УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ВОДЫ Российский патент 2011 года по МПК F24D19/10 G05D23/02 

Из уровня техники известны такого типа устройства для регулирования температуры технической воды для теплообменников посредством термостатически управляемых регуляторов, применяемых, в частности, при нагревании питьевой воды, прежде всего в небольших жилых домах. В частности, устройства такого типа используются там, где тепловая среда применяется для нагревания технической воды и где желательно автоматическое регулирование подвода этой тепловой среды, а тем самым регулирование температуры технической воды.

С помощью известных из уровня техники термостатически управляемых регуляторов регулируют ток тепловой среды посредством теплообменника так, чтобы техническая вода сохраняла заданную термостатом температуру, по существу, независимо от расхода технической воды. При регулировании температуры запор термостата действует исключительно на запор тепловой среды, в частности, с помощью термостата регулируют только расход тепловой среды, причем расход технической воды остается неизменным.

Принцип действия таких устройств, известных из уровня техники, осуществляется, как правило, согласно следующей принципиальной схеме:

при заборе воды, например при открытом водопроводном кране, открывается запор технической воды, и холодная техническая вода втекает в теплообменник. Вместе с этим одновременно открывается запор тепловой среды, и горячая тепловая среда проникает в теплообменник. Вследствие этого техническая вода нагревается и выходит из теплообменника к водопроводному крану. В этом месте размещен термодатчик термостата. При превышении определенной заданной температуры тепловой среды запор тепловой среды дросселируется или закрывается, и происходит сокращение объема тока или перекрытие тепловой среды. Вследствие этого в теплообменник попадает меньше тепловой среды. Тем не менее, объем тока холодной технической воды не уменьшается. Вследствие этого понижается температура на выходе теплообменника.

При прекращении струи, в частности, при закрытии водопроводного крана одновременно закрываются запор технической воды, а также запор тепловой среды.

Из ЕР 1096354 известно, например, такое устройство, представляющее собой комбинацию из термостатически управляемого регулятора и регулятора, регулируемого по давлению. Регулируемый по давлению элемент устройства сконструирован в основных чертах идентично стандартному пневморегулятору, например, фирмы Redan, причем посредством регулируемого по давлению регулятора регулируется как ток технической воды, так и ток тепловой среды. В соответствии с этой формой выполнения предусмотрено седло клапана, находящееся в токе тепловой среды. На это седло клапана действуют два конических затвора клапана, с одной стороны конический затвор клапана регулируемого по давлению регулятора, с другой стороны конический затвор клапана термостатически управляемого регулятора.

Задача изобретения состоит в создании устройства прежде упомянутого типа, конструктивно простого и надежного в эксплуатации, с помощью которого возможно осуществлять независимое регулирование или регулирование, при котором не происходит взаимного влияния технической воды и тепловой среды.

Эти задачи решаются посредством признаков пункта 1 формулы изобретения. Оба регулятора, а также оба конических затвора клапана работают, по существу, совершенно отдельно и независимо друг от друга и не оказывают взаимного влияния ни механически, ни другими способами. Регулируемый по давлению регулятор регулирует объем тока технической воды и тепловой среды, в то время как он при заборе воды открывает как ток тепловой среды, так и технической воды и останавливает при прекращении струи как ток тепловой среды, так и ток технической воды. Независимо от этого термостатически управляемый регулятор действует дополнительно и исключительно на объем тока тепловой среды или на затвор тепловой среды и может уменьшать этот объем тока при превышении определенной температуры технической воды после теплообменника посредством закрытия затвора тепловой среды или совсем прерывать его. С термостатическим управлением регулируемый регулятор не соединен механически при помощи регулируемого по давлению регулятора и не стоит также в непосредственной или косвенной функциональной связи с ним. Таким образом, термостатически управляемый регулятор осуществляет что-то вроде независимого подрегулирования тока тепловой среды.

Предложенное устройство сочетает в себе преимущества регулируемого по давлению регулятора и термостатически управляемого регулятора. Термостаты реагируют, как правило, быстро и регулируют температуру воды на желаемую величину без существенного замедления. Кроме того, посредством регулируемого по давлению регулятора непосредственно после завершения отбора воды закрывается ток технической воды и ток воды тепловой среды. Это предотвращает дальнейший нагрев нагретой питьевой воды, больше не возникают температурные пики, а это противодействует к тому же возможному кальцинированию носителя тепла или теплообменника.

Для разъединения функций регулируемого по давлению регулятора и термостатически управляемого регулятора предпочтительными являются признаки пункта 2 формулы изобретения.

Сущность разъединения следует из признаков пункта 3 формулы изобретения.

Абсолютно удовлетворяющее пунктам формулы изобретения точное регулирование технической воды достигается признаками пунктов 4 и/или 5 формулы изобретения.

Простота конструкции устройства достигается признаками пунктов 6, и/или 7, и/или 8 формулы изобретения.

Изготовление и обслуживание упрощаются посредством признаков пункта 9 формулы изобретения.

Точное регулирование достигается посредством признаков 10, и/или 11, и/или 12 формулы изобретения.

