ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗА В ПРОТОЧНОМ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕ И РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДАННОГО КЛАПАНА Российский патент 2017 года по МПК F24H9/20 

Область техники

Настоящее изобретение относится к пропорциональному клапану для регулирования газа в проточном водонагревателе.

В частности, целью пропорционального клапана настоящего изобретения является регулирование потока газа, подаваемого в горелку в зависимости от потока воды, подаваемого в водонагреватель.

Предпосылки к созданию изобретения

Проточный водонагреватель приспособлен для нагревания потока воды, который проходит через водонагреватель для подачи пользователю.

В немецком патенте DE 3539020 раскрыт пропорциональный клапан для регулирования газа в мгновенном нагревателе воды.

Для регулирования температуры воды, подаваемой посредством водонагревателя пользователю, фактически используют регулирование потока газа в зависимости от потока воды. Водонагреватели обычно снабжают разными типами газов, самыми распространенными из которых являются метан и сжиженный пропан (Liquid Propane Gas - LPG). Очевидно, что свойства двух упомянутых газов, в частности их теплотворные способности, отличаются так, что пропорциональный клапан, приспособленный для регулирования метана, не способен эффективно регулировать LPG, а пропорциональный клапан, приспособленный для регулирования LPG, не способен эффективно регулировать метан.

Поэтому необходимо создавать два типа газорегулирующих клапанов: один тип пропорционального клапана для водонагревателей, работающих на метане, а другой тип пропорционального клапана для систем, работающих на LPG.

Очевидно, что сложившаяся ситуация ограничивает возможность стандартизации производства обоих элементов и уровней управления запасами.

US 2007/151606 раскрыт регулятор давления газа, который выполнен с возможностью подачи природного газа или газа низкого давления к домашним устройствам за счет изменения сжатия пружины, действующей на заслонку. Такой регулятор является достаточно сложным устройством, и его регулирование достаточно сложно.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание пропорционального газового клапана для водонагревателя, который лишен недостатков известного уровня техники.

В соответствии с настоящим изобретением создан пропорциональный клапан для регулирования потока газа в проточном водонагревателе; причем упомянутый пропорциональный клапан содержит корпус клапана с каналом подачи газа, проходящим вдоль продольной оси; затвор, который выполнен с возможностью перемещения относительно упомянутого корпуса клапана в направлении, параллельном продольной оси, продолжается вдоль упомянутой продольной оси и приспособлен для определения первого и второго сборочного положения в корпусе клапана, для регулирования первого и второго типа газа, соответственно.

Благодаря настоящему изобретению, один пропорциональный клапан способен регулировать два газа, обладающих разными свойствами, просто в зависимости от сборочного положения затвора. Практически, для того чтобы изменить конфигурацию клапана, достаточно установить затвор в противоположном направлении.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, упомянутый затвор содержит первый выступ, приспособленный для задействования канала подачи газа и регулирования первого типа газа; и второй выступ, приспособленный для задействования канала подачи газа и регулирования второго типа газа.

Упомянутый затвор фактически содержит первый и второй выступы, которые выполнены с возможностью селективного размещения внутри канала подачи газа.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, упомянутый затвор содержит кольцевой участок, проходящий поперек упомянутой продольной оси; при этом упомянутые первый и второй выступы проходят по продольной оси и расположены на противоположных сторонах упомянутого кольцевого участка.

Предпочтительно, упомянутый затвор подвергается воздействию двух противоположных сил, параллельных продольной оси и передаваемых посредством упругого элемента и соединительного элемента, соответственно. Более подробно, упомянутый упругий элемент расположен в корпусе клапана и опирается на упомянутый кольцевой участок, при этом упомянутый упругий элемент, предпочтительно, представляет собой цилиндрическую винтовую пружину, а упомянутые первый и второй выступы содержат соответствующие гнезда для размещения дистального конца упомянутого соединительного элемента.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, упомянутый затвор содержит уплотнение для уплотнения кромки вокруг канала подачи газа; причем упомянутое уплотнение выполнено с возможностью размещения на обеих противоположных поверхностях упомянутого кольцевого участка.

