Se ha denunciado esta presentación.
Utilizamos tu perfil de LinkedIn y tus datos de actividad para personalizar los anuncios y mostrarte publicidad más relevante. Puedes cambiar tus preferencias de publicidad en cualquier momento.

10620

Патент на полезную модель Республики Беларусь

  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

10620

  1. 1. (19) BY (11) 10620 (13) U (46) 2015.04.30 (51) МПК ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (12) РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ B 04C 9/00 (2006.01) (54) КАПЛЕУЛОВИТЕЛЬ УСТАНОВКИ ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА (21) Номер заявки: u 20140417 (22) 2014.11.17 (71) Заявитель: Общество с ограничен- ной ответственностью "Завод Ин- дустрия Климата" (BY) (72) Авторы: Евдокимов Андрей Владими- рович; Галюжин Даниил Сергеевич; Галюжин Сергей Данилович; Галю- жин Александр Сергеевич (BY) (73) Патентообладатель: Общество с огра- ниченной ответственностью "Завод Индустрия Климата" (BY) (57) 1. Каплеуловитель установки вентиляции и кондиционирования воздуха, включающий корпус с установленными в нем радиально изогнутыми пластинами, входной и выходной патрубки и устройство для сбора и отвода конденсата, отличающийся тем, что корпус и радиально изогнутые пластины выполнены из немагнитного материала, во входном пат- рубке перед данными пластинами установлен ионизатор частиц воды, в корпусе установлен соленоид, магнитные силовые линии которого перпендикулярны радиусу изгиба пластин. 2. Каплеуловитель по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между пластинами обратно пропорционально расстоянию от оси соленоида до осевой линии канала между пластинами, а радиус изгиба каждой пластины переменный и минимален у входного пат- рубка. Фиг. 1 BY10620U2015.04.30
  2. 2. BY 10620 U 2015.04.30 2 3. Каплеуловитель по п. 1, отличающийся тем, что соленоид установлен между стен- кой корпуса и впадиной изогнутой пластины с минимальным радиусом изгиба. 4. Каплеуловитель по п. 1, отличающийся тем, что ионизатор частиц воды установ- лен на внутренней поверхности входного патрубка по всему периметру его сечения. (56) 1. А. с. СССР 631215, МПК B 04C 9/00, 1978. 2. RU 2328660 C1, МПК F 24F 12/00, 2008. Полезная модель относится к устройствам для удаления влаги из движущегося в уста- новках вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использована для поме- щений, к которым предъявляются требования по поддержанию низкой влажности воздуха. Известен каплеуловитель установки вентиляции и кондиционирования воздуха, со- держащий корпус с входным и выходными патрубками и патрубком для слива жидкости, перфорированный цилиндрический стакан, расположенный внутри корпуса и тангенци- ально подсоединенный к входному патрубку, камеру сепарации, расположенную под крышкой корпуса, и лопасти, установленные в камере сепарации [1]. Однако этот каплеуловитель имеет сложную конструкцию и большие габариты. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели являет- ся каплеуловитель установки вентиляции и кондиционирования воздуха, включающий корпус с установленными в нем радиально изогнутыми пластинами, входной и выходной патрубки и устройство для сбора и отвода конденсата [2]. Однако данный каплеуловитель имеет высокое аэродинамическое сопротивление из-за наличия на пластинах каплеприемных воронок, которые создают местные завихрения воз- духа. Также он имеет низкую эффективность, так как не позволяет улавливать парообраз- ную влагу. В основу полезной модели положена задача повышения функциональных возможно- стей каплеуловителя, позволяющего улавливать не только капельную, но и парообразную влагу. Указанная задача достигается тем, что каплеуловитель установки вентиляции и кон- диционирования воздуха, включающий корпус с установленными в нем радиально изо- гнутыми пластинами, входной и выходной патрубки и устройства для сбора и отвода конденсата, согласно полезной модели, корпус и радиально изогнутые пластины выпол- нены из немагнитного материала, во входном патрубке перед данными пластинами уста- новлен ионизатор частиц воды, в корпусе установлен соленоид, магнитные силовые линии которого перпендикулярны радиусу изгиба пластин. Расстояние между пластинами об- ратно пропорционально расстоянию от оси соленоида до осевой линии канала между пла- стинами, а радиус изгиба каждой пластины переменный и минимален у входного патрубка. Соленоид установлен между стенкой корпуса и впадиной изогнутой пластины с минимальным радиусом изгиба. Ионизатор частиц воды установлен на внутренней по- верхности входного патрубка по всему периметру его сечения. В известных каплеуловителях используется центробежная сила, под воздействием ко- торой капли ранее сконденсированной воды отбрасываются к изогнутым пластинам, по которым вода стекает вниз в устройство для сбора и отвода конденсата. Для возникнове- ния центробежной силы необходимо криволинейное движение частиц воды. Центробеж- ная сила Fц (Н) определяется с помощью известно зависимости: , r mV F 2 0 ц = (1) где m - масса частицы, кг; V0 - переносная (окружная) скорость движения частицы, м/с; r - радиус кривой, по которой движется частица, м.
