УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ РАСХОДА ВОЗДУХА В ТРУБОПРОВОДЕ
DEVICE FOR PIPELINE AIR FLOW REGULATION

Изобретение относится к устройству регулировки расхода воздуха в трубопроводе.
В области устройств регулировки расхода воздуха в трубопроводе, а именно из документа FR-B-2728660, известно об использовании калибровочного элемента для регулировки величины, при которой расход воздуха, подаваемого в устройство, поддерживается на постоянном уровне. Подвижная заслонка, позволяющая динамично регулировать расход, установлена с возможностью поворота на калибровочном элементе. Перемещение заслонки изменяет площадь сечения для прохода воздуха, ограниченного заслонкой по отношению к внутренней поверхности воздуховода. Калибровочный элемент размещен в начале воздуховода устройства, для того, чтобы регулировать расход воздуха, поступательно перемещаясь поперечно к продольной оси воздуховода. Для обеспечения герметичности части воздуховода, противоположной сечению для прохода воздуха, калибровочный элемент имеет переднюю сторону, которая перекрывает воздуховод. Когда калибровочный элемент находится в положении, обеспечивающем максимальный расход воздуха, эта передняя сторона стремиться выйти за пределы окружности устройства, и поэтому его установка в трубопровод усложняется.
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков за счет создания нового устройства регулировки расхода воздуха в трубопроводе, конструкция которого позволяет избежать выхода частей калибровочного элемента за пределы окружности воздуховода.
В связи с этим объектом изобретения является устройство регулировки расхода воздуха в трубопроводе, имеющее воздуховод, выполненный с возможностью его плотной посадки в трубопровод, подвижную заслонку, перемещающуюся в зависимости от расхода воздуха, входящего в воздуховод, при этом заслонка ограничивает по отношению к внутренней поверхности воздуховода сечение для прохода воздуха, и регулируемый калибровочный элемент, установленный подвижно с возможностью поступательного перемещения вдоль продольной оси, перпендикулярной к оси вращения заслонки, между первым положением, при котором расход входящего в устройство воздуха является максимальным, и вторым положением, при котором расход входящего в устройство воздуха является минимальным. Согласно изобретению, устройство имеет уплотнительную стенку, которая расположена между калибровочным элементом и внутренней поверхностью воздуховода и предназначена для воспрепятствования прохождению воздуха со стороны воздуховода, противоположной сечению для прохода воздуха, причем эта уплотнительная стенка выполнена подвижной с возможностью поворота по отношению к воздуховоду под действием перемещения калибровочного элемента, при этом калибровочный элемент имеет переднюю стенку, перпендикулярную к продольной оси воздуховода, которая в первом положении калибровочного элемента не выходит за пределы окружности передней стороны воздуховода.
Благодаря этому изобретению герметичность части воздуховода, противоположной по отношению к сечению для прохода воздуха, достигается при помощи стенки, которая не выходит за пределы окружности устройства и позволяет установить регулирующее устройство в трубопровод, удаленный от отверстия стены.
В соответствии с предпочтительными, но неограничивающими аспектами изобретения такое устройство может включать в себя один или несколько следующих признаков, взятых во всех технически допустимых комбинациях:
- Уплотнительная стенка установлена подвижно с возможностью поворота по отношению к воздуховоду вокруг оси вращения, параллельной оси вращения заслонки.
- Уплотнительная стенка соединена с калибровочным элементом при помощи по меньшей мере одного штифта, выполненного на калибровочном элементе и вставленного в полость на уплотнительной стенке.
- В первом положении калибровочного элемента уплотнительная стенка опирается на плоскую стенку регулировочного устройства в положении, параллельном продольной оси воздуховода, при этом плоская стенка имеет по крайней мере один приемный паз для штифта калибровочного элемента и для части уплотнительной стенки, образующей полость.
- Калибровочный элемент имеет два параллельных штифта, вставленных в две параллельные полости на уплотнительной стенке.
- Заслонка имеет на конце плоской поверхности заслонки две поверхности, которые усекают конец плоской поверхности заслонки и форма которых соответствует форме внутренней поверхности воздуховода.
- Поверхности, которые усекают конец заслонки, являются участком цилиндра с круглым сечением.
- Радиус кривизны поверхностей участка цилиндра равен радиусу кривизны внутренней поверхности участка цилиндра воздуховода.