Упомянутый кольцевой участок выполняет двойную функцию, обеспечивая опорную поверхность для упругого элемента и уплотнения.

Предпочтительно, упомянутый кольцевой участок и первый и второй выступы выполнены за одно целое; при этом упомянутый затвор содержит первую и вторую кольцевые канавки, которые приспособлены для частичного размещения упомянутого уплотнения и расположены рядом с и на противоположных сторонах упомянутого кольцевого участка.

Предпочтительно, упомянутые первое и второе сборочные положения определяются посредством по меньшей мере одной идентификационной отметки на самом затворе.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, упомянутый канал подачи газа содержит цилиндрическую поверхность, переднюю кромку и наклонную поверхность, соединяющую упомянутую цилиндрическую поверхность и упомянутую кромку.

Другой целью настоящего изобретения является создание газорегулирующего устройства для проточного водонагревателя.

В соответствии с настоящим изобретением описано газорегулирующее устройство для водонагревателя, причем упомянутое газорегулирующее устройство содержит пропорциональный клапан, который описан в любом из вышеупомянутых пунктов формулы; датчик для определения потока воды в водонагреватель; и соединительный элемент, расположенный между упомянутым датчиком и упомянутым затвором, для перемещения затвора в соответствии с потоком воды, определяемым посредством датчика.

Краткое описание чертежей

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятными из приведенного ниже описания предпочтительного варианта осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых:

Фиг. 1 представляет собой вид в разрезе, с удаленными деталями для упрощения, газорегулирующего устройства для водонагревателя в соответствии с настоящим изобретением; и

Фиг. 2 представляет собой вид в разрезе, с удаленными деталями для упрощения и в увеличенном масштабе, пропорционального клапана регулировочного устройства, показанного на фиг. 1.

Предпочтительный вариант осуществления

Со ссылкой на фиг. 1, ссылочная позиция 1 обозначает газорегулирующее устройство в целом для проточного водонагревателя, который не показан в прилагаемых чертежах и выполняет функцию мгновенного нагревания потока воды, подаваемой пользователю (не показанному), посредством горелки 2. Регулирующее устройство 1 выполняет функцию определения потока воды, который проходит через водонагреватель и должен подвергаться нагреванию посредством горелки 2 перед подачей пользователю, и регулирования потока газа, подаваемого в горелку 2. Регулирующее устройство 1 продолжается вдоль оси А и содержит устройство 3 датчика, приспособленное для определения потока воды; пропорциональный клапан 4 для регулирования притока газа в горелку 2 в зависимости от потока воды; и соединение 5 между устройством 3 датчика и пропорциональным клапаном 4. В показанном примере, устройство 3 датчика содержит корпус 6 датчика, образующий камеру 7; мембрану 8, расположенную в камере 7 и прикрепленную к корпусу 6 датчика к его краю так, чтобы разделять камеру 7 на два участка 71 и 72; пластину 9, размещенную в участке 71 в контакте с мембраной 8; и упругий элемент 10, размещенный между корпусом 6 датчика и пластиной 9. Корпус 6 датчика содержит впускное отверстие 11 и выпускное 12 отверстия для воды, которая проходит в участке 72. Мембрана 8 чувствительна к давлению, оказываемому потоком воды, и перемещает пластину 9, преодолевая поджатие упругого элемента 10, пропорционально потоку воды, подаваемому в водонагреватель (не показанный).

Соединение 5 между устройством 3 датчика и пропорциональным клапаном 4 образовано посредством штанги 13, предпочтительно, имеющей регулируемую длину, которая в рассматриваемом случае поддерживается с возможностью перемещения вдоль оси А и содержит два стержня 14 и 15, расположенные встык. Конец стержня 14 соединен с пластиной 9, а конец стержня 15 непосредственно взаимодействует с пропорциональным клапаном 4. Шток 13 непосредственно управляет пропорциональным клапаном 4 в зависимости от перемещений мембраны 8.

