САМОРЕГУЛИРУЕМЫЙ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕВАТОР Российский патент 1997 года по МПК G05D23/00 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может использоваться в системах теплоснабжения жилых и производственных зданий, сооружений для автоматического поддержания в них постоянно заданных температур, независимо от температуры окружающей среды (жилые дома, теплицы и т.п. ).

Цель изобретения повышение точности, надежности, чувствительности, упрощение устройства и эксплуатации, безопасности эксплуатации, расширение области применения, достижение реальной экономии тепловой энергии.

Известно устройство, а.с. СССР N 960751, кл. C 05 D 7/01, содержащее корпус с входной и выходной полостями, между которыми размещен регулирующий орган в виде полого поршня, связанного с пружиной задания, причем открытый торец полого поршня образует с корпусом дросселирующую щель, а дно снабжено дроссельным отверстием. Регулируется за счет изменения сопротивления осевого дроссельного отверстия при отклонении расхода от заданного.

Недостатком данного устройства является пружина задания, которая не может постоянно сохранять свои геометрические размеры, находясь постоянно под воздействием повышенной температуры. И главный недостаток не выполняет роль регулятора температуры отапливаемого помещения, а регулирует только расход теплоносителя.

В качестве прототипа принято изобретение а.с. СССР N 1062664, кл. G 05 D 23/02 регулятор температуры прямого действия, содержащий корпус с входным и выходным каналами, установленный внутри корпуса термобаллон, жестко связанный с неподвижным основанием сильфона, подвижное основание которого через шток соединено с регулирующим органом, содержит также трубку и герметично соединенный с термобаллоном стакан, внутри которого расположен сильфон и шток, причем полость стакана соединена с атмосферой через трубку и через камеру, образованную установленной коаксиально стакану трубой, закрепленной относительно корпуса и имеющей со стаканом сальниковое уплотнение, причем стакан установлен внутри трубы с возможностью перемещения.

Прототип имеет ряд существенных недостатков, которые не позволяют ему выполнять функцию предлагаемого саморегулируемого теплового элеватора, в частности:
прототип предназначен для регулирования температуры воды в открытых системах теплоснабжения, то есть в системе горячего водоснабжения бытовых потребителей, и регулировать температуру воздуха в помещении не может;
прототип имеет ограниченное применение в системе горячего водоснабжения: только в низкотемпературных системах, где температура обратной воды лежит в пределах 40^oC, так как в случае повышения свыше 60^oC температура воды к потребителю поступит слишком горячая;
прототип имеет связь с атмосферой, что ухудшает культуру его обслуживания: всегда возле него будет влажно, а то и чистая вода;
прототип в эксплуатации не безопасен, так как через трубку в атмосферу не исключены неожиданные выбросы теплоносителя с температурой до 130^oC.

Предлагаемый саморегулируемый тепловой элеватор устраняет упомянутые недостатки.

Саморегулируемый тепловой элеватор (см. чертеж) состоит из корпуса 1, в котором размещены регулирующая дроссельная шайба 2 с игольчатым коническим клапаном 3, укрепленным на штанге 4 гофрированного сосуда 5, последний одним своим концом неподвижно закреплен на подвижной план-шайбе 6, которая может передвигаться по пазам 7 корпуса 1. Для передвижения план-шайбы 6 по пазам 7 корпуса 1 служит трос 8, размещенный в гибком корпусе 9, соединенный с гофрированным сосудом 10.

Трос 8, гибкий корпус 9 и гофрированный сосуд 10 находятся вне корпуса - в контролируемом помещении.

Задача температуры контролируемого помещения осуществляется путем ограничения передвижения сосуда 10, устанавливаемого на градуированной по температурным градусам линейке 11.

Гофрированные герметически закрытые сосуды 5 и 10 заполнены термочувствительной жидкостью, которая чувствительно реагирует в объеме на изменение температуры окружающей среды.

Принцип действия. Теплоноситель подается через отверстие "А", калиброванное дроссельное отверстие в регулируемой дроссельной шайбе 2 в полость "Г", конусным игольчатым клапаном 3 пропускная способность калиброванного отверстия может изменяться и регулировать расход и температуру теплоносителя в полости "Г" за счет смешивания теплоносителя, поступающего через отверстие "А" с отработанным теплоносителем, поступающим по обратному трубопроводу через отверстие "Б".

При изменении температуры в полости "Г" гофрированный сосуд 5 изменяется в объеме. А так как этот сосуд жестко связан одним своим концом на план-шайбе 6, свободный конец гофрированного сосуда 5 является подвижным, и на его подвижном конце через штангу 4 закреплен конический игольчатый клапан 3, последний дросселирует сечение отверстия в шайбе 2. При повышении температуры в полости "Г" выше заданной конический игольчатый клапан 3 уменьшает отверстие в шайбе 2, уменьшая поступления теплоносителя в полость "Г". При постоянном поступлении отработанного теплоносителя в полость "Г" более низкой температуры, и таким образом температура теплоносителя в систему отопления поступает более низкой. Когда температура в полости "Г" понижается, гофрированный сосуд 5 уменьшается в объеме, и конический игольчатый клапан 3, следуя за сосудом 5, увеличивает дроссельной отверстие в шайбе 2, увеличивая поступление теплоносителя повышенной температуры в полость "Г" и в системе отопления в целом через отверстие "B".

Команду на регулировку теплоносителя и поддержание заданной температуры в помещении устанавливают на рейке 11. Когда гофрированный сосуд 5 израсходует свои возможности перемещения конического игольчатого клапана 3 и не достигнет заданной температуры в помещении, гофрированный сосуд 10 тросом 8 переместит план-шайбу 6 в корпусе 1, перемещая сосуд 5 в ту или другую сторону.

Устройство относится к области оборудования, регулирующего температуру воздуха в отапливаемых помещениях. Саморегулировка теплового элеватора позволяет автоматически и постоянно поддерживать заданную температуру воздуха в помещении, не допуская его охлаждения или перегревов, чем реально экономит тепловую энергию, затрачиваемую на отопление здания. Саморегулируемый тепловой элеватор состоит из корпуса, имеющего входной и выходной каналы и канал смешивания, датчик температуры, установленный внутри корпуса исполнительный механизм в виде гофрированного сосуда и связанного с ним штоком игольчатого клапана, установленного в отверстии дроссельной шайбы, при этом другой конец гофрированного сосуда жестко связан с план-шайбой, закрепленной в корпусе с возможностью продольного перемещения. Датчик температуры размещается в помещении, также выполнен в виде гофрированного сосуда, свободный конец которого механически связан с план-шайбой. Гофрированные сосуды датчика температуры и исполнительного механизма заполнены термочувствительной жидкостью. 1 ил.

Саморегулируемый тепловой элеватор, содержащий корпус с входным и выходным каналами и каналом смешения, датчик температуры, установленный внутри корпуса исполнительный механизм в виде гофрированного сосуда и связанного с ним штоком игольчатого клапана, установленного в отверстии дроссельной шайбы, при этом другой конец гофрированного сосуда жестко связан с план-шайбой, закрепленной в корпусе с возможностью продольного перемещения, отличающийся тем, что датчик температуры размещен в контролируемом помещении и выполнен в виде гофрированного сосуда, свободный конец которого механически связан с план-шайбой, причем на входе в корпус механическая связь снабжена сальниковым уплотнением, гофрированные сосуды датчика температуры и исполнительного механизма заполнены термочувствительной жидкостью.