Пути усовершенствования конструкции и принципа действия термостатически управляемого регулятора осуществляют посредством признаков пунктов 13 и/или 14 формулы изобретения, с их помощью можно также усовершенствовать параметры регулирования устройства.

Параметры регулирования устройства или независимое управление технической водой от тока тепловой среды поддерживают или обеспечивают при помощи признаков пункта 15 формулы изобретения.

Признаки пункта 16 формулы изобретения представляют простую, но выдерживающую значительные нагрузки конструкцию изготовленного из полимерного материала регулируемого по давлению регулятора.

Более простую в изготовлении и эксплуатации конструкцию выполняют при помощи признаков пункта 17 формулы изобретения.

Кроме того, изобретение относится к любому теплообменнику для отопительных приборов или сравнимых устройств, снабженному устройством предложенного вида.

Далее приводится более подробное описание одного примера выполнения изобретения. На чертежах показаны:

фиг.1 - предложенное устройство, вид сбоку;

фиг.2 - устройство, вид сверху;

фиг.3 - устройство при закрытом затворе технической воды и закрытом затворе тепловой среды, вид в разрезе;

фиг.4 - устройство при открытом затворе технической воды и открытом затворе тепловой среды, вид в разрезе;

фиг.5 - устройство при открытом затворе технической воды и закрытом затворе тепловой среды, вид в разрезе.

На фиг.1 показано устройство, содержащее регулируемый по давлению регулятор 1, а также термостатически управляемый регулятор 4. По существу конструкция левого участка устройства выполнена идентично известному из уровня техники пневморегулятору фирмы Redan. Устройство имеет на своем левом участке элемент 3 технической воды, а на своем среднем участке - элемент 2 центрального теплоснабжения. Термостатически управляемый регулятор 4 находится совсем справа непосредственно рядом с элементом 2 центрального теплоснабжения и соединен с ним механически или находится в функциональной связи с ним. Между элементом 2 центрального теплоснабжения и термостатически управляемым регулятором 4 расположен промежуточный элемент 50.

В элементе 3 технической воды предусмотрены подводной патрубок 9 для подвода технической воды и отводной патрубок 10 для отвода технической воды. Вследствие этого техническая вода 19 может поступать, выходя из системы водоснабжения, как показано стрелками на чертежах, через подвод технической воды и выходить из устройства через отвод технической воды в направлении, не показанном на чертеже теплообменника.

Непосредственно примыкающий справа к элементу 3 элемент 2 центрального теплоснабжения также содержит патрубок 7 для подвода тепловой среды и патрубок 8 для отвода тепловой среды. Таким образом, тепловая среда 18 может проникать в устройство, выходя из подвода теплоцентрали через не показанный теплообменник, и подвод тепловой среды и выходить из него через отвод тепловой среды в направлении отвода теплоцентрали.

На фиг.2 показано предложенное устройство, вид сверху.

В данной форме выполнения устройства патрубки 9 и 10 подвода технической воды и соответственно отвода технической воды, а также патрубки 7 и 8 подвода тепловой среды и соответственно отвода тепловой среды расположены со смещением в осевом направлении друг к другу на 180° относительно средней центральной трубы. В альтернативных формах выполнения также допускается ориентирование патрубков под прямым углом друг к другу.

Термостатически управляемый регулятор 4 содержит регулирующий элемент с термодатчиком 5, считывающим температуру технической воды. В принципе, под термостатически управляемым регулятором 4 может подразумеваться любой вид термостатически управляемого регулятора, например, принимаются в расчет даже электрические регуляторы.

Термостатически управляемый регулятор 4 производит или вызывает перестановочное усилие, посредством которого может включаться или закрываться регулирующий ток тепловой среды затвор 12а, 12b. На фиг.3 показано детальное изображение термостатически управляемого регулятора 4, на котором мы остановимся позже.

На фиг.3 схематически представлено устройство в поперечном сечении. Все затворы устройства находятся согласно фиг.3 в закрытом положении, так что не может протекать ни техническая вода 19, ни тепловая среда 18. Затворы занимают это закрытое положение, если вода не забирается из отвода технической воды.

В элементе 3 технической воды устройства, через который протекает техническая вода 19, выполнен затвор 13а, 13b технической воды, содержащий подвижный элемент 13а клапанного запора технической воды и седло 13b клапана технической воды. Элемент 13а клапанного затвора технической воды может быть выполнен в виде поршня, конического затвора, задвижки или откидной крышки и должен быть приспособлен для регулирования тока технической воды, в частности его прерывания.

Элемент 13а клапанного затвора технической воды предварительно напряжен спиральной пружиной 14 сжатия, расположенной внутри элемента 13а клапанного затвора технической воды или седла 13b клапана технической воды, вокруг стержня 11 затвора. Пружина 14 согласно фиг.3 производит направленное налево, в направлении закрытия затвора 13а, 13b технической воды усилие и вытягивает также вследствие этого элемент 12а клапанного затвора тепловой среды посредством стержня 11 затвора по направлению к седлу 12b клапана тепловой среды, а вследствие этого закрывает также затвор 12а, 12b тепловой среды. Тем самым пружина 14 действует против регулируемого по давлению регулятора 1 и производимого пружиной 35 усилия и закрывает при понижении давления регулируемого по давлению регулятора 1 как затвор 13а, 13b технической воды, так и затвор 12а, 12b тепловой среды посредством соответствующих элементов 12а, 13а закрытия.

