Воздухораздатчик металлический
METAL AIR DIFFUSER

Область техники
Изобретение относится к технологическим процессам, более конкретно к системам кондиционирования воздуха транспортных средств, а именно к воздушно-струйным распределителям воздуха и представляет собой оконечное устройство для подачи и регулирования потока воздуха от системы кондиционирования непосредственно в зону пассажира или члена экипажа самолета.
Может быть использовано для упрощения конструкции, снижения массы и улучшения эксплуатационных характеристик воздухораздатчиков.
Уровень техники
Известен воздухораспределитель по патенту RU 2023207 B64D 13/00, 1999 г„ содержащий перегородку, разделяющую каналы, через которые подводящий воздуховод соединен с отводящим, и струйное управляющее устройство, включающее воздуховод повышенного давления, соединенный через полость перегородки с щелевым соплом, которое расположено на перегородке со стороны одного из каналов и ориентировано под углом к оси подводящего воздуховода, перегородка со стороны подводящего воздуховода выполнена в виде пластины и установлена с возможностью поперечного перемещения и изменения при этом соотношения проходных сечений каналов. По мнению авторов патента, данная конструкция позволяет улучшить эксплуатационные характеристики воздухораспределителя путем повышения точности распределения воздуха. Однако данная конструкция обладает низкой надежностью и высоким уровнем шума.
Устройство выпуска воздуха по патенту US 6887147 B64D 13/00 2005 г. содержащее клапан, расположенный в корпусе, воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие. Воздуховыпускное устройство дополнительно содержит удерживающий элемент, предназначенный для вращения клапана вокруг продольной оси, проходящей через воздуховпускное и воздуховыпускное отверстия и корпуса клапана соосно. При вращении корпуса, клапан может быть смещен в корпусе между закрытой позицией для блокировки воздуховыпускного отверстия и максимально открытой позицией для максимального открытия отверстия для выпуска воздуха.
Данная конструкция содержит множество элементов, обладает высокой массой, обладает низкой надежностью, сложностью изготовления и коротким сроком службы.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является воздухораспределитель по патенту US 6402610 B64D 13/00 2002 г., по которому воздухораспределитель состоит из корпуса воздухораспределителя и клапана, установленного своим корпусом в корпусе воздухораспределителя. Воздухораспределитель представлен на рисунке 1 (см. приложение). Корпус воздухораспределителя выполнен полым, а внутри корпуса воздухораспределителя выполнено посадочное место с внутренней сферической поверхностью на две трети высоты корпуса клапана. На внутренней сферической поверхности корпуса воздухораспределителя в средней его части выполнена канавка для установки демпфера и уплотнителя.
Воздухораспределитель устанавливается на конструкции при помощи фланца с отверстиями для крепления на конструкции.
Корпус клапана выполнен в виде сферы, усеченной двумя параллельными плоскостями, образующими верхнюю и нижнюю грани. Внутри корпуса клапана выполнено посадочное место с цилиндрической поверхностью.
Клапан включает трубчатое сопло, выполненное в виде втулки, а внутри сопла установлена заслонка, выполненная в виде плоского диска с выступом по центру, через который под углом 36° выполнено проходное отверстие. В проходное отверстие установлено водило, выполненное в виде стержня. Водило служит для перемещения заслонки между одним или несколькими открытыми и закрытым положениями.
Внутри корпуса установлен ловитель, выполненный в виде шайбы и взаимодействующий с водилом, а сам ловитель выполнен в виде разрезанного кольца с сектором с отогнутым из плоскости кольца выступами.
