Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха (варианты)

Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха (варианты)

Реферат

 

Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха относится к технике кондиционирования воздуха и, в частности, может быть использован для распыления жидких веществ в других отраслях промышленности и сельского хозяйства, а также в конструкциях декоративных фонтанов. Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха содержит коллектор, на выходе из которого установлена рабочая пружина с примыкающими друг к другу витками и с заглушкой на свободном конце. Новым в распылителе является то, что рабочая пружина размещена в кольцевой щели коллектора с возможностью осевого перемещения и связана с коллектором посредством упругого элемента. Во втором варианте конструкции рабочая пружина размещена в кольцевой щели заглушки с возможностью осевого перемещения и связана с заглушкой посредством упругого элемента. В третьем варианте - рабочая пружина размещена в кольцевых щелях коллектора и заглушки с возможностью осевого перемещения и связана с коллектором и заглушкой посредством упругих элементов. Достигаемый при этом технический результат - повышение эффективности работы системы увлажнения воздуха за счет более стабильной дисперсности распыла жидкости, за счет изменения числа витков рабочей пружины, участвующих в распылении жидкости, при существенно изменяющемся расходе ее на входе в камеру увлажнения; исключение недопустимой деформации упругого элемента и рабочей пружины. 3 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и, в частности, может быть использовано для распыления жидких веществ в других отраслях промышленности и сельского хозяйства, а также в конструкциях декоративных фонтанов.

Известен распылитель для тепловлажностной обработки воздуха в виде форсунки или системы форсунок (см., например, Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция. Л., 1975, с.211-213).

К недостаткам таких распылителей можно отнести: необходимость применения дополнительного насоса в системе, так как форсунки требуют высокого давления жидкости на входе в форсунку; низкий расход жидкости через форсунку, что требует применения системы форсунок; отложение солей из распыливаемой воды в форсунке, что быстро выводит ее из строя.

Известен также распылитель для тепловлажностной обработки воздуха, содержащий коллектор, установленную на выходе из него пружину с примыкающими друг к другу витками и прикрепленную к свободному концу пружины заглушку (см., например, а.с. СССР № 646150 от 1977 г.), который работает эффективнее форсуночных распылителей и выбран в качестве прототипа.

К недостаткам прототипа относится его недостаточная эффективность работы, так как при изменении расхода жидкости, а следовательно, и давления жидкости в полости пружины в значительной мере изменяется дисперсность распыливаемой жидкости, что ухудшает работу системы увлажнения.

Целью изобретения является повышение эффективности работы системы увлажнения воздуха за счет сохранения необходимой дисперсности распыливаемой жидкости при существенном изменении расхода жидкости (т.е. изменении давления жидкости на входе в коллектор и в полости пружины).

Эта цель достигается тем, что в распылителе для тепловлажностной обработки воздуха, содержащем коллектор, на выходе из которого установлена рабочая пружина с примыкающими друг к другу витками и с заглушкой на свободном конце, согласно изобретению рабочая пружина размещена в кольцевой щели коллектора с возможностью осевого перемещения и связана с коллектором посредством упругого элемента.

Возможен второй вариант выполнения конструкции распылителя, когда рабочая пружина размещена в кольцевой щели заглушки с возможностью осевого перемещения и связана с заглушкой посредством упругого элемента.

Возможен третий вариант выполнения конструкции распылителя, когда рабочая пружина размещена в кольцевых щелях коллектора и заглушки с возможностью осевого перемещения и связана с коллектором и заглушкой посредством упругих элементов.

При таком выполнении распылителя появляется возможность обеспечения необходимой дисперсности распыливаемой жидкости при существенном изменении расхода жидкости за счет изменения числа витков рабочей пружины, участвующих в распылении жидкости. Так, например, если давление жидкости в коллекторе ниже некоторого значения Р₀, то вся рабочая пружина находится в кольцевом зазоре, и распыления жидкости не происходит. При увеличении давления жидкости на входе в коллектор несколько витков рабочей пружины выходят из кольцевой щели, обеспечивая заданный расход жидкости. При дальнейшем увеличении расхода (увеличении давления жидкости на входе в коллектор) пропорционально увеличивается количество витков рабочей пружины, участвующих в распылении жидкости. Так как увеличение расхода жидкости при таком выполнении устройства не связано с увеличением скорости истечения жидкости в зазоре между витками, то дисперсность распыливаемой жидкости сохраняется постоянной или изменяется в небольшом диапазоне.

Варианты выполнения кольцевой щели (в заглушке, в коллекторе или в заглушке и коллекторе) зависят от условий компоновки всей системы увлажнения воздуха. Первый вариант исполнения устройства обеспечивает минимальные осевые габаритные размеры. Второй вариант исполнения устройства обеспечивает дополнительно поджатие витков рабочей пружины за счет веса массивной заглушки. При третьем варианте исполнения устройства существует возможность введения упругих элементов в заглушке и коллекторе с различной жесткостью, что позволяет обеспечить ступенчатое изменение скорости выхода пружины из кольцевых щелей.

Упругий элемент может быть различной конструкции (резиновые амортизаторы, сильфоны и др.). Выполнение упругого элемента в виде винтовой пружины, внутренний и наружный диаметры которой равны внутреннему и наружному диаметрам рабочей пружины, позволяет более компактно разместить рабочую пружину и упругий элемент в кольцевой щели.

Жесткость упругого элемента, как правило, должна быть меньше жесткости рабочей пружины для обеспечения выхода рабочей пружины из кольцевой щели.

Рабочая пружина и упругий элемент могут быть выполнены из одной заготовки, но технологически проще их изготовить по отдельности и связать между собой через промежуточное кольцо.

