УСТРОЙСТВО ПЕРЕКРЫТИЯ ВОЗДУШНОГО КАНАЛА

Устройство относится к оборудованию для экстренного перекрытия воздушного канала, в том числе и вентиляционного, при воздействии критического давления воздушного потока, возникающего также и от действия ударной волны или волны разрежения.
Известно устройство для перекрытия воздушного канала - противовзрывное устройство УЗС-8 (Справочник по устройствам систем и оборудования запорных сооружений гражданской обороны. М,, 1985, стр.41).
3
Это устройство представляет собой раму, в которой под определенным углом к потоку воздуха друг над другом расположены в один ряд перекрывающие элементы в виде поворотных пластин. Пластины шарнирно закреплены на осях, каждая пластина подпружинена. Угол установки пластин задается рычагом, шарнирно закрепленным на раме, который одновременно служит удерживающим устройством и механизмом принудительного закрывания пластин. Номинальная производительность устройства 800 м/ч, а скорость потока воздуха в номинальном режиме эксплуатации - 8,2 м/с.
К недостаткам этого устройства относится следующее:
1 Невозможность перекрытия воздушного канала под действием волны разрежения из-за наличия одного ряда поворотных пластин.
2 Низкая скорость потока воздуха через устройство в номинальном режиме эксплуатации.
2
Известно также устройство перекрытия воздушного канала, предназначенное для работы при сверхвысоких давлениях или воздействия внезапной ударной волны (патент Франции №2259302, опубл. 24.01.1975 г., МПК F 16 К 17/13). Это устройство принято в качестве прототипа. Устройство состоит из рамы, в которой расположен один ряд перекрывающих элементов - поворотных пластин, установленных друг под другом на осях. Пластины расположены под определенным углом к потоку воздуха. Кромки пластин загнуты перпендикулярно направлению потока воздуха. Крепление оси к пластине жесткое. Оси пластин соединены друг с другом снаружи с обеих сторон рамы устройства с помощью рейки. К каждой рейке прикреплена пружина, при помощи которой на пластинах задается определенное усилие. Пластины остаются открытыми до тех пор, пока давление воздушного потока меньше, чем установочное закрывающее давление. При превышении закрывающего давления пластины поворачиваются и перекрывают сечение
канала. При спаде давления пластины под действием пружин автоматически возвращаются в исходное положение, т.е. в открытое состояние. Скорость потока воздуха в номинальном режиме эксплуатации - 3,5 м/с.
Недостатками этого устройства являются:
1 Невозможность перекрытия воздушного канала под действием волны разрежения из-за наличия одного ряда поворотных пластин.
2 Относительно высокий коэффициент гидравлического сопротивления из-за загиба передних кромок пластин перпендикулярно потоку.
3 Низкая надежность устройства из-за общего упругого элемента, передающего усилие от привода на все перекрывающие элементы.
4 Низкая скорость потока воздуха в номинальном режиме эксплуатации.
Решаемой технической задачей является создание устройства, лишенного указанных недостатков, а именно, способного перекрывать сечение воздушного канала при воздействии не только воздушной ударной волны, но и волны разрежения, имеющего более высокую пропускную способность по скорости воздушного потока в номинальном режиме эксплуатации и высокую надежность срабатывания пластин при превышении давления выше заданного. Одновременно устройство должно сохранить такие достоинства прототипа, как быстродействие, возможность принудительного закрытия пластин.
Указанная техническая задача решается устройством, содержащим модуль из перекрывающих элементов, выполненных в виде пластин, установленных с возможностью поворота под действием давления воздушного потока и взаимодействующих с приводным механизмом, соединенным с удерживающим приспособлением.
Устройство отличается тем, что содержит дополнительный модуль из противоположно направленных по отношению к первому модулю перекрывающих элементов, при этом каждый перекрывающий элемент модулей, ориентирован передней кромкой параллельно направлению движения воздушного потока и упруго нагружен по длине, по крайней мере, двумя автономными упругими элементами приводного механизма, перекрывающие элементы каждого модуля соединены между собой подвижной тягой с взаимодействующим с ней устройством одновременного принудительного закрывания пластин.