Элемент 13а клапанного затвора технической воды показан на фиг.3 в своем максимальном левом положении и закрывает в этом положении ток 19 технической воды. На практике масса технической воды могла бы проникать вследствие утечки; такие утечки не играют большой роли для функционирования стержня 11 затвора.

В затворе 13а, 13b технической воды, точнее сказать, в седле 13b клапана технической воды выполнены два расположенных напротив друг друга проточных отверстия 45. Отверстия 45, в частности нижнее, обращенное к подводу, расположенное вверх по току отверстие 45, имеют, например, вытянутую овальную форму или форму прямоугольника и направлены своим продольным направлением поперек к протяженности стержня 11 затвора. Отверстия 45 обеспечивают протекание технической воды 19 от подвода к отводу до тех пор, пока затвор 13а, 13b технической воды открыт.Движение элемента 13а клапанного затвора технической воды влево, в направлении регулируемого по давлению регулятора 1 закрывает, по меньшей мере, расположенное на фиг.3 внизу, обращенное к подводу отверстие 45, вследствие чего прекращается ток технической воды 19. Элемент 13а клапанного затвора технической воды установлен неподвижно на стержне 11 затвора или закреплен, причем стержень 11 затвора находится в функциональной связи своим левым внешним концом с регулируемым по давлению регулятором 1. Такие регулируемые по давлению регуляторы 1 известны из уровня техники.

Стержень 11 затвора заканчивается, как показано на фиг.3, своим внешним конечным участком в тарелке 16 мембраны или прилегает к ней, или соединен с ней. Тарелка 16 мембраны может быть также всего лишь насажена на конец стержня 11 затвора и может тем самым легко сниматься или заменяться. Обращенная к затвору 13а, 13b технической воды поверхность тарелки 16 мембраны может иметь восемь равномерно распределенных по окружности, радиально направленных к середине тарелки 16 мембраны пластинок с расположенными между ними промежутками, повышающими жесткость тарелки 16 мембраны. Тарелка 16 мембраны расположена в замкнутой полости и делит эту полость на два полых участка: правый полый участок 30 и левый полый участок 31. Обе полости отделены друг от друга технически жидкой средой посредством мембраны 32. На фиг.3 тарелка мембраны находится полностью слева или в своем левом конечном положении, а левый полый участок 31 небольшой, в то время как правый полый участок 30 соответственно большой. На участке подвода технической воды предусмотрено сверление 17, соединяющее технически жидкой средой полый участок 31 полости с подводом технической воды.

В элементе 2 центрального теплоснабжения устройства находится регулирующий ток 18 тепловой среды затвор 12а, 12b тепловой среды, содержащий подвижный элемент 12а клапанного затвора тепловой среды и седло 12b клапана тепловой среды. Затвор 12а, 12b тепловой среды полностью перекрывает, как показано на фиг.3, ток 18 тепловой среды. Элемент 12а клапанного затвора тепловой среды может быть выполнен, например, как поршень, конический затвор, задвижка или откидная крышка. Кроме того, предусмотрено кольцевое уплотнение 33, обеспечивающее соответствующее уплотнение между элементом 12а клапанного затвора и седлом 12b клапана.

Элемент 12а клапанного затвора тепловой среды расположен на стержне 11 затвора подвижно или с возможностью перемещения или с разъединением от него относительно продольной протяженности стержня 11 затвора. Стержень 11 затвора пронизывает по центру затвор 12а, 12b тепловой среды или элемент 12а клапанного затвора тепловой среды, а элемент 12а может скользить вдоль стержня 11 затвора. Элемент 12а закрытия тепловой среды уплотнен относительно стержня 11 затвора охватывающим по окружности уплотнением 33'. Силы трения между уплотнительным кольцом 33', элементом 12а и стержнем 11 затвора незначительны.

На участке затвора 12а, 12b тепловой среды расположена другая по сравнению с пружиной 14 более слабая пружина 35. Эта другая пружина 35 действует в направлении открытия затвора 12а, 12b тепловой среды противоположно оказываемому термостатически управляемым регулятором 4 усилию на элемент 12а клапанного затвора тепловой среды. Пружина 35 выдавливает элемент12а клапанного затвора тепловой среды из седла 12b клапана тепловой среды. Это возможно только тогда, когда элемент 12а клапанного затвора тепловой среды или усилие этой пружины 35 не подрегулируется регулируемым по давлению регулятором 1 и/или термостатически управляемым регулятором 4 и не вытягивается налево на седло 12b клапана тепловой среды или прижимается.

Усилие другой пружины 35 меньше или пренебрежимо меньше по сравнению с усилием пружины 14.