Пропорциональный клапан 4 содержит корпус 16 клапана; затвор 17, выполненный с возможностью перемещения вдоль оси А; и упругий элемент 18. Затвор 17 подвергается воздействию двух противоположных усилий вдоль оси А и оказываемых штоком 13 и упругим элементом 18, соответственно. Сбалансированное положение между упомянутыми противоположными усилиями определяет степень открытия пропорционального клапана 4. Корпус 16 клапана содержит камеру 19, в которую подается газ из источника подачи газа; камеру 20, взаимодействующую с камерой 19 и соединенную с горелкой 2; и канал 21 подачи газа между камерой 19 и камерой 20. Корпус 16 клапана фактически содержит впускное отверстие 22 и выпускное отверстие 23 для газа, образованные в камере 19 и в камере 20, соответственно.

Со ссылкой на фиг. 2, канал 21 частично продолжается в камеру 20 и содержит цилиндрическую поверхность 24, кромку 25 и наклонную поверхность 26 между цилиндрической поверхностью 24 кромкой 25.

Затвор 17 продолжается вдоль оси А и содержит кольцевой участок 27; выступ 28, который приспособлен для задействования канала 21 и регулирования первого типа газа, расположен на одной стороне кольцевого участка 27, и содержит первое гнездо 29 для размещения штока 13; и второй выступ 30, который приспособлен для задействования канала 21 и регулирования второго типа газа, расположен на противоположной стороне кольцевого участка 27 относительно первого выступа 28 и содержит второе гнездо 31 для размещения штока 13. Выступы 28 и 30 расположены соосно вдоль оси А и придают затвору двойную конфигурацию.

По существу затвор 17 может быть установлен в первом и втором положении для регулирования первого и второго газа, соответственно. Затвор 17 дополнительно содержит две кольцевые канавки 32 и 33, расположенные на противоположных сторонах кольцевого участка 27 и приспособленные для размещения уплотнения 34, предпочтительно, упругого и выполненного из каучука или подобного материала, имеющего кольцевую форму и приспособленного для примыкания к кромке 25, чтобы обеспечить герметичное закрытие пропорционального клапана 4. Уплотнение 34 опирается на кольцевой участок 27 вдоль его поверхности. Упругий элемент 18, который в рассматриваемом случае образован посредством цилиндрической винтовой пружины, расположен в камере 20 и зажат в осевом направлении между корпусом 16 клапана и кольцевым участком 27 так, чтобы в свою очередь прижимать уплотнение 34 к кромке 25 в положении закрытия пропорционального клапана 4. Выступ 28 приспособлен для точного помещения в канале 21 и содержит цилиндрический участок 35, примыкающий к кольцевой канавке 32, дистальный участок 36 в форме усеченного конуса и торцевую поверхность 37, в которой образовано гнездо 29.

По аналогии с выступом 28, выступ 30 выполнен с возможностью точного помещения в канале 21 и содержит цилиндрический участок 38, примыкающий к кольцевой канавке 33, дистальный участок 39 в форме усеченного конуса и торцевую поверхность 40, в которой образовано гнездо 31.

Выступы 28 и 30 отличаются друг от друга по протяженности соответствующих цилиндрических участков 35 и 38 и протяженности и конусности соответствующих участков 36 и 39 в форме усеченных конусов. Осевая длина цилиндрических участков 35 и 38 и участков 36 и 39 в форме усеченного конуса и конусность участков 36 и 39, в форме усеченного конуса рассчитаны и выполнены специально для регулирования двух типов газа, обладающих разными свойствами, в рассматриваемом случае метана и LPG. Поскольку данные различия неспециалисту трудно определить на глаз, на затворе 17 сделана по меньшей мере одна идентификационная отметка 41, для того чтобы облегчить точную сборку затвора 17.

Фактически затвор 17 предусматривает два варианта сборки, определяемые идентификационными отметками, сделанными на самом затворе 17.

Со ссылкой на фиг. 1, корпус 6 датчика и корпус 16 клапана жестко соединены друг с другом посредством направляющей 42, которая в рассматриваемом случае выполнена в виде удлинения корпуса 16 клапана и выполняет функцию направления штока 13.