Выполнение устройства в виде двух модулей из противоположно направленных перекрывающих элементов позволяет перекрыть воздушный поток первым модулем при воздействии воздушной ударной волны, вторым - при воздействии волны разрежения.
Выполнение перекрывающих элементов устройства в виде пластин с отогнутой передней кромкой, ориентированной параллельно направлению воздушного потока, позволяет увеличить номинальную скорость потока, не увеличивая коэффициент гидравлического сопротивления устройства.
Выполнение устройства, нагруженного по длине, по крайней мере, двумя автономными упругими элементами приводного механизма повышает надежность работы устройства.
Соединение перекрывающих элементов модуля подвижной тягой, взаимодействующей с устройством одновременного принудительного закрывания пластин, обеспечивает синхронность поворота пластин.
На фиг.1 изображено заявленное устройство, на фиг.2 - сечение А-А устройства.
Устройство состоит из модуля 1 и жестко соединенного с ним дополнительного модуля 2. Каждый модуль представляет собой металлическую раму 3, внутри которой на осях 4 шарнирно установлен ряд перекрывающих элементов в виде поворотных пластин 5. Каждый модуль включает в себя также приводной механизм, состоящий из осей 4, упругих элементов в виде пружин 6, кронштейнов 7 и тяги 8; удерживающее приспособление, состоящие из осей 4, кронштейнов 7, упора 9; устройство одновременного принудительного закрывания пластин, состоящее из кронштейнов 7, тяги 8, кулачка 10, пружины 11. Каждая пластина упруго нагружена двумя пружинами 6 и при помощи кронштейна 7 шарнирно прикреплена к тяге 8. Перемещение тяги 8 ограничивается регулируемым упором 9. При помощи упора 9 устанавливается угол лопастей. Тяга 8 опирается на кулачок 10, упруго нагруженный пружиной 11, и имеющий возможность поворота вокруг своей оси под действием усилия от внешней принудительной силы.
Устройство устанавливается в воздушные каналы, в том числе в вытяжные и приточные вентиляционные каналы атомных электростанций, производственных зданий и сооружений.
Заявляемое устройство работает следующим образом: в обычном режиме эксплуатации воздушного канала поток воздуха проходит через устройство, обтекая пластины 5, заданное усилие пружин 6 достаточно для удержания пластин 5 в открытом состоянии.
При воздействии на устройство со стороны модуля 1 ударной волны, в воздушном канале и на пластинах 5 устройства образуется градиент давления. Под действием этого градиента давления пластины 5 модуля 1 преодолевают усилие пружин 6, поворачиваются
и перекрывают сечение воздушного канала. При этом пластины 5 дополнительного модуля 2 остаются открытыми.
При воздействии на устройство со стороны модуля 1 волны разрежения, приходящей после ударной волны, образуется градиент давления обратного направления, в результате которого пластины 5 модуля 1 открываются, а дополнительного модуля 2 - закрываются.
После прекращения действия градиента давления, пластины 5 под действием усилия пружин 6 возвращаются в открытое положение.
От внешнего усилия, приложенного к кулачкам 10 механизма принудительного закрывания, пластины 5 модулей 1, 2 устройства поворачиваются и перекрывают сечение канала. При снятии усилия с кулачков 10, пластины 5 автоматически, под действием пружин 6, возвращаются в исходное положение.
Экспериментально установлено, что заявляемое устройство при воздействии воздушной ударной волны или волны разрежения перекрывает сечение канала, в обычном режиме эксплуатации воздушного канала устройство способно пропускать воздушный поток со скоростью 20 м/с.
Таким образом, заявляемым устройством решается задача автоматического перекрытия воздушного канала при воздействии на него ударной волны или волны разрежения.