Стержень 11 затвора проходит, как, например, видно на фигурах 3-5, выходя от регулируемого по давлению регулятора 1 или от тарелки 16 мембраны через затвор 13а, 13b технической воды до затвора 12а, 12b тепловой среды. Между затвором 13а, 13b технической воды и затвором 12а, 12b тепловой среды расположен сальник 15, в котором стержень 11 затвора хотя и уплотнен, но установлен тем не менее подвижно для осуществления направленных в осевом направлении движений относительно своей продольной оси. Стержень 11 затвора может выполнять таким образом лишь направленные в осевом направлении движения.

На правом крайнем конце стержня 11 затвора расположен элемент остановки, например предохранительное кольцо, односторонне прилегающее к элементу клапанного затвора 12а тепловой среды или с возможностью накладывания. Вследствие этого элемент 12а клапанного затвора тепловой среды при движении стержня 11 затвора, в частности, увлекается налево, в частности тянется также налево, тем не менее при движении стержня 11 затвора направо элемент 12а клапанного затвора тепловой среды может оставаться в своем положении. Регулируемый по давлению регулятор 1 действует, таким образом, на затвор 12а, 12b тепловой среды исключительно в направлении закрытия.

На фиг.3 показано, таким образом, положение устройства, при котором закрыты как затвор 13а, 13b технической воды, так и затвор 12а, 12b тепловой среды. Закрытие затвора 13а, 13b технической воды и затвора 12а, 12b тепловой среды осуществляется согласно фиг.3 исключительно пружиной 14. Термостатически управляемый регулятор 4 не оказывает влияния на затвор 12а, 12b тепловой среды или не касается элемента 12а клапанного затвора тепловой среды.

На фиг.4 показано устройство в положении протекания. Как затвор 13а, 13b технической воды, так и затвор 12а, 12b тепловой среды открыты. При таком открытом положении обоих затворов 12, 13 имеет место отбор определенного минимального объема технической воды 19 через отвод технической воды. Это может происходить, например, посредством того, что открывается подключенный к теплообменнику водоразборный кран или водопроводный кран. Вследствие этого в отводе технической воды и, таким образом, также в соединенном правом относительно мембраны 32 полом участке 30 возникает низкое давление. В подводе технической воды, соединенном с левым полым участком 31 через сверление 17, давление при открытом водоразборном кране остается высоким. Вследствие этого образуется вызванная разницей давления сила, противодействующая пружине 14 сжатия, которую стержень 11 затвора перемещает направо и открывает затвор 13а, 13b технической воды, в то время как пружина 14 сжимается, а элемент 13а клапанного затвора технической воды перемещается направо. Вследствие этого деблокируется протекание через отверстия 45. Техническая вода 19 может протекать, таким образом, по существу беспрепятственно через элемент 3 технической воды в направлении теплообменника.

Затвор 12а, 12b тепловой среды 12а, 12b также открывается при движении стержня 11 затвора направо, в то время как элемент 12а клапанного затвора тепловой среды деблокируется и больше не удерживается предохранительным кольцом стержня 11 затвора в положении закрытия. Элемент клапанного запора тепловой среды 12а выталкивается усилием пружины 35 из седла клапана тепловой среды 12b. Таким образом, между элементом клапанного запора тепловой среды 12а и седлом клапана тепловой среды 12b образуется кольцевой зазор, определяющий расход тепловой среды 18.

На фиг.4 показано максимально открытое положение как затвора 13а, 13b технической воды, так и затвора 12а, 12b тепловой среды и имеет место максимальный ток технической воды 19 и тепловой среды 18.

С прекращением струи, в частности, при закрытии крана технической воды давление в соответствии с фиг.3 выравнивается. Динамический напор в отводе 10 технической воды, а также в правом полом участке 30 растет, тарелка 16 мембраны выдвигается влево. Поддерживающее усилие пружины 14 снова перемещает влево элемент 13а клапанного затвора технической воды 13а, а отверстия 45 снова закрываются. Одновременно элемент 12а клапанного затвора тепловой среды втягивается также влево в седло 12b клапана тепловой среды, так что как ток 19 технической воды, так и ток 18 тепловой среды закрываются.

На фиг.5 показано устройство в положении, в котором затвор 13а, 13b технической воды открыт, но затвор 12а, 12b тепловой среды закрыт.

Закрытие затвора 12а, 12b тепловой среды происходит посредством подрегулирования или нагружения давлением затвора 12а, 12b тепловой среды термостатически управляемым регулятором 4. Он вдавливает элемент 12а клапанного затвора тепловой среды навстречу усилию пружины 35 влево в седло 12b клапана тепловой среды. Стержень 11 затвора и затвор 13а, 13b технической воды остаются неизменно в своих положениях.

