ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОНВЕКТОР И СПОСОБ МОНТАЖА ЕГО ТЕПЛОВОГО ТЕРМОСТАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ Российский патент 2011 года по МПК F24H3/06 B21D53/02 

Изобретения относится к области теплоснабжения жилых, производственных и других зданий с центральной системой водяного отопления, в частности к отопительным приборам конвекционного типа с тепловым регулированием теплоносителя.

Известен конвектор (SU 207375, МПК F24Н 3/10, 22.12.1967), имеющий кожух и ребристый нагреватель в виде изогнутого трубопровода, состоящего из двух параллельных прямолинейных участков, оснащенных общим набором прямоугольных пластин охлаждения с двумя отверстиями каждая, и одного дугообразного участка. Недостатком известного конвектора является низкая удельная теплоотдача из-за несформированности воздушного потока, обтекающего ребра его нагревателя.

Известны более совершенные отопительные приборы конвекционного типа (GB 2248923, 22.04.1992 и GB 2277986, 16.11/1994, F24D 19/00, F24D 19/06), содержащие каждый закрепленный на кронштейнах нагреватель, выполненный в виде по крайней мере одного ряда расположенных одна над другой труб для подачи теплоносителя, снабженных ребрами охлаждения, и охватывающий нагреватель кожух с нижним воздухозаборником и верхней решеткой для выхода нагретого воздуха. Благодаря наличию кожуха образуется упорядоченный воздушный поток при тяге снизу вверх за счет разности атмосферных давлений, что повышает обдув ребер охлаждения нагревателя, а значит, и эффективность работы отопительного прибора. Однако они не позволяют целенаправленно регулировать тепловую мощность для создания комфортных условий обитания потребителей.

Известен также отопительный прибор конвекционного типа аналогичной описанной выше конструкции, но кожух снабжен регулятором воздушного потока, выполненным в виде поворотной заслонки, установленной выше нагревателя (RU 9508 U1, 16.03.1999, F24D 19/00). Известное устройство позволяет целенаправленно изменять эффективность теплообмена путем регулирования тепловой мощности по желанию потребителя для создания комфортных условий в помещении, но исключает возможность автоматически поддерживать его тепловую мощность на заданном уровне в зависимости от температуры теплоносителя и окружающей среды.

Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату и принятому в качестве прототипа является отопительный конвектор по патенту RU 49195 U1 (10.11.2005; F24D 19/00, F24D 19/06). Он содержит нагреватель в виде двух параллельных труб для подачи теплоносителя (горячей воды), расположенных в одной вертикальной плоскости и снабженных поперечными ребрами охлаждения в виде прямоугольных пластин с двумя отверстиями, кронштейны, связанные с нагревателем, закрепленный на них Г-образный кожух, содержащий лицевую панель с боковинами и верхнюю горизонтальную решетку, тепловой регулятор, одна из модификаций которого представлена установленным за нагревателем регулятором расхода теплоносителя, выполнена в виде клапана с термостатом и угловым сгоном, которые соединены с помощью резьбовых герметизированных уплотняющими прокладками соединений. Недостатком этого известного конвектора является преждевременный выход из строя уплотняющих прокладок из-за их неравномерной деформации, которая обусловлена перекосом осей стыкуемых элементов и отклонений от перпендикулярности к этим осям их плоскостей в процессе сборки особенно в мелкосерийном производстве, когда повышение точности за счет ужесточения допусков становится затратным при их технологической реализации.

Известные способы сборки теплообменников, включающие изготовление ребер охлаждения в виде пластин, выполнение в них отверстий, оснащение параллельного ряда труб ребрами охлаждения и последующую фиксацию оребренных труб в нагревателе (например, как решение по патенту RU 2199067, F28D 9/00, F28F 3/08; 20.06.2003), не содержат операции по установке теплового регулятора расхода теплоносителя. Такую операцию как завершающую содержат способы по изготовлению регулируемых по расходу теплоносителя отопительных конвекторов, например по указанному выше патенту RU 49195 U1, причем до сборки на концах труб теплоносителя предварительно нарезают наружную резьбу, а присоединение элементов теплового регулятора осуществляют с помощью резьбовых муфт. Недостаток известного монтажа такой же, как и у самого отопительного конвектора.

