PL206997B1 - Urządzenie sterujące nawiewem powietrza - Google Patents

Abstract

Urządzenie, sterujące nawiewem powietrza, składa się z dwóch podłużnych profilowanych kształtowników (1), do których od wewnętrznej strony przylegają profilowane wkładki (2). W przestrzeni pomiędzy wkładkami przepływa nawiewane powietrze, które omywa umieszczoną tam przepustnicę (3), przypominającą swym kształtem symetryczne skrzydło. Po obu stronach przepustnica zakończona jest tarczami (4), wyposażonymi w wałki (5) umieszczone w osi symetrii przepustnicy i stanowiące czopy łożysk ślizgowych, na których jest ona zawieszona. Tarcze posiadają występy (6), pełniące rolę elementów sprzęgieł kłowych, oraz występy (7) do zamocowania przepustnicy, przy czym sprzęgło kłowe, po lewej stronie przepustnicy, przenosi napęd bezpośrednio z wałka zdawczego (8) zespołu napędowego (9), na który stycznie nawinięty jest swobodny koniec higroskopijnej taśmy (10), ułożonej w kształcie spirali poprzez napięcie jej na obrotowych wałkach. Po obu bokach profilowanych kształtowników zamocowane są za pomocą wkrętów (12) i czopów (13) boczne zestawy zamykające, wykonane jako zestaw prawy (14) i zestaw lewy (15). Od strony przepustnicy stanowią one wzajemnie zwierciadlane odbicia i posiadają gniazda (16) na tarcze oraz podłużne otwory (17) na występy sprzęgieł kłowych jak również otwory-panewki łożysk ślizgowych (18) dla wałków osi obrotu przepustnicy. Od strony przeciwnej w stosunku do przepustnicy zestaw lewy posiada gniazdo na tarczę (20) sprzęgła kłowego z dźwignią (21) do ręcznego zamykania przepustnicy oraz pokrywę (22), natomiast zestaw prawy, od strony przeciwnej w stosunku do przepustnicy, posiada gniazdo (23), mieszczące tarczę sprzęgła kłowego (24), umieszczonego na wałku zdawczym (8) zespołu napędowego (9), pozwalającego przenieść napęd z higroskopijnej taśmy na przepustnicę, przy czym w gnieździe (23) znajduje się również sprężyna zwrotna (25), a zespół napędowy (9) zamknięty jest w obudowie (26).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie sterujące nawiewem powietrza do pomieszczenia zależnie od dwóch parametrów, wilgotności względnej powietrza w tym pomieszczeniu oraz różnicy ciśnień wymuszającej przepływ do zastosowania szczególnie w wentylacji.

Znane jest z literatury urządzenie sterujące nawiewem zależnie od poziomu wilgotności, w którym przepustnica w postaci rozciągłego poziomego płata zawieszona jest obrotowo na osi pokrywającej się z jej krawędzią i połączona za pośrednictwem mimośrodu i dźwigni z pakietem ośmiu higroskopijnych taśm poliamidowych. Taśmy rozciągnięte są równolegle do osi obrotu przepustnicy w przestrzeni znajdującej się poniżej kanału przelotowego i oddzielonej od niego przegrodą osłaniającą je przed bezpośrednim wpływem powietrza nawiewanego. Powietrze wewnętrzne dociera do pakietu taśm otworami umieszczonymi w dolnej części obudowy. Pakiet taśm zmienia swoją długość zależnie od poziomu wilgotności względnej powietrza, co powoduje, że jego swobodny koniec wprawia w ruch dźwignię, która z kolei porusza mimośród powodujący obrót przepustnicy.

Znany jest nawiewnik powietrza z polskiego opisu patentowego nr 193909, w którym czerpnia wyposażona jest w samoczynnie działający regulator przepływu powietrza, zależnie od różnicy ciśnień w postaci ruchomej przesł ony w kształ cie rozcią g ł ego poziomo pł ata zawieszonej swobodnie w pionowym kanale czerpni o osi obrotu pokrywającej się z jej górną krawędzią i w pozycji wyjściowej wychylonej nieco od pionu. Dla wzmocnienia siły zwrotnej pochodzącej od grawitacji, przesłona wyposażona jest w element sprężysty.

