ФЛАНЦЕВОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ С ТЕПЛОВЫМ АККУМУЛЯТОРОМ Российский патент 2014 года по МПК F24H1/18 

Изобретение относится к фланцевому устройству, в частности, но исключительно применимому в санитарных нагревательных приборах.

Более точно настоящее изобретение относится к устройству фланцевого типа, содержащему фланец и контрфланец, которые могут быть стянуты друг с другом, и применимому в водонагревателях с тепловым аккумулятором.

Как известно, водонагреватели с тепловым аккумулятором имеют цилиндрическую часть, называемую "манжетой", которая закрыта двумя колпачками, в одном из которых имеется отверстие, через которое проходит по меньшей мере оболочка термореле (содержащего один или несколько температурных датчиков), противокоррозионные устройства и необязательно одно или несколько электрических сопротивлений (в случае электрических водонагревателей с тепловым аккумулятором), при этом такие компоненты обычно установлены на фланце, который также служит для герметизации упомянутого отверстия. Как известно, фланец прижат к кольцевому контрфланцу, наружный край которого приварен к колпачку, а его внутренний край обычно выполнен в форме, например, изгиба, опирающегося на край отверстия в колпачке.

Для обеспечения герметичного уплотнения между пространством внутри и снаружи водонагревателя между фланцем и колпачком устанавливают уплотнительный элемент из упругого материала.

В широко распространенном фланцевом устройстве, пользующемся большой популярностью в течение нескольких лет (см., например, патент IT 1305508, выданный на имя заявителя настоящей заявки), фланец и контрфланец стянуты друг с другом множеством стяжных винтов с многоугольной или профилированной головкой, стержни которых проходят через особые прорези, выполненные в контрфланце (в частности, в зоне примыкания между упомянутыми наружным и внутренним краями, см., например, фиг.2 упомянутого документа) и через соответствующие отверстия во фланце. На упомянутые стержни навинчивают соответствующие стопорные гайки, пока они не прижмутся к фланцу. При затягивании таких гаек уплотнительный элемент сдавливается между фланцем и колпачком (преимущественно в районе его отверстия), в результате чего образуется герметичное уплотнение.

Операции сборки такого фланцевого устройства являются особо и неблагоприятно длительными и сложными, например, из-за сложности их автоматизации и ускорения. Известно, что после изготовления контрфланца путем формования и его крепления, как вкратце описано выше, к соответствующему колпачку, необходимо, чтобы по меньшей мере первый сборщик на сборочной линии вставил стяжные винты в прорези в контрфланце, а по меньшей мере второй сборщик установил фланец по центру и насадил его на резьбовые стержни винтов. Кроме того, второй сборщик также помещает на стержни гайки, которые в результате будут затянуты третьим сборщиком. Ясно, что такая сборка требует чрезмерного использования рабочей силы, что отрицательно сказывается на времени и стоимости изготовления.

Сами прорези в контрфланце имеют достаточно сложную сочлененную форму, необходимую для точной установки в них головок и стержней стяжных винтов, что не всегда может быть сделано быстро и незамедлительно. Кроме того, из-за формы прорезей стяжные винты занимают неопределенное положение, что вынуждает использовать труд сборщиков, чтобы вставлять стяжные винты и устанавливать фланец и гайки.

С этой целью и для более подробного ознакомления с описанным выше фланцевым устройством снова сошлемся на неоднократной упоминавшийся патент IT 1305508. Изгиб отверстия в колпачке для фиксации контрфланца требует привлечения специализированного персонала и выполнения дополнительной операции, что продлевает время и увеличивает стоимость изготовления водонагревателя в целом.

В основу настоящего изобретения положена задача преодоления по меньшей мере части из описанных выше недостатков путем создания усовершенствованного фланцевого устройства. В частности, основной задачей настоящего изобретении является создание усовершенствованного фланцевого устройства, которое должно позволять осуществлять простую, удобную и быструю сборку водонагревателя.

Второй задачей настоящего изобретения является создание недорого в изготовлении и сборке усовершенствованного фланцевого устройства.

Третьей задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного фланцевого устройства, способного обеспечивать определенное положение его деталей с возможностью его сборки на известных сборочных автоматах.

Одной из дополнительных задач настоящего изобретения является создание усовершенствованного и упрощенного фланцевого устройства, которое должно обеспечивать механическую прочность, надежность и точность соединения фланец-контрфланец по аналогии с известными из уровня техники системами фланцев. Эти и другие задачи изобретения, которые будут подробно рассмотрены далее, достигаются посредством фланцевого устройства по п.1.

Для решения поставленных задач предлагается фланцевое устройство водонагревателя с тепловым аккумулятором, расположенное вблизи отверстия, выполненного по меньшей мере в колпачке водонагревателя с тепловым аккумулятором, содержащее:

фланец на который опирается нагревательное и предохранительное устройство и который служит для герметизации упомянутого отверстия,

контрфланец, жестко прикрепленный к колпачку,

уплотнительный элемент, помещающийся между фланцем и наружной поверхностью колпачка, в котором фланец и контрфланец могут быть стянуты друг с другом с помощью множества стяжных винтов, имеющих по меньшей мере одну головку и резьбовой стержень,

при этом к контрфланцу методом пластического деформирования прикреплены резьбовые втулки, в каждую из которых входит резьбовой стержень стяжных винтов.

