УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ, ПРЕПЯТСТВУЮЩЕЕ ОБРАТНОМУ ПРОТЕКАНИЮ ВЫХОДЯЩЕГО ВОЗДУХА, И МАШИНА, ОБОРУДОВАННАЯ ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ
COOLING DEVICE PREVENTING EXHAUST AIR REVERSE FLOW, AND MACHINE EQUIPPED WITH SUCH DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству охлаждения, и в частности к устройству охлаждения, препятствующему обратному протеканию выходящего воздуха. Настоящее описание также относится к машине, оборудованной таким устройством охлаждения.
Уровень техники
Двигатели тяжелых машин, например, строительных машин, во время эксплуатации обычно выделяют большое количество тепла. Тепло, выделяемое двигателем, должно отводиться и выпускаться в атмосферу системой охлаждения. Стандартная система охлаждения часто содержит устройство охлаждения, образованное теплообменником и вентилятором. Рабочая среда в теплообменнике обменивается теплом с горячим элементом двигателя для уменьшения температуры горячего элемента и получения наиболее приемлемой температуры эксплуатации двигателя, тем самым, обеспечивая исправность двигателя в течение срока его службы и экономию топлива. Вентилятор в устройстве охлаждения используется для направления потока воздуха через теплообменник и обмена теплом с рабочей средой в теплообменнике и отвода тепла рабочей среды в теплообменнике. После обмена теплом воздух вытекает из устройства охлаждения и выпускается в атмосферу.
Стандартное устройство охлаждения машины содержит теплообменник, закрепленный и расположенный в капоте двигателя, и вентилятор всасывающего типа, расположенный с одной стороны теплообменника для направления воздуха через теплообменник с одной стороны и выпуска воздуха с другой стороны. Выпускаемый воздух проходит через решетку, образованную на капоте двигателя. В центральной области с одной стороны вентилятора, где выпускается воздух, за счет действия центробежных сил образуется зона отрицательного давления; и выпускаемый горячий воздух может протекать обратно в зону отрицательного давления и присоединяться к процессу циркуляции воздуха в системе охлаждения, что может привести к нарушению протекания воздуха в системе циркуляции и снижению охлаждающего эффекта системы охлаждения.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить одну или несколько из вышеуказанных проблем.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение, с одной стороны, предлагает устройство охлаждения, препятствующее обратному протеканию выходящего воздуха и содержащее теплообменник и вентилятор всасывающего типа, установленный с одной стороны теплообменника для направления воздуха таким образом, чтобы он протекал через теплообменник, при этом с одной стороны вентилятора всасывающего типа образуется зона отрицательного давления, где выпускается воздух, и в зоне отрицательного давления вентилятора всасывающего типа установлен компонент блокировки воздуха для препятствования обратному протеканию воздуха, выходящего из вентилятора всасывающего типа, в вентилятор всасывающего типа. Компонент блокировки воздуха эффективно предотвращает обратное протекание горячего воздуха, выходящего из вентилятора, в вентилятор или устройство охлаждения за счет разницы давлений на стороне выпуска воздуха вентилятора. Кроме того, наличие компонента блокировки воздуха не будет блокировать вытекание воздуха из вентилятора. Следовательно, компонент блокировки воздуха может эффективно повышать кпд вентилятора.
По другому аспекту настоящего изобретения предлагается машина, содержащая теплообменник и вентилятор всасывающего типа, установленный с одной стороны теплообменника и направляющий воздух таким образом, чтобы он проходил через теплообменник, при этом с одной стороны вентилятора всасывающего образуется зона пониженного давления, где выпускается воздух; машина отличается тем, что компонент блокировки воздуха расположен в зоне отрицательного давления вентилятора всасывающего типа и препятствует обратному протеканию воздуха, выходящего из вентилятора всасывающего типа, в вентилятор всасывающего типа.
Машина может эффективно препятствовать обратному протеканию воздуха, проходящего через теплообменник, в устройство охлаждения и улучшать работу вентилятора и повышать охлаждающий эффект устройства охлаждения и эффективность работы машины.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - перспективный вид машины по варианту выполнения, оборудованной устройством охлаждения настоящего изобретения;
Фиг.2 - схематичный вид устройства охлаждения по варианту выполнения настоящего изобретения; показана конкретная конструкция устройства охлаждения, препятствующего обратному протеканию воздуха, выходящего из вентилятора.
Варианты выполнения
На Фиг.1 показан перспективный вид машины 100 по варианту выполнения, например, гусеничного бульдозера, оборудованного устройством охлаждения настоящего изобретения. Машина может быть, например, погрузчиком, грейдером, катком и т.д. или может быть машиной любого другого типа, выполняющей ряд работ в специальных отраслях промышленности, таких как горное дело, строительство, сельское хозяйство, транспорт и т.д. Как показано на Фиг.1, машина 100 имеет кабину 101 водителя, средства передвижения, например, гусеницы 102, капот 13 и двигатель (не показан), установленный в капоте 13, устройство 10 охлаждения, расположенное с одной стороны двигателя, воздуховыпускное отверстие 14, расположенное на капоте 13, и решетку 15, которая расположена на воздуховыпускном отверстии 14 и препятствует попаданию инородных тел в капот двигателя, что может помешать работе устройства охлаждения.
