RU2319907C1

RU2319907C1 - Device for automatic humidifying of air

Info

Publication number: RU2319907C1
Application number: RU2006136192/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Сергей Савельевич Кочетов (RU); Сергей Савельевич Кочетов; Сергей Сергеевич Кочетов (RU); Сергей Сергеевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-03-20

Abstract

FIELD: air conditioning or ventilation.

SUBSTANCE: device comprises air nozzles, pipeline system for supplying water and compressed air to the nozzles, unit for control of the air nozzles, diaphragm solenoid valve that is an actuator in the circuit of control of air humidity, filter, and humidity pickup with a controller. The diaphragm valve has a coil and auxiliary valve connected with the main valve by means of the diaphragm unit. The height of the housing of the electropneumatic pressure regulator relates to the diameter diaphragm unit as 1.3-1.5. The nozzles are made of acoustical nozzles for spraying liquids. Each nozzle comprises housing that receives the generator of acoustical oscillations made of nozzle and resonator made of concentric ring slots arranged in the plane perpendicular to the axis of the housing, ring with conical surface connected to the housing and using for forming the torch of the liquid to be sprayed, and sprayer for forming liquid film. The sprayer overlaps the outlet of the generator and is mounted inside the housing by means of hollow rod provided with the screw swirler at its end and collar for ring area. The liquid is supplied to the area from the sprayer. The resonator is made of at least one spherical space made in the wall of the ring. The spherical space is connected with the ring slot through an orifice. The ring slot is formed by the faces of housing and ring from the side of conical surface. The ring is mounted for permitting movement along the axis of the housing by means of a threaded joint.

EFFECT: enhanced efficiency and reliability.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и может быть использовано для создания комфортных условий микроклимата в производственных помещениях, в частности в качестве систем местного доувлажнения воздуха.The invention relates to techniques for air conditioning and can be used to create comfortable microclimate conditions in industrial premises, in particular as local dampening systems.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является система по патенту РФ №2067730, кл. F24F 3/06 от 10.10.96, содержащая распылитель и блок управления.The closest technical solution to the claimed object is a system according to the patent of the Russian Federation No. 2067730, class. F24F 3/06 of 10/10/96 containing a spray gun and a control unit.

Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность процесса пневматического распыления.Its disadvantage is the relatively low efficiency of the pneumatic spraying process.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пневматического распыления воды.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the process of pneumatic spraying of water.

Это достигается тем, что в системе автоматического доувлажнения воздуха, состоящей из пневматических форсунок, сетей трубопроводов, служащих для подачи к ним воды и сжатого воздуха, и блока управления работой пневматических форсунок, причем она дополнительно включает мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением, одновременно выполняющий роль регулятора давления «после себя» и являющийся исполнительным механизмом в схеме регулирования влажности воздуха, а также фильтр и систему автоматики, включающую датчик влажности с регулятором, а мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением содержит катушку и вспомогательный клапан, связанный с основным посредством мембранного блока, причем электропневматический регулятор давления выполнен со следующими соотношениями размеров его основных элементов, которые находятся в оптимальном интервале величин: H/D=1,3...1,5; где: Н - высота корпуса регулятора давления в сборе, D - диаметр мембранного узла, форсунки выполнены в виде акустических форсунок для распыливания жидкостей, содержащих корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения.This is achieved by the fact that in the system of automatic humidification of air, consisting of pneumatic nozzles, piping networks used to supply water and compressed air to them, and a control unit for pneumatic nozzles, moreover, it additionally includes a membrane sealless valve with electromagnetic control, which simultaneously plays the role of “after yourself” pressure regulator and which is the actuator in the air humidity control circuit, as well as a filter and an automation system including a humid sensor with a regulator, and a diaphragm sealless valve with electromagnetic control contains a coil and an auxiliary valve connected to the main one via a membrane unit, the electro-pneumatic pressure regulator made with the following ratios of sizes of its main elements, which are in the optimal range of values: H / D = 1, 3 ... 1.5; where: H is the height of the pressure regulator housing assembly, D is the diameter of the membrane assembly, nozzles are made in the form of acoustic nozzles for spraying liquids containing a body with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, made in the form of concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the casing, a ring with a conical surface connected to the casing and used to form the formed plume of the sprayed liquid, and a spray used to form a liquid the remaining film, blocking the exit from the generator, and fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirler at the end and a shoulder to accommodate an annular platform onto which liquid flows from the atomizer, the resonator being made in the form of at least one spherical cavity located in the wall of the ring, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole to the annular gap formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface, and the ring is located with the possibility fixed movement along the axis of the housing by means of a threaded connection.

