RU197713U1

RU197713U1 - Vehicle cabin air flow distributor

Info

Publication number: RU197713U1
Application number: RU2020107278U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Анатольевич Гулевский; Игорь Борисович Журавец; Светлана Зиновьевна Манойлина; Евгений Дмитриевич Золотых
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2020-05-25

Abstract

Предложен распределитель потоков воздуха кабины транспортного средства, состоящий из канала, имеющий два усеченных конуса, расположенных один в другом, с шарнирным сочленением, позволяющий менять поперечное сечение выходного отверстия и направление распределения потоков воздуха. С целью повышения эффективности кондиционирования воздуха, необходимого для дыхания оператора, и снижение конструктивной сложности изготовления распределителя потоков входные сечения обоих усеченных конусов снабжены диафрагмами, меняющими аэродинамическое сопротивление воздуха, система распределения имеет возможность перемещения относительно тела оператора в поперечном и продольном направлениях. Такое перемещение дает распределение потоков воздуха внутри самой кабины транспортного средства.A vehicle cabin air flow distributor is proposed, consisting of a channel having two truncated cones arranged one in the other with a hinged joint, which allows changing the outlet cross section and the direction of air flow distribution. In order to increase the efficiency of air conditioning necessary for the operator’s breathing and reduce the structural complexity of manufacturing the flow distributor, the inlet sections of both truncated cones are equipped with diaphragms that change the aerodynamic resistance of the air, the distribution system has the ability to move relative to the operator’s body in the transverse and longitudinal directions. This movement gives the distribution of air flow inside the vehicle cabin.

Description

Полезная модель относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха.The invention relates to a ventilation and air conditioning technique.

Распределители потоков вентиляционного воздуха, преимущественно для локальных объемов с находящимися там людьми, например для кабин транспортных средств, тракторов, самоходных сельскохозяйственных, лесопромышленных, дорожных машин и других мобильных энергетических средств (МЭС), широко применяемые в настоящее время (Хохряков В.П. Вентиляция, отопление и обеспыливание воздуха в кабинах автомобилей. - М.: Машиностроение, 1987 г - 152 с.: ил.), имеют ряд недостатков. Некоторые из них преодолеваются, например, устройством распределения потоков воздуха.Distributors of ventilation air flows, mainly for local volumes with people there, for example, for cabs of vehicles, tractors, self-propelled agricultural, forestry, road machines and other mobile energy tools (MES), which are widely used at present (Khokhryakov V.P. Ventilation , heating and dust removal in the cabs of automobiles. - M .: Mechanical Engineering, 1987 - 152 pp., ill.), have a number of disadvantages. Some of them are overcome, for example, by a device for distributing air flows.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату к заявляемому техническому решению является распределитель потоков воздуха, взятый за аналог, содержащий канал для распределения потоков воздуха в кабину, который имеет два конуса, находящиеся один в другом, и механизм изменения конусности с шарнирным сочленением, позволяющий менять поперечное сечение выходного отверстия и направление распределения потоков воздуха (патент RU №91695, кл. В60Н 1/00 опубл. в 2010 г.). Существенные признаки аналога «распределитель потоков воздуха, два конуса, находящиеся один в другом, с шарнирным сочленением» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.The closest set of essential features and the technical result achieved to the claimed technical solution is an air flow distributor, taken as an analogue, containing a channel for distributing air flows into the cabin, which has two cones located in one another, and a taper changing mechanism with a hinge, allowing you to change the cross section of the outlet and the direction of distribution of air flows (patent RU No. 91695, class B60H 1/00 publ. in 2010). The essential features of the analogue "air flow distributor, two cones located in one another, with articulation" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Другим аналогом заявляемой полезной модели является система кондиционирования воздуха для транспортного средства, содержащая кондиционер с вентилятором и вмонтированное на входе приточного воздуховода распределительное устройство с наклонно установленными закручивающими поток воздуха лопатками (патент RU №975 465, В60Н 1/00 опубл. в 1982 г. ). Существенный признак аналога «распределительное устройство» совпадает с существенным признаком заявляемой полезной модели.Another analogue of the claimed utility model is an air conditioning system for a vehicle, comprising an air conditioner with a fan and a switchgear mounted at the inlet of the supply air duct with blades inclined with swirling air flow (patent RU No. 975 465, B60H 1/00 publ. In 1982) . The essential feature of the analogue "switchgear" coincides with the essential feature of the claimed utility model.