Кроме того, контрфланец имеет расположенную между его наружным краем и его внутренним краем опорную стенку, к которой методом пластического деформирования прикреплены резьбовые втулки, помещающиеся между опорной стенкой и колпачком.

Резьбовые втулки приклепаны к опорной стенке.

Наружный край контрфланца прикреплен к колпачкупутем сварки.

Уплотнительным элементом является кольцо из упругого материала, имеющее поверхность, прижатую к внутреннему краю контрфланца, и поверхности, прижатые к соответствующим поверхностям фланца.

Предложен также водонагреватель с тепловым аккумулятором, в котором используется по меньшей мере одно предложенное фланцевое устройство

Признаки настоящего изобретения станут ясны из следующего далее описания предпочтительного варианта его осуществления, охарактеризованного в формуле изобретения и в порядке не ограничивающего примера, проиллюстрированного на прилагаемых чертежах, на которых:

на фиг.1 показан боковой разрез предложенного в изобретении фланцевого устройства в целом,

на фиг.2 показан вид в плане контрфланца предложенного в изобретении фланцевого устройства.

Позицией 1 на фиг.1 в целом обозначено фланцевое устройство согласно изобретению.

Более точно, на фиг.1 для простоты показан только колпачок 2 (в частности, колпачок 2 водонагревателя с тепловым аккумулятором, расположенного по вертильной оси) известного водонагревателя с тепловым аккумулятором с выполненным в нем отверстием 201, в которое известным способом вставляют оболочку термореле (содержащего один или несколько температурных датчиков), противокоррозионные устройства и группу нагревательных элементов (электрических сопротивлений в случае электрических водонагревателей с тепловым аккумулятором), не показанных на чертежах и далее в целом называемых "нагревательным и предохранительным устройством".

Кроме того, позицией 202 обозначен впускной патрубок для подачи холодной воды в водонагреватель с тепловым аккумулятором через колпачок 2.

В отверстии 201 установлено и закреплено предложенное в изобретении фланцевое устройство 1. Как известно, фланцевое устройство 1 содержит фланец 11, на который опирается упомянутое "нагревательное и предохранительное устройство", и контрфланец 12, к которому, как показано далее, прижат фланец 11.

Фланец 11 также служит для герметизации отверстия 201 в колпачке 2.

Помимо этого позицией 13 обозначен уплотнительный элемент, например, кольцо из упругого материала, которое помещается между фланцем 11 и поверхностью колпачка 2 преимущественно на краю его отверстия 201.

Еще точнее, контрфланец 12 предпочтительно имеет кольцевую форму и преимущественно С-образное сечение.

Соответственно, контрфланец 12 имеет наружный край 1201, приваренный рельефной или конденсаторной сваркой (или другими известными способами сварки или соединения) к колпачку 2, и внутренний край 1202, просто опирающийся на него вблизи отверстия 201, то есть внутренний край 1202 просто служит заплечиком (далее - заплечик 1202) для уплотнительного элемента 13.

Между наружным краем 1201 и заплечиком 1202 расположена опорная стенка 1203. Согласно известному уровню техники (см. патент II 1305508), головки стяжных винтов обычно помещаются в пространстве между колпачком 2 и опорной стенкой 1203 контрфланца 12. Резьбовые стержни винтов пропускают через профилированные отверстия в опорной стенке 1203, и навинчивают на них гайки, чтобы окончательно прижать фланец 11 (через который также проходят упомянутые стержни) к контрфланцу 12.

С другой стороны, в соответствии с изобретением упомянутое пространство занимают резьбовые втулки 3, расположенные с равными интервалами вокруг отверстия 201 и на расстоянии R по радиусу от его центра (см. фиг.2). Например, на фиг.2 показан контрфланец, содержащий 5 резьбовых втулок 3.

Резьбовые втулки 3 прикреплены к опорной стенке 1203 известными методами пластического деформирования, такими как клепка и(или) чеканка. Кроме того, в одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения резьбовые втулки 3 устанавливают непосредственно во время (холодного) формования контрфланца 12 с помощью известного как такового особого оборудования.

Затем стяжные винты 4 (с головкой 402) ввинчивают в резьбовые втулки 3, чтобы прижать фланец И к контрфланцу 12.

Соответственно, как известно из уровня техники, во фланце 11 выполнены отверстия 1101 для прохождения резьбовых стержней 401 стяжных винтов 4.

Упомянутые отверстия 1101 расположены по окружности, радиус которой равен упомянутому расстоянию по радиусу R, и отстоят друг от друга, как и соответствующие резьбовые втулки 3.

