Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ДОУВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА

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 №2303752, кл. F24F 3/06 (прототип), содержащая распылитель и блок управления.

Недостатком его 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, дополнительно включен клапан, камера которого отделена от напорной линии мембраной из прорезиненной ткани, а жидкость проходит через фильтрующую шайбу по щели высотой 0,3 мм и отверстие диаметром 1 мм, причем при включении катушки управляющий клапан поднимается, а давление над мембраной падает, и клапан открывается, причем вентиль выполнен со следующими соотношениями размеров его основных элементов, которые находятся в оптимальном интервале величин: H₁/L=1,5…2,0; H₁/D_у=3,0…30; где H₁ - высота корпуса вентиля в сборе; L - длина прохода; D_у - диаметр условного прохода.

На фиг. 1 представлен блок управления предлагаемой системы, на фиг. 2 - фронтальный разрез электромагнитного вентиля, на фиг. 3 - пневматическая форсунка.

Система автоматического доувлажнения (фиг. 1) содержит волосяной влагорегулятор двухпозиционного действия ВДК, который управляет работой двух электромагнитных вентилей СВМ (фиг. 2), установленных на трубопроводах воды и сжатого воздуха. Камера над основным клапаном 1 отделена от напорной линии мембраной 2 из прорезиненной ткани толщиной 0,5 мм. Жидкость в эту полость проходит через фильтрующую шайбу 3 по щели 4 высотой 0,3 мм и далее через отверстие диаметром 1 мм. При включении катушки управляющий клапан 5 поднимается, а давление над мембраной 2 падает, и клапан 1 открывается. После выключения вентиля пружина 6 обеспечивает надежное закрывание клапана.

Электромагнитный вентиль типа СВМ выполнен со следующими соотношениями размеров его основных элементов, которые находятся в оптимальном интервале величин: H₁/L=1,5…2,0; H₁/D_у=3,0…30; где Н₁ - высота корпуса вентиля в сборе; L - длина прохода; D_у - диаметр условного прохода.

Пневматическая форсунка (фиг. 3) содержит корпус 12, выполненный в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие 8 для крепления осесимметричной корпусу 12, центральной цилиндрической вставки 7 с центральным осевым каналом 9 струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса 12, перпендикулярно его оси, выполнено по крайней мере одно отверстие 14 для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой 19, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 7 и внутренней поверхностью корпуса. К внутренней боковой поверхности корпуса 12, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза 15 струенаправляющего устройства для подвода воздуха (газа) под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора 16, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 7 и внутренней поверхностью гильзы 15, при этом кольцевой зазор 16 соединен с кольцевой камерой 19.

Струенаправляющее устройство для подвода воздуха (газа) под давлением к распылителю выполнено винтовым и образовано посредством кольцевого винтового зазора 16, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 7 и внутренней поверхностью гильзы 15, на которой прорезаны винтовые канавки, при этом винтовой кольцевой зазор 16 соединен с кольцевой камерой 19.

Струенаправляющее устройство для подвода воздуха (газа) под давлением к распылителю выполнено винтовым и образовано посредством кольцевого винтового зазора 16, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 7, на которой прорезаны винтовые канавки, и внутренней поверхностью гильзы 15, на которой также прорезаны винтовые канавки, при этом винтовой кольцевой зазор 16 соединен с кольцевой камерой 19.

К центральной цилиндрической вставке 7 соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба 10, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина 11 с по крайней мере тремя коническими дроссельными отверстиями 18 с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45 до 90°. На боковой поверхности раструба выполнено по крайней мере два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 17 с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба 10, а в каждом ряду выполнено по крайней мере три отверстия.

Внутренняя поверхность цилиндрических дроссельных отверстий 17 с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба 10, выполнена винтовой (на чертеже не показано).

Пневматическая форсунка (фиг. 3) работает следующим образом.

Жидкость под давлением подается через осевой канал 9, выполненный в центральной цилиндрической вставке 7, к распылителю в виде конического раструба 10, из которого часть жидкости истекает в горизонтальном направлении через радиальные отверстия 17, а часть в вертикальном направлении через конические дроссельные отверстия 18. Воздух под давлением подается через отверстия 14 в кольцевую камеру 19, а из нее к распылителю посредством кольцевого зазора 16. При этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.

Форсунка может использоваться в различных отраслях техники, где требуется создать распыленные потоки жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве, например в стационарных системах пожаротушения, а также в двигательном машиностроении - для распыления топлива. Кроме того, форсунка может использоваться в различных технологических процессах, в которых требуется обеспечить высокую эффективность тепломассообменных процессов при распылении жидкостей.

Система автоматического доувлажнения работает следующим образом.

Если влажность воздуха в цехе ниже заданной, влагорегулятор ВДК, к которому подается постоянный ток напряжением 24 В, посылает импульс на реле Р₂, которое замыкает свои контакты К₂, после чего питание подается на реле Р₃ и вентиль СВМ₁, который открывается; в результате к форсункам подается сжатый воздух. Одновременно заряжаются конденсаторы С₁ и С₂. Когда конденсаторы зарядятся до напряжения питания, срабатывает реле P₃ и своими контактами К₃ подает питание на реле Р₁. Реле P₁ имеет две пары нормально открытых контактов. При замыкании одна пара контактов K₁ шунтирует контакты K₂ реле Р₂, а другая подает питание на вентиль СВМ₂, подающий воду к форсункам. Сопротивление R₁ и емкости конденсаторов С₁ и С₂ подобраны таким образом, что подача воды к форсункам происходит на 10…15 с позже, чем подача воздуха.

При достижении в цехе заданной влажности воздуха контакты влагорегулятора ВДК размыкаются, и с вентиля CBM₁ и с реле Р₂ и Р₃ снимается питание. Подача воды к форсункам прекращается. Реле Р₂ отключается и разрывает свои контакты, однако питание на вентиль СВМ₁, подающий воздух к форсункам, продолжает подаваться, так как контакты К₁ реле Р₁ остаются замкнутыми. Это достигается за счет того, что реле P₃ продолжает оставаться включенным в результате разряда через его обмотку конденсаторов C₁ и С₂. Когда конденсаторы разрядятся, реле P₃ отключится и, разомкнув свои контакты К₃, обесточит реле Р₁; последнее отключается и снимает питание с вентиля СВМ₁.

Схема обеспечивает выдержку времени реле Р₃ при отключении около одной минуты. За это время сжатый воздух успевает удалить излишки воды из системы. Диод Д-206 установлен для того, чтобы конденсаторы С₁ и С₂ не разряжались через реле Р₂. В установке предусмотрена аварийная защита системы при исчезновении давления в линии сжатого воздуха или падении его ниже установленной величины (ниже 11 Н/см²). Защита выполнена с помощью реле давления РД-1-01, установленного за вентилем СВМ₁. Реле отключает подачу воды к форсункам. Вода к форсункам поступает от водопровода питьевой воды и после регулятора РДЖ-1А на уровне установки форсунок должна иметь давление ~2,0 Н/см². Действие регулятора РДЖ-1А основано на уравновешивании противоположно направленных сил упругой деформации пружины и давления воды в подмембранной полости. При колебаниях входного давления, составляющих ±25%, регулятор поддерживает давление воды на выходе с точностью ±2%.