Задачей изобретений является создание отопительного конвектора повышенной надежности герметичного присоединения регулятора расхода теплоносителя за счет обеспечения равномерного распределения удельного давления на уплотняющие прокладки элементов резьбового соединения.

Для решения поставленной задачи с обеспечением указанного технического результата отопительный конвектор включает нагреватель, по крайней мере, в виде двух параллельных труб для подачи теплоносителя, преимущественно горячей воды, расположенных в одной плоскости и снабженных поперечными ребрами охлаждения в виде прямоугольных пластин с двумя отверстиями, кронштейны, связанные с трубами нагревателя, закрепленный на них Г-образный кожух, содержащий лицевую панель, боковины и расположенную на его горизонтальной части решетку, тепловой регулятор расхода теплоносителя, установленный за нагревателем и выполненный в виде клапана с термостатом и угловым сгоном, которые соединены разъемно с помощью резьбовых герметизированных уплотняющими прокладками соединений соответственно с концами труб нагревателя. Отличительной особенностью предлагаемого изобретения является то, что концы труб нагревателя снабжены присоединительными патрубками, неразъемно, например с помощью сварки, связанными с соответствующими трубами, причем патрубки выполнены с наружными кольцевыми буртиками и оснащены накидными гайками с возможностью взаимодействия с ними и с резьбами соответственно клапана и углового сгона регулятора расхода теплоносителя.

Для возможности создания устройства, обеспечивающего получение указанного технического результата, предлагаемый способ монтажа теплового термостатического регулятора расхода теплоносителя при изготовлении отопительного конвектора с нагревателем в виде двух параллельных труб, снабженных поперечными ребрами охлаждения, включает предшествующую установке теплового регулятора фиксацию труб нагревателя с рабочими торцами в одной плоскости и при размещении их геометрических осей на расстоянии, соответствующем (в пределах допуска) расстоянию между геометрическими осями входных отверстий в присоединительных оснащенных уплотнительными прокладками элементах соответственно клапана и углового сгона теплового регулятора, и последующее их присоединение к трубам нагревателя. Отличительной особенностью предлагаемого способа монтажа является то, что присоединительные патрубки с наружными буртиками перед их сваркой с соответствующими торцами их труб нагревателя закрепляют с помощью накидных гаек на имеющих наружную резьбу бобышках, которые жестко связаны, например, с помощью сварки, со скобой монтажного приспособления и расстояние между геометрическими осями которых соответствуют (в пределах допуска) расстоянию между геометрическими осями присоединительных элементов теплового регулятора, прижимают соответствующие торцы присоединительных патрубков к торцам труб нагревателя, осуществляют неразъемное соединение их, например, с помощью сварки, после чего свинчивают накидные гайки с бобышек и удаляют монтажное приспособление, а вместо него устанавливают тепловой регулятор с уплотняющими прокладками, фиксируя на его присоединительных элементах накидные гайки.

Заявляемая группа изобретений одного изобретательского замысла (устройство и способ монтажа его блока) не известна из уровня техники, поэтому они соответствует критерию «новизна».

Они также явным образом не следуют из уровня техники, следовательно, они соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Их осуществление возможно по степени раскрытия технического и технологического решения, которое дает положительный эффект при эксплуатации и технологически целесообразно в мелкосерийном производстве, т.е. они удовлетворяют критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретений поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - отопительный конвектор, общий вид с частичным разрезом;

на фиг.2 - то же, вид А на фиг.1 (часть изображения);

на фиг.3 - то же, разрез Б-Б на фиг.1;

на фиг.4 - то же, ребро охлаждения нагревателя;

на фиг.5 - то же, узел присоединения клапана (или углового сгона) теплового регулятора расхода теплоносителя к трубам нагревателя (часть продольного разреза);

на фиг.6 - способ монтажа теплового термостатического регулятора расхода теплоносителя при изготовлении отопительного конвектора (монтажное приспособление, общий вид);

на фиг.7…11 - то же, фазы осуществления способа.