Innym znanym rozwiązaniem jest nawiewnik powietrza według polskiego opisu patentowego 203301 posiadający samoczynnie działający regulator przepływu działający zależnie od różnicy ciśnień zbudowany z dwóch podłużnych profilowanych kształtowych elementów, pomiędzy którymi zawieszona jest obrotowo przepustnica w postaci asymetrycznego płata przypominającego kształtem skrzydło. Podłużne kształtowniki połączone są zestawami bocznymi wykonanymi jako zestaw lewy oraz prawy będący zwierciadlanym odbiciem zestawu lewego. Oś obrotu przepustnicy pokrywa się z podł u ż n ą osią bezwł adnoś ci pł ata a sił a zwrotna pochodzi korzystnie od elementów magnetycznych.

Znany jest też nawiewnik powietrza ze zgłoszeniowego opisu wynalazku nr P-325627, który ma zewnętrzną czerpnię powietrza, zakładaną po zewnętrznej stronie ościeżnicy składającą się z osłony czerpni o czaszy w kształcie wycinka elipsy z profilem zamykającym o ściankach tworzących labirynt, posiadających otwory nawiewu. Pomiędzy osłoną czerpni, a profilem zamykającym mieści się substancja filtracyjna. Drugą część nawiewnika stanowi regulator nawiewu, mocowany po wewnętrznej stronie ościeżnicy i posiadający przesuwkę. Korpus regulatora nawiewu i przesuwka mają otwory.

Wadą urządzeń sterujących przepływem powietrza zależnie od różnicy ciśnień jest brak możliwości samoczynnego dostosowania wielkości przepływu do aktualnych potrzeb pomieszczenia. Wadą urządzenia ręcznie sterowanego jest konieczność uciążliwej ręcznej obsługi oraz praktycznie brak możliwości optymalizacji pracy urządzenia. Dodatkową wadą znanych rozwiązań urządzeń sterujących nawiewem powietrza zależnie od poziomu wilgotności jest umiejscowienie osi obrotu przepustnicy asymetrycznie na jej podłużnej krawędzi co powoduje występowanie względnie dużych sił pochodzących od naporu przepływającego powietrza wywołujących otwieranie przepustnicy i niekorzystne zwiększanie przepływu. Próbą ograniczenia tego niekorzystnego zjawiska występującego w opisywanym rozwiązaniu było zastosowanie pakietu złożonego z ośmiu higroskopijnych taśm poliamidowych mogących zrównoważyć większe siły lecz z uwagi na gorszy dostęp wilgoci odznaczającego się znacznie mniejszą czułością i długim czasem reakcji w porównaniu z pojedynczą taśmą. Dwustopniowy system przeniesienia napędu z pakietu taśm na przepustnicę wprowadza luzy dodatkowo pogarszając parametry opisywanego urządzenia. Kolejną wadą opisywanego powyżej rozwiązania jest powiązanie wydajności nawiewu powietrza tylko z poziomem wilgotności względnej nawiewu powietrza li tylko z poziomem wilgotności względnej, co w pewnych warunkach na przykład silnymi wietrze czy niskiej temperaturze na zewnątrz budynku powoduje nadmierny wzrost wymiany powietrza. W połączeniu z możliwością dodatkowego otwarcia przepustnicy, wskutek naporu przepływającego powietrza, prowadzi to do dyskomfortu, wyziębienia i nadmiernych strat energii cieplnej.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie nowej konstrukcji urządzenia sterującego nawiewem powietrza, która spowoduje wyeliminowanie wad występujących w dotychczasowych rozwiązaniach.

Urządzenie sterujące nawiewem powietrza według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada połączenie sprzęgłowe przepustnicy z wałkiem zdawczym wyposażonym w zaczep końca higroPL 206 997 B1 skopijnej taśmy spiralnie naprężonej na wałkach zespołu napędowego, przy czym wałek zdawczy zespołu napędowego jest usytuowany współosiowo w stosunku do przepustnicy i tym, że połączenie sprzęgłowe przepustnicy z wałkiem zdawczym ma postać elementu magnetycznego, a ponadto jest wyposażone w zestaw zamykający prawy i zestaw zamykający lewy, które zawierają od strony przepustnicy cylindryczne gniazda, podczas gdy cylindryczne gniazda wyposażone w denka korzystnie mają centralnie umieszczone otwory, które stanowią panewki łożysk ślizgowych oraz mają podłużne otwory rozmieszczone koncentrycznie po obu stronach osi symetrii, natomiast połączenie sprzęgłowe przepustnicy z wałkiem zdawczym, korzystnie ma postać elementu kłowego.

