СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ КАБИНЫ ТРАКТОРА
TRACTOR CABIN HEATING AND VENTILATION SYSTEM

Настоящее изобретение относится к системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха кабины трактора (ОВКВ), в которых воздух, подлежащий распределению в салон кабины, засасывается в систему с помощью вентилятора так называемого устройства ОВКВ через воздухозаборное отверстие и воздушный фильтр.
Термин «система ОВКВ» или «устройство ОВКВ», используемый в данном описании на выдачу патента, следует понимать как относящийся к системе или устройству, которое в самой простейшей форме выполнения просто всасывает воздух через фильтр и распределяет фильтрованный воздух во внутренний объем кабины, или относящийся к системе или устройству, которое дополнительно нагревает и/или кондиционирует всасываемый через фильтр воздух.
Подобные системы ОВКВ хорошо известны и в местах, насыщенных пылью, могут предусматривать замену или очистку фильтра несколько раз в день для того, чтобы поддерживать в кабине необходимое качество воздуха.
Поэтому желательно, чтобы фильтр был легко доступным для его легкой замены или очистки. Кроме того, традиционно такие системы предусматривают соединение воздухозаборного отверстия и устройства ОВКВ посредством системы трубопроводов, которая является дорогостоящей с точки зрения затрат на оборудование и затруднительной для монтажа.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать устройство (систему) ОВКВ для кабины трактора, которая обеспечивает легкое техническое обслуживание фильтра и уменьшает количество требуемых трубопроводов.
Система ОВКВ для кабины трактора содержит вентилятор, который всасывает воздух с помощью средств для забора воздуха, имеющихся в крыше кабины; воздуховод в крыше кабины, который направляет воздух, всасываемый с помощью указанных средств забора воздуха, вниз по сердцевине одной или большего числа полых расположенных напротив друг друга стоек кабины к воздушному фильтру, заключенному внутри корпуса, размещенному между расположенными напротив друг друга стойками; другой воздуховод, проходящий от корпуса воздушного фильтра к устройству ОВКВ, которое обрабатывает засасываемый в систему воздух перед выпуском обработанного воздуха в кабину, при этом указанная система характеризуется тем, что корпус фильтра имеет, в целом, форму параллелепипеда, установлен поперек кабины ниже заднего окна кабины и соединен противоположными торцами с двумя полыми размещенными напротив друг друга стойками кабины с помощью входных отверстий, имеющихся в указанном корпусе, обеспечивающих проход забираемого воздуха из стоек к фильтру; при этом корпус фильтра содержит также крышку, через которую может быть обеспечен доступ к фильтру для проведения технического обслуживания.
Как будет понятно, за счет использования полых задних стоек кабины для транспортирования воздуха от находящегося на крыше воздухозаборного отверстия к устройству ОВКВ, уменьшается необходимая длина воздухопровода, и может быть использован единственный фильтр, размещенный между стойками, выполненный с легким доступом, например, путем открытия заднего окна кабины и контроля состояния или очистки фильтра. За счет размещения фильтра между задними угловыми стойками может быть использован фильтр весьма большой длины с высокой способностью пылеулавливания, но ограниченной высоты (видно сзади), так что видимость через заднее стекло не ухудшается.
Предпочтительно каждое входное отверстие корпуса фильтра окружено по периметру средствами уплотнения, которые уплотняют корпус относительно выпускных отверстий для воздуха, имеющихся в полых находящихся напротив друг друга стойках кабины.
Предпочтительно фильтр прижат к уплотнительной поверхности, которая окружает выходное окно корпуса фильтра.
Предпочтительно окружное уплотнение, которым снабжен фильтр, прижато к уплотнительной поверхности с помощью рамки.
Корпус фильтра предпочтительно сформован посредством литья пластмассы так, как это описано в одновременно поданной заявителем заявке на выдачу патента GB 0819632.1.
Нижние концы полых задних стоек кабины могут иметь выпускные отверстия, через которые из стоек могут быть удалены вода и пыль/загрязнения, всасываемые через средства забора воздуха.
Указанные выпускные отверстия могут быть закрыты эластичными герметизирующими элементами в виде сосков или подпружиненными откидными клапанами, которые в нормальном положении поддерживаются закрытыми за счет эффекта всасывания, создаваемого вентилятором, и которые открываются, если вес воды, пыли или других загрязнений, накопленных выше указанных элементов, выполненных в виде сосков, или откидных клапанов, превышает сопротивление упругости эластичных элементов, выполненных в виде сосков, или пружины, нагружающей откидные заслонки клапанов. Кроме того, если дверка кабины быстро закрывается (с захлопыванием), созданный импульс давления воздуха будет приводить к открыванию указанных эластичных элементов в виде сосков или откидных клапанов.
