Результат интеллектуальной деятельности: Камера для испытания на пыленепроницаемость

Заявляемое изобретение относится к области испытательного оборудования в машиностроении и может быть использовано для проведения испытаний электрической, электронной и радиотехнической аппаратуры на пыленепроницаемость.

Из предшествующего уровня техники (патент РФ на изобретение RU 2403393, заявка №2008138014/03 от 25.09.2008, опубликовано 10.11.2010, Бюл. №31) известна конструкция устройства для испытания приборов и элементов систем аэрогазового и пылевого контроля шахтной атмосферы, включающее испытательную камеру, систему подачи пыли, систему создания заданной влажности воздуха и поддержания температуры, устройство для определения степени концентрации пыли и измерительную станцию, включающую последовательно установленные термометр, расходомер, анемометр, манометр, отличающееся тем, что, с целью установления достоверных значений контролируемых параметров, устройство снабжено системой ввода газа, а испытательная камера выполнена тороидальной формы и представляет собой герметичный замкнутый воздуховод, выполненный во взрывобезопасном исполнении внутри которого расположены испытываемые приборы и элементы систем аэрогазового и пылевого контроля, и вентилятор, регулирующий скорость потока воздушной струи в испытательной камере, при этом измерительная станция дополнительно снабжена газоанализатором, трубкой полного давления Пито, психрометром и аспиратором, причем каждый из датчиков измерительной станции установлен внутри испытательной камеры через соответствующие вводные устройства, выполненные во взрывобезопасном исполнении.

Недостатком конструкции данного устройства является отсутствие системы очистки потока воздуха, проходящего через вентилятор, вследствие чего происходит абразивный износ деталей вентилятора, и тем самым сокращается срок его эксплуатации.

Также из предшествующего уровня техники (авторское свидетельство на изобретение SU 894455, заявка № Пр. 2853789/25-28 от 17.12.1979, опубликовано 30.12.1981, бюл. №48) известно устройство для испытания изделий на воздействие пыли, содержащее корпус, поперечное сечение которого выполнено переменным, средства создания пылевоздушного потока, держатель изделия, привод держателя, вентилятор, нагнетающий воздуховод, соединенный с воздуховодом корпуса, всасывающий воздуховод, соединенный с дном корпуса и нагревательный элемент, размещенный в воздуховоде, при этом корпус охвачен воздуховодом с жалюзями и герметически закрыт крышкой, а вал привода соединен с держателем.

Недостатком устройства является отсутствие системы очистки потока воздуха, проходящего через вентилятор, вследствие чего происходит абразивный износ деталей вентилятора, и тем самым сокращается срок его эксплуатации.

Кроме того, из уровня техники (ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками») известно устройство, для проверки защиты от пыли (представленное на рис.2, стр. 23), состоящее из корпуса, в который помещается испытуемый образец, циркуляционного насоса (вентилятора), пылевого фильтра, предохранительной сетки, расходомера воздуха, контрольно-измерительной аппаратуры, включающей расходомер воздуха и манометр, корпус соединяется нагнетающим воздуховодом с вентилятором, корпус также соединяется отводящим воздуховодом с пылеулавливающим агрегатом, для наблюдения за испытуемым объектом на корпусе размещено окно со стеклом. Представленная схема устройства выбрана в качестве прототипа.

Устройство, представленное на рисунке, имеет замкнутый контур, по которому циркулирует загрязненный пылью воздух, а пыль, находящаяся в циркулирующем потоке воздуха, проходя через вентилятор, подвергает абразивному износу детали вентилятора, сокращая срок его эксплуатации. Это является существенным недостатком.