На этом этапе можно вкратце описать способ крепления фланцевого устройства 1 согласно изобретению.

После формования контрфланца 12 (который согласно изобретению уже снабжен втулками 3) и последующего приваривания к колпачку 2 (как было описано), фланец 11 и уплотнительное кольцо 13 устанавливают по центру относительно контрфланца 12, более точно, отверстия 1101 во фланце 11 стыкуют и устанавливают по центру резьбовых втулок 3, а поверхности 1301, 1302 и 1303 уплотнительного кольца 13 прижимают к заплечику 1202 контрфланца 12 и поверхностям 1102 и 1103 фланца 11 (см. фиг.1). Затем в отверстия 1101 во фланце 11 вставляют стяжные винты 4 и прижимают их к резьбовым втулкам 3 (например, с помощью известного автоматического оборудования, пока их шейки 403 не прижмутся к верхней поверхности фланца 11), которые занимают определенное положение.

Как упоминалось, при этом уплотнительное кольцо 13 сдавливается между фланцем 11 и поверхностью колпачка 2, пока оно не зафиксируется с тем, чтобы обеспечивать эффективное уплотнение между пространством внутри и снаружи водонагревателя и в то же время высокую механическую прочность и надежность (также при значительно более высоком давлении, чем рабочее давление водонагревателя) соединения фланец-контрфланец.

Таким образом, ясно, что в описанном выше фланцевом устройстве 1 достигаются указанные задачи изобретения. В частности, основным преимуществом фланцевого устройства 1 согласно изобретению является более быстрая и простая установка фланца 11 на контрфланце 12, поскольку достаточно просто затянуть винт 4 на соответствующей резьбой втулке 3, которая уже установлена на контрфланце 12.

В действительности, в отличие от известного уровня техники не используются стопорные гайки (и соответствующие прокладки), которые с усилием затягивают на стержне особых винтов, которые вручную устанавливают в профилированных прорезях в контрфланце. За счет определенного положения деталей 12, 3 и 11 (контрфланца, втулок и фланца) весь процесс сборки фланцевого устройства 1 становится легко автоматизируемым и требует меньше рабочей силы, что позволяет занять по меньшей мере часть сборщиков выполнением других работ.

За счет исключения одного или нескольких элементов фланцевого устройства 1 (в частности, гаек и прокладок) сокращения времени сборки и необходимой рабочей силы также значительно снижается стоимость производства.

Изобретение относится к фланцевому устройству водонагревателя с тепловым аккумулятором, который может быть применен в санитарных нагревательных приборах. Устройство содержит фланец, на который опирается нагревательное и предохранительное устройство, контрфланец, жестко прикрепленный к колпачку водонагревателя, и уплотнительный элемент, помещающийся между фланцем и наружной поверхностью колпачка. К контрфланцу методом пластического деформирования прикреплены резьбовые втулки, в которые входят винты для стягивания фланца с контрфланцем. Предложенное фланцевое устройство обеспечивает механическую прочность, надежность и точность соединения фланца с контрфланцем, сокращает время сборки устройства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы. 2 ил.

1. Фланцевое устройство (1) водонагревателя с тепловым аккумулятором, расположенное вблизи отверстия (201), выполненного по меньшей мере в колпачке (2) водонагревателя с тепловым аккумулятором, содержащее: фланец (11), на который опирается нагревательное и предохранительное устройство и который служит для герметизации отверстия (201), контрфланец (12), жестко прикрепленный к колпачку (2), уплотнительный элемент (13), помещающийся между фланцем (11) и наружной поверхностью колпачка (2),
в котором фланец (11) и контрфланец (12) могут быть стянуты друг с другом с помощью множества стяжных винтов (4), имеющих по меньшей мере одну головку (402) и резьбовой стержень (401),
отличающееся тем, что к контрфланцу (12) методом пластического деформирования прикреплены резьбовые втулки (3), в каждую из которых входит резьбовой стержень (401) стяжных винтов (4).

2. Фланцевое устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что контрфланец (12) имеет расположенную между его наружным краем (1201) и его внутренним краем (1202) опорную стенку (1203), к которой методом пластического деформирования прикреплены резьбовые втулки (3), помещающиеся между опорной стенкой (1203) и колпачком (2).

3. Фланцевое устройство (1) по п.2, отличающееся тем, что резьбовые втулки (3) приклепаны к опорной стенке (1203).

4. Фланцевое устройство (1) по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что наружный край (1201) контрфланца (12) прикреплен к колпачку (2) путем сварки.

5. Фланцевое устройство (1) по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что уплотнительным элементом (13) является кольцо из упругого материала, имеющее поверхность (1301), прижатую к внутреннему краю (1202) контрфланца (12), и поверхности (1302) и (1303), прижатые к соответствующим поверхностям (1102) и (1103) фланца (11).

6. Водонагреватель с тепловым аккумулятором, в котором используется по меньшей мере одно фланцевое устройство (1) по одному или нескольким из пп.1-5.