На противоположных сторонах заслонки под заданным углом относительно проходного отверстия установлено два подвижных осевых штифта, а в средней части сопла по его внутренней поверхности выполнены два диаметрально противоположных сквозных отверстия для фиксации вышеуказанных осевых штифтов. Штифты фиксируют заслонку в сопле в закрытом и открытом положениях. Заслонка может быть выполнена из обработанного алюминия или формованного пластика. Сопло в осевом направлении фиксируется в корпусе с одной стороны буртиком, а с другой стороны прижимается к корпусу волновой (пружинной) шайбой, которая имеет форму кольца в плане и форму волны при виде сбоку. В верхней части сопла по внешней его поверхности выполнена проточка для установки цилиндрического уплотнителя. Уплотнитель может быть изготовлен из полимеризованного тетрафторэтилена (тефлона) или эквивалентного материала.
По центру внутренней поверхности корпуса клапана выполнены две диаметрально противоположных цилиндрических паза для фиксации осевых штифтов.
На сферический корпус клапана надевается кольцевой уплотнитель - демпфер, изготовленный из фетра, который при помощи большого количества угловых пружин держит корпус клапана в корпусе воздухораспределителя.
Корпус клапана и сопло могут быть изготовлены из обработанного алюминия или формованного пластика.
Воздухораспределитель устанавливается на конструкции самолета и внутренняя полость корпуса воздухораспределителя сообщается с источником воздуха.
Работа устройства осуществляется следующим образом - поворотом сопла относительно корпуса клапана. Когда воздухораздатчик приведен в рабочее положение, заслонка поворачивается параллельно потоку воздуха и выпускное отверстие полностью открывается. При этом водило в заслонке, управляемое ловителем, поворачивает заслонку относительно внутренней поверхности сопла, при этом уплотнитель поджимает осевые штифты в пазах. Изменение расхода воздуха достигается за счет поворота заслонки внутри сопла.
Сущность изобретения
Задачей настоящего предлагаемого изобретения является разработка конструкции воздухораздатчика, обладающего улучшенными эксплуатационными характеристиками, пониженной трудоемкостью изготовления при снижении массы изделия.
Поставленная цель достигается тем, что в воздухораздатчике, содержащем клапан, установленный в корпусе воздухораздатчика, выполненным устанавливаемым на конструкции и сообщающимся с системой подачи воздуха, при этом, клапан содержит поворотное сопло в виде втулки с установленной внутри поворотной заслонкой, размещенной внутри корпуса клапана, выполненного в виде усеченной сферы, установленной внутри сферической поверхности корпуса, поворотная заслонка снабжена наклонным водилом, взаимодействующим с неподвижным ловителем, установленным в корпусе клапана, а сопло в осевом направлении фиксируется в корпусе клапана пружинной шайбой, тем что усеченная сфера выполнена тонкостенной с утолщениями на верхней и нижней гранях, в которых выполнены два цилиндрических посадочных отверстия для установка сопла, выполненного в виде втулки с буртиком на внешней поверхности, а сферическая поверхность корпуса выполнена на всю его высоту, при этом, в торцевой части заслонки запрессованы оси, обеспечивающие ее установку и вращение в отверстиях втулки, а на тыльной части в сферической поверхности корпуса клапана выполнены пазы цилиндрической формы с шириной, равной ширине корпуса.
Кроме того, ловитель представляет собой шайбу в виде разрезанного пружинного кольца с сектором с отогнутым из плоскости кольца ушком, снабженным прорезью.
Более того, корпус клапана снабжен пластинчатой пружиной, представляющей собой металлическую полосу, установленную на наружной его поверхности.
Перечень чертежей
Изобретение поясняется чертежами, на которых:
Фиг. 1. - Общий вид воздухораздатчика визометрии;
Фиг. 2. - Вид сверху на воздухораздатчик;
Фиг. 3 - Вид спереди на воздухораздатчик;
Фиг. 4 - Сечение А-А фигуры 2;
Осуществление изобретения
Изобретение реализуется следующим образом:
Воздухораздатчик состоит из корпуса воздухораздатчика и клапана, установленного в корпусе воздухораздатчика, а сам корпус воздухораздатчика устанавливается на конструкции и сообщается с системой подачи воздуха. Корпус воздухораздатчика выполнен в виде цилиндра, внутри которого выполнены посадочное место с внутренней сферической поверхностью, канавка для установки демпфера и пластинчатой пружины. Корпус воздухораздатчика устанавливается на конструкции при помощи фланца, снабженного ушками с отверстиями для крепления на конструкции. Демпфер изготовлен из фетра и предназначен для уплотнения корпуса относительно клапана.
