ЗАВЕСА ВОЗДУШНАЯ ШИБЕРУЮЩАЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ТИПА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРОЕМОВ НЕСТАНДАРТНЫХ БОЛЬШИХ ВОРОТ

2
Полезная модель относится к вентиляции, в частности для защиты проемов ворот площадью 35-100 м, например, производственных цехов тяжелого машиностроения и судостроения, от проникновения наружного холодного воздуха в отапливаемое помещение.
Известно устройство для создания воздушной завесы (патент RU 1783250, A1 F24F 9/00, опубл. 27.02.2004), содержащее установленные по обеим сторонам проема ворот помещения воздухораздаточные короба, снабженные выпускными насадками, расположенными под углом к плоскости проема на высоте, соответствующей высоте крупногабаритного транспортного средства. Воздухораздаточные короба соединены с вентиляторными установками и с калориферами. Воздухораздаточные короба представляют собой напорные короба, выпускающие в виде узкой струи теплый воздух, нагретый калориферами. Кроме того, устройство содержит дополнительные воздухораздаточные короба, снабженные выпускными насадками, расположенными на высоте, соответствующей высоте малогабаритного транспортного средства, преимущественно, полувагонов и платформ. Дополнительные воздухораздаточные короба соединены с дополнительными вентиляторными установками и с калориферами. Каждая вентиляторная установка снабжена вентилятором с приводом. Устройство также содержит шторку, выполненную из эластичного материала и закрепленную в верхней части проема на барабане, снабженном приводом, а также автоматические устройства, преимущественно, фотоэлементы, размещенные с двух сторон проема внутри и снаружи помещения и связанные с приводами барабана и вентиляторных установок.
Недостатками указанного известного устройства являются:
1. Неэффективная защита проема ворот от проникновения холодного воздуха, так как калорифер, используемый для нагрева воздуха, создает огромное сопротивление при формировании воздушной струи, значительно снижая скорость и объем подаваемого воздуха в проем ворот. Кроме того, при нагреве воздуха снижается его плотность, а значит и масса, в результате образуется воздушный поток с более низкой суммарной кинетической энергией по сравнению с суммарной кинетической энергией уличного холодного воздуха, стремящегося через открытый проем внутрь отапливаемого помещения.
2. Несовершенная схема организации воздушных потоков в проеме ворот, так как воздух подается с двух сторон проема ворот, при этом два встречных потока гасят друг друга и создают в центральной части проема зону проникновения холодного воздуха, имеющего большую скорость, чем при отключенной завесе.
3. Воздушная тепловая завеса фактически не предотвращает проникновения наружного воздуха, а всего лишь подогревает проникающий воздух, смешивая нагретый воздух калориферов с холодным уличным воздухом.
4. Высокая стоимость завесы, так как требуется подводка теплоносителя, дорогостоящие калориферы, вентиляторы больших размеров, большие сечения воздуховодов.
5. Большие эксплуатационные расходы на теплоноситель и электроэнергию, так как теплоноситель расходуется круглосуточно, даже если ворота закрыты.
6. Ненадежность конструкции, поскольку при снижении температуры близ проема ворот до отрицательных температур появляется риск размораживания калориферов, возникновение коррозии на трубчатой части калорифера, забивание пылью калориферных пластин.
2
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание воздушной завесы, способной эффективно защищать открытые проемы ворот площадью 35-100 м от проникновения наружного воздуха в течение холодного периода года.
2
Технический результат предлагаемого технического решения - повышение эффективности воздушной завесы при защите проемов ворот площадью 35-100 м с сокращением потребления тепловой и электрической энергии.
2
Для решения поставленной технической задачи и достижения технического результата в завесе воздушной шиберующей циркуляционного типа для защиты проемов ворот площадью 35-100 м, содержащей воздухораздаточные короба, выполненные в виде напорных коробов, соединенных с центробежными вентиляторами, согласно полезной модели, содержит всасывающий короб, соединенный воздуховодом всасывающей магистрали с центробежными вентиляторами через отверстия, выполненные в воздуховоде, при этом всасывающий короб оснащен щелью забора воздуха, выполненной с расширением книзу и ориентированной в сторону напорных коробов, кроме того в каждом напорном коробе установлены регулируемые поворотные сопла, выполненные с закруглением в сторону поступления холодного наружного воздуха, используемого в качестве рабочего тела при формировании воздушного шибера.