При удалении устройства ОВКВ воздух может проходить через пустотный пол кабины перед поступлением в саму кабину через выпускные отверстия, имеющиеся в полу кабины.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - вид сбоку кабины трактора, оборудованной системой ОВКВ, соответствующей настоящему изобретению;
фиг.2 - вид сзади кабины по фиг.1;
фиг.3 - разрез по линии А-А на фиг.1;
фиг.4 - нижняя часть кабины по фиг.1, вид в перспективе;
фиг.5 - покомпонентное изображение двухслойного пола кабины;
фиг.6 - пол по фиг.5, в сборе;
фиг.7 - вид сверху пола по фиг.5 и фиг.6;
фиг.8 - разрез по линии В-В на фиг.7;
фиг.9 - разрез по линии С-С на фиг.7;
фиг.10 - вид в перспективе устройства ОВКВ, используемого в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.11 - устройство для отопления/вентиляции по фиг.10, показанное для ясности с удаленным покрывающим элементом;
фиг.12 - разрез по линии D-D на фиг.1;
фиг.13 - часть фиг.12 в увеличенном масштабе;
фиг.14 - вид в разрезе по линии Е-Е на фиг.13;
фиг.15 - вид в разрезе по линии, подобной линии F-F на фиг.12;
фиг.16 - вид в разрезе по линии F-F на фиг.12 части альтернативной конструкции корпуса фильтра;
фиг.17 и 18 - другая альтернативная конструкция корпуса фильтра, эквивалентная показанным на фиг.15 и 13.
В соответствии с настоящим изобретением кабина 10 трактора оборудована устройством 11 ОВКВ, установленным на полу 12 кабины. На боковых сторонах крыши 14 кабины имеются воздухозаборные отверстия 13, через которые воздух засасывается в устройство 11 ОВКВ, проходя по воздуховодам 15 в крыше, каналам в обеих полых стойках 16 конструкции защиты от опрокидывания кабины (КЗОК), затем через блок-фильтр 17 свежего воздуха, который содержит фильтровальный элемент 18, и далее внутрь воздуховода 19, соединенного с входным отверстием устройства 11 ОВКВ. Между стойками 16 размещен поперечный элемент 100. За счет всасывания воздуха в систему через воздухозаборные отверстия 13 в крыше уровень содержания пыли и грязи в забираемом воздухе минимизируется. Поток воздуха, поступающего из воздухозаборных отверстий 13 в устройство 11 ОВКВ, показан на фиг.1 и 2 пунктирными линиями X.
Воздух поступает в блок-фильтр 17 в целом в горизонтальном направлении с обеих боковых сторон. Воздушный блок-фильтр содержит корпус 20, снабженный открывающейся крышкой 21 доступа, обеспечивающей оператору доступ к фильтрующему элементу 18 для его обслуживания или замены.
На фиг.12-15 показан корпус 20 фильтра с входным отверстием 20а, которое уплотнено в позиции 65 относительно выходного отверстия 66, имеющегося в примыкающей к фильтру стойке 16 кабины. Корпус 20 фильтра и крышка 21 доступа могут быть изготовлены посредством выдувного формования полой внутри пластмассы, так, как раскрыто в описании и заявлено в пунктах формулы изобретения в вышеупомянутой одновременно поданной заявителем заявке на выдачу патента GB 0819632.1.
Несущая стойка 16 окружена листовой металлической и пластмассовой панельной конструкцией 67, которая включает заднюю внешнюю панель 68 кабины. В конструкции, показанной на фиг.12-15, воздушный фильтр 18 содержит периферийный участок 18а уплотнения, который прижат к участку 68а задней панели 68, окружающему снаружи выходное окно 19а, образованное в задней панели 68 кабины, с помощью рамки 69 и взаимодействующей с ней барашковой гайкой 70, которая навинчивается на болты 71, приваренные к задней панели 68. Проем 19а направляет воздух в воздуховод 19.
Согласно альтернативному варианту выполнения, иллюстрируемому на фиг.16, фильтр 18 прижат к опорной поверхности 20b для фильтра, которая окружает выходное окно 20 с в корпусе 20, направляющее воздух в воздуховод 19.
Устройство 11 ОВКВ содержит нагнетатель 22, служащий для преодоления перепада давления, обусловленного протяженностью тракта Х для забираемого воздуха и являющегося в некоторой степени ограничивающим фактором, поскольку указанный тракт является узким и содержит различные изгибы. Устройство содержит также основной вентилятор 23 для подачи воздуха из устройства 11 ОВКВ в кабину, перемещения воздуха через испаритель 25 и радиатор 26 отопителя, и всасывания воздуха в устройство ОВКВ через рециркуляционные каналы 24 по воздушному тракту Y. Следует отметить, что основной вентилятор 23 не обеспечивает засасывание воздуха в устройство ОВКВ и его перемещение вдоль тракта X воздухозабора. При отсутствии нагнетателя 22 поток воздуха из устройства ОВКВ может быть слишком небольшим для достижения приемлемой эксплуатационной характеристики системы.