При этом промежуточное кольцо может выполнять дополнительную функцию - обеспечивать дополнительное уплотнение между пружиной и упругим элементом. С этой целью промежуточное кольцо может включать в себя уплотняющий элемент.

Для исключения недопустимой деформации упругого элемента и рабочей пружины, например, при гидроударах в системе подвода распыливаемой жидкости введены ограничители деформации упругого элемента и рабочей пружины.

На фиг.1 изображена принципиальная схема распылителя для тепловлажностной обработки воздуха с кольцевой щелью, выполненной в коллекторе; на фиг.2 - вариант схемы распылителя с кольцевой щелью, выполненной в заглушке; на фиг.3 - вариант схемы распылителя с кольцевой щелью, выполненной частично в коллекторе, частично в заглушке.

Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха (фиг.1) содержит коллектор 1, рабочую пружину 2, помещенную в кольцевую щель 3 коллектора 1, заглушку 4. Рабочая пружина 2 связана с коллектором 1 посредством упругого элемента 5, максимальная деформация которого ограничена, например, упором 6, который размещен в пазу 7 кольцевой щели 3. Максимальное значение осевой деформации рабочей пружины 2 ограничено стержнем 8 с ограничительным перфорированным диском 9. Стержень 8 при помощи, например, резьбового соединения связан с заглушкой 4 с возможностью регулировки длины стержня 8.

Устройство работает следующим образом. Распыливаемая жидкость под давлением подается в коллектор 1 (фиг.1, слева). При возрастании давления жидкости упругий элемент 5 удлиняется, в результате чего несколько витков рабочей пружины 2 выходят из кольцевой щели 3 коллектора 1. При дальнейшем увеличении давления жидкости появляется зазор между витками рабочей пружины 2, через который жидкость распыляется в окружающее пространство. При дальнейшем увеличении давления на входе в коллектор 1 (что может быть связано с увеличением расхода жидкости) пропорционально увеличивается количество витков рабочей пружины 2, участвующих в распылении жидкости. При достижении определенного давления, при котором все витки рабочей пружины 2 участвуют в распылении жидкости, дальнейшей деформации упругого элемента 5 не происходит, так как упор 6 займет крайнее верхнее положение в пазу 7. При резком (импульсном) возрастании давления, например при гидроударе в системе подвода жидкости в коллектор 1, стержень 8 своим ограничительным диском 9 упирается в выступ коллектора 1 (фиг.1, справа), что защищает рабочую пружину 2 от недопустимой осевой деформации.

Распылитель, изображенный на фиг. 2, отличается от вышеописанного тем, что рабочая пружина 2 установлена в кольцевой щели 3 заглушки 4, а рабочая пружина 2 связана с упругим элементом 5 через промежуточное кольцо 10.

Работа этого распылителя аналогична работе вышеописанного, однако функцию ограничителя деформации упругого элемента выполняет промежуточное кольцо 10. Вес массивной заглушки 4 обеспечивает дополнительное начальное поджатие витков рабочей пружины 2.

Распылитель, изображенный на фиг.3, отличается от вышеописанных тем, что рабочая пружина 2 размещена частично в кольцевой щели коллектора 1, частично в кольцевой щели заглушки 4. Рабочая пружина 2 связана с коллектором 1 посредством упругого элемента 11, а с заглушкой 4 посредством упругого элемента 12. Жесткости упругих элементов 11 и 12 могут быть различными.

Работа распылителя аналогична работе вышеописанных, однако если, например, жесткость упругого элемента 11 выше жесткости упругого элемента 12, то при возрастании давления жидкости скорость выхода витков рабочей пружины 2 из кольцевой щели заглушки 4 будет выше скорости выхода рабочей пружины 2 из кольцевой щели коллектора 1. После полного выхода витков рабочей пружины 2 из кольцевой щели заглушки 4 в дальнейшем пружина будет выходить только из кольцевой щели коллектора 1, т.е. обеспечивается ступенчатое изменение скорости выхода пружины из кольцевых щелей.

Отметим, что использование описанных выше распылителей в конструкциях декоративных фонтанов обеспечит им более высокую занимательность.

Формула изобретения

1. Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха, включающий коллектор, на выходе из которого установлена рабочая пружина с примыкающими друг к другу витками и с заглушкой на свободном конце, отличающийся тем, что рабочая пружина размещена в кольцевой щели коллектора с возможностью осевого перемещения и связана с коллектором посредством упругого элемента.

2. Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха, включающий коллектор, на выходе из которого установлена рабочая пружина с примыкающими друг к другу витками и с заглушкой на свободном конце, отличающийся тем, что рабочая пружина размещена в кольцевой щели заглушки с возможностью осевого перемещения и связана с заглушкой посредством упругого элемента.

3. Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха, включающий коллектор, на выходе из которого установлена рабочая пружина с примыкающими друг к другу витками и с заглушкой на свободном конце, отличающийся тем, что рабочая пружина размещена в кольцевых щелях коллектора и заглушки с возможностью осевого перемещения и связана с коллектором и заглушкой посредством упругих элементов.

4. Распылитель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде винтовой пружины.

5. Распылитель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что жесткость упругого элемента меньше жесткости рабочей пружины.

6. Распылитель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что связь рабочей пружины с упругим элементом осуществлена через промежуточное кольцо.

7. Распылитель по п.6, отличающийся тем, что промежуточное кольцо содержит уплотняющий элемент.

8. Распылитель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что введен ограничитель деформации упругого элемента.

9. Распылитель по одному из пп.1-3 и 8, отличающийся тем, что введен ограничитель деформации рабочей пружины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3