  3. 3. BY 10620 U 2015.04.30 3 Очевидно, что для повышения эффективности работы каплеуловителя целесообразно увеличить силу, действующую на частицу воды в радиальном направлении, т.к. при этом большее количество частиц будет достигать стенок корпуса и оседать на них. Увеличить Fц можно за счет увеличения V0 или уменьшения r. Однако существенное увеличение V0 приводит к росту гидравлических потерь энергии, которые пропорциональны 2 0 V . Уменьшение r ограничено конструкцией влагоотделителя. Проведенные исследования по- казали, что увеличить Fц путем модернизации конструкций (изменением V0 и r) известных каплеуловителей можно всего на 12-14 %. Известно, что магнитное поле воздействует на движущиеся в нем электрически заря- женные частицы. Сила, действующая на частицу воды с электрическим зарядом q, дви- жущуюся в магнитном поле по криволинейной траектории со скоростью V0, называется силой Лоренца Fл и определяется выражением: ],B,V[qF 0л rr = (2) где B - индукция магнитного поля, Тл. Модуль силы Fл, Н, при этом рассчитывается по формуле: ,sinBqVF 0л α= (3) где α - угол между векторами V0 и B, град. Если электрически зарядить частицы воды и расположить поток сжатого воздуха в магнитном поле таким образом, чтобы вектор V0 был перпендикулярен вектору B, то за счет действия силы Лоренца можно увеличить суммарную радиальную силу, действую- щую на частицу жидкости. Поэтому для обеспечения электрического заряда частиц воды во входном патрубке ус- тановлен ионизатор частиц воды, который выбивает электроны с частиц воды и делает данные частицы положительно заряженными. Ионизатор установлен перед изогнутыми пластинами для того, чтобы на криволинейную траекторию движения частицы воды вхо- дили уже заряженными, сразу попадали под действие магнитного поля и, соответственно, силы Лоренца. Установка ионизатора по всему периметру сечения входного патрубка по- зволяет ионизировать наибольшее количество частиц воды, находящихся в данный момент времени в сечении входного патрубка. Этим повышается эффективность каплеуловителя. Установка ионизатора на внутренней поверхности входного патрубка позволяет произво- дить облучение потока влажного воздуха без ослабления ионизирующего излучения. Для создания магнитного поля в корпусе установлен соленоид. Он установлен таким образом, что магнитные силовые линии перпендикулярны радиусу изгиба пластин. При этом угол α между векторами V0 и B будет равен 90°, соответственно, sinα = 1. В соответ- ствии с зависимостью (3) при этом сила Лоренца будет максимальна. Для исключения замыкания магнитного поля через элементы корпуса и пластины (при этом магнитное поле между пластинами будет практически отсутствовать) они выполне- ны из немагнитных материалов. Величина магнитной индукции уменьшается по мере удаления от оси соленоида. Наименьшая магнитная индукция будет между последней (наиболее удаленной от оси со- леноида) и предпоследней пластинами, поэтому в этом канале необходимо пропустить наименьшее количество воздуха, так как сила Лоренца между этими пластинами будет также наименьшая. Между первой и второй пластинами магнитная индукция будет наи- большая, поэтому в данном канале необходимо пропустить наибольшее количество воз- духа. Таким образом, для сохранения одинаковой эффективности удаления воды по всему сечению каплеуловителя расстояние между пластинами должно быть обратно пропорцио- нально расстоянию от оси соленоида до осевой линии канала между пластинами. Установка соленоида по отношению к потоку воздуха не может быть произвольной. Во-первых, при этом не должны увеличиваться габариты каплеуловителя. Во-вторых, по возможности необходимо, чтобы магнитное поле присутствовало во всех межпластинча-
  4. 4. BY 10620 U 2015.04.30 4 тых каналах, образованных изогнутыми пластинами. Во впадине изогнутой пластины с минимальным радиусом изгиба (первой пластины) между стенкой корпуса и этой пласти- ной имеется свободное пространство, через которое не проходит поток воздуха. Установ- ка соленоида в этом пространстве не увеличивает габариты каплеуловителя, а также обеспечивает создание магнитного поля во всех межпластинчатых каналах. Радиус изгиба каждой пластины у входного патрубка выполняют минимальным для того, чтобы обеспечить на входе в межпластинчатые каналы наибольшую центробежную силу для удаления капельной воды и образования на вогнутых поверхностях пластин тон- кого слоя воды. Здесь магнитная индукция незначительна и воздействие силы Лоренца на капли и частицы парообразной воды по сравнению с центробежной силой также незначи- тельно. Поэтому на данном этапе происходит удаление капельной воды. При дальнейшем движении воздуха в каналах поток входит в магнитное поле с высоким значением магнит- ной индукции. Здесь сила Лоренца превышает центробежную силу в несколько десятков раз, поэтому радиус изгиба пластин с целью снижения аэродинамического сопротивления здесь