- Заслонка имеет две плоские боковые стенки, параллельные между собой и перпендикулярные к оси вращения заслонки, и заднюю поверхность, начинающуюся от конца плоской поверхности противоположно передней кромке заслонки по отношению к оси вращения заслонки, тогда как поверхности участка цилиндра расположены на пересечениях между плоской поверхностью, задней поверхностью и боковыми стенками.
- Во втором положении калибровочного элемента ход заслонки достигает предельного положения, при котором площадь сечения для прохода воздуха является минимальной и при котором поверхность участка цилиндра заслонки может войти в поверхностный контакт с внутренней поверхностью участка цилиндра воздуховода.
Другие преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания устройства регулировки расхода воздуха в соответствии с его принципом, представленного в качестве неограничивающего примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1, 2 и 3 показано устройство регулировки расхода воздуха в соответствии с изобретением в первой, второй и третьей конфигурациях, вид в перспективе;
на фиг. 4 показан вид в разрезе по плоскости IV устройства в конфигурации, показанной на фиг. 2;
на фиг. 5 показана часть устройства, изображенного на фиг. 1-4, под другим углом, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг. 6 показано устройство, изображенное на фиг. 1-4, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг. 7 показана часть устройства, изображенного на фиг. 5, под другим углом, вид в перспективе с пространственным разделением деталей.
На фиг. 1-7 показано устройство регулировки D расхода воздуха в не показанном на фигурах трубопроводе. Регулировочное устройство D может быть установлено в воздухопроводе в конфигурации регулятора расхода воздуха или может быть установлено на выходе воздухопровода в конфигурации вентиляционного люка.
Устройство D содержит цилиндрическую муфту 2 с круглым сечением, выполненную с возможностью ее посадки в трубопровод. Муфта 2 имеет на внешней поверхности прокладку для обеспечения уплотнения между муфтой 2 и стенками трубопровода. Устройство D также содержит внутренний воздуховод 10, установленный в муфте 2. Муфта 2 и внутренний воздуховод 10 вместе имеют продольную ось Х-Х'.
Устройство D также имеет заслонку 6, перемещающуюся в зависимости от расхода воздуха, поступающего во внутренний воздуховод 10, как показано стрелкой F1 на фиг. 4. Положение заслонки 6 динамично контролируется расходом воздуха, циркулирующего в воздуховоде 10. Чем больше расход поступающего воздуха, тем больше заслонка 6 перекрывает внутренний воздуховод 10 для уменьшения расхода воздуха, проходящего в устройстве D, таким образом, чтобы расход был по существу постоянным.
Заслонка 6 установлена с возможностью поворота вокруг оси вращения A6, перпендикулярной к оси Х-Х', в регулируемом калибровочном элементе 8, который, в свою очередь, установлен во внутренний воздуховод 10. Калибровочный элемент 8 позволяет регулировать величину, при которой расход воздуха, проходящего в устройстве D, поддерживается на постоянном уровне. Калибровочный элемент 8 установлен подвижно с возможностью поступательного перемещения по отношению к внутреннему воздуховоду 10 по оси A8, перпендикулярной к оси вращения A6 и к продольной оси X-X'. Калибровочный элемент 8 установлен во внутреннем воздуховоде 10 с возможностью продольного перемещения по оси A8. Внутренний воздуховод 10 имеет две боковые плоские стенки 102, между которыми может перемещаться калибровочный элемент 8. Калибровочный элемент 8 перемещается между первым нижним положением, изображенным на фиг. 1 и 3, в котором расход воздуха, проходящего через внутренний воздуховод 10, может быть максимальным, и вторым верхним положением, изображенным на фиг. 2 и 4, в котором расход воздуха, проходящего через внутренний воздуховод 10, является минимальным. Между этими двумя положениями калибровочный элемент 8 может находиться в промежуточных положениях.
Заслонка 6 имеет два штифта, из которых один показан на фиг. 5 и 7 и имеет обозначение 62 и которые расположены с одной и другой стороны заслонки 6 вдоль оси A6. Штифты 62 вставлены в отверстия 82 калибровочного элемента 8 для обеспечения вращения заслонки 6 по отношению к калибровочному элементу 8 вокруг оси A6.
