Устройство для предварительной очистки воздуха для кондиционера рельсового транспортного средства - RU2455181C2
Код документа: RU2455181C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к устройству для предварительной очистки воздуха для кондиционера внутреннего помещения кабины машиниста рельсовой тяговой подвижной единицы.
Такое устройство известно, например, из DE 69811821 Т2. Оно служит для предварительной очистки воздуха для вентиляции моторного отделения транспортного средства, причем используемый для вентиляции воздух фильтруется. Для фильтрования предусмотрены так называемый циклонный сепаратор и установленный за ним фильтрующий блок.
В DE 69805389 Т2 описан воздушный фильтр для транспортного средства, также включающий в себя циклонный сепаратор. Циклонный сепаратор и фильтрующие устройства служат также и в этом случае для очистки воздуха, используемого затем для охлаждения или кондиционирования.
Также из DE 202004020167 U1 известен кондиционер для рельсового транспортного средства.
К устройствам для предварительной очистки воздуха, используемого в рельсовых транспортных средствах, в зависимости от места применения рельсового транспортного средства предъявляются самые разные требования. Так, наружный воздух в случае груженных углем поездов, как правило, очень запылен, так что фильтрованию воздуха, который после своей очистки подается к установке кондиционирования воздуха помещения, придается большое значение. В северных странах, напротив, должны быть приняты эффективные меры для обеспечения функционирования устройства предварительной очистки воздуха даже в условиях вечной мерзлоты.
Устройству описанного выше рода присущ тот недостаток, что оно лишь с большим трудом может быть приведено в соответствие с действующими требованиями. В частности, в случае рельсовых транспортных средств, в которых в распоряжении имеется лишь ограниченное конструктивное пространство, изменение расчета устройства имеет далеко идущие последствия в отношении расчета самого рельсового транспортного средства. Однако этот зависимый от требований расчет является дорогостоящим.
Задачей изобретения является создание устройства описанного выше рода, которое при небольших затратах может быть приведено в соответствие с различными требованиями, причем одновременно не приходится производить почти никаких изменений при расчете рельсового транспортного средства.
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством устройства для предварительной очистки воздуха для кондиционера внутреннего помещения кабины машиниста рельсовой тяговой единицы, содержащего воздуховпускной кожух, имеющий приточное отверстие и отверстие для кондиционера со средствами для закрепления воздуховпускного кожуха на кондиционере, причем для соединения воздуховпускного кожуха с кондиционером служит приточный канал, и отдельный воздуховыпускной кожух, имеющий вытяжное отверстие и связанный через вытяжной канал с внутренним помещением и/или с кондиционером, причем между кондиционером и отверстием для него проходит перекрывающий приточный канал байпасный канал, в котором расположена соединенная с серводвигателем воздушная заслонка, а воздуховпускной кожух изготовлен из формоустойчивого материала, так что образованы прочные места сопряжения устройства с кондиционером и наружной стенкой тяговой единицы.
Согласно изобретению, создан формоустойчивый воздуховпускной кожух. Он имеет приточное отверстие, обеспечивающее поступление наружного кожуха. Кроме того, создано отверстие для кондиционера, на котором он может быть закреплен. Благодаря формоустойчивому выполнению воздуховпускного кожуха созданы, таким образом, два места сопряжения, а именно с наружной стороной тяговой единицы и с кондиционером, причем между этими обоими местами сопряжения могут быть помещены любые дополнительные приборы. Формоустойчивость воздуховпускного кожуха обеспечивает, тем самым, стандартное встраивание устройства в тяговую единицу независимо от места его применения или от действующих требований. Таким образом, устройство выполнено с возможностью модульного расширения, причем дополнительные конструктивные элементы подходят к воздуховпускному кожуху.
Целесообразно приточный канал содержит фильтрующий блок и дополнительный вентилятор. За счет размещения этих обоих конструктивных элементов в приточном канале можно расширить функцию предложенного устройства без необходимости изменений в местах сопряжения и, тем самым, изменений в общей конструкции предложенного устройства. Кроме того, не требуют изменений также взаимодействующие с устройством конструктивные элементы, например предусмотренный в тяговой единице кондиционер.
В одном целесообразном варианте дополнительный вентилятор и фильтрующий блок закреплены на воздуховпускном кожухе. Благодаря формоустойчивому выполнению воздуховпускного кожуха он обладает необходимой прочностью, чтобы нести на себе дополнительный вентилятор и фильтрующий блок. Таким образом, создана компактная конструкция, так что конструктивное пространство, которое должно быть создано в тяговой единице для предложенного устройства, минимизировано.