Изобретение как устройство представляет собой односекционный однорядный концевой отопительный конвектор, состоящий из нагревателя 1 (фиг.1, 2 и 3), теплового регулятора 2, кожуха 3 и двух кронштейнов 4 и 5.

Нагреватель 1 выполнен в виде двух параллельных горизонтально ориентированных в одной вертикальной плоскости труб 6 и 7 для подачи теплоносителя, снабженных общими ребрами охлаждения 8. Ребра охлаждения 8 (фиг.4) представляют собой одинаковые прямоугольные пластины с двумя одинаковыми по диаметру d отверстиями 9 и 10, расположенными на одной продольной (вертикальной) геометрической оси симметрии 11 и симметрично относительно поперечной (горизонтальной) геометрической оси 12. Например, при номинальном наружном диаметре труб 6 и 7 размером d_т=0,024…0,030 м первоначальный монтажный размер диаметров d их отверстий 9 и 10 выполнен меньше наружного диаметра d_т труб 6 и 7 на Δd=0,0004…0,0005 м, т.е. пластины 8 закреплены на трубах 6 и 7 нагревателя 1 за счет посадки (натяга).

Тепловой регулятор 2 расхода теплоносителя выполнен в виде клапана 13 с термостатом 14 и угловым сгоном 15. Он установлен за теплоносителем 1 и присоединен к его трубам 6 и 7 с помощью резьбовых соединений 16 и 17 в виде накидных гаек 16а и 17а, навинченных на их резьбовые концы 18 и 19 клапана 13 и углового сгона 15 соответственно (фиг.5). Для этого концы труб 6 и 7 имеют соответственно наружные кольцевые буртики 20 и 21. Кольцевые буртики могут быть выполнены на патрубках 6а и 7а, которые неразъемно, например с помощью сварки, соединены с трубами 6 и 7 соответственно. Герметичность соединений обеспечивается с помощью кольцевых уплотняющих прокладок 22 и 23.

Кожух 3 выполнен из листового материала, имеет Г-образную форму и содержит вертикальную лицевую панель 24, боковины 25 (левую с вырезами 25а и 25б под трубы 6 и 7 и правую с вырезом 25в под термостат 14), а также горизонтальную часть 26 с монтажной отбортовкой 26а и решеткой 27 для выпуска нагретого воздуха. Решетка 27 может быть выполнена в виде поперечных удлиненных отверстий 28 с отбортовкой 29.

Кронштейны 4 и 5 выполнены из листового материала и изогнуты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, образуя каждый фронтальную часть 30 (с монтажными отверстиями 31 для крепежа и отогнутым концом 30а под монтажную отбортовку 26а кожуха 3) и поперечную часть 32 (с вырезом 33 и ограничителем 34 для охвата трубы 7 нагревателя 1).

Перед нагревателем 1 его трубы 6 и 7 могут быть соединены патрубком 35 меньшего диаметра, чем диаметр указанных труб (байпасное соединение).

Возможна модификация теплового концевого односекционного конвектора двухрядного исполнения по ширине и двухъярусного по вертикали с размещением ярусов в горизонтальных плоскостях с ребрами охлаждения в виде пластин, имеющих четыре отверстия (на чертеже не показано), при этом регулятор расположен горизонтально.

Способ монтажа теплового термостатического регулятора расхода теплоносителя при изготовлении отопительного конвектора с нагревателем в виде двух параллельных труб, снабженных поперечными ребрами охлаждения, осуществляется в следующей последовательности.