На фиг.1 представлен блок управления работой пневматических форсунок, на фиг.2 - фронтальный разрез электропневматического регулятора давления системы доувлажнения, на фиг.3 - общий вид пневматической акустической форсунки.Figure 1 presents the control unit for the operation of pneumatic nozzles, figure 2 is a frontal section of an electro-pneumatic pressure regulator of the humidification system, figure 3 is a General view of a pneumatic acoustic nozzle.

Система автоматического доувлажнения выполнена с питанием водой непосредственно от сети для случаев, когда давление воды в системе недостаточно для подачи ее в питающий бачок, находящийся под избыточным давлением. Система автоматического доувлажнения содержит мембранный бессальниковый клапан с электромагнитным управлением (фиг.2), одновременно выполняющий роль регулятора давления «после себя» и являющийся исполнительным механизмом в схеме регулирования влажности воздуха.The automatic humidification system is designed to supply water directly from the network for cases when the water pressure in the system is not enough to supply it to the supply tank, which is under overpressure. The system of automatic humidification contains a diaphragm sealless valve with electromagnetic control (figure 2), which at the same time acts as a pressure regulator "after itself" and is an actuator in the air humidity control circuit.

Схема автоматического регулирования доувлажнительной установки, показанная на фиг.1, состоит из трубопроводов воды 1 и сжатого воздуха 2, акустических пневматических форсунок (фиг.3), регулятора давления 4, фильтра 3 и системы автоматики. Сжатый воздух, очищенный от масла и пыли, подается к форсункам, а также через дополнительный фильтр 3 Ф-2 в верхнюю часть электропневматического регулятора давления 4 ЭПРД (фиг.2). Вода от водопровода поступает в нижнюю часть регулятора давления 4 и может попасть к доувлажнительным форсункам только при наличии давления в верхней части регулятора, достаточного для открывания клапана для подачи воды через редуктор. Электропневматический регулятор давления выполнен со следующими соотношениями размеров его основных элементов, которые находятся в оптимальном интервале величин: H/D=1,3...1,5; где: Н - высота корпуса регулятора давления в сборе, D - диаметр мембранного узла.The automatic control circuit of the humidification installation shown in Fig. 1 consists of water pipelines 1 and compressed air 2, acoustic pneumatic nozzles (Fig. 3), a pressure regulator 4, a filter 3, and an automation system. Compressed air, cleaned of oil and dust, is supplied to the nozzles, as well as through an additional filter 3 Ф-2, to the upper part of the electro-pneumatic pressure regulator 4 of the electronic pressure regulator (FIG. 2). Water from the water supply enters the lower part of the pressure regulator 4 and can only reach the humidifying nozzles if there is pressure in the upper part of the regulator that is sufficient to open the valve to supply water through the pressure reducer. The electro-pneumatic pressure regulator is made with the following size ratios of its main elements, which are in the optimal range of values: H / D = 1.3 ... 1.5; where: N is the height of the pressure regulator housing assembly, D is the diameter of the membrane assembly.

Акустическая форсунка (фиг.3) для распыливания жидкостей содержит корпус 10 с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла 11 и резонатора 12. На корпусе 10 расположено кольцо 13 с конической поверхностью 14, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 15. Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал 16, а из него через сопло 11, выполненное в виде кольцевой щели, концентрично расположенной кольцевому резонатору 17, в кольцо 13 навстречу распылителю 18, служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора 12, образованного резонатором. Жидкость подается из полого стержня 15 со шнековым завихрителем 18 на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки 19, на которую она и вытекает. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости 12, расположенной в стенке кольца 13, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 20 с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса 10 и кольца 13 со стороны конической поверхности 14, а кольцо 13 расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством его резьбового соединения 21.The acoustic nozzle (figure 3) for spraying liquids contains a housing 10 with an acoustic oscillator located inside the nozzle 11 and a resonator 12. On the housing 10 there is a ring 13 with a conical surface 14, connected to the housing and used to form the formed torch of the sprayed liquid, entering through the channel of the hollow rod 15. A spraying agent, such as air or any other gas, enters the gas channel 16, and from it through the nozzle 11, made in the form of an annular gap concentrically located annular resonator 17, into the ring 13 towards the atomizer 18, which serves to form a liquid film that blocks the output from the sound generator 12 formed by the resonator. The fluid is supplied from the hollow rod 15 with a screw swirl 18 at the end and a shoulder to accommodate the annular platform 19, to which it flows. The resonator is made in the form of at least one spherical cavity 12 located in the wall of the ring 13, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole 20 with an annular gap formed by the end planes of the housing 10 and the ring 13 from the side of the conical surface 14, and the ring 13 is located with the possibility of a fixed movement along the axis of the housing 10 by means of its threaded connection 21.

Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 17, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом 10 и кольцом 13 калиброванных прокладок 22, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The resonator can be configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap 17 formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface by installing calibrated spacers 22 between the housing 10 and ring 13, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

Резонатор может быть выполнен в виде тороидальной полости (на чертеже не показано), ось которой расположена соосно корпусу 10, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 20 с кольцевой щелью 17, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности.The resonator can be made in the form of a toroidal cavity (not shown in the drawing), the axis of which is located coaxially to the housing 10, and the cavity is connected by at least one calibrated hole 20 with an annular gap 17 formed by the end planes of the housing and the ring on the side of the conical surface.

Система автоматического доувлажнения работает следующим образом.The system of automatic humidification works as follows.

При равенстве давлений сжатого воздуха (над мембраной) и воды (под мембраной) открывание клапана 1, пропускающего воду к форсункам, прекращается. Таким образом, за клапаном и у форсунок поддерживается постоянное давление воды с очень небольшими колебаниями, не превышающее давление сжатого воздуха. При понижении давления сжатого воздуха клапан регулятора освобождается и сокращает поступление воды к форсункам.If the pressures of compressed air (above the membrane) and water (under the membrane) are equal, the opening of the valve 1 passing water to the nozzles stops. Thus, a constant water pressure with very small fluctuations, not exceeding the pressure of compressed air, is maintained behind the valve and at the nozzles. When the pressure of compressed air decreases, the regulator valve is released and reduces the flow of water to the nozzles.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 16, где встречает на своем пути резонатор 12, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 11 посредством калиброванного отверстия 20. В результате прохождения резонатора 12 распыливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал 15. Из шнекового завихрителя 18 жидкость вытекает в виде пленки на площадку 19, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 14 кольца 13. Основные параметры, влияющие на эффективность работы такой системы газоочистки: полнота заполнения живого сечения воздуховода водяным туманом; продолжительность контакта воды и воздуха; плотность водяного тумана.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows. A spraying agent, for example air, is supplied through a gas channel 16, where it meets a resonator 12 made in the form of a spherical cavity connected to the nozzle 11 by means of a calibrated hole 20. As a result of the passage of the resonator 12, a pulsating agent (for example, air) ripples in the latter pressure, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the solution supplied to the channel 15. From the screw swirler 18, the liquid flows in the form of a film to the platform 19, and then crushes under the influence of acoustic vibrations of air into small droplets, resulting in the formation of a spray torch with air, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the conical surface 14 of the ring 13. The main parameters affecting the efficiency of such a gas cleaning system: section of the duct with water fog; the duration of contact of water and air; water fog density.

Акустические форсунки, применяемые для газоочистки выбросного воздуха, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м³/мин и воды 1,5...2,2 л/мин. Создаваемый им водяной факел позволяет устанавливать их в воздуховодах диаметром до 600 мм. Нижние рабочие давления сред: воды - 1,5 атм; сжатого воздуха - 1,5...2 атм (0,15...0,2 МПа).The acoustic nozzles used for gas purification of exhaust air consume 0.6 ... 0.8 m ³ / min of compressed air and 1.5 ... 2.2 l / min of water. The water torch he creates allows them to be installed in ducts with a diameter of up to 600 mm. Lower working pressures of media: water - 1.5 atm; compressed air - 1.5 ... 2 atm (0.15 ... 0.2 MPa).