Технический результат, достигаемый от заявленного технического решения, заключается в реализации замкнутой системы циркуляции воздуха с очисткой запыленного потока воздуха перед его подачей к вентилятору, что позволяет значительно уменьшить абразивный износ его элементов, а также минимизировать потери пылеобразующей смеси при проведении испытания за счет подачи отфильтрованной пыли в нагнетающий воздуховод.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявленная камера для испытания на пыленепроницаемость, содержащая каркас, включающий подставку, основание и размещенные на ней стойку с площадкой, установленный на подставке герметичный шкаф, соединенный с одной стороны нагнетающим воздуховодом с вентилятором, а с другой стороны с отводящим воздуховодом, контрольно-измерительную аппаратуру, дополнительно содержит потолок в герметичном шкафу, выполненный со щелевым отверстием для выхода потока воздуха и имеющий изогнутый отбойник для завихрения воздушного потока, размещенный на площадке пылеулавливающий агрегат, входное отверстие которого соединено отводящим воздуховодом с герметичным шкафом и выходное отверстие которого соединено с всасывающим отверстием вентилятора воздуховодом, установленным на стойке, а отверстие для выхода отфильтрованной пыли упомянутого пылеулавливающего агрегата соединено с нагнетающим воздуховодом эжекционным патрубком, расположенным концентрично нагнетающему воздуховоду, при этом соединение всасывающего отверстия вентилятора и воздуховода выполнено с кольцеобразным зазором, а контрольно-измерительная аппаратура состоит из термоанемометра, закрепленного на стенке нагнетающего воздуховода, термопреобразователя сопротивления, установленного на боковой стенке внутри герметичного шкафа и анализатора массовой концентрации пыли, смонтированного в герметичном шкафу на кронштейне рядом с испытуемым изделием.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 Камера для испытания на пыленепроницаемость (вид справа);

Фиг. 2 Камера для испытания на пыленепроницаемость (вид спереди);

Фиг. 3 Схема движения воздушных потоков.

Фиг. 4 Соединение всасывающего отверстия вентилятора с воздуховодом камеры (разрез А-А).

Камера для испытания на пыленепроницаемость содержит каркас, включающий подставку 3, основание 6, стойку 8 и площадку 15. На подставке 3 установлен герметичный шкаф 1. Герметичный шкаф 1 соединен с одной стороны нагнетающим воздуховодом 13 с вентилятором 7, а с другой стороны соединен при помощи отводящего воздуховода 11 с входным отверстием пылеулавливающего агрегата 10. На лицевой части герметичного шкафа 1 расположена дверца 2 для установки в камеру испытуемого изделия 5 и загрузки пылеобразующего материала (порошка). Дверца 2 имеет поворотные ручки с запорным кулачком, а на герметичном шкафу 1 присутствуют откидные винты для поджатия дверцы 2. На дверце 2 имеется застекленный проем для наблюдения за испытуемым изделием 5. Потолок 16 в герметичном шкафу 1 выполнен со щелевым отверстием для выхода потока воздуха и имеет изогнутый отбойник 17 для завихрения воздушного потока, что способствует более равномерному распределению пылевой взвеси в объеме герметичного шкафа 1. С задней стороны герметичного шкафа 1 расположено основание 6, на котором установлены площадка 15, вентилятор 7 и стойка 8. На площадке 15 размещен пылеулавливающий агрегат 10, у которого выходное отверстие соединено с всасывающим отверстием вентилятора 7 при помощи воздуховода 9, а отверстие для выхода отфильтрованной пыли упомянутого пылеулавливающего агрегата 10 соединено эжекционным патрубком 12 с нагнетающим воздуховодом 13. Стойка 8 является опорой для воздуховода 9. Контрольно-измерительная аппаратура состоит из термоанемометра 14, закрепленного на стенке нагнетающего воздуховода 13, пульта управления камеры (не показан), термопреобразователя сопротивления 4, установленного на боковой стенке внутри герметичного шкафа 1 и анализатора массовой концентрации пыли (не показан), смонтированного в герметичном шкафу на кронштейне рядом с испытуемым изделием.

Воздуховод 9 направляет поток очищенного воздуха из пылеулавливающего аппарата 10 во всасывающее отверстие вентилятора 7, закольцовывая воздушный контур камеры. Диаметр всасывающего отверстия вентилятора 7 больше диаметра воздуховода 9. Таким образом, кольцеобразный зазор (Фиг. 4) позволяет вентилятору, при необходимости, дополнительно всасывать чистый воздух из окружающего пространства, обеспечивая нормальную работу вентилятора и компенсируя потери и колебания воздушного потока в контуре.

