ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ
AIR DISTRIBUTOR

Изобретение относится к области вентиляции воздуха и может быть использовано в помещениях различного назначения, оснащенных системами автоматического управления параметрами воздушной среды.
Известен воздухораспределитель (патент РФ №2200911, кл. F24F 13/06, 2003 г.), содержащий диффузорный корпус, прикрепленный к воздуховоду с помощью цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектирующие окна, установленную внутри патрубка конфузорную вставку, а на наружной поверхности эластичную манжету, охватывающую входной патрубок и жестко прикрепленную одним своим краем к патрубку выше эжектирующих окон с возможностью перемещения незакрепленного края вдоль эжектирующих окон и их перекрытия, внутри корпуса соосно с ним закреплена муфта с глухим отверстием, а в дне корпуса выполнено соосно расположенное с ним круглое отверстие, над которым также соосно размещена круглая пластина с диаметром, большим, чем диаметр круглого отверстия, и имеющая радиально расположенные щелевидные отверстия, а в центре - соосно закрепленную муфту с резьбой, причем выпускные отверстия, образованные между краями дна корпуса и круглой пластиной с закрепленными на краях дна ребрами, число которых и расположение точно соответствует числу и расположению радиальных щелевидных отверстий круглой пластины, при этом верхние края ребер свободно проходят сквозь радиальные щелевидные отверстия круглой пластины, а через муфту с резьбой проходит стержень, имеющий резьбу, соответствующую резьбе муфты, причем верхний конец стержня выполнен гладким и установлен с возможностью вращения в глухом отверстии муфты корпуса, а нижний конец снабжен рукояткой.
Недостатками такого воздухораспределителя являются:
- пропуск воздуха через зазоры между краями щелевидных отверстий круглой пластины и свободно проходящими через них ребрами при плотно прижатой круглой пластине к краям дна;
- возможность изменения положения нижнего края эластичной манжеты (скатывание или раскатывание под действием вибрации, передаваемой воздухораспределителю от магистрального воздуховода), что приводит к изменению открытой площади эжектирующих окон и, следовательно, к изменению количества подсасываемого из помещения воздуха к основному потоку воздуха;
- невозможность использования воздухораспределителя в системах, оснащенных автоматическим управлением параметрами воздуха в помощении.
Известен воздухораспределитель (патент РФ №2282797, 2006 г.) - ближайший аналог, содержащий корпус, соединенный с воздуховодом с помощью цилиндрического входного патрубка, снабженного конфузорной вставкой и вырезанными на его поверхности эжектирующими окнами; внешняя поверхность патрубка снабжена резьбой, патрубок охвачен цилиндрической манжетой, снабженной внутренней резьбой, соответствующей резьбе на поверхности входного патрубка, что обеспечивает возможность перемещения манжеты вдоль эжектирующих окон, а выше эжектирующих окон на поверхности входного патрубка закреплено кольцо с канавкой, предназначенной для вхождения в нее верхнего торца манжеты при полном перекрытии эжектирующих окон; на нижнем торце манжеты закреплено кольцо, охватывающее манжету и снабженное на боковой поверхности насечкой в виде вертикальных борозд, к входному патрубку прикреплен нижним основанием фиксатор, представляющий собой плоскую пружину, снабженную расположенным перпендикулярно ее плоскости ребром, которое при прижатии к кольцу с насечкой положении входит в одну из борозд; корпус воздухораспределителя имеет цилиндрическую форму, на выходе корпуса в его дне вырезано отверстие, в котором закреплен открытый снизу цилиндр, верхний торец которого перекрыт крышкой, имеющей обтекаемую форму, на боковой поверхности цилиндра расположены окна для прохода воздуха, а его внутренняя поверхность снабжена резьбой, при этом аналогичная резьба имеется на внешней поверхности открытого сверху стакана, имеющего возможность ввинчивания внутрь цилиндра либо вывинчивания из него, обеспечивая перемещение стакана вдоль окон для прохода воздуха; нижний торец стакана снабжен охватывающим его и закрепленным на нем кольцом, боковая поверхность которого снабжена насечкой в виде вертикальных борозд, в нижнем отверстии в дне стакана размещены закручиватели воздуха, а внутри цилиндра выше окон для прохода воздуха закреплено кольцо с канавкой, предназначенной для вхождения в нее верхнего торца стакана при полном перекрытии окон для прохода воздуха, а к дну стакана прикреплен верхней частью фиксатор, аналогичный фиксатору, закрепленному на входном патрубке, ребро фиксатора при прижатом к кольцу с насечкой положении входит в одну из борозд.
Недостатком данного воздухораспределителя является невозможность использования его в системах вентиляции воздуха, оснащенных автоматической системой регулирования температуры и расхода воздуха, поступающего в обслуживаемое помещение.