уменьшается, а частицы парообразной воды разгоняются под действием силы Ло- ренца и внедряются в тонкий слой воды, образованный каплями на вогнутых поверхно- стях пластин. Сущность полезной модели поясняется фигурами. На фиг. 1 показана схема каплеуло- вителя установки вентиляции и кондиционирования воздуха, на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1, а на фиг. 3 - схема воздействия центробежной силы Fц и силы Лоренца Fл на по- ложительно заряженную частицу воды, движущуюся с переносной (окружной) скоростью V0. Каплеуловитель установки вентиляции и кондиционирования воздуха содержит кор- пус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки. В корпусе 1 установлены первая 4, вторая 5 и третья 6 радиально изогнутые пластины. Корпус 1 и пластины 4, 5 и 6 выполнены из не- магнитных материалов. Во входном патрубке 2 перед изогнутыми пластинами 4, 5 и 6, ко- торые образуют каналы 7 и 8, например, по всему сечению входного патрубка 2 установлен ионизатор 9 частиц воды. Также каплеуловитель содержит соленоид 10, установленный, например, между стен- кой корпуса 1 и впадиной первой изогнутой пластины 4 (пластины с минимальным радиу- сом изгиба) в ее впадине. Соленоид 10 выполнен таким образом, что его магнитные силовые линии 11 перпендикулярны радиусу изгиба пластин. Расстояние между пластинами 4 и 5, 5 и 6 различное и обратно пропорционально рас- стоянию между осью соленоида 10 и осевой линией каналов 7 и 8 соответственно, т.е. a = k1/l1, b = k2/l2 (k1 и k2 - коэффициенты пропорциональности). В результате наибольшее проходное сечение имеет канал 7, а наименьшее - канал 8. Радиус изгиба каждой из пла- стин 4, 5 и 6 переменный и минимален у входного патрубка. Каплеуловитель установки вентиляции и кондиционирования воздуха работает сле- дующим образом. Воздух с каплями сконденсированной (капельной) влаги, а также час- тицами (молекулами, димерами, тримерами и полимерами) парообразной воды поступает во входной патрубок 2, где с помощью ионизатора 9 происходит ионизация частиц воды и они становятся положительно заряженными ионами. В качестве ионизатора 9, например, можно использовать ультрафиолетовые лампы, так как длина волны ультрафиолетового излучения позволяет достичь требуемой энергии ионизации частиц воды. Далее поток воздуха с ионизированными частицами воды поступает в каналы 7 и 8, образованные пла- стинами 4 и 5, 5 и 6 соответственно. Наибольшее проходное сечение имеет канал 7, по- этому через него пойдет наибольший расход воздуха и, соответственно, наибольшее количество капель сконденсированной воды и частиц парообразной воды. Однако радиус кривизны канала 7 наименьший по сравнению с радиусом кривизны канала 8, поэтому центробежная сила, действующая на капли воды в канале 7, будет максимальной, и за один и тот же промежуток времени капли воды в этом канале будут проходить большее
  5. 5. BY 10620 U 2015.04.30 5 расстояние, чем в канале 8. Соответственно, в канале 7 большее количество капель воды будет достигать вогнутой поверхности пластины 6, а наименьшее количество капель воды будет достигать вогнутой поверхности пластины 5, но в канале 8 и капель наименьшее ко- личество. Благодаря тому, что проходное сечение каналов 7 и 8 различно, то за один и тот же промежуток времени происходит осаждение всех капель воды на вогнутых поверхно- стях пластин 5 и 6. Поскольку радиус изгиба каждой пластины 4, 5 и 6 у входного патрубка минимален, то центробежная сила Fц (фиг. 3) здесь максимальна, а магнитная индукция здесь незначи- тельна и воздействие силы Лоренца Fл на капли и частицы парообразной воды по сравне- нию с центробежной силой также незначительно. Поэтому на данном этапе происходит удаление капельной воды. При дальнейшем движении воздуха в каналах поток входит в магнитное поле с высоким значением магнитной индукции. Здесь сила Лоренца Fл пре- вышает центробежную силу Fц в несколько десятков раз, поэтому радиус изгиба пластин 4, 5 и 6 с целью снижения аэродинамического сопротивления здесь уменьшается. В результате удаления капельной воды на вогнутых поверхностях пластин 4, 5 и 6 об- разуется тонкий слой стекающей вниз воды. Под действием силы Лоренца Fл в этот слой внедряются частицы парообразной влаги и удерживаются там за счет водородной связи, возникающей из-за дипольности молекул воды. Вода по вогнутым поверхностям пластин 4, 5 и 6 стекает вниз в устройство 12 для сбора конденсата, например поддон. С помощью устройства для удаления конденсата 13, например сифонного трубопровода, конденсат удаляется в канализацию или подается в другие устройства, где требуется техническая вода. В выходной патрубок 3 поступает осушенный воздух. В зависимости от мощности ионизатора 9 и мощности соленоида 10 при нормальных условиях можно достичь 20 %-ной относительной влажности воздуха на выходе капле- уловителя. Данный каплеуловитель может использоваться в установках вентиляции и кондицио- нирования воздуха помещений, где требуется низкая влажность воздуха. Фиг. 2 Фиг. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

×