RU2325593C1 - Система автоматического доувлажнения воздуха - Google Patents

Abstract

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. Система автоматического доувлажнения воздуха состоит 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, содержащий резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора. Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пневматического распыления воды. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

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.

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.

Недостатком ее является сравнительно невысокая эффективность процесса пневматического распыления.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пневматического распыления воды.

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, форсунки выполнены в виде акустических форсунок, содержащий резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

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.

Система автоматического доувлажнения выполнена с питанием водой непосредственно от сети для случаев, когда давления 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.

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.

Акустическая форсунка (фиг.3) для распыливания жидкостей содержит корпус 10 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями, с размещенным в нем резонатором 18 и полостью 14 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 12 в коллектор 11, связанный через отверстия 13 с полостью 14, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.

На полом цилиндрическом стержне 16, жестко связанном с корпусом 10, установлена распределительная головка 26 для подачи исходного раствора через штуцер 15, при этом между стержнем 16 и корпусом 10 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 14, имеется кольцевой зазор 17. Резонатор 18 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 10, обращенной к распределительной головке 26, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 19 с зазором 17 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 10 и стержнем 16 распределительной головки 26. В сечении, перпендикулярном оси стержня 16, зазор 17 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 26 выполнена в виде корпуса 23 с крышкой 22 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 26 расположен коллектор 24 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 27, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 16 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 22 и корпусе 23 распределительной головки 26, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 16 каналами 21 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 21 расположен на конической поверхности крышки 22 распределительной головки 26, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

Резонатор 18 может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно стержню 16 распределительной головки 26, а его полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 19 с кольцевым зазором 17 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 10 и стержнем 16 распределительной головки 26. Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 16 распределительной головки 26, и образованного в ее крышке 22 посредством пластины 20, жестко прикрепленной к стержню 16, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 22, по крайней мере, тремя крепежными элементами 28 с образованием радиального кольцевого зазора.

Система автоматического доувлажнения работает следующим образом.

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.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распиливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 12 в коллектор 11, связанный через отверстия 13 с полостью 14, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 14 воздух направляется в кольцевой зазор 17 между стержнем 16 и корпусом 10, где встречает на своем пути резонатор 18, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 17 посредством калиброванного отверстия 19. В результате прохождения резонатора 18 распиливающим 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 распределительную головку 26 через полый стержень 16, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыливающего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 18. Эта пленка 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 крышки 22 распределительной головки 26.

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).

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.

Давление воздуха в этом пространстве падает, клапан 9 прикрывается и сокращает доступ воды к форсункам.

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.

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).

Claims (3)

1. Система автоматического доувлажнения воздуха, состоящая 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, отличающаяся тем, что форсунки выполнены в виде акустических форсунок, содержащих резонатор, выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

2. Система автоматического доувлажнения воздуха по п.1, отличающаяся тем, что резонатор выполнен в виде тороидальной полости, ось которой расположена соосно стержню распределительной головки, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием с кольцевым зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки.

3. Система автоматического доувлажнения воздуха по п.1, отличающаяся тем, что канал для выхода раствора представляет собой радиальный кольцевой зазор, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси стержня распределительной головки, и образованный в ее крышке посредством пластины, жестко прикрепленной к стержню перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой, по крайней мере, тремя крепежными элементами с образованием радиального кольцевого зазора.

Images