Предпочтительным образом воздуховпускной кожух содержит средства для его закрепления на тяговой единице. Эти средства предусмотрены, например, в зоне упомянутого прочного места сопряжения с тяговой единицей. Следовательно, даже при разных требованиях к устройству для предварительной очистки воздуха тяговая единица может быть рассчитана всегда одинаково. После закрепления воздуховпускного кожуха на тяговой единице устройство может быть оснащено необходимыми конструктивными элементами, и, тем самым, окончательно собранная тяговая единица может быть приведена в соответствие с данным применением без необходимости принятия особых дополнительных конструктивных мер.
Предпочтительным образом также воздуховыпускной кожух изготовлен из формоустойчивого материала. В этом целесообразном варианте также для воздуховыпускного кожуха создано прочное место сопряжения, по меньшей мере, с наружной стенкой тяговой единицы. Кроме того, воздуховыпускной кожух может служить также в качестве каркаса для закрепления дополнительных конструктивных элементов.
Вытяжной канал также образует прочное место сопряжения с внутренним помещением или с кондиционером.
Предпочтительным образом вытяжной канал содержит вытяжную заслонку с серводвигателем, причем вытяжная заслонка перекрыта перекрывающим каналом с вентилятором защиты давления. За счет использования такого вентилятора на вытяжной стороне и перемещаемой вытяжной заслонки создана защита давления, которая служит для предотвращения сильных колебаний давления во внутреннем помещении тяговой единицы. Вентилятор защиты давления целесообразно взаимодействует с дополнительным вентилятором на приточной стороне и включается и выключается дополнительным выключателем. При этом дополнительный вентилятор на приточной стороне гонит воздух к вентилятору защиты давления на слегка дросселированной вытяжной стороне. За счет крутой характеристики обоих вентиляторов поглощаются возможные колебания давления во внутреннем помещении к внешней атмосфере.
Целесообразно приточный канал впадает между кондиционером и воздушной заслонкой в байпасный канал. В этом целесообразном варианте больше не требуется никакого дополнительного канала, впадающего от воздуховпускного кожуха в кондиционер. Следовательно, предложенное устройство является менее дорогостоящим.
Целесообразно фильтрующий блок включает в себя циклонный сепаратор и фильтр тонкой очистки. Такие комбинированные фильтры уже известны из уровня техники и не требуют здесь подробного описания.
Предпочтительным образом на приточном и/или вытяжном отверстии предусмотрена решетка для защиты от атмосферных осадков.
Целесообразно, что, по меньшей мере, одна из решеток для защиты от атмосферных осадков выполнена обогреваемой. Обогреваемые решетки служат для предотвращения их обмерзания в холодных местностях, так что вентиляция внутреннего помещения тяговой единицы сохраняется даже при морозах. В этом предпочтительном варианте сложные датчики концентрации углекислого газа во внутреннем помещении излишни. Постоянное снабжение внутреннего помещения кислородом гарантировано также при низких температурах.
Целесообразно дополнительный вентилятор имеет почти постоянную характеристику в зависимости от статического давления, что обеспечивает расположение воздуховпускного кожуха на передней стороне тяговой единицы. За счет расположения воздуховпускного кожуха на передней стороне вследствие скорости движения тяговой единицы возникает подпор давления, величина которого зависит от скорости. В этом целесообразном варианте дополнительный вентилятор создает такую подачу, что даже при более высоких скоростях тяговой единицы обеспечено надежное снабжение внутреннего помещения воздухом.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения и его преимущества являются объектом нижеследующего описания примеров его осуществления со ссылкой на чертеж, причем одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаково действующим конструктивным элементам. На чертеже изображают:
- фиг. 1: пример выполнения устройства с кондиционером;
- фиг. 2: другой пример выполнения устройства;
- фиг. 3: другой пример выполнения устройства;
- фиг. 4: другой пример выполнения устройства, установленного на переднем конце тяговой единицы;
- фиг. 5-8: другие примеры выполнения устройства в схематичном виде.
На фиг. 1 изображен пример выполнения устройства 1, включающего в себя формоустойчивые воздуховпускной 2 и воздуховыпускной 3 кожуха. Воздуховпускной кожух 2 имеет приточное отверстие 2а, закрытое воздухопроницаемой решеткой 4 для защиты от атмосферных осадков. От заднего конца воздуховпускного кожуха 2 через фильтрующий блок 6 и дополнительный вентилятор 7 к байпасному каналу 9 проходит приточный канал 5. Байпасный канал 9 является частью воздуховпускного кожуха 2 и заканчивается в отверстии, на котором предусмотрены средства для закрепления на кондиционере 10. Кроме того, воздуховпускной кожух 2 содержит средства 11 для закрепления на тяговой единице рельсового транспортного средства (не показана).
