ПРОТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ Г.Н.СТЕПАНОВА Российский патент 1994 года по МПК F24H1/20 

Изобретение относится к отоплению помещений нагревом воды в открытой и замкнутой системе теплоснабжения, обеспечения горячей водой коммунально-бытовых нужд и водоподготовки в котельных коагуляцией растворенных в воде веществ.

Известны, например, однофазный проточнй электроводонагреватель, в котором нагрев воды осуществляется при протекании переменного электрического тока через толщу воды между внешним трубчатым электродом (корпусом) и внутренним коаксиально внедренным в него с его торца (корпуса) электродом.

Недостатком электронагревателя является то, что он служит только для нагрева воды и в нем вода не может обрабатываться от накипеобразования, сложен по конструкции, имеет управляемые вручную подвижные части, большие габариты и лишние узлы разгерметизации.

Цель изобретения - повышение надежности электроводонагревателя исключением управляемых вручную подвижных частей, снижение удельного веса, габаритных размеров и повышение эффективности электрического нагрева и обработки воды.

На фиг. 1 изображен электроводонагреватель; на фиг.2 и 3 - консрукции гайковерта и электромагнитного ключа; на фиг.4 - электрическая схема блока питания.

Согласно фиг. 1 и 2 электроводонагреватель состоит из наружного трубчатого электрода 1 с заземляющим болтом 2, подключенным катанкой 3 к заземлителю (на фиг.1 не изображен), нулевому проводу 4 сети переменного тока и отрицательному выводу (-) выпрямителя У9 блока питания (фиг.4), коаксиально расположенного внутреннего двухплечевого электрода 5 с выводом 6 от его середины через изоляционную втулку 7, двух изолирующих колпачков 8 с многогранными поверхностями снаружи, насаженных на резьбе на концах каждого из плеч внутреннего электрода 5, изоляционной 9 и уплотнительной шайб 10, удлинителя 11 для подключения шайбами 12 и гайкой 13 фазного провода 14 сети переменного тока через тиристорный регулятор напряжения VI (фиг.4) и положительного вывода от выпрямителя У9, изолирующей трубки 15 и изолирующего зажима 16 для защиты от прикосновения к удлинителю 11, прокладок 17 для образования изоляционного разрыва между внутренним электродом 5 и трубопроводом сети отопления (на фиг.1 не изображен), камер 18, образованных с внутренней стороны прокладок 17, расположенных в них и насаженных на изолирующие колпачки 8 двух гайковертов 25 (фиг.2) с лучеобразно расположенными магнитопроводами 26, приваренных к торцам наружного трубчатого электрода 1 двух фланцев 19 и привариваемых в процессе монтажа к трубопроводу системы отопления двух контрфлянцев 20, стягиваемых впоследствии совместно с прокладками 17 шпильками 21, гайками 22 и шайбами 23, образованных на внешних поверхностях прокладок 17 между флянцами 19 и 20 канавок 24 для расположения в них магнитных головок 27 и 28 переносного электромагнитного ключа (фиг.3).

В соответствии с фиг.3 переносной электромагнитный ключ состоит из магнитных головок 27 и 28 на концах двух скобообразно расположенных на оси 29 магнитопроводов 30 и 31, намотанных на них обмоток 32 и 33, подключаемых в последствии параллельно или последовательно к выпрямителю У8 с емкостью С4 блока питания через выключатель В2 (фиг.4), и рукояток 34 и 35, на одном из которых расположен выключатель В2 (на фиг.3 не изображен).