Радиатор 26 отопителя снабжен клапаном с электронным управлением (не показан) для регулирования массового расхода и, следовательно, нагревательной способности радиатора 26 отопителя. Испаритель снабжен также испарительным клапаном (не показан) для испарения хладагента и защиты испарителя от нежелательного обледенения. Дополнительно внутри корпуса 40 устройства 11 ОВКВ может быть размещен блок централизованного управления для системы ОВКВ. Устройство 11 ОВКВ снабжено также внешним основным электрическим разъемом для всех электрических соединений, обеспечивающим легкую установку с оперативным подключением устройства ОВКВ (ориентированным на простое включение в сеть).
Основной вентилятор 23 распределяет воздух из устройства 11 ОВКВ в передний воздухораспределитель 27, обеспечивающий воздух для размораживания/отпотевания переднего ветрового стекла и передних окон кабины и, кроме того, подачу обработанного воздуха к водителю. Воздухораспределители 28, расположенные на левом и правом крыле, обеспечивают подвод воздуха к боковым окнам кабины и также к той стороне, где находится водитель. Все эти распределители 27 и 28 снабжены соплами 27а и 28а соответственно для управления распределением воздуха в кабине. Эти сопла могут быть регулируемыми и/или закрываемыми вручную. В соответствии с одновременно поданной заявителем заявкой на выдачу патента GB 0819562.0 устройство 11 ОВКВ соединено с распределителями 27 и 28 посредством полостей в виде воздуховодов 29 и 30, образованных в пустотном полу 12 кабины (см. фиг.5). Основная задача этих образованных в полу воздуховодов заключается в транспортировании воздуха из устройства ОВКВ с минимальными перепадом давления и распространением шума. Пол 12 состоит из верхнего слоя 12а и нижнего слоя 12b, которые сварены и герметизированы вместе для получения необходимой структурной целостности пола и для герметизации боковых сторон воздуховодов 29 и 30 (см. фиг.6). Устройство 11 ОВКВ установлено в выемке 12 с, имеющейся в заднем участке 12b' нижнего слоя 12b пола. Как наиболее хорошо видно на фиг.8, задний участок 12b' нижнего слоя 12b пола представляет собой отдельный элемент, который приварен или иным образом прикреплен к переднему участку 12b” нижнего слоя. Это облегчает изготовление нижнего слоя 12b. Отбортованные загнутые края 12d приварены или иным образом присоединены к боковым сторонам нижнего слоя 12b для закрепления пола относительно других участков конструкции кабины. Верхний слой 12а имеет выпускные окна 29а и 30а, которые соединяют воздуховоды 29 и 30 с распределителями 27 и 28 воздуха соответственно, как это показано на фиг.8 и фиг.9.
Слои 12a и 12b пола могут быть изготовлены из стальных листов или могут быть изготовлены из листов материала, содержащего металлопластик, которые склеены или иным образом скреплены друг с другом.
Полости, образованные между слоями 12a и 12b пола, могут быть, кроме того, или в качестве альтернативы использованы для прокладки через них электрической проводки или гидравлических труб, или гибких трубопроводов и/или для хранения жидкостей, таких как жидкость, используемая в приспособлении для мойки ветрового стекла. В верхнем слое 12a пола имеется один или большее число люков 50 доступа, обеспечивающих доступ внутрь полости между слоями пола. Доступ в эти люки возможен с помощью откидной дверцы в резиновом коврике (не показан), который проложен поверх верхнего слоя 12a пола.
Устройство 11 ОВКВ содержит корпус 40, предпочтительно изготовленный с помощью литья под давлением и содержащий нижнюю часть 41 и верхний покрывающий элемент 42.
Свежий воздух из блок-фильтра 17 всасывается в устройство 11 ОВКВ через воздухозаборное отверстие 43 для свежего воздуха с помощью нагнетателя 22 и направляется через окно 44 в разделительной перегородке 45 в приемную камеру 46, расположенную перед испарителем 25.
Благодаря эффекту всасывания, созданному основным вентилятором 23, воздух засасывается также через отверстия 47 для забора рециркуляционного воздуха, имеющиеся в корпусе 40, с обеих боковых сторон устройства 11 ОВКВ, в приемную камеру 46. Указанные отверстия 47 для забора рециркуляционного воздуха соединены с каналами 24.
Свежий воздух и одновременно рециркуляционный воздух всасываются в устройство ОВКВ для того, чтобы уменьшить время достижения предварительно заданной температуры и тем самым улучшить характеристики системы.