Термостатически управляемый регулятор 4 содержит, как видно на фигурах 3-5, термодатчик или регулирующий элемент 5 и регулируемый растягивающимся элементом 24 промежуточный элемент 22. Кроме того, предусмотрен датчик 20 заданного значения. Датчик 20 заданного значения установлен с возможностью поворота в корпусе регулятора 4. При повороте датчика 20 заданного значения в одном или другом направлении в зависимости от проделанного пути устанавливают заданное значение температуры технической воды 19. В соответствии с этим промежуточный элемент 22 переходит в исходное положение, соответствующее температуре заданного параметра технической воды 19. Термодатчик 5 регулятора 4, измеряющий температуру технической воды на выходе теплообменника, соединен через капиллярную трубку 6 с регулятором 4 или с растягивающимся элементом 24 или капиллярная трубка 6 впадает в растягивающийся элемент 24. Термодатчик 5 и растягивающийся элемент 24 работают по принципу давления и обычно наполнены жидкостью, испаряющейся, например, в зависимости от температуры, причем в термодатчике 5 возникает пропорциональное температуре давление. Считанная температура обусловливает подвод известным способом жидкости через капиллярную трубку 6 к растягивающемуся элементу 24. Положение растягивающегося элемента 24, а вместе с тем положение промежуточного элемента 22 относительно стержня 51 можно изменять или регулировать. Это может происходить посредством датчика 20 заданного значения. Пружина 21 подпружинивает растягивающийся элемент 24 при слишком высоких температурах.

Посредством капиллярной трубки 6 это давление превращается в перестановочное усилие промежуточного элемента 22, действующего на затвор 12а, 12b тепловой среды в элементе 2 центрального теплоснабжения.

При превышении измеренной термодатчиком 5 температуры, в частности истинного значения температуры, установленной температуры заданного параметра промежуточный элемент 22 перемещается налево на длину хода, соответствующую разнице температуры между температурой истинного значения и температурой заданного параметра. Элемент 12а клапанного затвора тепловой среды может перемещаться также в одинаковом направлении налево при движении стержня 51 затвора налево. Если измеренная термодатчиком 5 температура истинного значения ниже температуры заданного параметра, то промежуточный элемент 22 перемещается направо на длину хода, соответствующую разнице температуры между температурой истинного значения и температурой заданного параметра.

Конструктивно устройство выполнено так, что между седлом 12b клапана тепловой среды и элементом 12а клапанного затвора тепловой среды определен участок хода или определенная длина хода. Этот участок хода определяет максимальное отклонение или приподнимание элемента 12а клапанного затвора тепловой среды от седла 12b клапана тепловой среды. Вследствие этого возникающий при открытом положении кольцевой зазор имеет эту максимальную длину хода.

Затем при перемещении элемента 12а клапанного затвора тепловой среды посредством термостатически управляемого регулятора 4 на величину этой длины хода налево затвор 12а, 12b тепловой среды, по существу, плотно закрывается и прерывается ток тепловой среды 18. Таким образом, прерывается дальнейшее нагревание технической воды 19. Таким образом, неподогреваемая техническая вода 19 продолжает протекать как и раньше без уменьшения объема тока, так как отверстие 45 по-прежнему полностью открыто. Вследствие этого температура технической воды 19 понижается, а термодатчик 5 регистрирует более низкую температуру. На понижение определенной температуры реагирует термостатически управляемый регулятор 4, а регулирующий элемент 22 снова перемещается направо и затвор для тепловой среды 18 может снова пропускать поток.

Усилие, с которым промежуточный элемент 22 или растягивающийся элемент 24 нажимает налево, имеет большее значение, чем противодействующее усилие пружины 35 и пружины 52

Таким образом, термостатически управляемый регулятор 4 действует исключительно на элемент 12а клапанного затвора тепловой среды и перемещает его относительно продольного продолжения стержня 11 затвора, причем стержень 11 затвора и затвор 13а, 13b технической воды освобождены от нагружения давлением или воздействия термостатически управляемого регулятора 4.

Согласно представленной на чертежах форме выполнения термостатически управляемый регулятор 4 оказывает влияние на затвор 12а, 12b тепловой среды или на элемент 12а клапанного затвора тепловой среды, не непосредственно, а через промежуточный элемент 50, расположенный между термостатически управляемым регулятором 4 и затвором 12а, 12b тепловой среды. Этот промежуточный элемент 50 имеет направленный к протяженности стержня 11 затвора стержень 51, на конце которого, обращенном к затвору 12а, 12b тепловой среды, расположен, по меньшей мере, прижимной элемент 52, например, в форме снабженного прорезью колпачка.

Форма прижимного элемента 52 выбрана такой, чтобы посредством приданной ему формы нагружались давлением или входили в соприкосновение только затвор 12а, 12b тепловой среды или элемент 12а клапанного затвора тепловой среды, но не стержень 11 затвора или затвор 13а, 13b технической воды. Согласно фигурам 3-5 прижимной элемент 52 может иметь, по меньшей мере, один, предпочтительно три расположенных по периметру окружности нажимных штифта. Дальний правый к регулируемому по давлению регулятору 1 конец стержня 11 затвора расположен внутри этой окружности и охвачен прижимными штифтами.

Стержень 11 затвора и/или стержень 51 выполнен соответственно из сплошного элемента как одно целое. Однако он может быть изготовлен из нескольких, взаимодействующих друг с другом по оси или соединенных друг с другом путем силового и/или геометрического замыкания элементов.

Предпочтительно, если устройство выполнено неразъемным, в частности затвор 13а, 13b технической воды, затвор 12а, 12b тепловой среды, промежуточный элемент 50 и регулируемый по давлению регулятор 1 расположены в общем неразъемном или цельном корпусе из металла или полимерного материала, или охвачены общим неразъемным корпусом. В соответствии с этим между затвором 13а, 13b технической воды, затвором 12а, 12b тепловой среды и регулируемым по давлению регулятором 1 отсутствует винтовая резьба, стыки или им подобное, приводящие к ослаблению конструкции устройства.