Rozwiązanie według wynalazku, odznacza się prostą i zwartą konstrukcją oraz korzystniejszymi parametrami użytkowymi w stosunku do znanych rozwiązań. Umiejscowienie osi obrotu przepustnicy w jej osi symetrii pozwala znacznie zmniejszy ć sił y pochodzą ce od naporu przepływają cego powietrza, które dodatkowo w tym przypadku powodują korzystne przymykanie przepustnicy. Wielokrotne zmniejszenie wartości tych sił w stosunku do znanego rozwiązania pozwala na zastosowanie pojedynczej higroskopijnej taśmy, co w połączeniu z rozpięciem jej na obrotowych wałkach zespołu napędowego zwiększa powierzchnię czynną i tym samym zmniejsza bezwładność układu sterującego. Dzięki temu urządzenie sterujące nawiewem powietrza według wynalazku posiada korzystnie dużą czułość oraz krótki czas reakcji.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie sterujące w widoku ogólnym aksonometrycznym, fig. 2 - urządzenie w widoku aksonometrycznym w układzie rozproszonym, fig. 3 przedstawia w widoku aksonometrycznym w układzie rozproszonym fragment urządzenia uwidaczniającego zestaw prawy od strony zespołu napędowego. fig. 4 -fragment urządzenia w widoku aksonometrycznym w układzie rozproszonym przedstawiającym zestaw lewy od strony przepustnicy, fig. 5 przedstawia widok aksonometryczny zespołu napędowego, fig. 6 przedstawia urządzenie, w stanie otwartym, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A na fig. 1, fig. 7 - urządzenie, w stanie otwartym, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii B-B na fig. 1, fig. 8 - urządzenie, w stanie zamkniętym, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A na fig. 1, fig. 9 - urządzenie, w stanie zamkniętym, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii B-B na fig. 1, fig. 10 - urządzenie ze sprzęgłem magnetycznym w widoku aksonometrycznym w układzie rozproszonym, a fig. 11 przedstawia urządzenie w wariantowym wykonaniu w widoku aksonometrycznym w układzie rozproszonym z korbą na wałku zdawczym zespołu napędowego.

Urządzenie sterujące nawiewem powietrza zbudowane jest z dwóch podłużnych profilowanych kształtowników 1, do których od wewnętrznej strony przylegają profilowane wkładki 2. W przestrzeni pomiędzy wkładkami przepływa nawiewane powietrze, które omywa umieszczoną tam przepustnicę 3 przypominającą swym kształtem symetryczne skrzydło. Po obu stronach przepustnica 3 zakończona jest tarczami 4 wyposażonymi w wałki 5 umieszczone w osi symetrii przepustnicy 3 i stanowiące czopy 51 łożysk ślizgowych, na których jest ona zawieszona. Tarcze 4 posiadają występy 6 w postaci elementów kłowych 61 pełniących rolę elementów sprzęgieł kłowych oraz występy 7 w formie szczęk służących do zamocowania przepustnicy 3. Sprzęgło kłowe po lewej stronie przepustnicy 3 przenosi napęd bezpośrednio z wałka zdawczego 8 zespołu napędowego 9, na który stycznie nawinięty jest swobodny koniec higroskopijnej taśmy 10. Taśma higroskopijna 10 ułożona jest na kształt spirali poprzez napięcie jej na obrotowych wałkach 11. Po obu bokach profilowanych kształtowników zamocowane są za pomocą wkrętów 12 i czopów 13 boczne zestawy zamykające wykonane jako zestaw zamykający prawy 14 i zestaw zamykający lewy 15. Od strony przepustnicy 3 oba zestawy zamykające 14 i 15 stanowią wzajemnie zwierciadlane odbicia i posiadają gniazda 16 na tarcze 4 wyposażone w denka 16' oraz mają podłużne otwory 17 na występy sprzęgieł kłowych jak również mają otwory-panewki 16'' łożysk ślizgowych 18 dla wałków osi obrotu przepustnicy 3. Od strony przeciwnej w stosunku do przepustnicy 3 zestaw zamykający lewy 15 posiada gniazdo 19 na tarczę 20 sprzęgła kłowego wyposażoną w dźwignię 21 do ręcznego zamykania przepustnicy 3 oraz ma pokrywę 22. Zestaw zamykający prawy 14 od strony przeciwnej w stosunku do przepustnicy 3 posiada gniazdo 23 mieszczące tarczę 4 sprzęgła kłowego 24 umieszczonego na wałku zdawczym 8 zespołu napędowego 9 pozwalającego przenieść napęd z higroskopijnej taśmy 10 na przepustnicę 3. W gnieździe 23 znajduje się również sprężyna zwrotna 25. Zespół napędowy 9 zamknięty jest w obudowie 26. W rozwiązaniu urządzenia sterującego nawiewem powietrza uwidocznionego na fig. 10 na występach 6 tarcz 4 sprzęgła kłowego od strony zespołu napędowego są usytuowane elementy magnetyczne 27 pozwalające bezstykowo sprzęgnąć współpracujące ze sobą elementy.