При использовании, регулирование газа осуществляется посредством перемещения затвора 17 вдоль продольной оси А таким образом, чтобы изменять положение участков 36 или 39 в форме усеченных конусов относительно наклонной поверхности 26, для того чтобы образовать так называемый конус регулирования газа.

В заключение понятно, что изменения и модификации могут быть выполнены в пропорциональном газовом клапане, описанном в данном документе, без отхода от объема охраны прилагаемой формулы изобретения.

Пропорциональный клапан для регулирования газа в проточном водонагревателе содержит корпус клапана с каналом подачи газа, проходящим по продольной оси, и кромкой, расположенной поперек продольной оси; затвор, который выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса клапана в направлении, параллельном продольной оси, проходит по продольной оси и выполненный с возможностью образования первого и второго сборочного положения в корпусе клапана для регулирования первого и второго типа газа, соответственно. Технический результат изобретения – повышение эффективности регулирования одним клапаном двух газов, обладающих разными свойствами. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пропорциональный клапан для регулирования газа в проточном водонагревателе, причем пропорциональный клапан (4) содержит корпус (16) клапана с каналом (21) подачи газа, проходящим по продольной оси (А); и затвор (17), который выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса (16) клапана в направлении, параллельном продольной оси (А), проходит по продольной оси (А) и выполнен с возможностью образования первого и второго сборочного положения в корпусе (16) клапана для регулирования первого и второго типа газа соответственно.

2. Пропорциональный клапан по п.1, в котором затвор (17) содержит первый выступ (28), выполненный с возможностью взаимодействия с каналом (21) подачи газа и регулирования первого типа газа; и второй выступ (30), выполненный с возможностью взаимодействия с каналом (21) подачи газа и регулирования второго типа газа.

3. Пропорциональный клапан по п.2, в котором затвор (17) содержит кольцевой участок (27), проходящий поперек продольной оси (А); а упомянутые первый и второй выступы (28, 30) проходят по продольной оси (А) и расположены на противоположных сторонах кольцевого участка (27).

4. Пропорциональный клапан по п.3, который дополнительно содержит упругий элемент (18) и соединительный элемент (5), прикладывающие к затвору (17) соответственно два противоположных усилия, параллельных продольной оси (А).

5. Пропорциональный клапан по п.4, в котором упругий элемент (18) расположен в корпусе (16) клапана и опирается на кольцевой участок (27) и, предпочтительно, представляет собой цилиндрическую винтовую пружину.

6. Пропорциональный клапан по п.4, в котором первый и второй выступы (28, 30) содержат соответствующие гнезда (29, 31) для размещения дистального конца соединительного элемента (5).

7. Пропорциональный клапан по п.3, в котором затвор (17) содержит уплотнение (34) для уплотнения кромки (25) вокруг канала (21) подачи газа; причем уплотнение (34) выполнено с возможностью размещения на обеих поверхностях кольцевого участка (27).

8. Пропорциональный клапан по п.7, в котором кольцевой участок (27) и первый и второй выступы (28, 30) выполнены за одно целое; при этом затвор (17) содержит первую и вторую кольцевые канавки (32, 33), выполненные с возможностью частичного размещения уплотнения (34), примыкающие к кольцевому участку (27) и расположенные на противоположных сторонах кольцевого участка (27).

9. Пропорциональный клапан по п.1, в котором упомянутые первое и второе сборочные положения обозначены с помощью по меньшей мере одной идентификационной отметки на затворе (17).

10. Пропорциональный клапан по п.1, в котором канал (21) подачи газа содержит цилиндрическую поверхность (24), переднюю кромку (25) и наклонную поверхность (26), соединяющую цилиндрическую поверхность (24) и кромку (25).

11. Газорегулирующее устройство для проточного водонагревателя, содержащее пропорциональный клапан (4) по п.1; датчик (3) для измерения потока воды в водонагреватель; и соединительный элемент (5), расположенный между датчиком (3) и затвором (17) для перемещения затвора в соответствии с потоком воды, измеренным посредством датчика (3).