Устройство может быть выполнено также модульным, причем, в частности, регулируемый по давлению регулятор 1 вместе с элементом 3 технической воды, элемент 2 центрального теплоснабжения и термостатически управляемый регулятор 4 могут быть выполнены как отдельные, соединяемые друг с другом модули, в частности, с возможностью демонтажа или взаимозаменяемости. Элемент 3 технической воды и элемент 2 центрального теплоснабжения могут разъединяться или соединяться, в частности, в зоне сальника.

Изобретение относится к устройству для регулирования температуры технической воды, подогреваемой посредством тепловой среды в теплообменнике. Технический результат: упрощение и повышение надежности в эксплуатации, осуществление независимого регулирования температуры. Устройство для регулирования температуры технической воды, подогреваемой посредством тепловой среды, в частности посредством воды теплоцентрали в теплообменнике, с затвором технической воды, регулирующим протекание технической воды к теплообменнику, и с затвором тепловой среды, регулирующим протекание тепловой среды от теплообменника. Затвор технической воды содержит седло клапана технической воды и подвижный относительно него, в частности, цилиндрический или конический элемент клапанного затвора технической воды, а затвор тепловой среды - седло клапана тепловой среды и подвижный относительно него, в частности, цилиндрический или конический элемент клапанного затвора тепловой среды, причем затвор технической воды и затвор тепловой среды находятся во взаимодействии друг с другом посредством стержня затвора, причем предусмотрен в общем известный регулируемый по давлению регулятор, действующий в зависимости от забора технической воды на стержень затвора и вследствие этого - на затвор технической воды, или регулирующий или открывающий, или закрывающий, и причем, кроме того, предусмотрен в общем известный термостатически управляемый регулятор, действующий исключительно на затвор тепловой среды, предпочтительно непосредственно на элемент клапанного затвора тепловой среды, или регулирующий его в зависимости от температуры технической воды, в частности, замеренной термодатчиком после выхода технической воды из теплообменника. Элемент клапанного затвора тепловой среды расположен в или на стержне затвора подвижно или с возможностью перемещения или разъединения относительно продольной протяженности стержня затвора, а затвор технической воды соединен со стержнем затвора прочно и неподвижно. Также описан нагревательный элемент с вышеописанным устройством. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для регулирования температуры технической воды (19), подогреваемой посредством тепловой среды (18), в частности посредством воды теплоцентрали в теплообменнике, с затвором (13а, 13b) технической воды, регулирующим протекание технической воды (19) к теплообменнику, и с затвором (12а, 12b) тепловой среды, регулирующим протекание тепловой среды (18) от теплообменника, причем затвор (13а, 13b) технической воды содержит седло (13b) клапана технической воды и подвижный относительно него, в частности, цилиндрический или конический элемент (13а) клапанного затвора технической воды, а затвор (12а, 12b) тепловой среды - седло (12b) клапана тепловой среды и подвижный относительно него, в частности, цилиндрический или конический элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды, причем затвор (13а, 13b) технической воды и затвор (12а, 12b) тепловой среды находятся во взаимодействии друг с другом посредством стержня (11) затвора, причем предусмотрен в общем известный регулируемый по давлению регулятор (1), действующий в зависимости от забора технической воды (19) на стержень (11) затвора и вследствие этого - на затвор (13а, 13b) технической воды, или регулирующий, или открывающий, или закрывающий и, причем, кроме того, предусмотрен в общем известный термостатически управляемый регулятор (4), действующий исключительно на затвор (12а, 12b) тепловой среды, предпочтительно непосредственно на элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды, или регулирующий его в зависимости от температуры технической воды (19), в частности, замеренной термодатчиком (5) после выхода технической воды (19) из теплообменника, отличающееся тем, что элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды расположен в или на стержне (11) затвора подвижно или с возможностью перемещения или разъединения относительно продольной протяженности стержня (11) затвора, а затвор (13а, 13b) технической воды соединен со стержнем (11) затвора прочно и неподвижно.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что термостатически управляемый регулятор (4) действует исключительно на элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды или выполнен с возможностью прилегания к нему и перемещает его относительно продольной протяженности стержня (11) затвора, причем, в частности, стержень (11) затвора и/или затвор (13а, 13b) технической воды предпочтительно не нагружаются давлением или не подвергаются действию термостатически управляемого регулятора (4).

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что затвор (13а, 13b) технической воды таким образом управляется регулируемым по давлению регулятором (1), что затвор (13а, 13b) технической воды находится в открытом положении, если техническая вода (19) забирается или течет к теплообменнику и затвор (13а, 13b) технической воды и затвор (12а, 12b) тепловой среды таким образом управляются или перерегулируются регулируемым по давлению регулятором (1) независимо от термостатически управляемого регулятора (4), что как затвор (13а, 13b) технической воды, так и затвор (12а, 12b) тепловой среды закрыты, если техническая вода (19) не забирается, причем при необходимости предусмотрены также промежуточные положения и/или что регулируемым по давлению регулятором (1) оказывается действие исключительно в направлении закрытия.