Предварительно изготовляют монтажное приспособление 36 (фиг.6), представляющее собой две одинаковые бобышки 37 и 38, имеющие наружную резьбу 39 под накидные гайки 16а и 17а и жестко связанные, например с помощью сварки, со скобой 40, причем расстояние L между геометрическими осями 41 и 42 бобышек 37 и 38 соответствует расстоянию L₀ между геометрическими осями 43 и 44 труб 6 и 7 нагревателя 1 и присоединительных элементов теплового регулятора 2, т.е. с точностью до допуска L=L₀. Затем присоединительные патрубки 6а и 7а с наружными буртиками 20 и 21 перед их сваркой с соответствующими торцами труб нагревателя 1 закрепляют на бобышках 37 и 38 монтажного приспособления 36 (фиг.7) с помощью накидных гаек 16а и 17а, прижимают торцы 45 и 46 присоединительных патрубков 6а и 7а к торцам 47 и 48 труб 6 и 7 нагревателя 1 (фиг.8) после закрепления на них ребер охлаждения 8 и осуществляют неразъемное соединение их, например с помощью сварки, через сварные швы 6б и 7б (фиг.9). Далее свинчивают накидные гайки 16а и 17а с бобышек 37 и 38 и удаляют монтажное приспособление 36 (фиг.10). Вместо него устанавливают оснащенный уплотняющими прокладкам 22 и 23 тепловой регулятор 2 (фиг.5), фиксируя накидные гайки 16а и 17а на его присоединительных элементах, т.е. на резьбовых концах 18 и 19 клапана 13 и углового сгона 15 соответственно (фиг.11). Таким образом точность монтажа теплового регулятора 2 обеспечивается точностью изготовления монтажного приспособления 36, что компенсирует погрешности Δ изготовления нагревателя 1 (по параллельности труб 6 и 7 и перпендикулярности их торцов), причем даже запредельные погрешности Δ не влияют на точность монтажа регулятора 2.

При использовании отопительного конвектора двухрядной двухъярусной модификации способ монтажа регулятора аналогичен, только его устанавливают на выходе верхнего яруса горизонтально.

Работа изобретения осуществляется следующим образом.

Отопительный конвектор стационарно закрепляют с помощью крепежа 49 на стене 50 отапливаемого помещения на высоте Н=0,090…0,150 м от пола 51 (фиг.1 и 3) и гидравлически соединяют с помощью муфт 52 и 53 резьбовые концы 6в и 7в соответственно труб 6 и 7 нагревателя 1 с трубами 54 и 55 отопительной магистрали. Подают теплоноситель (горячую воду) 56 в трубу 6 нагревателя 1 с последующим отводом его отработанного потока 57 через трубу 7. Теплоноситель 56 отдает тепло через ребра охлаждения 8 проходящему между ними, кожухом 3 и стеной 50 воздушному потоку 58, входящему через нижний зазор 59 между кожухом 3 и полом 51 и выходящему в виде нагретого воздушного потока 60 через отверстия 28 решетки 27 кожуха 3 (в верхней его части). Нагретый воздушный поток 60, смешиваясь с окружающим воздухом, отапливает помещение. При этом из-за разности атмосферных давлений в нижней и верхней частях кожуха 3 создается постоянная тяга воздуха и интенсификация теплоотдачи. Комфортность обеспечивается за счет автоматического регулирования тепловой мощности с помощью термостата 14 теплового регулятора 2.

Предлагаемый тепловой конвектор позволяет повысить надежность и долговечность в эксплуатации по герметичности резьбовых соединений его теплового регулятора и уменьшить эксплуатационные расходы. Он рентабелен при изготовлении в мелкосерийном производстве.