Согласно фиг.4 блок питания имеет (узел I) электросчетчик Wh и пускатель В1, фильтр от радиопомех (узел II) с катушкой индуктивности LI и емкостями С1 и С2, тиристорный регулятор напряжения (см. узел III) с потенциометром R7 (узел IV), выпрямитель У8 с выключателем В2, емкостью С4 и индуктивностью L2 (узел V) для питания обмоток 32 и 33 (фиг.3) переносного электромагнитного ключа, выпрямитель У9 (узел VI) с выключателем В3₁, выключателями В3₂ и В3₃, блокирующими емкости С6 и С7 при отключении от выпрямителя У9 электроводонагревателя выключателем В3₁, фильтры (узел VII) от электрического тока с частотой 50 Гц в цепи выпрямителя У9 с индуктивностями L3, L4 и емкостью С5, а также с емкостями С6 и С7 в цепи фазного и нулевого проводов сети переменного тока для исключения постоянного тока в цепи переменного тока с частотой 50 Гц, электроводонагреватель (узел VIII) и фиг.1), терморегулятор (узел IX) для автоматического отключения и включения пускателем В1 блока питания в зависимости от заданных максимальной или минимальной температур воды в системе отопления или окружающей среды в помещении.

Электроводонагреватель (фиг.1) после монтажа в системе отопления, заливаемой водой через расширительный бак (на фиг.1-4 не изображен), пускателем В1 подключается к блоку питания и через фиксированное время по начальному и коневчному за это время показанием электросчетчика Wh определяется его установленная мощность Ру при данной удельной электропроводимости (минерализованности) воды; Если Ру при этом и номинальном напряжении в электросети переменного тока на внешнем 1 и внутреннем электродах электроводонагревателя выше допустимого по условиям эксплуатации, то при помощи переносного электромагнитного ключа (фиг.3) и гайковерта 25 (фиг.2) закручиваются на резьбе изолирующие колпачки 8 на обеих плечах внутреннего электрода 5 или наоборот выкручиваются при значении Ру ниже расчетной. В случае невозможности снизить такиим образом значение Ру до допустимой, тогда на электроводонагреватель включением выключателя В3₁ подается постоянный ток от выпрямителя У9 для снижения удельной проводимости воды за счет частичной коагуляции растворенных в ней солей. В дальнейшем подобные операции осуществляются при полной замене воды в системе отопления или ее доливке в больших дозах. Для изменения Ру электромагнитным ключем его обмотки 32 и 33 (фиг. 3) подключаются через выключатель В2 к выпрямителю У8 с емкостью С2 (фиг. 4), магнитные головки 27 и 28 располагаются поочередно в канавках 24 (фиг. 1), нажатием на выключатель В2 на обмотки 32 и 33 подается постоянный ток и при помощи рукояток 34 и 35 электромагнитным ключем осуществляют круговые движения по часовой стрелке, например, при уменьшении Ру - тогда за счет электромагнитного сцепления между магнитопроводами 30 и 31 электромагнитного ключа и 26 гайковерта 25 (фиг.2) завораxиваются колпачки 8 (фиг. 1), сокращая активную часть внутреннего электрода 5, а для захвата следующего луча магнитопровода 26 гайковерта 25 выключателем В2 отключаются обмотки 32 и 33 от выпрямителя У8 и совершается противоположное движение - далее процесс повторяется подобно операциям с обычным гаечным ключем. В процессе эксплуатации температура воды в системе отопления или воздуха в помещении плавно регулируется изменением потребляемой мощности электроводонагревателем увеличением или уменьшением напряжения сети тиристорным регулятором на счет изменения величины сопротивления на потенциометре R7 (фиг.4) или оптимальная температура воздуха в помещении поддерживается при неизменной потребляемой мощности за счет автоматического отключения или включения электроводонагревателя пускателем В1 от действия терморегулятора в зависимости от величин заданных максимального и минимального значений температур воды в отопительной системе или воздуха в помещении.

