RU220724U1

RU220724U1 - Air distributor

Info

Publication number: RU220724U1
Application number: RU2023116742U
Authority: RU
Inventors: Ольга Юрьевна Оськина; Евгений Викторович Штапов; Ольга Сергеевна Екимцева
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Filing date: 2023-06-23
Publication date: 2023-09-29

Abstract

Полезная модель относится к области систем воздушного снабжения, в частности к элементам конструкции охлаждения радиоаппаратуры. Воздухораспределитель выполнен в виде тонкостенного трубчатого элемента с входным и выходным отверстиями и постоянной в пределах допуска толщиной стенки. Для достижения возможности разделения входного потока воздуха в заданном соотношении и изменения его направления движения на 90 градусов, воздухораспределитель изготовлен из полимерного материала с помощью аддитивной технологии и имеет входное отверстие прямоугольного сечения для подачи воздуха, которое состоит из входных сечений воздуховодов и трех выходных отверстий прямоугольного сечения для выхода воздуха. Входные сечения и каждое из трех выходных отверстий связано воздуховодами, стенки которых имеют криволинейную форму. В двух воздуховодах выполнены направляющие вставки, установленные между их широкими стенками воздуховодов, расположенные относительно друг друга и повторяющие криволинейную форму стенок воздуховодов, а в третьем воздуховоде на прямом участке между его широкими стенками выполнена клиновидно-криволинейная вставка, делящая выходное сечение третьего воздуховода на два выходных сечения. При этом стенки воздуховодов выполнены параболическими, а направляющие вставки делят выходные сечения двух воздуховодов на несколько выходных сечений. Направляющие вставки установлены только на криволинейных участках двух воздуховодов, а клиновидно-криволинейная вставка жестко закреплена между широкими стенками на прямом участке третьего воздуховода. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

The utility model relates to the field of air supply systems, in particular to design elements for cooling radio equipment. The air distributor is made in the form of a thin-walled tubular element with inlet and outlet openings and a constant wall thickness within tolerance. To achieve the possibility of dividing the input air flow in a given ratio and changing its direction of movement by 90 degrees, the air distributor is made of polymer material using additive technology and has a rectangular inlet for air supply, which consists of inlet sections of air ducts and three outlets of rectangular cross-section for air to escape. The inlet sections and each of the three outlet openings are connected by air ducts, the walls of which have a curved shape. In two air ducts, guide inserts are made, installed between their wide walls of the air ducts, located relative to each other and repeating the curvilinear shape of the walls of the air ducts, and in the third air duct, on a straight section between its wide walls, a wedge-shaped-curvilinear insert is made, dividing the outlet section of the third air duct into two outlets sections. In this case, the walls of the air ducts are made parabolic, and the guide inserts divide the outlet sections of the two air ducts into several outlet sections. The guide inserts are installed only on the curved sections of two air ducts, and the wedge-shaped-curvilinear insert is rigidly fixed between the wide walls on the straight section of the third air duct. 4 salary f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области систем воздушного снабжения, в частности к элементам конструкции охлаждения радиоаппаратуры.The utility model relates to the field of air supply systems, in particular to design elements for cooling radio equipment.

Известен «Воздуховод переменного диаметра» (RU 197930 U1 МПК F24F 13/02 опубл. 05.06.2020), сформированный из листового материала путем скручивания и соединения крайнего слоя с предыдущим, таким образом, что под воздействием силы слои могут смешаться, что приводит к уменьшению диаметра воздуховода и позволяет вставлять его в имеющийся диаметр отверстия.The “Variable Diameter Air Duct” is known (RU 197930 U1 IPC F24F 13/02 publ. 06/05/2020), formed from sheet material by twisting and connecting the outer layer with the previous one, so that under the influence of force the layers can mix, which leads to a decrease diameter of the duct and allows it to be inserted into the existing diameter of the hole.

При изготовлении воздуховода крайний слой фиксируется, приклеивается к предыдущему клейкой лентой или при помощи клеящегося слоя, или при помощи вырубленных зацепов в материале, или при помощи термической сварки.When making an air duct, the outermost layer is fixed and glued to the previous one with adhesive tape or using an adhesive layer, or using cut-out hooks in the material, or using thermal welding.