Прототипом заявляемой полезной модели является вентиляционное устройство для транспортного средства (авторское свидетельство SU 1556938 А1, кл. В60Н 1/30, опубл. в 1990 г) содержащее источник подачи воздуха с распределителем потоков воздуха, обеспечивающий распределение воздуха в кабине. Существенные признаки прототипа «распределитель воздушного потока, шарнир» совпадает с существенными признаками заявляемой полезной модели.The prototype of the claimed utility model is a ventilation device for a vehicle (copyright certificate SU 1556938 A1, class B60H 1/30, published in 1990) containing an air supply source with an air flow distributor that provides air distribution in the cabin. The essential features of the prototype "air flow distributor, hinge" coincides with the essential features of the claimed utility model.

Недостатками прототипа и аналогов являются:The disadvantages of the prototype and analogues are:

- неподвижность всей системы относительно тела оператора, не позволяющая эффективно реагировать на изменение положения транспортного средства относительно инсоляционных потоков;- immobility of the entire system relative to the body of the operator, not allowing to respond effectively to a change in the position of the vehicle relative to insolation flows;

- необходимость сворачивания конусов взаимным перемещением листовых обечаек образующих тело каждого конуса, создающих при таком сворачивании в средней части не герметичность, бесконтрольно меняющиеся параметры конических струй кондиционированного воздуха;- the need to collapse the cones by mutual movement of the leaf shells forming the body of each cone, which, in this folding process, creates in the middle part non-tightness, uncontrollably changing parameters of conical jets of conditioned air;

- конструктивная сложность изготовления.- structural complexity of manufacturing.

Необходимо отметить, что основные потоки, обеспечивающие нормальные температурные состояния оператора МЭС, должны гарантировать подачу необходимого количества воздуха в зону дыхания, и теплосъем с поверхности тела. При этом подача воздуха не должна сопровождаться избыточно высокой скоростью воздуха. Для нормального дыхания оператора МЭС при средней его нагрузке требуется 75-80 м³/час охлажденного до оптимальной температуры (18-20°С при максимальной внешней температуре 28-30°С) воздуха, со скоростью подачи не более 1,5 м/с, доходящей до головы, лица и груди.It should be noted that the main flows ensuring the normal temperature conditions of the MES operator should guarantee the supply of the necessary amount of air to the breathing zone, and heat removal from the body surface. In this case, the air supply should not be accompanied by an excessively high air speed. For normal breathing of the MES operator at its average load, 75-80 m ³ / hour of air cooled to the optimum temperature (18-20 ° C at a maximum external temperature of 28-30 ° C) is required, with a feed rate of not more than 1.5 m / s reaching the head, face and chest.

Для обеспечения в указанных соотношениях параметров в первом аналоге применяется сворачивание конусов, обеспечивающее переменность входных в конуса отверстий и межконусных кольцевых каналов. Для этого используется механизмы сворачивания конусов, включающие червячные микроредукторы в верхней и нижней части обоих конусов, а так же предусматривающее наличие упругих свойств листовых оболочек образующих тело конусов и позволяющих до некоторой степени соблюдать прямолинейность участков в месте нахлеста внешней части листа. Это конструктивно весьма сложно и кроме того не полностью гарантирует герметичность в средней части нахлеста листов. Как показывает практика, регулировочные способности такой системы распределения могут быть вполне обеспечены поворотами внутреннего конуса относительно внешнего и изменением сопротивлений входных в конус отверстий. Для этого предлагается установка в этих отверстиях регулирующих диафрагм, приводимых в движение автоматом с возможностью ручной регулировки в зависимости от интенсивности инсоляции и особенностей оператора.To ensure the parameters in the indicated ratios in the first analogue, folding of the cones is used, which ensures the variability of the holes in the cone and the inter-conical annular channels. To do this, cone folding mechanisms are used, including worm micro-reducers in the upper and lower parts of both cones, as well as providing for the elastic properties of the sheet shells of the body forming cones and allowing to some extent to observe the straightness of the sections at the overlap of the outer part of the sheet. It is structurally very complicated and, in addition, does not fully guarantee tightness in the middle part of the overlap of the sheets. As practice shows, the adjusting abilities of such a distribution system can be fully provided by turning the inner cone relative to the outer one and changing the resistances of the holes entering the cone. To do this, it is proposed to install in these holes regulating diaphragms, driven by an automatic machine with the ability to manually adjust depending on the intensity of insolation and the characteristics of the operator.