Воздуховыпускной кожух 3 ограничивает вытяжное отверстие 12, из которого воздух из внутреннего помещения тяговой единицы выпускается в атмосферу. Воздуховыпускной кожух 3 соединен вытяжным каналом 13 с кондиционером 10, причем на вытяжном отверстии 12 также может быть размещена решетка для защиты от атмосферных осадков. Решетки 4 в примере на фиг. 1 выполнены обогреваемыми, причем для регулирования температуры нагрева служит блок управления 8, который создает необходимую технику безопасности для обогреваемых решеток.
Устройство 1 служит для предварительной очистки наружного воздуха перед его поступлением в кондиционер 10. Поступающий в воздуховпускной кожух 2 наружный воздух попадает сначала к фильтру 6, который в данном примере является фильтром тонкой очистки. Возникающее при этом падение давления наружного воздуха компенсируется дополнительным фильтром 7, который в направлении воздушного потока установлен за фильтром 6. Затем наружный воздух через байпасный канал 9 и отверстие для кондиционера 10 поступает в него. Кондиционер 10 в свою очередь располагает вентиляторами для подачи наружного воздуха. Кроме того, в кондиционере 10 предусмотрены, разумеется, необходимые для кондиционирования воздуха конструктивные элементы. Другими словами, кондиционер 10 представляет собой систему, которая устанавливает во внутреннем помещении тяговой единицы рельсового транспортного средства нужную температуру и нужную влажность воздуха. Выходящий из кондиционера 10 воздух попадает сначала во внутреннее помещение тяговой единицы, а затем по вытяжному каналу 13 - в воздуховыпускной кожух 3, после чего через вытяжное отверстие 12 выпускается в атмосферу. Устройство предназначено для установки на передней стороне тяговой единицы. Вследствие возникающего при движении тяговой единицы встречного воздушного потока на ее передней стороне может возникнуть подпор давления. Дополнительный вентилятор 7 рассчитан так, что он обеспечивает постоянное снабжение внутреннего помещения свежим воздухом даже с учетом этого подпора давления.
На фиг. 2 изображен другой пример выполнения устройства 1, причем, однако, кондиционер для наглядности не показан. Устройство 1 также содержит воздуховпускной 2 и воздуховыпускной 3 кожуха, также изготовленные из формоустойчивого материала. От воздуховпускного кожуха 2 к байпасному каналу 9 через дополнительный вентилятор 7 и комбинированный фильтр 14, состоящий из циклонного сепаратора и фильтра тонкой очистки, проходит приточный канал 5. Комбинированные фильтры известны специалисту и не требуют здесь подробного описания. Не показанные на фиг. 2 решетки для защиты от атмосферных осадков перед приточным 2а и вытяжным 12 отверстиями в данном примере выполнены необогреваемыми, поскольку рельсовое транспортное средство предназначено для эксплуатации в теплых странах, в которых морозов не бывает.
На фиг. 3 изображен другой пример выполнения устройства 1 без кондиционера 10. Здесь также видны формоустойчивые воздуховпускной 2 и воздуховыпускной 3 кожуха, причем приточный канал 5 также впадает через фильтрующий блок 6 и дополнительный вентилятор 7 в байпасный канал 9, ограничивающий отверстие 15, на котором предусмотрены средства для закрепления на кондиционере 10. Кроме того, на фиг. 3 видна воздушная заслонка 16, с помощью которой может быть закрыт байпасный канал 9 для поступающего в приточное отверстие 3 наружного воздуха. За счет воздушной заслонки 16 наружный воздух вынужден поэтому протекать через приточный канал 5, фильтрующий блок 6 и дополнительный вентилятор 7, прежде чем он попадет за воздушной заслонкой 16 в байпасный канал 9, а затем через отверстие 15 в кондиционер 10 (не показан).
Далее видно, что воздуховпускной кожух 2 снабжен средствами для закрепления на тяговой единице. При этом речь идет о простом фланцевом соединении. Кроме того, устройство 1 содержит на фиг. 3 вентилятор 17 для защиты давления, расположенный в перекрывающем канале (не показан). Последний служит для перекрытия вытяжной заслонки 18, причем в зависимости от ее положения выходящий из внутреннего помещения рельсового транспортного средства вытяжной воздух либо направляется через вентилятор 17 для защиты давления, либо попадает прямо из внутреннего помещения к вытяжному отверстию 12.