Целью заявляемого изобретения является создание воздухораспределителя, который не только не изменяет под действием вибрации воздуховода положений элементов, регулирующих температуру и расход подаваемого в обслуживаемые помещения воздуха, но и позволяет использовать воздухораспределитель в системах вентиляции, оснащенных автоматической системой регулирования параметров воздушной среды в помещении.
Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции воздухораспределителя используется цилиндрический корпус, соединенный с воздуховодом с помощью цилиндрического входного патрубка, снабженного конфузорной вставкой и вырезанными на его поверхности эжектирующими окнами, а также имеющего резьбу на внешней поверхности и охваченного манжетой, на внутренней поверхности которой нарезана резьба, соответствующая резьбе на поверхности патрубка, что обеспечивает возможность перемещения манжеты вдоль эжектирующих окон, а выше эжектирующих окон на поверхности входного патрубка закреплено кольцо с канавкой, предназначенной для вхождения в нее верхнего торца манжеты при полном перекрытии эжектирующих окон, на выходе корпуса в его дне вырезано отверстие, в котором закреплен открытый снизу цилиндр, верхний торец которого перекрыт крышкой, имеющей обтекаемую форму, на боковой поверхности цилиндра расположены окна для прохода воздуха, а внутренняя поверхность цилиндра снабжена резьбой, при этом аналогичная резьба имеется на внешней поверхности открытого сверху стакана, имеющего возможность ввинчивания внутрь цилиндра либо вывинчивания из него, обеспечивая перемещение стакана вдоль окон для прохода воздуха, нижний торец стакана снабжен охватывающим его и закрепленным на нем кольцом, в нижнем отверстии дна стакана размещены закручиватели воздуха, выше окон для прохода воздуха внутри цилиндра закреплено кольцо с канавкой, предназначенной для вхождения в нее верхнего торца стакана при полном перекрытии окон для прохода воздуха, а на внешних поверхностях манжеты, охватывающей входной патрубок, и кольца, охватывающего нижний торец стакана, закреплены полосы из фрикционного материала, например из тормозной ленты толщиной 4-5 мм, при этом фрикционные полосы находятся в механическом контакте с дисками, внешние круговые поверхности которых также снабжены фрикционными полосами, а сами диски закреплены на выходных валах исполнительных механизмов, причем один исполнительный механизм, управляющий перемещением муфты вдоль эжектирующих окон, соединен электрически с регулятором температуры воздуха, к которому подключен датчик температуры, а другой исполнительный механизм, управляющий перемещением стакана вдоль окон для прохода воздуха, соединен электрически с регулятором расхода воздуха, к которому подключен датчик расхода; оба датчика размещены на выходе воздуха из воздухораспределителя, а исполнительные механизмы прикреплены один - к входному патрубку, а другой - к корпусу воздухораспределителя с помощью кронштейнов.
При поступлении сигналов от датчиков температуры или расхода воздуха на соответствующие регуляторы последние включают в работу исполнительные механизмы, перемещающие либо манжету вдоль эжектирующих окон, либо стакан вдоль окон для прохода воздуха, изменяя, таким образом, либо количество воздуха, поступающего в эжектирующие окна, либо расход воздуха на выход из воздухораспределителя. При этом исполнительные механизмы передают вращательное движение выходных валов через закрепленные на них диски, снабженные фрикционным материалом, контактирующим с таким же материалом, имеющимся на поверхности манжеты и на поверхности стакана. То есть движение регулирующих органов (манжеты и стакана) осуществляется за счет образованных фрикционных пар (фрикционной передачи) диск-манжета и диск-стакан. Редукторы исполнительных механизмов, являющиеся их составной частью, препятствуют перемещению регулирующих органов под действием вибрации, передающейся воздухораспределителю от воздуховода.
Из изложенного следует, что при реализации заявляемого технического решения достигается положительный эффект, заключающийся в обеспечении возможности использования предлагаемого воздухораспределителя в системах вентиляции, оснащенных системами автоматического регулирования температуры и расхода воздуха, при этом применение исполнительных механизмов, укомплектованных редукторами (при изготовлении), препятствует изменению положения регулирующих органов (манжеты и стакана) под действием вибрации воздуховода.
Анализ аналогов показал, что заявляемое техническое решение является новым. Новизна данного решения заключается в применении фрикционных пар для передачи движения от исполнительных механизмов к регулирующим органам, что позволяет осуществлять более плавное их перемещение. Кроме того, исполнительные механизмы, в комплект которых входят редукторы, препятствуют изменению положений регулирующих органов воздухораспределителя под действием вибрации магистрального воздуховода.
Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется признаками, дающими положительный эффект, и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».
