Распределитель потоков воздуха кабины транспортного средства

Полезная модель относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха.
Распределители потоков вентиляционного воздуха, преимущественно для локальных объемов с находящимися там людьми, например для кабин транспортных средств, тракторов, самоходных сельскохозяйственных, лесопромышленных, дорожных машин и других мобильных энергетических средств (МЭС), широко применяемые в настоящее время (Хохряков В.П. Вентиляция, отопление и обеспыливание воздуха в кабинах автомобилей. - М.: Машиностроение, 1987 г - 152 с.: ил.), имеют ряд недостатков. Некоторые из них преодолеваются, например, устройством распределения потоков воздуха.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату к заявляемому техническому решению является распределитель потоков воздуха, взятый за аналог, содержащий канал для распределения потоков воздуха в кабину, который имеет два конуса, находящиеся один в другом, и механизм изменения конусности с шарнирным сочленением, позволяющий менять поперечное сечение выходного отверстия и направление распределения потоков воздуха (патент RU №91695, кл. В60Н 1/00 опубл. в 2010 г.). Существенные признаки аналога «распределитель потоков воздуха, два конуса, находящиеся один в другом, с шарнирным сочленением» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Другим аналогом заявляемой полезной модели является система кондиционирования воздуха для транспортного средства, содержащая кондиционер с вентилятором и вмонтированное на входе приточного воздуховода распределительное устройство с наклонно установленными закручивающими поток воздуха лопатками (патент RU №975 465, В60Н 1/00 опубл. в 1982 г. ). Существенный признак аналога «распределительное устройство» совпадает с существенным признаком заявляемой полезной модели.
Прототипом заявляемой полезной модели является вентиляционное устройство для транспортного средства (авторское свидетельство SU 1556938 А1, кл. В60Н 1/30, опубл. в 1990 г) содержащее источник подачи воздуха с распределителем потоков воздуха, обеспечивающий распределение воздуха в кабине. Существенные признаки прототипа «распределитель воздушного потока, шарнир» совпадает с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатками прототипа и аналогов являются:
- неподвижность всей системы относительно тела оператора, не позволяющая эффективно реагировать на изменение положения транспортного средства относительно инсоляционных потоков;
- необходимость сворачивания конусов взаимным перемещением листовых обечаек образующих тело каждого конуса, создающих при таком сворачивании в средней части не герметичность, бесконтрольно меняющиеся параметры конических струй кондиционированного воздуха;
- конструктивная сложность изготовления.
3
Необходимо отметить, что основные потоки, обеспечивающие нормальные температурные состояния оператора МЭС, должны гарантировать подачу необходимого количества воздуха в зону дыхания, и теплосъем с поверхности тела. При этом подача воздуха не должна сопровождаться избыточно высокой скоростью воздуха. Для нормального дыхания оператора МЭС при средней его нагрузке требуется 75-80 м/час охлажденного до оптимальной температуры (18-20°С при максимальной внешней температуре 28-30°С) воздуха, со скоростью подачи не более 1,5 м/с, доходящей до головы, лица и груди.
Для обеспечения в указанных соотношениях параметров в первом аналоге применяется сворачивание конусов, обеспечивающее переменность входных в конуса отверстий и межконусных кольцевых каналов. Для этого используется механизмы сворачивания конусов, включающие червячные микроредукторы в верхней и нижней части обоих конусов, а так же предусматривающее наличие упругих свойств листовых оболочек образующих тело конусов и позволяющих до некоторой степени соблюдать прямолинейность участков в месте нахлеста внешней части листа. Это конструктивно весьма сложно и кроме того не полностью гарантирует герметичность в средней части нахлеста листов. Как показывает практика, регулировочные способности такой системы распределения могут быть вполне обеспечены поворотами внутреннего конуса относительно внешнего и изменением сопротивлений входных в конус отверстий. Для этого предлагается установка в этих отверстиях регулирующих диафрагм, приводимых в движение автоматом с возможностью ручной регулировки в зависимости от интенсивности инсоляции и особенностей оператора.