На фиг. 4 изображен пример выполнения устройства 1 во встроенном состоянии, причем оно расположено на передней стороне 19 моторного вагона 20 рельсового транспортного средства. Видно, что в моторном вагоне 20 в распоряжении имеется лишь ограниченное конструктивное пространство. Однако устройство 1 может быть встроено в любой комплектации при том же расположении воздуховпускного 2 и воздуховыпускного 3 кожухов. Другими словами, в случае ограниченного конструктивного пространства устройство 1 имеет возможность модульного расширения и представляет собой, таким образом, платформу для самых разных требований в области техники кондиционирования.
На фиг. 5-8 схематично изображены различные примеры выполнения устройства 1, в частности, в отношении принципа его действия. Видно, что наружный воздух поступает в приточное отверстие 2а воздуховпускного кожуха (не показан) через решетку 4 для защиты от атмосферных осадков. Оттуда наружный воздух из-за закрытой воздушной заслонки 16 попадает через приточный канал 5, фильтр 6 и дополнительный вентилятор 7 в байпасный канал 9, который своим отверстием впадает в кондиционер 10. Воздуховыпускной кожух (не показан) через вытяжной канал 13 связан с внутренним помещением 21 тяговой единицы, причем дополнительный вентилятор 7 создает подачу, позволяющую преодолеть возникающий из-за встречного воздушного потока подпор давления при выпуске вытяжного воздуха в атмосферу через вытяжное отверстие 12. Воздушная заслонка 16 служит для выпуска воздуха из внутреннего помещения 21 в атмосферу также через воздуховпускной кожух 4 в случае необходимости, например при остановке тяговой единицы, причем вентиляторы кондиционера 10 создают необходимую подачу. Этот вариант отвечает действующим в железнодорожной технике нормам.
На фиг. 6 изображено устройство из фиг. 5, которое на приточной стороне содержит вытяжную заслонку 18 в вытяжном канале 13 воздуховыпускного кожуха (не показан), причем предусмотрен перекрывающий вытяжную заслонку 18 перекрывающий канал 22, в котором расположен вентилятор 17 для защиты давления. Вентилятор 17 и вытяжная заслонка 18 соединены с управляющим выключателем и препятствуют колебаниям давления во внутреннем помещении 21. Закрывание вентиляционных заслонок 16, 18 и включение вентиляторов 7, 18 происходят одновременно, причем дополнительный вентилятор 18 слегка дросселирован. За счет крутой характеристики обоих дополнительных вентиляторов можно надежно избежать колебания давления во внутреннем помещении 21 при колебаниях давления наружной атмосферы. Функция защиты давления инициируется блоком управления и не показана.
На фиг. 7 изображен пример выполнения устройства 1, причем в вытяжном канале 5 расположен комбинированный фильтр, который помимо пылевого фильтра 6 содержит циклонный сепаратор 23. Последний служит, например, для осаждения крупных загрязнений, которые могут возникать, например, в связи с добычей угля.
Кроме того, видно, что вытяжной канал 13 разветвлен и ведет к вытяжному отверстию 12 как из внутреннего помещения, так и из кондиционера 10. Также видно, что решетка 4 выполнена обогреваемой, что обеспечивает плавление снега и льда.
На фиг. 8 изображен пример из фиг. 7, причем, однако, в перекрывающем канале 22 предусмотрены вытяжная заслонка 18 и вентилятор 17 для защиты давления, что обеспечивает функцию защиты давления.
Реферат
Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство предварительной очистки воздуха для внутреннего помещения кабины машиниста рельсовой тяговой подвижной единицы содержит воздуховпускной кожух, имеющий приточное отверстие и отверстие для кондиционера со средствами для закрепления воздуховпускного кожуха на кондиционере. Для соединения воздуховпускного кожуха с кондиционером служит приточный канал и отдельный воздуховыпускной кожух, имеющий вытяжное отверстие и связанный через вытяжной канал с внутренним помещением и/или с кондиционером. Между кондиционером и отверстием для него проходит перекрывающий приточный канал байпасный канал, в котором расположена соединенная с серводвигателем воздушная заслонка. Воздуховпускной кожух изготовлен из формоустойчивого материала так, что образованы прочные места сопряжения с кондиционером и наружной стенкой тяговой единицы. Достигается уменьшение габаритных размеров устройства. 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