Клапан состоит из корпуса и поворотного сопла с установленной внутри поворотной заслонкой. Корпус выполнен в виде тонкостенной усеченной сферы с утолщениями на верхней и нижней гранях, в которых выполнены два цилиндрических посадочных отверстия для установки сопла, выполненного в виде втулки с буртиком на внешней поверхности, а на тыльной части в сферической поверхности корпуса клапана выполнены пазы цилиндрической формы с шириной равной ширине корпуса, и снабжен пластинчатой пружиной, представляющей собой металлическую полосу, установленную на наружной его поверхности. Сопло в осевом направлении фиксируется в корпусе клапана пружинной шайбой, имеющей форму кольца в плане и форму волны при виде сбоку.
Поворотная заслонка выполнена в виде пластины круглой формы и снабжена наклонным водилом, а в торцевой части заслонки запрессованы оси, обеспечивающие ее установку и вращение в отверстиях втулки. Водило выполнено в виде стержня, запрессованного в заслонку, и взаимодействует с неподвижным ловителем, установленным в корпусе клапана. Ловитель представляет собой шайбу в виде разрезанного пружинного кольца с сектором с отогнутым из плоскости кольца ушком, снабженным прорезью.
Конкретный пример выполнения воздухораздатчика в соответствии с изобретением приведен на Фигурах 1-4.
Воздухораздатчик состоит из корпуса воздухораздатчика 1 (Фиг. 1) и клапана 2 (Фиг. 4), установленного в корпусе воздухораздатчика 1 (Фиг. 1). Корпус воздухораздатчика 1 (Фиг. 1) выполнен в виде цилиндра, внутри которого выполнено посадочное место с внутренней сферической поверхностью, канавка для установки демпфера 3 (Фиг. 2, Фиг. 4) и пластинчатой пружины 4 (Фиг. 1, Фиг. 3, Фиг. 4). Корпус воздухораздатчика 1 (Фиг. 1) устанавливается на конструкции при помощи фланца 5 (Фиг. 1, Фиг. 4, Фиг. 2), снабженного ушками с отверстиями для крепления на конструкции.
Диаметр внешней поверхности корпуса соответствует диаметру подсоединяемого трубопровода от системы подачи воздуха. Демпфер 3 (Фиг. 2, Фиг. 4) изготовлен из фетра и предназначен для уплотнения корпуса относительно клапана. На тыльной части корпуса 1 выполнены пазы 17 (Фиг. 1, Фиг. 4, Фиг. 2) цилиндрической формы с шириной, равной ширине клапана 2 (Фиг. 4), обеспечивающие введение клапана 2 (Фиг. 4) в корпус воздухораздатчика 1. При повороте клапана 2 перпендикулярно опорной поверхности корпуса воздухораздатчика 1, после введения клапана 2 в корпус 1, он разворачивается на 90° и фиксируется в этом положении.