Для преодоления указанных недостатков, уменьшения избыточной инсоляции, возникающей при снижении задерживающей облачности и изменении положения транспортного средства при движении в зависимости от потока солнечных лучей предлагается заявляемый распределитель потоков воздуха, в котором система распределения потоков воздуха имеет возможность линейно перемещаться относительно тела оператора в поперечном и продольном направлениях. Величина такого перемещения определяется исходя конкретно из размеров и свойств кабины мобильного энергетического средства.
Техническая задача полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства распределения потоков и его конструктивное упрощение.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности кондиционирования воздуха, необходимого для дыхания оператора и снижение конструктивной сложности изготовления распределителя потоков.
Технический результат полезной модели достигается тем, что распределитель потоков воздуха кабины транспортного средства преимущественно для подачи воздуха из внешней среды или от кондиционера, содержит канал для распределения потоков воздуха в кабину, имеет два усеченных конуса, находящиеся один в другом, с шарнирным сочленением, позволяющие менять поперечное сечение выходного отверстия и направление распределения потоков воздуха, обеспечивает оптимальные соотношения потоков кондиционированного воздуха, направляемых в зону дыхания и нормализует температурное состояние тела оператора дозированием обтекающих потоков в зону груди, спины и пояса. Входные сечения обоих конусов снабжены диафрагмами, меняющими аэродинамическое сопротивление воздуха. Система распределения имеет возможность перемещения относительно тела оператора в поперечном и продольном направлениях.
На фиг. 1 представлено размещение распределителя потоков воздуха в кабине транспортного средства, на фиг. 2 - общий вид распределителя; на фиг. 3 - диафрагмы внешних оболочек большого и малого усеченных конусов на входе; на фиг. 4 - устройство перемещения распределителя потоков.
В предлагаемом распределителе (фиг. 1) поток кондиционированного воздуха делится и дозируется на две основные части: для обеспечения дыхания и для охлаждения тела оператора. Кондиционированный воздух направляется, в кожух, в котором размещены два находящиеся один в другом усеченные конуса - внутренний 1 и внешний 2. Оба конуса имеют переменные, регулируемые проходные сечения. С помощью специального механизма 3 оператор вручную перемещает распределитель. Такая конструкция позволяет обеспечить оптимальное соотношение между потоками, предназначенными для подачи в зону головы (дыхания) и омывание корпуса оператора с целью теплосъема. Штриховыми линиями на фиг. 1 показано рабочее положение распределителя потока воздуха. Распределитель (фиг. 2) состоит из приемного патрубка 4, выполненного в форме полусферы, охватывающей вставку 5, жестко соединенную с внешним усеченным конусом 2, патрубок 4 и вставка 5 позволяют отклонять конус 2 на величину до 45°-50° по вертикали. Внутри внешнего усеченного конуса 2 выполнена аналогичное сфероидальное сочленение внутреннего усеченного конуса 1 и вставки 6. Данное сочленение также позволяет отклонять внутренний конус от вертикали. Регулирование угла раствора конусов обеспеченно диафрагмами (фиг. 3) внешней оболочки большого конуса 7 и малого конуса 8. Диафрагмы состоят из лепестков 9, перекрывающих друг друга и установлены во входных сечениях усеченных конусов. Для сворачивания лепестков диафрагмы предусмотрены приводы 10, 11 (фиг. 2). Специальный механизм (фиг. 4) перемещает систему усеченных конусов относительно тела оператора в поперечном и продольном направлениях, такое перемещение дает распределение потоков воздуха внутри самой кабины транспортного средства.
Устройство работает следующим образом. Техническое исполнение предлагаемого распределителя потоков воздуха кабины транспортного средства обеспечено наличием двух усеченных конусов, входные сечения которых снабжены диафрагмами, меняющими аэродинамическое сопротивление воздуха. Кондиционированный поток воздуха направляется в приемный патрубок и продавливается через два усеченных конуса. Внутренний конус направляет поток преимущественно для дыхания, величина которого регулируется диафрагмой, расположенной на входе в приемное отверстие этого усеченного конуса. Общий поток на охлаждение тела оператора регулируется по расходу диафрагмы на входе во внешний усеченный конус, эффективность охлаждения груди, головы, спины обеспечивается переменой положения всей системы внутри кабины, а так же имением конфигурации кольцевого сечения поворотом внутреннего усеченного конуса. С помощью специального механизма оператор вручную перемешает распределитель потоков воздуха внутри самой кабины транспортного средства.