Как показано на Фиг.2, устройство 10 охлаждения включает в себя теплообменник 11 и вентилятор 12 всасывающего типа, например, центробежный вентилятор, расположенный с одной стороны теплообменника 11 для направления протекающего воздуха. Обычно теплообменник 11 и вентилятор 12 расположены в капоте 13, и вентилятор 12 установлен рядом с решеткой 15. Теплообменник 11 используется для охлаждения рабочей среды, нагревающейся во время работы двигателя, при этом среда охлаждается до достаточно низкой температуры теплообменником за счет протекания холодного наружного воздуха. Теплообменник 11, например, является трубчатым оребренным теплообменником. Во время работы системы охлаждения вентилятор 12 всасывает воздух и направляет его через теплообменник 11, при этом воздух обменивается теплом с рабочей средой, когда он продувается через теплообменник 11, и нагреваемый таким путем воздух выдувается с другой стороны вентилятора 12 (т.е. с левой стороны на Фиг.2). Горячий воздух 20 от вентилятора 12 протекает через решетку 15 и выпускается в атмосферу. Вентилятор 12 является вентилятором всасывающего типа, при этом горячий воздух от вентилятора протекает в направлении, отклоняющемся от осевого направления вентилятора (к периферийной области вентилятора). Таким образом, горячий воздух, по существу, протекает от области вблизи периферии решетки 15 в атмосферу, так что в области вблизи периферии решетки 15 образуется зона высокого давления, и в центральной области с одной стороны вентилятора 12, где выдувается воздух, в результате действия центробежных сил образуется зона 16 отрицательного давления с относительно низким давлением. За счет разницы давлений часть горячего воздуха 18, вытекающая из решетки 15, протекает назад в зону 16 отрицательного давления. Круглая блокировочная плита 17 крепится к решетке 15 капота 13 в зоне 16 отрицательного давления, которая образуется во время работы вентилятора 12. Блокировочная плита 17 может препятствовать попаданию горячего воздуха 18 в зону 16 отрицательного давления и препятствовать обратному протеканию горячего воздуха 18 и направлять протекающий обратно горячий воздух 18 таким образом, чтобы он вытекал из зоны 16 отрицательного давления. Специалистам в этой области будет понятна конструкция компонента блокирования воздуха в форме кожуха или крышки.
Блокировочная плита 17 может быть перпендикулярна осевому направлению вентилятора и расположена на расстоянии от вентилятора 12 в осевом направлении вентилятора.
В вариантах выполнения решетка 15 расположена наклонно, так чтобы блокировочная плита 17 была соответственно наклонена. Осевое расстояние между блокировочной плитой и вентилятором может быть выбрано специалистом в этой области в зависимости от физических параметров вентилятора, таких как наружный диаметр вентилятора, угол наклона лопастей и т.п.
Блокировочная плита может, например, иметь прямоугольную или многоугольную форму.
Блокировочная плита может неподвижно крепиться к решетке 15 соединительными средствами, известными специалистам в этой области, например, с помощью сварки, резьбового соединения или может составлять одно целое с решеткой 15.
Устройство охлаждения настоящего изобретения, предотвращающее обратное протекание воздуха, выходящего из вентилятора, может использоваться в различных машинах, например гусеничном бульдозере, экскаваторе с обратной лопатой, грейдере и т.д.
Если во время эксплуатации требуется охладить силовую систему, например, двигатель или рабочие средства, центробежный вентилятор 12 всасывает воздух и направляет его через теплообменник 11; воздух обменивается теплом с рабочей средой в теплообменнике 11, проходя через теплообменник, при этом температура рабочей среды в теплообменнике 11 уменьшается, и воздух поглощающий тепло из теплообменника 11, выпускается с другой стороны вентилятора 12 и выходит в атмосферу через решетку 15, установленную на капоте 13. За счет действия центробежных сил вентилятора 12 в центральной области на стороне вентилятора 12, где выдувается воздух, образуется зона 16 отрицательного давления, имеющая относительно низкое давление; часть горячего воздуха 18, выпускаемая через решетку 15, может протекать обратно в зону 16 отрицательного давления. Блокировочная плита 17, неподвижно прикрепленная к решетке 15, препятствует обратному протеканию воздуха и направляет протекающий обратно воздух таким образом, чтобы он вытекал из зоны 16 отрицательного давления, тем самым, не позволяя части протекающего назад горячего воздуха 18 попадать в систему циркуляции воздуха и повышая эффективность охлаждения.
Специалисты в этой области техники могут предусмотреть различные усовершенствования и модификации устройства без отклонения от объема настоящего изобретения. Специалисты в этой области техники могут предусмотреть другие варианты выполнения, принимая во внимание настоящее описание. Настоящее описание и варианты выполнения приводятся только в качестве примеров, и истинный и достоверный объем настоящего изобретения определяется приложенной формулой изобретения и равноценными техническими решениями.