УСТРОЙСТВО ИНДИКАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ РЕГУЛЯТОРОМ РАСХОДА ВОЗДУХА ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ТИПА
DEVICE FOR INDICATION OF AIR FLOW DISTRIBUTION BY AIR FLOW REGULATOR OF GAS DYNAMIC TYPE

1. Область техники, к которой относится полезная модель
Использование: изобретение относится к области механической вентиляции принудительного типа, а именно к устройствам индикации регулирования расхода воздуха.
2. Уровень техники
Индикация об изменении расхода подаваемого воздуха в магистральную ветвь вентиляционной сети требует дополнительных сил и средств для отслеживания состояния в том или ином помещении (например, система управления вентиляцией - щит с автоматикой). Установка систем индикации подразумевает установку дополнительных элементов (сервоприводы, датчики расхода, систему обеспечения работы автоматики). Принимая во внимание эту потребность, прилагались и прилагаются многообразные усилия по разработке надлежащих индикаторов об изменении расхода подаваемого воздуха («Модуль автоматики» RU 102980 U1 - заявка: 2010112273/08, 2010.03.31; «Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений»; «Лабораторный испытательный стенд средств автоматики управления вентиляционными системами).
Из перечисленных способов ведения контроля в первом случае возникают проблемы организационного характера, а во втором случае требуются значительные капитальные вложения.
С целью минимизации затрат и оптимизации работы материально-обслуживающего персонала взамен существующим устройствам и способам индикации в помещении расхода воздуха предлагается устройство расхода воздуха газодинамического типа, принцип действия которого основан на особенностях распределения воздушных потоков в тройнике. Содержание этой ранней патентной заявки в полном объеме включено в настоящую заявку посредством ссылки (заявка 2018138424, 2018.10.30, Патент РФ на изобретение №270950).
3. Сущность изобретения
С учетом вышеназванных проблем с известными из уровня техники индикаторами, в настоящим изобретением поставлена задача создания устройства самонастраивающегося регулятора воздуха газодинамического типа, обеспечивающего в зависимости от величины и направления результирующего аэродинамического момента изменения угла поворота оси с передаточной муфтой и позволяющего создать управляющий сигнал для регулирования вентиляционной системы с индикацией на панели приборов.
Описание изобретения: в процессе эксплуатации вентиляционной сети возникает необходимость организации контроля количества подаваемого воздуха в помещении. Принципиальная схема подачи воздуха в помещения приведена на фигуре 1. Принципиальная схема содержит: 1 - устройство для забора наружного воздуха; 2 - вентилятор; 3 - воздухораспределитель; 4 - обслуживаемое помещение; 5 - устройство регулирования расхода подаваемого воздуха; 6 - тройник; 7 - магистральная ветвь; 8 - ответвление. В этом случае используются устройства, наладка которых производится вручную или путем автоматического регулирования [1].
Индикатор, контролирующий расход количества воздуха газодинамического типа, принципиальная схема которого изображена на фигуре 2, 3 и 4, в зависимости от величины и направления результирующего аэродинамического момента, создаваемого воздушным потоком, изменяется угол поворота оси 25 с муфтой и тем самым позволяет направить сигнал в индикационную панель, обеспечивающую контроль и мониторинг. Панель может быть выносной, мобильной или стационарной.
Фрагмент воздуховода с индикатором расхода воздуха представлен на фигуре 5, а конструкция устройства на фигуре 6. В тройнике 22 на оси - 25 жестко посажены: пластина - 26, крыльчатка - 27 и передаточная муфта - 24. Ось - 25 закреплена на 2-х подшипниках скольжения - 23 которые расположены в стенке тройника - 1 и в ответвлении тройника 28.
Сущность изобретения заявляемого эффекта индексации расхода воздуха заключается в подаче сигнала об аварийной ситуации в помещении на пульт управления регулятором.
Согласно схеме движения воздуха (см. фигуру 2, 3, 4 и 6) Воздушный поток, воздействуя на пластину - 26, создает крутящий момент M1 относительно оси - 25 равный
х
v
где с - коэффициент аэродинамической формы пластины; R - радиус пластины; ρ - плотность воздуха; υ- осевая скорость потока в стволе тройника; β - угол поворота пластины на оси.
2
Вращательная составляющая потока момента количества движения - М, создаваемого крыльчаткой - 27 на оси, равна:
ϕ
где R - радиус канала; r - текущий радиус; ρ плотность воздуха; υ- вращательная составляющая скорости потока, создаваемая потоком в ответвлении тройника при осевой скорости V3.
При движении воздуха в тройнике крыльчатка -27 и пластина -26. жестко посаженные на ось - 25, создают противоположно направленные крутящие моменты M1 и М2.
При равенстве крутящих моментов M1 и М2 ось с передаточной муфтой - 24 будет находиться в неподвижном положении. Изменение соотношения между крутящими моментами приведет к повороту оси - 25 с передаточной муфтой - 24 в сторону с большим моментом. Поворотом передаточной муфты можно регулировать воздушными потоками в других частях обслуживаемой вентиляционной сети или и в другой системе путем либо непосредственного поворота, дроссельного клапана, либо изменением величины электрического сигнала на сервоприводе регулирующего устройства.
Представленная конструкция позволяет заменить установленные сложные и дорогостоящие вентиляционные системы индикации с датчиками, находящиеся в производственных помещениях, где требуется регулируемая вентиляция.
В зависимости от величины и направления результирующего момента изменяется угол поворота оси - 25 с передаточной муфтой - 24 и позволяет создавать управляющий сигнал для регулирования вентиляционной системы и вывода их на приборную панель.
Экспериментальная установка, представленная на фигуре 7, успешно прошла испытания и подтвердила свою работоспособность.
4. Заключение
Ответ на вопрос о необходимости широкомасштабного перехода на механическую вытяжную вентиляцию в производственных зданиях является положительным, а ее сочетание с индикацией об изменении расхода подаваемого воздуха в магистральную ветвь вентиляционной сети требует необходимость организации контроля количества подаваемого воздуха в производственные помещения и цеха арсенала комплексного хранения.
К настоящему времени выявлены следующие требования к микроклимату производственных помещений арсенала комплексного хранения:
- понятие "вредности помещений" включает в себя большой комплекс показателей: окись углеродов (продукты сгорания), оксиды азота, биологические загрязняющие вещества, неорганические летучие соединения, радон, запахи людей, формальдегиды, бытовые химические вещества, частицы пороха в арсеналах комплексного хранения и т.д.;
- обеспечение условий микроклимата помещения включает в себя усредненные данные для больших групп людей, а также индивидуальные потребности каждого человека, то есть системы вентиляции должны предусматривать возможности индивидуального регулирования параметров микроклимата в пределах нормативного диапазона;
- при проектировании систем вентиляции необходимо ориентироваться не только на нейтрализацию постоянно действующих возмущений, но также учитывать кратковременные изменения возмущений.
Индексации расхода воздуха заключается в подаче сигнала об аварийной ситуации в производственном помещении арсенала комплексного хранения на пульт управления регулирующим подачу воздуха в магистральную ветвь вентиляции.