Каждый напорный короб имеет треугольную форму и соединен с центробежным вентилятором через мягкую вставку.
Щель забора воздуха расположена па смежных плоскостях всасывающего короба и снабжена защитной решеткой.
Поворотное сопло имеет форму сегмента.
Регулирование поворотного сопла обеспечено с помощью шпильки.
Предлагаемая завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа для защиты проемов нестандартных больших ворот обеспечивает решение поставленной задачи и достижение технического результата за счет следующих факторов:
1. Использование в качестве рабочего тела холодного наружного воздуха, имеющего более высокую суммарную кинетическую энергию по сравнению с теплым (нагретым) воздухом, позволяет сформировать плотный воздушный шибер, пересекающий весь проем ворот.
2. Отсутствие в устройстве воздушной завесы теплоносителя (калориферов) позволяет снизить сопротивление при подаче и заборе воздуха и создать воздушную струю с высокой скоростью истечения и большим объемом воздуха. Кроме этого, отсутствие в устройстве воздушной завесы теплоносителя экономит тепловую энергию, а также позволяет использовать вентиляторы меньшей мощности, чем в известных воздушных завесах, что ведет к экономии электроэнергии.
3. Наличие в завесе всасывающего короба позволило создать схему организации воздушных потоков в открытом проеме ворот, заключающуюся в последовательной подаче центробежными вентиляторами воздушной струи из напорных коробов в щель всасывающего короба через весь проем ворот, поэтому она исключает взаимно гасящие встречные потоки воздуха.
4. Выполнение щели забора воздуха с расширением книзу и расположение ее на смежных плоскостях всасывающего короба позволяет захватить как можно больше холодного наружного воздуха и направить его по воздуховоду всасывающей магистрали в напорные короба. При этом ориентация щели забора воздуха в сторону напорных коробов позволяет напрямую всасывать воздушные струи, выпускаемые из напорных коробов, создавая воздушную шибер-стенку, перекрывающую весь проем ворот.
5. Возможность поворота регулируемых поворотных сопел, установленных в напорных коробах и выполненных с закруглением в сторону поступления холодного наружного воздуха, позволяет регулировать направление, объем и скорость истекающего из каждого сопла воздуха в зависимости от колебаний температуры наружного воздуха, силы и направлений ветра. Поворотом сопел и регулированием их при помощи шпилек можно индивидуально настроить каждую конкретную завесу - задать угол атаки воздушной струи в каждом конкретном случае в зависимости от разрежения в помещении при дисбалансе вентиляции и разницы температур.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
2
На фиг.1 представлена завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа, защищающая проем ворот площадью 35-100 м; на фиг.2 - регулируемое поворотное сопло напорного короба 2; на фиг.3 - завеса в работе.
2
Предлагаемая завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа предназначена для защиты проемов ворот площадью 35-100 м холодным уличным воздухом, без использования нагрева воздуха. Для снижения уровня шума и освобождения полезного пространства завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа установлена снаружи помещения, у проема нестандартных больших ворот. Завеса (фиг.1) содержит всасывающий короб 1, расположенный с одной стороны проема ворот 3, и напорные короба 2, установленные с противоположной стороны проема ворот 3. Всасывающий короб 1 соединен воздуховодом всасывающей магистрали 4 с центробежными вентиляторами 5 через отверстия 6, выполненные в воздуховоде. Каждый напорный короб 2 соединен со своим центробежным вентилятором 5 через мягкую вставку 7.
Всасывающий короб 1 оснащен щелью забора воздуха 8, выполненной с расширением книзу. Щель забора воздуха 8 расположена на смежных плоскостях всасывающего короба 1, одна из которых ориентирована в сторону напорных коробов 2, при этом щель забора воздуха 8 снабжена защитной решеткой 9.
Для удобства попадания воздушного потока в щель забора воздуха 8 всасывающего короба 1 и его равномерного распределения каждый напорный короб 2 выполнен по форме треугольника.