4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что затвор (12а, 12b) тепловой среды так управляется термостатически управляемым регулятором (4), что затвор (12а, 12b) тепловой среды открыт, если температура технической воды (19) после ее выхода из теплообменника ниже определенного значения, и затвор (12а, 12b) тепловой среды закрыт, если температура технической воды (19) превышает это значение, причем затвор (13а, 13b) технической воды остается в дальнейшем независимо от положения затвора (12а, 12b) тепловой среды, в частности, без изменения, предпочтительно полностью открытым, или что термостатически управляемый регулятор (4) перерегулирует или закрывает затвор (12а, 12b) тепловой среды независимо от положения затвора (13а, 13b) технической воды.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что затвор (12а, 12b) тепловой среды так управляется термостатически управляемым регулятором (4), что затвор (12а, 12b) тепловой среды открыт, если температура технической воды (19) после ее выхода из теплообменника ниже определенного значения, и затвор (12а, 12b) тепловой среды закрыт, если температура технической воды (19) превышает это значение, причем затвор (13а, 13b) технической воды остается в дальнейшем независимо от положения затвора (12а, 12b) тепловой среды, в частности, без изменения, предпочтительно полностью открытым, или что термостатически управляемый регулятор (4) перерегулирует или закрывает затвор (12а, 12b) тепловой среды независимо от положения затвора (13а, 13b) технической воды.

6. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, отличающееся тем, что термостатически управляемый регулятор (4) действует на затвор (12а, 12b) тепловой среды или на элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды через расположенный между термостатически управляемым регулятором (4) и затвором (12а, 12b) тепловой среды промежуточный элемент (50).

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что термостатически управляемый регулятор (4) действует на затвор (12а, 12b) тепловой среды или на элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды через расположенный между термостатически управляемым регулятором (4) и затвором (12а, 12b) тепловой среды промежуточный элемент (50).

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что термостатически управляемый регулятор (4) действует на затвор (12а, 12b) тепловой среды или на элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды через расположенный между термостатически управляемым регулятором (4) и затвором (12а, 12b) тепловой среды промежуточный элемент (50).

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что промежуточный элемент (50) имеет нагружаемый давлением посредством промежуточного элемента (22) термостатически управляемого регулятора (4), предпочтительно установленный по одной оси в продолжении стержня (11) затвора промежуточный стержень (51) затвора, на конце которого, обращенном к затвору (12а, 12b) тепловой среды, выполнен, по меньшей мере, один прижимной элемент (52) предпочтительно в форме снабженного боковой прорезью или имеющего три расположенных по периметру окружности прижимных штифта колпачка, причем благодаря форме прижимного элемента нагружаются давлением или входят в соприкосновение только затвор (12а, 12b) тепловой среды или элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды, но не стержень (11) затвора или затвор (13а, 13b) технической воды.

10. Устройство по любому из пп.7 или 8, отличающееся тем, что промежуточный элемент (50) имеет нагружаемый давлением посредством промежуточного элемента (22) термостатически управляемого регулятора (4), предпочтительно установленный по одной оси в продолжении стержня (11) затвора промежуточный стержень (51) затвора, на конце которого, обращенном к затвору (12а, 12b) тепловой среды, выполнен, по меньшей мере, один прижимной элемент (52), предпочтительно в форме снабженного боковой прорезью или имеющего три расположенных по периметру окружности прижимных штифта колпачка, причем благодаря форме прижимного элемента нагружаются давлением или входят в соприкосновение только затвор (12а, 12b) тепловой среды или элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды, но не стержень (11) затвора или затвор (13а, 13b) технической воды.

11. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, отличающееся тем, что стержень (11) затвора и/или промежуточный стержень (51) затвора выполнены соответственно как одно целое из сплошного элемента или составлены из нескольких взаимодействующих друг с другом по оси или соединенных друг с другом путем силового и/или геометрического замыкания отдельных элементов.

12. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, отличающееся тем, что затвор (12а, 12b) тепловой среды согласно положению расположен между затвором (13а, 13b) технической воды и термостатически управляемым регулятором (4), или промежуточным элементом (50), и/или, что регулируемый по давлению регулятор (1) и термостатически управляемый регулятор (4) расположены в противоположных концевых зонах преимущественно протяженного устройства.

13. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, отличающееся тем, что в устройстве предусмотрена, по меньшей мере, одна пружина (14), расположенная в зоне затвора (13а, 13b) технической воды, в частности, в седле (13b) клапана технической воды, причем пружина (14) нажимает на элемент (13а) клапанного затвора технической воды в направлении закрытия затвора (13а, 13b) технической воды и вследствие этого также на элемент (12а) клапанного затвора тепловой среды через стержень (11) затвора в направлении закрытия затвора (12а, 12b) тепловой среды, и причем пружина (14) действует в качестве силы противодействия относительно произведенной регулируемым по давлению регулятором (1) усилия, а при снижающемся давлении регулируемого по давлению регулятора (1) закрывает как затвор (13а, 13b) технической воды, так и затвор (12а, 12b) тепловой среды.

14. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, отличающееся тем, что в зоне затвора (12а, 12b) тепловой среды предусмотрена, по меньшей мере, одна другая, преимущественно в сравнении с пружиной (14) более слабая пружина (35), действующая в направлении открытия затвора (12а, 12b) тепловой среды в качестве силы противодействия относительно произведенного термостатически управляемым регулятором (4) на затвор (12а) тепловой среды усилия.

15. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в зоне затвора (12а, 12b) тепловой среды предусмотрена, по меньшей мере, одна другая, преимущественно в сравнении с пружиной (14) более слабая пружина (35), действующая в направлении открытия затвора (12а, 12b) тепловой среды в качестве силы противодействия относительно произведенного термостатически управляемым регулятором (4) на затвор (12а) тепловой среды усилия.

16. Устройство по п.11, отличающееся тем, что в зоне затвора (12а, 12b) тепловой среды предусмотрена, по меньшей мере, одна другая, преимущественно в сравнении с пружиной (14) более слабая пружина (35), действующая в направлении открытия затвора (12а, 12b) тепловой среды в качестве силы противодействия относительно произведенного термостатически управляемым регулятором (4) на затвор (12а) тепловой среды усилия.

17. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в зоне затвора (12а, 12b) тепловой среды предусмотрена, по меньшей мере, одна другая, преимущественно в сравнении с пружиной (14) более слабая пружина (35), действующая в направлении открытия затвора (12а, 12b) тепловой среды в качестве силы противодействия относительно произведенного термостатически управляемым регулятором (4) на затвор (12а) тепловой среды усилия.

18. Устройство по п.13, отличающееся тем, что в зоне затвора (12а, 12b) тепловой среды предусмотрена, по меньшей мере, одна другая, преимущественно в сравнении с пружиной (14) более слабая пружина (35), действующая в направлении открытия затвора (12а, 12b) тепловой среды в качестве силы противодействия относительно произведенного термостатически управляемым регулятором (4) на затвор (12а) тепловой среды усилия.

19. Устройство по п.14, отличающееся тем, что усилие другой пружины (35) меньше, чем усилие пружины (14), в частности, пренебрежимо мало по отношению к усилию пружины (14).

20. Устройство по любому из пп.15-18, отличающееся тем, что усилие другой пружины (35) меньше, чем усилие пружины (14), в частности, пренебрежимо мало по отношению к усилию пружины (14).

21. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, 15-18, отличающееся тем, что термостатически управляемый регулятор (4) или термодатчик (5) функционируют по принципу напряжения, причем в термодатчике образуется пропорциональное температуре давление, передаваемое затем через каппилярные трубки (6) к растягивающемуся элементу (24) регулятора (24).

22. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, 15-18, отличающееся тем, что термостатически управляемый регулятор (4) содержит промежуточный элемент (22), передающий свое перестановочное усилие на промежуточный стержень (51), а вследствие этого - на затвор (12а) тепловой среды, причем исходное положение промежуточного элемента (22) соответствует заданному значению технической воды (19), а промежуточный элемент (22) перемещается при превышающем измеренном термодатчиком (5) истинном значении температуры технической воды (19) на заданную длину хода в направлении закрытия затвора (12а, 12b) тепловой среды, а при пониженном истинном значении температуры технической воды (19) в соответствии с разницей температуры - на соответствующую противоположную длину хода в направлении открытия затвора (12а, 12b) тепловой среды.

23. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, 15-18, отличающееся тем, что между подводным патрубком (9) технической воды и затвором (13а, 13b) технической воды в седле (13b) затвора технической воды выполнены, по меньшей мере, два предпочтительно расположенных напротив друг друга, в частности, вытянутые и предпочтительно оба направленные поперек к продольному продолжению стержня (11) затвора проходные отверстия (45) для технической воды (19), из которых, по меньшей мере, одно, предпочтительно оба, могут закрываться, по меньшей мере, частично, в частности, полностью элементом (13а) затвора технической воды.

24. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, 15-18, отличающееся тем, что регулируемый по давлению регулятор (1) имеет тарелку (16) мембраны, насаженную или надвинутую на конец стержня (11) затвора с возможностью ее снятия, причем предпочтительно обращенная к затвору (13а, 13b) технической воды поверхность тарелки (16) мембраны может иметь несколько, в частности восемь, равномерно распределенных, радиально направленных к середине тарелки (16) мембраны опорных элементов.

25. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 7-9, 15-18, отличающееся тем, что затвор (13а, 13b) технической воды, затвор (12а, 12b) тепловой среды, регулируемый по давлению регулятор (1), промежуточный элемент (50) и при необходимости термостатически управляемый регулятор (4) расположены в общем неразъемном корпусе, или охвачены общим неразъемным корпусом, или что устройство выполнено модульным, и преимущественно регулируемый по давлению регулятор (1) вместе с элементом (3) технической воды, элементом (2) центрального теплоснабжения и термостатически управляемым регулятором (4) представлены как взаимосоединяемые модули.

26. Нагревательный элемент, теплообменник или им подобные устройства с устройством по любому из пп.1-25.