Кроме того, воздуховод может быть изготовлен из различных листовых пластиковых материалов, имеет переменный диаметр и может сжиматься или расширяться в зависимости от диаметра отверстия, куда он вставляется.In addition, the duct can be made from a variety of sheet plastic materials, has a variable diameter, and can shrink or expand depending on the diameter of the hole into which it is inserted.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является «Воздуховод, изготовленный методом селективного лазерного сплавления» (RU 210922 U1 МПК F24F 13/00, опубл. 13.05.2022). Воздуховод выполнен в виде тонкостенного трубчатого элемента с входным и выходным отверстиями и постоянной в пределах допуска толщиной стенки. Воздуховод изготовлен из порошка металла или сплава металла с помощью метода селективного лазерного сплавления с последующей термообработкой. Ось воздуховода имеет криволинейную форму. Поперечные сечения воздуховода плоскостями, перпендикулярными оси воздуховода, имеют форму колец переменных диаметров, которые увеличиваются от входного отверстия к выходному. Толщина стенки является постоянной в пределах допуска (0,1-0,3) мм. Толщина стенки составляет (1,5-3) мм. Воздуховод выполнен из порошка алюминия или алюминиевого сплава.The closest to the proposed technical solution is “Air duct made by selective laser melting” (RU 210922 U1 IPC F24F 13/00, published 05/13/2022). The air duct is made in the form of a thin-walled tubular element with inlet and outlet openings and a constant wall thickness within tolerance. The duct is made of metal powder or metal alloy using selective laser melting followed by heat treatment. The axis of the air duct has a curved shape. The cross sections of the air duct with planes perpendicular to the axis of the air duct have the shape of rings of variable diameters, which increase from the inlet to the outlet. The wall thickness is constant within a tolerance of (0.1-0.3) mm. The wall thickness is (1.5-3) mm. The air duct is made of aluminum powder or aluminum alloy.

Недостатками известных устройств является невозможность выравнивания скоростей истекающей струи воздуха.A disadvantage of the known devices is the impossibility of equalizing the speed of the flowing air stream.

Предлагаемый воздухораспределитель направлен на решение проблемы снижения аэродинамического сопротивления и выравнивания скоростей истекающей струи воздуха.The proposed air distributor is aimed at solving the problem of reducing aerodynamic drag and equalizing the speed of the outflowing air stream.

Техническим результатом предлагаемого воздухораспределителя является: достижение возможности разделения входного потока воздуха в заданном соотношении и изменение его направления движения на 90 градусов.The technical result of the proposed air distributor is: achieving the possibility of dividing the input air flow in a given ratio and changing its direction of movement by 90 degrees.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что воздухораспределитель выполнен в виде тонкостенного трубчатого элемента с входным и выходным отверстиями и постоянной в пределах допуска толщиной стенки.The essence of the proposed technical solution is that the air distributor is made in the form of a thin-walled tubular element with inlet and outlet openings and a constant wall thickness within tolerance.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение заявленного технического результата, является изготовление воздухораспределителя из полимерного материала с помощью аддитивной технологии, имеющего входное отверстие прямоугольного сечения для подачи воздуха, которое состоит из входных сечений воздуховодов и трех выходных отверстий прямоугольного сечения для выхода воздуха. Входные сечения и каждое из трех выходных отверстий связано воздуховодами, стенки которых имеют криволинейную форму. В двух воздуховодах выполнены направляющие вставки, установленные между их широкими стенками воздуховодов, расположенные относительно друг друга и повторяющие криволинейную форму стенок воздуховодов, а в третьем воздуховоде на прямом участке между его широкими стенками выполнена клиновидно-криволинейная вставка, делящая выходное сечение третьего воздуховода на два выходных сечения. При этом стенки воздуховодов выполнены параболическими, а направляющие вставки делят выходные сечения двух воздуховодов на несколько выходных сечений. Направляющие вставки установлены только на криволинейных участках двух воздуховодов, а клиновидно-криволинейная вставка жестко закреплена между широкими стенками на прямом участке третьего воздуховода.New features that ensure the achievement of the stated technical result are the manufacture of an air distributor from a polymer material using additive technology, which has a rectangular cross-section inlet for air supply, which consists of inlet sections of air ducts and three rectangular cross-section outlets for air outlet. The inlet sections and each of the three outlet openings are connected by air ducts, the walls of which have a curved shape. In two air ducts, guide inserts are made, installed between their wide walls of the air ducts, located relative to each other and repeating the curvilinear shape of the walls of the air ducts, and in the third air duct, on a straight section between its wide walls, a wedge-shaped-curvilinear insert is made, dividing the outlet section of the third air duct into two outlets sections. In this case, the walls of the air ducts are made parabolic, and the guide inserts divide the outlet sections of the two air ducts into several outlet sections. The guide inserts are installed only on the curved sections of two air ducts, and the wedge-shaped-curvilinear insert is rigidly fixed between the wide walls on the straight section of the third air duct.

На фиг. 1 изображен вид спереди воздухораспределителя.In fig. 1 shows a front view of the air distributor.

На фиг. 2 изображен вид по стрелке А воздухораспределителя.In fig. 2 shows a view along arrow A of the air distributor.

На фиг. 3 изображено сечение В-В воздухораспределителя.In fig. Figure 3 shows the B-B cross section of the air distributor.

Воздухораспределитель выполнен единой деталью, например, из полимерного материала и состоит из воздуховодов 1, 2, 3, стенки которых выполнены криволинейной формы. Входное отверстие воздухораспределителя состоит из входных сечений 5, 6, 7 воздуховодов 1, 2, 3 прямоугольной формы, которые плавно переходят в выходные сечения 8, 9 10 соответствующих воздуховодов так, что входные и выходные сечения ориентированы друг другу перпендикулярно. Площади входных и выходных сечений воздуховодов 1, 2, 3 рассчитаны в соответствии с заданным расходом воздуха и определяются по зависимости:The air distributor is made of a single piece, for example, of a polymer material and consists of air ducts 1, 2, 3, the walls of which are made of a curved shape. The inlet opening of the air distributor consists of inlet sections 5, 6, 7 of air ducts 1, 2, 3 of a rectangular shape, which smoothly transition into the outlet sections 8, 9 10 of the corresponding air ducts so that the inlet and outlet sections are oriented perpendicular to each other. The areas of the inlet and outlet sections of air ducts 1, 2, 3 are calculated in accordance with the given air flow and are determined according to the dependence:

, (1) , (1)

где G - расход воздуха;where G is air flow;

ρ - плотность воздуха;ρ - air density;

υ - средняя скорость движения воздушного потока в сечении.υ - average speed of air flow in the section.