Клапан 2 (Фиг. 4) состоит из корпуса 6, внутри которого установлены сопло 7 (Фиг. 1, Фиг. 3) с поворотной заслонкой 8 (Фиг. 1, Фиг 2, Фиг. 4), ловитель 9 (Фиг. 2, Фиг. 4), пластинчатая пружина 4 (и пружинная шайба 10. Корпус 6 (Фиг. 1) выполнен в виде усеченной тонкостенной сферы с утолщениями на верхней и нижней гранях. Корпус 6 (Фиг. 1) снабжен пластинчатой пружиной 4 (Фиг. 1, Фиг. 4), которая представляет собой металлическую полосу, установленную на наружной поверхности корпуса клапана 6. В тыльной части корпуса 6 внутри выполнена канавка 11 (Фиг. 4) для установки пружинной шайбы 10 (Фиг. 1, Фиг. 4) и ловителя 9 (Фиг. 2, Фиг. 4). Внутри корпуса 6 установлено поворотное сопло 7 (Фиг. 1, Фиг. 3), выполненное в виде втулки с буртиком 12 (Фиг. 4) на внешней поверхности. Сопло 7 (Фиг. 1, Фиг. 3) в осевом направлении фиксируется в корпусе с одной стороны буртиком 12 (Фиг. 4), а с другой стороны прижимается к корпусу пружинной шайбой 10 (Фиг. 1). Нижняя часть сопла 7 (Фиг. 1, Фиг. 3) выходит из корпуса клапана и снабжена рифлением 15 (Фиг. 4) на внешней поверхности. Пружинная шайба 10 (Фиг. 1, Фиг. 4) изготовлена из пружинной стали и имеет форму кольца в плане и форму волны при виде сбоку.
Внутри сопла 7 (Фиг. 1, Фиг. 3) установлена поворотная заслонка 8 (Фиг. 1, Фиг. 3, Фиг. 4), снабженная наклонным водилом 13 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 4), взаимодействующим с неподвижным ловителем 9 (Фиг. 2, Фиг. 4). Водило 13 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 4) выполнено в виде стержня, запрессованного в заслонку 8 под углом 39° к плоскости заслонки и 45° к оси вращения заслонки. Ловитель 9 представляет собой шайбу в виде разрезанного пружинного кольца с сектором с отогнутым из плоскости кольца ушком 16 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3), снабженным прорезью. В торцевой части заслонки 8 (Фиг. 1, Фиг. 3, Фиг. 4) запрессованы оси 14 (Фиг. 4), обеспечивающие ее установку и вращение в отверстиях втулки.
Работа воздухораздатчика осуществляется следующим образом - воздухораздатчик должен быть закреплен на конструкции самолета, к нему должен быть подсоединен воздуховод с помощью хомута. Для регулировки направления потока воздуха оператор должен усилием руки поворачивать сопло 7 (Фиг. 1, Фиг. 3) относительно корпуса клапана 6, взявшись за рифленую часть сопла 15. При этом водило 13 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 4) в заслонке 8 (Фиг. 1, Фиг. 3, Фиг. 4), упираясь в ушко 16 ловителя 9 (Фиг. 2, Фиг. 4) заставляет поворачиваться заслонку 8 (Фиг. 1, Фиг. 3, Фиг. 4) относительно внутренней поверхности сопла 7 (Фиг. 1, Фиг. 3). Изменение расхода воздуха достигается за счет поворота заслонки 8 внутри сопла 7 (Фиг. 1, Фиг. 3), а изменение направление потока воздуха осуществляется наклоном этого сопла относительно корпуса.
Воздухораздатчик выполнен из алюминия-АМг5. Данный материал обеспечивает небольшой вес изделия, имеет невысокую цену, из-за своих свойств он достаточно легко обрабатывается и имеет длительный срок эксплуатации.
Выполненный в соответствии с изобретением воздухораздатчик имеет меньшее количество деталей по сравнению с прототипом, клапан имеет большую площадь поверхности соприкосновения с корпусом, благодаря чему улучшаются эксплуатационные характеристики воздухораздатчика, меньше шума и меньше загрязнения при работе.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Известный воздухораздатчик характеризуется большим количеством деталей, сложностью конструкции и сложностью изготовления, что приводит к увеличению стоимости и массы конструкции, более того, низкие эксплуатационные характеристики, а именно между вращающимися элементами конструкции, забивается пыль с грязью, что приводит к царапинам на этих элементах и их скорому износу (протирается и изнашивается демпфер).