Для преодоления указанных недостатков, уменьшения избыточной инсоляции, возникающей при снижении задерживающей облачности и изменении положения транспортного средства при движении в зависимости от потока солнечных лучей предлагается заявляемый распределитель потоков воздуха, в котором система распределения потоков воздуха имеет возможность линейно перемещаться относительно тела оператора в поперечном и продольном направлениях. Величина такого перемещения определяется исходя конкретно из размеров и свойств кабины мобильного энергетического средства.To overcome these shortcomings, reduce excess insolation that occurs when reducing the retarding cloud and the position of the vehicle when moving depending on the sun's rays, the inventive air flow distributor is proposed, in which the air flow distribution system has the ability to linearly move relative to the operator’s body in transverse and longitudinal directions. The magnitude of such a movement is determined based specifically on the size and properties of the cabin of a mobile energy facility.

Техническая задача полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства распределения потоков и его конструктивное упрощение.The technical task of the utility model is to expand the functionality of the device for the distribution of flows and its structural simplification.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности кондиционирования воздуха, необходимого для дыхания оператора и снижение конструктивной сложности изготовления распределителя потоков.The technical result of the utility model is to increase the efficiency of air conditioning necessary for the breathing of the operator and reduce the structural complexity of the manufacture of the flow distributor.

Технический результат полезной модели достигается тем, что распределитель потоков воздуха кабины транспортного средства преимущественно для подачи воздуха из внешней среды или от кондиционера, содержит канал для распределения потоков воздуха в кабину, имеет два усеченных конуса, находящиеся один в другом, с шарнирным сочленением, позволяющие менять поперечное сечение выходного отверстия и направление распределения потоков воздуха, обеспечивает оптимальные соотношения потоков кондиционированного воздуха, направляемых в зону дыхания и нормализует температурное состояние тела оператора дозированием обтекающих потоков в зону груди, спины и пояса. Входные сечения обоих конусов снабжены диафрагмами, меняющими аэродинамическое сопротивление воздуха. Система распределения имеет возможность перемещения относительно тела оператора в поперечном и продольном направлениях.The technical result of the utility model is achieved in that the vehicle air flow distributor, mainly for supplying air from the external environment or from the air conditioner, contains a channel for distributing air flows into the cabin, has two truncated cones located in one another, with articulation, allowing changing the cross section of the outlet and the direction of the distribution of air flows, provides the optimal ratio of the flows of conditioned air directed to the breathing zone and normalizes the temperature state of the operator’s body by dosing the flowing flows into the chest, back and waist. The input sections of both cones are equipped with diaphragms that change the aerodynamic drag of the air. The distribution system has the ability to move relative to the body of the operator in the transverse and longitudinal directions.

На фиг. 1 представлено размещение распределителя потоков воздуха в кабине транспортного средства, на фиг. 2 - общий вид распределителя; на фиг. 3 - диафрагмы внешних оболочек большого и малого усеченных конусов на входе; на фиг. 4 - устройство перемещения распределителя потоков.In FIG. 1 shows the placement of an air flow distributor in a vehicle cabin; FIG. 2 - general view of the distributor; in FIG. 3 - diaphragms of the outer shells of the large and small truncated cones at the entrance; in FIG. 4 - device for moving the flow distributor.

