагнитного привода.
Источники информации
1. SU 1370385, 30.01.1988.
2. RU 2240476, 20.11.2004.
3. RU 2147357, 04.10.2000.
4. DE 94/01175, 29.09.1994.
5. RU 96110655/06, 27.08.1998.
6. RU 92005685/29, 27.05.1995.