В каждом напорном коробе 2 установлены регулируемые поворотные сопла 10 (фиг.2). Каждое поворотное сопло 10 имеет форму сегмента и выполнено с закруглением в сторону поступления холодного наружного воздуха, используемого в качестве рабочего тела при формировании воздушного шибера. Закругленная таким образом форма поворотного сопла 10 позволяет снизить сопротивление за счет ламинарности (однонаправленности) воздушного потока. Поворотное сопло 10 имеет форму сегмента и состоит из двух щек, оснащенных направляющими 11, прикрепленными к выпускной щели напорного короба 2 посредством шарниров 12. Со стороны выхода воздушной струи из напорного короба 2 каждое поворотное сопло 10 оснащено шпилькой 13, предназначенной для регулирования ширины сопла и настройки угла атаки каждого сопла, то есть с помощью ослабления или затягивания шпильки 13 можно увеличить или уменьшить угол атаки.
Завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа для защиты проема ворот производственных помещений работает следующим образом.
Завеса (фиг.3) включается при открытии ворот. Центробежные вентиляторы 5 через щель забора воздуха 8 всасывающего короба 1 захватывают холодный уличный воздух и по воздуховоду всасывающей магистрали 4 нагнетают его в напорные короба 2. Благодаря конфигурации щели забора воздуха 8, в нее всасывается воздух и прорывающийся перпендикулярно проему, и со стороны напорных коробов 2. Поворотные сопла 10 (фиг.2) напорных коробов 2, закругленные в сторону поступления холодного наружного воздуха, формируют воздушный шибер-стенку, выпуская воздушную струю с заранее заданными в процессе пуско-наладки поворотом сопел 10 и регулировкой шпильками 13, характеристиками - углом атаки и объемом воздуха. Таким образом, воздушный шибер (фиг.3) устремляется из напорных коробов 2 к всасывающему коробу 1, расположенному на противоположной стороне проема ворот 3. Всасывающий короб 1, создавая центробежными вентиляторами 5 зону разрежения перед собой, является своеобразной ловушкой с пониженным давлением, помогающей удерживать шибер-стенку в проеме ворот 3 под заданным углом. Созданная плотная воздушная шибер-стенка препятствует прохождению наружного холодного воздуха внутрь отапливаемого помещения, а теплый воздух помещения не выходит наружу. В момент, когда в проеме ворот 3 находится некая помеха прохождению воздушного шибера, со стороны напорных коробов 2 часть проема шиберуется воздушной струей, которая, отражаясь от препятствия, устремляется наружу. А со стороны всасывающего короба 1, стремящийся в отапливаемое помещение, холодный воздух улавливается всасывающим коробом 1. Поворотом закругленных сопел 10 напорных коробов 2 (фиг. 2) и регулировкой объема воздуха и угла атаки при помощи шпильки 13 можно настроить включение воздушной завесы на всю высоту нестандартных больших ворот, эффективно защищая помещение от попадания наружного холодного воздуха.
Благодаря тому, что в конструкции нет калорифера, снижается сопротивление при работе центробежных вентиляторов. Поэтому через завесу прокачивается большее количество воздуха в единицу времени, что обеспечивает более эффективную защиту проема ворот. Кроме того, использование холодного воздуха с высокой плотностью позволяет сделать защиту более эффективной.
При включении в работу сразу нескольких вентиляторов через завесу прокачивается очень много воздуха, что позволяет с высокой эффективностью перекрывать доступ холодного воздуха через открытый проем. При работе нескольких вентиляторов и нескольких напорных коробов увеличиваются скорость и объем выбрасываемого воздуха, что позволяет поддерживать необходимые характеристики воздушной струи в пространстве проема при более высокой разнице температур.
Сопоставительный анализ с известными в данной области техники решениями показал, что предлагаемая конструкция воздушной завесы отличается:
- высокой эффективностью перекрытия проема ворот, невысокой стоимостью изготовления, обеспечивает экономию потребления тепловой и электрической энергии, так как не требует ни подвода теплосети, ни мощных вентиляторов, ни калориферов;
- низкими эксплуатационными затратами, так как не требует обслуживания теплоносителя по причине его отсутствия, а вентиляторы работают только в момент открытых ворот;
-  высокой надежностью, так как из конструкции исключен калорифер, поэтому нет опасности размораживания;
- длительным сроком службы, так как вентиляторы работают только в момент открытых ворот, тем самым продлевая ресурс завесы.