В предлагаемом распределителе (фиг. 1) поток кондиционированного воздуха делится и дозируется на две основные части: для обеспечения дыхания и для охлаждения тела оператора. Кондиционированный воздух направляется, в кожух, в котором размещены два находящиеся один в другом усеченные конуса - внутренний 1 и внешний 2. Оба конуса имеют переменные, регулируемые проходные сечения. С помощью специального механизма 3 оператор вручную перемещает распределитель. Такая конструкция позволяет обеспечить оптимальное соотношение между потоками, предназначенными для подачи в зону головы (дыхания) и омывание корпуса оператора с целью теплосъема. Штриховыми линиями на фиг. 1 показано рабочее положение распределителя потока воздуха. Распределитель (фиг. 2) состоит из приемного патрубка 4, выполненного в форме полусферы, охватывающей вставку 5, жестко соединенную с внешним усеченным конусом 2, патрубок 4 и вставка 5 позволяют отклонять конус 2 на величину до 45°-50° по вертикали. Внутри внешнего усеченного конуса 2 выполнена аналогичное сфероидальное сочленение внутреннего усеченного конуса 1 и вставки 6. Данное сочленение также позволяет отклонять внутренний конус от вертикали. Регулирование угла раствора конусов обеспеченно диафрагмами (фиг. 3) внешней оболочки большого конуса 7 и малого конуса 8. Диафрагмы состоят из лепестков 9, перекрывающих друг друга и установлены во входных сечениях усеченных конусов. Для сворачивания лепестков диафрагмы предусмотрены приводы 10, 11 (фиг. 2). Специальный механизм (фиг. 4) перемещает систему усеченных конусов относительно тела оператора в поперечном и продольном направлениях, такое перемещение дает распределение потоков воздуха внутри самой кабины транспортного средства.In the proposed dispenser (Fig. 1), the flow of conditioned air is divided and dosed into two main parts: to ensure breathing and to cool the body of the operator. The conditioned air is directed into the casing, in which two truncated cones are located, one inside the other - internal 1 and external 2. Both cones have variable, adjustable passage sections. Using a special mechanism 3, the operator manually moves the distributor. This design allows you to ensure the optimal ratio between the flows intended for feeding into the head area (breathing) and washing the operator's body for heat removal. The dashed lines in FIG. 1 shows the operating position of the air flow distributor. The distributor (Fig. 2) consists of a receiving nozzle 4, made in the form of a hemisphere, covering the insert 5, rigidly connected to the external truncated cone 2, the nozzle 4 and the insert 5 allow the cone 2 to be deflected by up to 45 ° -50 ° vertically. Inside the outer truncated cone 2, a similar spheroidal joint of the inner truncated cone 1 and insert 6 is made. This joint also allows the inner cone to be deflected from the vertical. The angle adjustment of the cones is provided with diaphragms (Fig. 3) of the outer shell of the large cone 7 and the small cone 8. The diaphragms consist of petals 9 overlapping each other and are installed in the input sections of the truncated cones. Drivers 10, 11 are provided for folding the diaphragm blades (Fig. 2). A special mechanism (Fig. 4) moves the system of truncated cones relative to the body of the operator in the transverse and longitudinal directions, this movement gives the distribution of air flows inside the vehicle cabin.

Устройство работает следующим образом. Техническое исполнение предлагаемого распределителя потоков воздуха кабины транспортного средства обеспечено наличием двух усеченных конусов, входные сечения которых снабжены диафрагмами, меняющими аэродинамическое сопротивление воздуха. Кондиционированный поток воздуха направляется в приемный патрубок и продавливается через два усеченных конуса. Внутренний конус направляет поток преимущественно для дыхания, величина которого регулируется диафрагмой, расположенной на входе в приемное отверстие этого усеченного конуса. Общий поток на охлаждение тела оператора регулируется по расходу диафрагмы на входе во внешний усеченный конус, эффективность охлаждения груди, головы, спины обеспечивается переменой положения всей системы внутри кабины, а так же имением конфигурации кольцевого сечения поворотом внутреннего усеченного конуса. С помощью специального механизма оператор вручную перемешает распределитель потоков воздуха внутри самой кабины транспортного средства.The device operates as follows. The technical performance of the proposed air flow distributor of the vehicle cabin is provided by the presence of two truncated cones, the inlet sections of which are equipped with diaphragms that change the aerodynamic resistance of the air. The conditioned air flow is directed into the intake pipe and forced through two truncated cones. The inner cone directs the flow mainly for breathing, the size of which is regulated by the diaphragm located at the entrance to the receiving opening of this truncated cone. The total flow for cooling the operator’s body is regulated by the diaphragm flow at the entrance to the external truncated cone, the cooling efficiency of the chest, head, and back is ensured by a change in the position of the entire system inside the cabin, as well as by the configuration of the annular section by turning the internal truncated cone. Using a special mechanism, the operator manually mixes the air flow distributor inside the vehicle cabin.

Claims

The air flow distributor of the vehicle cabin is mainly for supplying air from the external environment or from the air conditioner, comprising a channel for distributing air flows into the cabin, having two truncated cones located in one another, with a hinge joint, allowing changing the cross section of the outlet and the direction of flow distribution air, providing optimal ratios of air-conditioned air flows directed to the breathing zone and normalizing the temperature state of the operator’s body by dosing flowing flows into the chest, back and belt, characterized in that the input sections of both truncated cones are equipped with diaphragms that change the aerodynamic resistance of the air, and the distribution system has the ability to move relative to the body of the operator in the transverse and longitudinal directions.