PL 206 997 B1

W wariantowym rozwiązaniu urzą dzenia sterującego nawiewem powietrza uwidocznionym na fig. 11 wałek zdawczy 8 zespołu napędowego 9 wyposażony jest w korbę 28 współpracującą z występami 6 na tarczy 4 po lewej stronie przepustnicy 3.

Zasada działania urządzenia sterującego nawiewem powietrza polega na tym, że wykorzystuje zmiany długości taśmy higroskopijnej 10 w funkcji zmiany wilgotności względnej powietrza. Dodatkowo wykorzystuje zjawisko powstawania siły nośnej działającej na skrzydło umieszczone w strumieniu powietrza, która przy kącie natarcia strumienia powyżej pewnego minimum powoduje obracania skrzydła wokół jego osi symetrii. Wzrost wilgotności powietrza powoduje wydłużanie taśmy higroskopijnej 10, wskutek czego sprężyna zwrotna 25 otwiera przepustnicę 3 zwiększając wydajność wentylacji. Spadek wilgotności wywołuje skracanie taśmy 10, co skutkuje zamykaniem przepustnicy 3 i zmniejszaniem strumienia nawiewanego powietrza. Pojawienie się podmuchu wiatru czy większego ciągu w kanałach wentylacyjnych spowoduje korzystne przymykanie przepustnicy 3 w wyniku powstawania siły aerodynamicznej obracającej skrzydło przeciw sile sprężenia magnetycznego magnesów 27 lub przeciw sile sprężyny zwrotnej 25 prowadząc do stabilizacji strumienia nawiewanego powietrza.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie sterujące nawiewem powietrza zaopatrzone w kształtowniki, przepustnicę w postaci rozciągłego płata i w elementy złączne, znamienne tym, że posiada połączenie sprzęgłowe przepustnicy (3) z wałkiem zdawczym (8) wyposażonym w zaczep końca higroskopijnej taśmy (10) spiralnie naprężonej na wałkach zespołu napędowego (9), przy czym wałek zdawczy (8) zespołu napędowego (9) jest usytuowany współosiowo w stosunku do przepustnicy (3) i tym, że połączenie sprzęgłowe przepustnicy (3) z wałkiem zdawczym (8) ma postać elementu magnetycznego (27), a ponadto jest wyposażone w zestaw zamykający prawy (14) i zestaw zamykający lewy (15), które zawierają od strony przepustnicy (3) cylindryczne gniazda (16).
2. 2. Urządzenie sterujące według zastrz. 1, znamienne tym, że cylindryczne gniazda (16) wyposażone w denka (16') mają centralnie umieszczone otwory (16), które stanowią panewki łożysk ślizgowych (18) oraz mają podłużne otwory (17) rozmieszczone koncentrycznie po obu stronach osi symetrii.
3. 3. Urządzenie sterujące według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że połączenie sprzęgłowe przepustnicy (3) z wałkiem zdawczym (8), korzystnie ma postać elementu kłowego (6J.