Изобретения предназначены для нагрева воздуха и для монтажа отопительного прибора и могут быть использованы в теплотехнике. Отопительный конвектор включает нагреватель в виде двух труб, снабженных поперечными ребрами охлаждения, закрепленный на кронштейнах Г-образный кожух, тепловой регулятор расхода теплоносителя, выполненный в виде клапана с термостатом и угловым сгоном, которые соединены с помощью резьбового соединения с концами труб нагревателя. Концы труб нагревателя снабжены патрубками, неразъемно связанными с соответствующими трубами. Патрубки выполнены с наружными кольцевыми буртиками и оснащены накидными гайками с возможностью взаимодействия с ними и резьбами соответственно клапана и углового сгона регулятора расхода теплоносителя. Способ монтажа теплового термостатического регулятора расхода теплоносителя включает предшествующую установке теплового регулятора фиксацию труб нагревателя с рабочими торцами в одной плоскости и при размещении их геометрических осей на расстоянии, соответствующем расстоянию между геометрическими осями входных отверстий в присоединительных элементах соответственно клапана и углового сгона теплового регулятора, и последующее их присоединение к трубам нагревателя. Присоединительные патрубки с наружными буртиками перед их сваркой с торцами труб нагревателя закрепляют с помощью накидных гаек на имеющих наружную резьбу бобышках, которые жестко связаны между собой скобой монтажного приспособления и расстояние между геометрическими осями которых соответствует расстоянию между геометрическими осями присоединительных элементов теплового регулятора, прижимают соответствующие торцы присоединительных патрубков к торцам труб нагревателя, осуществляют неразъемное соединение их, после чего свинчивают накидные гайки с бобышек и удаляют монтажное приспособление, а вместо него устанавливают тепловой регулятор, фиксируя на его присоединительных элементах накидные гайки. Изобретение позволяет повысить надежность и долговечность эксплуатации и рентабельность при изготовлении. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

1. Отопительный конвектор, включающий нагреватель в виде по крайней мере двух параллельных труб для подачи теплоносителя, преимущественно горячей воды, расположенных в одной плоскости и снабженных поперечными ребрами охлаждения в виде прямоугольных пластин с двумя отверстиями, кронштейны, связанные с трубами нагревателя, закрепленный на кронштейнах Г-образный кожух, содержащий лицевую панель, боковины и решетку на горизонтальной части, тепловой регулятор расхода теплоносителя, установленный за нагревателем и выполненный в виде клапана с термостатом и угловым сгоном, которые соединены разъемно с помощью резьбового соединения соответственно с концами труб нагревателя, отличающийся тем, что концы труб нагревателя снабжены патрубками, неразъемно, например с помощью сварки, связанными с соответствующими трубами, причем патрубки выполнены с наружными кольцевыми буртиками и оснащены накидными гайками с возможностью взаимодействия с ними и резьбами соответственно клапана и углового сгона регулятора расхода теплоносителя.

2. Способ монтажа теплового термостатического регулятора расхода теплоносителя при изготовлении отопительного конвектора с нагревателем в виде двух параллельных труб, снабженных поперечными ребрами охлаждения, включающий предшествующую установке теплового регулятора фиксацию труб нагревателя с рабочими торцами в одной плоскости и при размещении их геометрических осей на расстоянии, соответствующем (в пределах допуска) расстоянию между геометрическими осями входных отверстий в присоединительных оснащенных уплотнительными прокладками элементах соответственно клапана и углового сгона теплового регулятора и последующего их присоединения к трубам нагревателя, отличающийся тем, что присоединительные патрубки с наружными буртиками перед их сваркой с соответствующими торцами труб нагревателя закрепляют с помощью накидных гаек на имеющих наружную резьбу бобышках, которые жестко связаны, например с помощью сварки, между собой скобой монтажного приспособления и расстояние между геометрическими осями которых соответствует (в пределах допуска) расстоянию между геометрическими осями присоединительных элементов теплового регулятора, прижимают соответствующие торцы присоединительных патрубков к торцам труб нагревателя, осуществляют неразъемное соединение их, например с помощью сварки, после чего свинчивают накидные гайки с бобышек и удаляют монтажное приспособление, а вместо него устанавливают тепловой регулятор с уплотняющими прокладками, фиксируя на его присоединительных элементах накидные гайки.