Кроме того, в зонах с неприятными запахами рециркуляционный воздух используется для уменьшения ощущения неприятности запаха. Каждый канал 24 обеспечивают фильтрующим элементом 24a для рециркуляционного воздуха, размещенным с боковой стороны сидения кабины, вблизи крыльев трактора. Эти фильтры также должны быть легкосъемными для осуществления их технического облуживания.
Потоки свежего и рециркуляционного воздуха смешиваются в приемной камере 46 и затем просасываются через испаритель 25 и радиатор 26 отопителя. В зависимости от режима или заданной величины температуры в кабине радиатор 26 отопителя или испаритель 25 подогревает или охлаждает поток воздуха. В конечном итоге основной вентилятор 23 нагнетает воздух, выходящий из ОВКВ, в распределители 27 и 28.
Соотношение между количеством свежего воздуха и рециркуляционного воздуха в этом варианте выполнения регулируют, главным образом (в непривычных условиях отсутствия значительной нагрузки фильтра) путем изменения отношения числа оборотов нагнетателя 22 и основного вентилятора 23. Если нагнетатель 22 отключен или не работает, основной вентилятор 23, имеющий достаточную производительность, может быть еще способным всасывать свежий воздух. Таким образом, система может все же соответствовать нормативным требованиям для добавления в кабину в определенных условиях свежего воздуха с тем, чтобы обеспечить надлежащее качество воздуха (чтобы избежать удушья и контролировать содержание CO). Использования двух вентиляторов (основного вентилятора и нагнетателя) позволяет достигнуть необходимый воздухообмен даже в том случае, когда фильтр очень загрязнен и перепад давления повышается.
Настоящее изобретение обеспечивает также средства выгрузки воды, пыли и других загрязнений, которые были втянуты в задние стойки 16 через крышу. Для этого нижние концы задних стоек снабжены резиновыми/пластмассовыми герметизирующими клапанами или элементами 60, выполненными в виде сосков (фиг.14), которые содержат лепестки (створки) 61, образующие между ними щель 62, и которые в нормальном положении притягиваются друг к другу за счет пониженного давления, созданного внутри стоек, и герметизируют нижние концы стоек во время использования системы ОВКВ.
На фиг.2 и фиг.14 показано, что поток воздуха проходит вниз по стойкам 16 и при вхождении в корпус фильтра совершает поворот под прямым углом. Таким образом, капли воды, пыль и другие загрязнения, которые находятся в этом потоке воздуха, являются относительно плотными по сравнению с воздухом и, следовательно, имеют тенденцию перемещаться напрямик мимо входа в корпус фильтра и накапливаются в нижних концах стоек выше лепестков (створок) 61 герметизирующих клапанов/элементов 60 в виде сосков. Если вес воды, пыли или других загрязнений, накопившихся поверх клапанов/элементов 60, выполненных в виде сосков, превышает определенную величину, или в кабине существует избыточное давление вследствие захлопывания дверцы, щели 62 между лепестками (створками) 61 открываются, и в результате происходит выпуск или выгрузка воды, пыли и других загрязнений. В качестве альтернативы, для выпуска воды, пыли и других загрязнений водитель трактора просто надавливает на резиновые/пластмассовые герметизирующие элементы в виде сосков с целью открытия щелей 62 между лепестками 61, что позволяет воде, пыли и загрязнениям стекать и падать из стоек вниз. В альтернативной конструкции (не показана) нижние концы стоек 16 могут быть закрыты с помощью подпружиненных поворотных заслонок (вместо элементов 60, имеющих вид сосков), которые опять же открываются или вручную или за счет веса воды, пыли и других загрязнений, которые накопились над заслонками, или за счет создания в кабине избыточного давления при захлопывании дверцы кабины.
Фиг.17 и фиг.18 иллюстрируют другое альтернативное конструктивное выполнение, в котором корпус фильтра образован с помощью металлических элементов 200, 201 и 202, которые приварены к задней панели 68 или к стойкам 16 кабины. Крышка 21, которая изготовлена из пластмассы, уплотняет корпус фильтра в точках 203. Элементы 200, 201 и 202 имеют усиливающие отогнутые кромки 200a, 201 а и 202а соответственно, которые могут быть загнуты назад в направлении задней панели 68 (и приварены к ней). Загнутые кромки 200а, 201 а и 202а образуют отверстия, позволяющие воздуху проходить в направлении Z, показанном на фиг.17 и фиг.18.
Фиг.17 и фиг.18 иллюстрируют также другую альтернативу, которая заключается в использовании элемента 204 из металлического листа, который вместе с задней панелью 68 образует воздуховод 19, ведущий от корпуса фильтра к устройству 11 ОВКВ. Такая конструкция может быть использована вместо воздуховода канала 19, который полностью отделен от задней панели 68.