Заслонка 6 имеет плоскую поверхность 64, которая заканчивается концом 641, ограничивающим по отношению к верхней внутренней поверхности 104 участка цилиндра внутреннего воздуховода 10, расположенной между стенками 102, сечение S прохождения воздуха в регулирующем устройстве D. Заслонка 6 перемещается между первым положением, изображенным на фиг. 2 и 3, в котором сечение S для прохода воздуха имеет максимальную площадь, и вторым положением, изображенным на фиг. 1, в котором сечение S для прохода воздуха имеет минимальную площадь. Разница между этими двумя положениями соответствует угловому ходу заслонки 6. Когда калибровочный элемент 8 находится в положении, показанном на фиг. 1 и 3, ход заслонки 6 максимальный, так как никакой элемент внутреннего воздуховода 10 не препятствует перемещению заслонки 6 к ее второму положению. На конфигурации фиг. 2, когда калибровочный элемент 8 находится в своем втором положении, конец 641 входит в контакт с верхней поверхностью 104 внутреннего воздуховода 10, что препятствует передвижению заслонки 6 к ее второму положению и уменьшает ход заслонки 6.
Заслонка 6 возвращается с помощью возвратной эластичной пружины 14 в свое положение на фиг. 2 и 3. Пружина 14, изображенная только на фиг. 4 и 5, является спиральной пружиной сжатия, установленной в цилиндрическом гнезде 88, выполненном в калибровочном элементе 8. Пружина 14 действует на заслонку 6 усилием, которое заставляет поворачиваться заслонку 6 в направлении стрелки R1 на фиг. 4.
Заслонка 6 имеет две плоские боковые стенки 66, параллельные между собой и перпендикулярные к оси вращения A6. Заслонка 6 имеет также заднюю стенку 68, которая начинается от конца 641, противоположного передней кромке 70 заслонки 6 по отношению к оси A6. Задняя стенка 68, боковые стенки 66 и стенка, образованная плоской поверхностью 64, образуют совместно с пластиной 90 калибровочного элемента 8 по существу герметичную камеру С. Воздух, входящий в камеру C, повышает в этой камере давление, которое заставляет заслонку 6 поворачиваться вокруг оси A6 в направлении стрелки R2 на фиг. 4, преодолевая усилие пружины 14, чтобы закрыть сечение для прохода воздуха S в соответствии с решением, известным из документа FR-B-2736709.
На пересечениях плоской поверхности 64 и задней стенки 68 с боковыми стенками 66 заслонка 6 имеет две поверхности 72, которые усекают конец 641 с двух сторон плоскости IV, расположенной перпендикулярно оси к A6. Поверхности 72 разрезают пересечение между плоской поверхностью 64, задней поверхностью 68 и боковыми поверхностями 66 таким образом, чтобы ход заслонки 6 не блокировался поверхностью 104. Поверхности 72 имеют форму, по существу соответствующую форме внутренней поверхности 104. В отличие от случая, когда заслонка 6 не имеет поверхностей 72, которые усекают конец 641, поверхности 72 обеспечивают дополнительный ход заслонки 6.
Факультативно, поверхности 72 являются участком цилиндра с круглым сечением и образуют участок цилиндра, центральная ось A72 которого показана только на фиг.7. Радиус кривизны поверхностей 72 обозначен r72.
Поверхность 104 образует участок цилиндра, центральная ось которого совпадает с осью Х-Х'. Радиус кривизны поверхности 104 обозначен r104.
Радиус кривизны r72 поверхностей 72 равен радиусу кривизны r104 поверхности 104 участка цилиндра. В этом случае дополнительный ход заслонки 6 достигает положения, в котором поверхности 72 могут входить в поверхностный контакт с верхней поверхностью 104 благодаря совпадению радиусов кривизны r72 и r104.
В соответствии с не представленным вариантом осуществления поверхности 72 могут быть плоскими.
Задняя поверхность 68 является криволинейной и имеет центр кривизны, находящийся на оси вращения A6. Задняя поверхность 68 представлена как поверхность участка сферы. Как вариант, задняя поверхность 68 может иметь цилиндрическую поверхность с круглым сечением, центрованную по оси A6.
В соответствии с не представленным вариантом осуществления изобретения регулирующее устройство D может не иметь камеры С, в которой давление воздуха управляет положением заслонки 6, но может иметь накачиваемый сильфон или мембрану, которая приводит в движение заслонку 6 в соответствии с решением, известным из документа DE-U-20 2004 003 811, или же согласно системе, которая описана в патенте FR-В-2 707 740.