При прекращении подачи сжатого воздуха полностью прекращается и подача воды к форсункам. В схему регулирования системы доувлажнения (фиг.1), помимо ЭПРД, входит датчик влажности 5 ЭВЧ с регулятором 6 СПР-104. Датчик регулятора устанавливается в характерной точке цеха. При влажности воздуха выше заданной регулятор СПР-104 подает командный импульс на катушку 7 регулятора ЭПРД (фиг.2), вспомогательный клапан 8 открывается, и пространство над мембраной сообщается с атмосферой, который связан с основным 9 посредством мембранного блока, состоящего из полостей А и Б.When the supply of compressed air stops, the flow of water to the nozzles is completely stopped. In the regulation scheme of the humidification system (Fig. 1), in addition to the ESWD, there is a 5 EHF humidity sensor with regulator 6 SPR-104. The controller sensor is installed at a characteristic point in the workshop. When the air humidity is above a predetermined value, the SPR-104 regulator gives a command pulse to the coil 7 of the EPRD controller (Fig. 2), the auxiliary valve 8 opens, and the space above the membrane communicates with the atmosphere, which is connected to the main 9 through a membrane unit consisting of cavities A and B.

Давление воздуха в этом пространстве падает, клапан 9 прикрывается и сокращает доступ воды к форсункам.The air pressure in this space drops, the valve 9 closes and reduces the access of water to the nozzles.

При влажности воздуха ниже заданной регулятор 6 СПР-104 снимает питание с катушки 7 регулятора ЭПРД, давление над мембраной клапана начинает повышаться. Клапан 9 открывается, и форсунки снова начинают работать.When the air humidity is lower than the specified regulator 6 SPR-104 removes power from the coil 7 of the EPPR regulator, the pressure above the valve membrane begins to increase. Valve 9 opens and the nozzles start working again.

Регулятор 4 ЭПРД монтируется на любой доступной для обслуживания высоте, но обязательно ниже уровня факела форсунок. Этой высотой определяется давление воздуха над мембраной, которое обычно не превышает 2...3 Н/см². Контроль давления осуществляется манометром на водяной линии после клапана. Давление сжатого воздуха, подаваемого к форсункам, не должно превышать 10...11 Н/см² (1,0...1,1 ати).The electronic throttle control regulator 4 is mounted at any height available for maintenance, but always below the nozzle plume level. This height determines the air pressure above the membrane, which usually does not exceed 2 ... 3 N / cm ² . Pressure control is carried out by a manometer on the water line after the valve. The pressure of the compressed air supplied to the nozzles should not exceed 10 ... 11 N / cm ² (1.0 ... 1.1 atm).

Claims

1. The system of automatic humidification of air, consisting of pneumatic nozzles, piping networks used to supply water and compressed air to them, and a control unit for the operation of pneumatic nozzles, and it additionally includes a diaphragm sealless valve with electromagnetic control, simultaneously acting as a pressure regulator “after itself ”and which is the actuator in the air humidity control circuit, as well as a filter and an automation system, including a humidity sensor with a regulator, and a meme the wound glandless valve with electromagnetic control contains a coil and an auxiliary valve connected to the main one through a membrane unit, and the electro-pneumatic pressure regulator is made with the following size ratios of its main elements, which are in the optimal range of values: H / D = 1.3 ... 1 ,5; where H is the height of the housing of the pressure regulator assembly, D is the diameter of the membrane unit, characterized in that the nozzles are made in the form of acoustic nozzles for spraying liquids containing a housing with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, made in the form of concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the casing, a ring with a conical surface connected to the casing and serving to form the formed torch of the sprayed liquid, and a sprayer serving for the formation of a liquid film that blocks the exit from the generator, and is fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirl at the end and a shoulder for placing an annular platform onto which liquid flows from the atomizer, the resonator being made in the form of at least one spherical cavity, located in the wall of the ring, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole with an annular gap formed by the end planes of the housing and the ring on the side of the conical surface, and the ring is located ozheno with possibility of moving along a fixed axis of the housing by a threaded connection.

2. The automatic air humidification system according to claim 1, characterized in that the nozzle resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface, by means of installing calibrated between the housing and the ring gaskets whose thickness corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

3. The automatic air humidification system according to claim 1, characterized in that the nozzle resonator is made in the form of a toroidal cavity, the axis of which is coaxial with the body, and the cavity is connected by at least one calibrated hole with an annular gap formed by the end planes of the body and rings on the side of the conical surface.