Использование: отопление помещений нагревом воды в открытой и замкнутой системе теплоснабжения, обеспечение горячей водой коммунально-бытовых нужд и водоподготовки в котельных коагуляцией растворенных в воде веществ. Сущность изобретения: электрический вывод электроводонагревателя подсоединен к середине внутреннего электрода и выведен наружу через стенку трубчатого электрода, на концах плеч внутреннего электрода на резьбе насажены по одному изолирующему колпачку с многогранными поверхностями снаружи, на каждое плечо электрода насажены гайковерту с лучеобразными магнитопроводами, управляемыми переносным электромагнитным ключом, блок питания электронагревателя содержит элементы питания переменным и постоянным токами. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Проточный электроводонагреватель, содержащий трубчатый электрод с заземляющим болтом и двумя фланцами, контрфланцы, соединенные через изоляционные прокладки с фланцами шпильками с гайками и шайбами, внутренний электрод с электрическим выводом и блок питания, подсоединенный к электрическому выводу и заземляющему болту, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, электрический вывод подсоединен к середине внутреннего электрода и выведен наружу через боковую стенку трубчатого электрода. 2. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что, с целью изоляции электрического вывода внутреннего электрода от трубчатого и электрической защиты, он содержит изолирующую втулку, изоляционную и уплотнительную шайбы, удлинитель, зажимные шайбы, гайку, изолирующую трубку и изолирующий зажим, причем электрический вывод внутреннего электрода выполнен с резьбой, и на нем размещена с выходом через боковую стенку трубчатого электрода изолирующая втулка, прижатая к внутренней стенке трубчатого электрода через изоляционную и уплотнительную шайбы навернутым на упомянутую резьбу удлинителем с гайкой и зажимными шайбами, на который навернут изолирующий зажим, фиксирующий на наружной поверхности трубчатого электрода изолирующую трубку. 3. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что, с целью регулирования установленной мощности в зависимости от удельной проводимости воды, он содержит два изолирующих колпачка с многогранными поверхностями снаружи, а концы внутреннего электрода выполнены с резьбой для установки изолирующих колпачков. 4. Электроводонагреватель по п.3, отличающийся тем, что, с целью исключения разгерметизации при изменении длины активной части внутреннего электрода закручиванием или выкручиванием изолирующих колпачков, он содержит два гайковерта с лучеобразными магнитопроводами и переносной электромагнитный ключ, причем гайковерты расположены в камерах, образованных с внутренней стороны изоляционных прокладок, между фланцами и контрфланцами. 5. Электроводонагреватель по п.4, отличающийся тем, что, с целью обеспечения управления электромагнитным ключом, количество лучей магнитопроводов и внутренних граней равно числу граней на поверхности изолирующих колпачков. 6. Электроводонагреватель по п. 4, отличающийся тем, что, с целью обеспечения управления, гайковерт содержит две магнитные головки, два скобообразных магнитопровода с обмотками, две рукоятки, ось и выключатель, причем магнитные головки расположены на концах магнитопроводов, соединенных с помощью оси с рукоятками, на одной из которых расположен выключатель. 7. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева и обработки воды, блок питания содержит элементы питания переменным и постоянным током. 8. Электроводонагреватель по пп.1 и 7, отличающийся тем, что, с целью обеспечения питания водонагревателя переменным и постоянным током, регулирования потребляемой мощности водонагревателя при постоянной его установленной мощности, питания обмоток переносного электромагнитного ключа и поддержания температуры воды или воздуха в помещении в заданных пределах, блок питания содержит электросчетчик, пускатель, фильтр от радиопомех, тиристорный регулятор напряжения с потенциометром, первый выпрямитель с выключателем для питания электромагнитного ключа, второй выпрямитель и фильтр с частотой 50 Гц и терморегулятор, причем к первому выпрямителю, подключенному к сети переменного тока параллельно обмотке напряжения электросчетчика, подсоединен электромагнитный ключ, а к второму выпрямителю, подключенному к сети переменного тока через последовательно соединенные фильтр от радиопомех, пускатель и токовую обмотку электросчетчика, подсоединены через фильтр с частотой 50 Гц, электрический вывод внутреннего электрода и заземляющий болт, а тиристорный регулятор напряжения с потенциометром подключен параллельно фильтру от радиопомех.