В этом случае поверхности, которые усекают конец заслонки 6, представлены в форме кромок, которые секут углы заслонки 6. Регулирующее устройство D имеет уплотнительную стенку 12, которая расположена между калибровочным элементом 8 и внутренней поверхностью 106, образованной нижней поверхностью внутреннего воздуховода 10. Уплотнительная стенка 12 препятствует прохождению воздуха со стороны внутреннего воздуховода 10, противоположной сечению S для прохождения воздуха. Уплотнительная стенка 12 выполнена подвижной с возможностью поворота по отношению к внутреннему воздуховоду 10 под действием перемещения калибровочного элемента 8. Кромка уплотнительной стенки 12 имеет цилиндрический элемент 122, расположенный по оси A12 вращения уплотнительной стенки по отношению к внутреннему воздуховоду 10. Цилиндрическая часть 122 вставлена в цилиндрическое гнездо 108 внутреннего воздуховода 10 таким образом, чтобы стенка 12 могла поворачиваться вокруг оси A12, которая параллельна оси A6.
Уплотнительная стенка 12 соединена с калибровочным элементом 8 двумя параллельными штифтами, один из которых показан на фиг. 4 под обозначением 84, выполненными на калибровочном элементе 8. Штифты 84 расположены по оси Х-Х' вблизи центральной зоны калибровочного элемента 8. Штифты 84 расположены, начиная от передней стенки 86 калибровочного элемента 8, которая параллельна передней стенке 110 внутреннего воздуховода 10. Передняя стенка 86 дополнительно содержит удлиненную прорезь 860, параллельную оси A8. Винт, обозначенный осевой линией 130, установлен в отверстие 112 лицевой стороны 110, которая расположена параллельно оси Х-Х'. Этот винт обеспечивает направление поступательного движения калибровочного элемента 8 по оси A8 и соединение калибровочного элемента 8 с внутренним воздуховодом 10. Направление поступательного движения калибровочного элемента 8 по отношению к внутреннему воздуховоду 10 обеспечивается также двумя ребрами 114 воздуховода 10, которые параллельны между собой и по отношению к оси A8 и выполнены с возможностью перемещения скольжением в соответствующих пазах 862 передней стенки 86. Штифты 84 и пазы 862 расположены на стороне передней стенки 86, которая находится напротив лицевой стороны 110.
Штифты 84 вставлены в две полости 124 уплотнительной стенки 12. Когда калибровочный элемент 8 перемещается в свое второе положение в соответствии со стрелкой F2 на фиг. 2, уплотнительная стенка 12 начинает поворачиваться в соответствии со стрелкой R3 на фиг. 4 под воздействием штифтов 84, которые взаимодействуют с полостями 124. Когда калибровочный элемент 8 перемещается от своего первого положения ко второму положению, воздух поступает на боковые стороны передней стенки 86, но не проходит через устройство D благодаря уплотнительной стенке 12.
В соответствии с другим, не показанным вариантом осуществления, уплотнительная стенка 12 может быть оснащена пружиной, которая удерживает ее в контакте с калибровочным элементом 8 в направлении вращения R3.
Конструкция уплотнительной стенки 12 обеспечивает герметичность регулирующего устройства D, не используя лицевую сторону, закрывающую все сечение внутреннего воздуховода 10, как в документе FR-B-2 728 660. Передняя стенка 86 калибровочного элемента 8 находится в пределах устройства D, то есть в окружности муфты 2, когда калибровочный элемент 8 находится в первом положении.
В первом положении калибровочного элемента 8 уплотнительная стенка 12 опирается на нижнюю поверхность 106 параллельно оси Х-Х'. Это возможно благодаря двум выемкам 116, выполненным во внутреннем воздуховоде 10 для того, чтобы вставлять штифты 84 и трубки 126, образующие полости 124, которые выступают по отношению к уплотнительной стенке 12. Таким образом, когда калибровочный элемент 8 находится в первом положении, ни уплотнительная стенка 12, ни ее соединения с калибровочным элементом 8 не препятствуют поступательному движению калибровочного элемента 8.
В соответствии с не показанным вариантом осуществления изобретения устройство D не содержит ни муфты 2, ни внутреннего воздуховода 10, а содержит только один воздуховод, в котором установлен калибровочный элемент 8.
В соответствии с другим не показанным вариантом осуществления изобретения уплотнительная стенка 12 может быть соединена с калибровочным элементом 8 посредством одного штифта 84, вставленного в полость 124 на уплотнительной стенке.
В соответствии с другим не показанным вариантом осуществления изобретения заслонка 6 регулировочного устройства D может не содержать поверхностей 72, которые усекают конец 641.
Признаки вариантов осуществления и версии, описанные выше, можно комбинировать в рамках настоящего изобретения.