Работа камеры для испытания на пыленепроницаемость, заключается в периодическом создании внутри герметичного шкафа 1 запыленности в течение заданного времени испытания. Работа камеры осуществляется в полуавтоматическом режиме в соответствии с электрической схемой камеры и программным обеспечением. В герметичный шкаф 1 на кронштейн устанавливается испытуемое изделие 5 и закладывается пылеобразующий материал (порошок).

Во время испытаний с определенной периодичностью происходит возмущение пылеобразующего материала струей воздуха с заданной скоростью. Воздух нагнетается в герметичный шкаф 1 вентилятором 7 по нагнетающему воздуховоду 13. Пылеобразующий материал располагается на дне герметичного шкафа 1, и при работе поток воздуха подхватывает частицы пылеобразующего материала, создавая запыленность. Поток воздуха, попадая в изогнутый отбойник 17 потолка 16 завихряется, что способствует более равномерному распределению пылевой взвеси в объеме герметичного шкафа 1. Далее запыленный воздух из герметичного шкафа 1 через щелевое отверстие в потолке 16 поступает по отводящему воздуховоду 11 в пылеулавливающий агрегат 10, в котором за счет центробежных сил происходит отделение пылевых частиц из загрязненного воздуха и их оседание в нижней части пылеулавливающего агрегата 10. Эжекционный патрубок 12, соединяющий отверстие для выхода отфильтрованной пыли пылеулавливающего агрегата 10 с нагнетающим воздуховодом 13, расположен по направлению движения воздушного потока и концентрично воздуховоду 13. Частицы пыли из пылеулавливающего агрегата 10 увлекаются потоком воздуха от вентилятора 7 через эжекционный патрубок 12 за счет эффекта эжекции в нагнетающий воздуховод 13 и, таким образом, возвращаются обратно в герметичный шкаф 1. Данная система позволяет минимизировать потери пылеобразующей смеси при проведении испытания. Очищенный воздух из выходного отверстия пылеулавливающего агрегата 10 по воздуховоду 9 подается к всасывающему отверстию вентилятора 7. Таким образом, в камере реализована замкнутая система циркуляции воздуха с очисткой запыленного потока перед подачей воздуха к вентилятору, что позволяет значительно уменьшить абразивный износ его элементов.

Схема движения воздушного потока в камере представлена на Фиг. 3.

Скорость потока воздуха измеряется термоанемометром 14 и регулируется на пульте управления камеры (не показан). Температуру воздуха в камере измеряет термопреобразователь сопротивления 4, концентрацию пыли в герметичном шкафу 1 в процессе испытания измеряет анализатор массовой концентрации пыли (не показан).

По окончании испытания объект испытания 5 разбирается и визуально оценивается количество пыли, попавшее внутрь.

Отличительные признаки от прототипа: прототип имеет замкнутый контур, по которому циркулирует загрязненный пылью воздух, а пыль, находящаяся в циркулирующем потоке воздуха, проходя через вентилятор, подвергает абразивному износу детали вентилятора, сокращая срок его эксплуатации. В предлагаемой конструкции камеры для испытания на пыленепроницаемость добавлен дополнительный контур очистки воздуха, включающий в себя пылеулавливающий агрегат, установленный на площадке и соединенный соответствующими воздуховодами с узлами камеры, вследствие чего к вентилятору поступает очищенный воздух, прошедший через пылеулавливающий агрегат. Таким образом, значительно снижается абразивный износ деталей вентилятора и увеличивается срок его эксплуатации, при этом пыль, отфильтрованная пылеулавливающим агрегатом, поступает в нагнетающий воздуховод, что исключает ее (пыли) потери при испытании, тем самым обеспечивается снижение трудоемкости, связанной с добавлением пылеобразующего материала в камеру, а также отпадает необходимость в создании сложных устройств автоматической подачи пылеобразующего материала.

На АО «НПК «Уралвагонзавод» заявляемое изобретение используется в цехе механосборочного производства для испытания электрической, электронной и радиотехнической аппаратуры на пыленепроницаемость и подтвердило свою технико-экономическую эффективность.