Направляющие вставки 4 повторяют криволинейную форму стенок воздуховодов 1, 2 и жестко закреплены, например приклеены, между широкими стенками воздуховодов, криволинейного участка каждого воздуховода вертикально. N направляющих вставок 4 делят выходные сечения 8, 9 воздуховодов 1, 2 соответственно на несколько выходных сечений, так что ƒ_i.<ƒ_i+1<ƒ_i+2…<ƒ_n. Площади таких сечений определяются по зависимости:The guide inserts 4 follow the curved shape of the walls of the air ducts 1, 2 and are rigidly fixed, for example glued, between the wide walls of the air ducts, the curved section of each air duct vertically. N guide inserts 4 divide the outlet sections 8, 9 of the air ducts 1, 2, respectively, into several outlet sections, so that ƒ _i .<ƒ _i+1 <ƒ _i+2 …<ƒ _n . The areas of such sections are determined by the dependence:

, (2) , (2)

где G_i - расход воздуха в сечении ƒ_i;where G _i - air flow in section ƒ _i ;

ρ - плотность воздуха;ρ - air density;

- постоянная средняя скорость движения воздушного потока в сечениях ƒ_i…ƒ_n, - constant average speed of air flow in sections ƒ _i ... ƒ _n ,

причемand

- расход воздуха в выходном сечении 8, 9 воздуховодов 1, 2. - air flow in the outlet section 8, 9 of air ducts 1, 2.

Вставка 11 имеет клиновидно-криволинейную форму и жестко закреплена, например приклеена между широкими стенками на прямом участке воздуховода 3, так что, делит выходное сечение 10 воздуховода 3 на два выходных сечения равных по площади.Insert 11 has a wedge-curvilinear shape and is rigidly fixed, for example, glued between wide walls on a straight section of the air duct 3, so that it divides the outlet section 10 of the air duct 3 into two outlet sections of equal area.

Воздухораспределитель работает следующим образом. The air distributor works as follows.

Поток воздуха поступает в воздухораспределитель через входное сечение и делится в заданном соотношении входными и выходными сечениями воздуховодов. Воздуховоды со стенками криволинейной формы и повторяющими их форму направляющими вставками 4 изменяют направление движения потока воздуха на 90 градусов со снижением аэродинамического сопротивления и выравнивают эпюры скоростей в истекающей струе воздуха. Воздуховод с клиновидно-криволинейной вставкой 11 изменяет направление движения потока воздуха на 90 градусов со снижением аэродинамического сопротивления и смещает поле максимальных скоростей от центра истекающей струи.The air flow enters the air distributor through the inlet section and is divided in a given ratio by the inlet and outlet sections of the air ducts. Air ducts with curved walls and guide inserts 4 repeating their shape change the direction of air flow by 90 degrees with a decrease in aerodynamic resistance and align the velocity diagrams in the outflowing air stream. An air duct with a wedge-shaped-curvilinear insert 11 changes the direction of air flow by 90 degrees with a decrease in aerodynamic resistance and shifts the field of maximum speeds from the center of the outflowing jet.

Claims

1. An air distributor made in the form of a thin-walled tubular element with inlet and outlet openings and a constant wall thickness within tolerance, characterized in that the air distributor is made of a polymer material using additive technology and has a rectangular cross-section inlet for air supply, which consists of inlet sections 5, 6, 7 of air ducts 1, 2, 3, and three outlet openings of rectangular cross-section for air outlet 8, 9, 10, inlet sections 5, 6, 7 and each of the three outlet openings 8, 9, 10 are connected by air ducts 1, 2, 3, the walls of which have a curved shape, in the air ducts 1, 2 there are guide inserts 4 installed between the wide walls of the air ducts 1, 2, and located relative to each other, and repeating the curvilinear shape of the walls of the air ducts 1, 2, and in the air duct 3 on in the straight section between its wide walls there is a wedge-shaped-curvilinear insert 11, dividing the outlet section 10 of the air duct 3 into two outlet sections.

2. The air distributor according to claim 1, characterized in that the walls of the air ducts are made parabolic.

3. The air distributor according to claim 1, characterized in that the guide inserts 4 divide the outlet sections 8, 9 of the air ducts 1, 2 into several outlet sections.

4. The air distributor according to claim 1, characterized in that the guide inserts 4 are installed only on curved sections of air ducts 1, 2.

5. The air distributor according to claim 1, characterized in that the wedge-shaped-curvilinear insert 11 is rigidly fixed between the wide walls on a straight section of the air duct 3.