На чертеже представлен предлагаемый воздухораспределитель. Воздухораспределитель содержит корпус 1, в дне 2 которого вырезано отверстие (на чертеже не обозначено), в котором закреплен открытый снизу цилиндр 3, верхний торец которого перекрыт крышкой 4, имеющей обтекаемую форму. Цилиндр 3 имеет окна 5 для прохода воздуха, его внутренняя поверхность снабжена резьбой 6. Аналогичная резьба имеется на внешней поверхности стакана 7, вокруг нижнего торца которого закреплено кольцо 8, к боковой поверхности которого прикреплена полоса 9 из фрикционного материала. В отверстии кольца 8 закреплены закручиватели воздуха 10. Корпус 1 соединен с магистральным воздуховодом 11 с помощью цилиндрического входного патрубка 12, внутри которого установлена конфузорная вставка 13. На поверхности патрубка 12 вырезаны эжектирующие окна 14, ниже которых на поверхности патрубка 12 нарезана резьба 15, аналогичная резьба нарезана на внутренней поверхности манжеты 16, охватывающей патрубок 12. На внешней боковой поверхности манжеты 16 закреплена полоса 17 из фрикционного материала. Полосы 17 и 9 могут быть выполнены из тормозной ленты любого типа толщиной примерно 4-5 мм. Эти полосы находятся в механическом контакте с дисками 18 и 19, на внешних круговых поверхностях которых также закреплены полосы 20 и 21 (соответственно) из фрикционного материала (аналогичного полосам 9 и 17). Диски 18 и 19 закреплены на выходных валах 22 и 23 исполнительных механизмов 24 и 25 соответственно. Исполнительные механизмы 24 и 25 установлены на кронштейнах 26 и 27. Кронштейн 26 прикреплен к корпусу 1, а кронштейн 27 - к входному патрубку 12. Исполнительный механизм 24 соединен электрически с регулятором 28 расхода воздуха, к которому подключен датчик расхода 29. Исполнительный механизм 25 соединен электрически с регулятором 30 температуры воздуха, к которому подключен датчик температуры 31. Датчики 29 и 31 размещены на выходе воздуха из воздухораспределителя. Кольца 32 и 33 с канавками служат для вхождения в последние верхних торцов регулирующих органов (манжеты и стакана), обеспечивающих надежное перекрытие эжектирующих окон и окон для прохода воздуха.
Воздухораспределитель работает следующим образом. Воздух из магистрального воздуховода 11 поступает во входной патрубок 12 и проходит сквозь конфузорную вставку 13, при этом за счет разрежения, создаваемого между краем конфузорной вставки 13 и стенкой патрубка 12, через эжектирующие окна 14 подсасывается воздух из помещения (в котором расположен воздухораспределитель), который подмешивается к приточному воздуху, изменяя его температуру. В зависимости от заданной (установленной на регуляторе 30) температуры датчик 31, установленный на выходе воздуха из воздухораспределителя, подает сигнал регулятору 30, который управляет работой исполнительного механизма 25, вал 23 которого вращается в ту или иную сторону, при этом насаженный на вал 23 диск 19 за счет механического контакта полосы 20 из фрикционного материала и полосы 17 из такого же материала, закрепленной на манжете 16, приводит к вращению манжеты 16 по резьбе 15, перемещая манжету 16 вдоль эжектирующих окон 14, увеличивая либо уменьшая площадь для прохода через окна 14 воздуха из помещения, т.е. меняя количество подсасываемого воздуха, а следовательно, и температуру воздуха на выходе из воздухораспределителя. Размещенный на выходе из воздухораспределителя датчик расхода воздуха 29 подает сигналы регулятору расхода 28, настроенному на заданный расход воздуха. Регулятор 28 управляет работой исполнительного механизма 24, вал 22 которого вращается в ту или иную сторону вместе с насаженным на него диском 18. Закрепленная на диске 18 полоса 21 из фрикционного материала находится в механическом контакте с полосой 9, выполненной из такого же материала, закрепленного на стакане 7, при этом стакан 7 вращается также в ту или иную сторону по резьбе 6, перемещаясь вдоль окон 5 цилиндра 3, изменяя площадь окон 5 для прохода воздуха, т.е. меняя его количество (расход) на выходе из воздухораспределителя. Установленный на выход закручиватель воздуха 10 способствует быстрому затуханию выходящих из распределителя воздушных струй. Исполнительные механизмы 24 и 25 надежно фиксируют регулирующие органы (манжету 16 и стакан 7) в нужном положении, а редукторы (имеющиеся в исполнительных механизмах) препятствуют изменению положения регулирующих органов под действием вибрации, передающейся от магистрального воздуховода к корпусу воздухораспределителя и его регулирующим элементам; за счет использования фрикционных передач от исполнительных механизмов к регулирующим органам осуществляется более плавное регулирование параметров воздуха (температура и расход).
Заявляемый воздухораспределитель является промышленно применимым, т.к. не содержит в себе элементов, представляющих сложность при изготовлении и монтаже, а исполнительные механизмы, регуляторы и датчики температуры и расхода воздуха выпускаются промышленностью.
Предлагаемый воздухораспределитель по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществлять в автоматическом режиме регулирование параметров воздуха в помещении, обеспечивая при этом надежное фиксирование регулирующих органов, независимо от вибрации, передаваемой от магистрального воздуховода к корпусу воздухораспределителя.