[go: up one dir, main page]

RU2754056C1 - Water-gas unit for instantaneous water heater - Google Patents

Water-gas unit for instantaneous water heater Download PDF

Info

Publication number
RU2754056C1
RU2754056C1 RU2021103431A RU2021103431A RU2754056C1 RU 2754056 C1 RU2754056 C1 RU 2754056C1 RU 2021103431 A RU2021103431 A RU 2021103431A RU 2021103431 A RU2021103431 A RU 2021103431A RU 2754056 C1 RU2754056 C1 RU 2754056C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
gas
cavity
magnet
movable device
Prior art date
Application number
RU2021103431A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Инна Петровна Никитина
Виктор Гаврилович Петько
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет»
Priority to RU2021103431A priority Critical patent/RU2754056C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754056C1 publication Critical patent/RU2754056C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/34Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water chamber arranged adjacent to the combustion chamber or chambers, e.g. above or at side

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to gas technology and can be used in automation systems for gas heating and water heating devices. In a water-gas unit for a flow-through water heater, which has a water and gas compartments separated by a non-magnetic partition, a movable device located in the cavity of the water compartment, dividing it into a cavity of increased pressure and a cavity of reduced pressure, associated with a valve for limiting the water supply and receiving the water pressure difference created by the ejector, the delivery and suction leads of which are connected, respectively, with the cavity of increased and with the cavity of reduced pressure and a water flow rate regulator is installed on the suction outlet of the ejector, the movable device is connected through the magnetic field of the first magnet installed on it with the second magnet located in the gas cavity and oriented to it with the same pole of the same name, mechanically acting on the gas supply valve spring-loaded towards the saddle and acting on the valve position sensor gas supply, the movable device is made in the form of a piston connected to the first magnet with the possibility of axial movement through a spring installed between it and the magnet, and a reed switch located in the magnetic field of the second magnet is used as a position sensor.
EFFECT: increasing reliability of the device and accuracy of the operation of water and gas supply control systems.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к газовой технике и может быть использовано в системах автоматизации газовых отопительных и водонагревательных приборов.The invention relates to gas technology and can be used in automation systems for gas heating and water heating devices.

Известен водогазовый узел [Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые. Руководство по эксплуатации 3251-00.000-01 РЭ. Армавирский завод газовой аппаратуры] содержащий клапан подачи газа и мембранный регулятор (стабилизатор) подачи воды, в котором клапан подачи газа открывается путем воздействия на него через шток мембраны при условии гарантированного расхода воды через теплообменник. При этом разделение газовой и водяной полостей осуществляется установленными на штоке двумя сальниковыми уплотнениями. Недостатком этого устройства является то, что, при износе уплотнения со стороны газовой полости газ поступает в помещение, а при износе уплотнения со стороны водяной полости происходит утечка воды. Это сопровождается риском аварийной загазованности помещения и существенными для потребителя затратами труда и денежных средств на восстановление и ремонт. Кроме того наличие трения в уплотнениях отрицательно сказывается на точности регулирования подачи воды.Known water-gas unit [Apparatus water-heating flow-through gas household. Operating manual 3251-00.000-01 OM. Armavir Gas Equipment Plant] containing a gas supply valve and a membrane regulator (stabilizer) for water supply, in which the gas supply valve is opened by acting on it through the membrane rod, provided that the water flow through the heat exchanger is guaranteed. In this case, the separation of the gas and water cavities is carried out by two gland seals installed on the stem. The disadvantage of this device is that when the seal is worn from the side of the gas cavity, the gas enters the room, and when the seal is worn from the side of the water cavity, water leaks. This is accompanied by the risk of emergency gas contamination of the premises and significant labor and money costs for the consumer for restoration and repair. In addition, the presence of friction in the seals negatively affects the accuracy of the regulation of the water supply.

Этот недостаток устранен в водогазовом узле по [Пат. RU 2641999 Российская Федерация, Водогазовый узел / Петько В.Г.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»; опубл. 23.01.2018], в котором привод клапана подачи газа осуществляется мембраной через магнитное поле двух магнитов, расположенными по обе стороны немагнитной перегородки, разделяющей газовую и водяную полости узла.This drawback was eliminated in the water-gas unit according to [US Pat. RU 2641999 Russian Federation, Water and gas unit / Petko V.G .; applicant and patentee FGBOU VPO "Orenburg State Agrarian University"; publ. 01/23/2018], in which the gas supply valve is driven by a membrane through the magnetic field of two magnets located on both sides of a non-magnetic partition separating the gas and water cavities of the unit.

Однако в данном водогазовом узле, как и в предыдущем, воспринимающим органом протока воды является мембрана. Недолговечность мембраны снижает эксплуатационную надежность узла, а взаимосвязь систем регулирования подачи газа и ограничения протока воды за счет противодействия на перемещение мембраны одновременно двух пружин усложняет настройку узла и точность срабатывания систем.However, in this water-gas unit, as in the previous one, the membrane is the receiving organ of the water flow. The fragility of the membrane reduces the operational reliability of the unit, and the interconnection of the systems for regulating the gas supply and limiting the water flow due to the counteraction of the movement of the membrane by two springs simultaneously complicates the adjustment of the unit and the accuracy of the systems.

Задачей предполагаемого изобретения является устранение этих недостатков.The object of the proposed invention is to eliminate these disadvantages.

Технический результат достигается за счет того, что в водогазовом узле для проточного водонагревателя, имеющем разделенные немагнитной перегородкой водяной и газовый отсеки, подвижное устройство, расположенное в полости водяного отсека, делящее ее на полость повышенного давления и полость пониженного давления, связанное с клапаном ограничения подачи воды и воспринимающее разность давлений воды, создаваемую эжектором, нагнетающий и всасывающий выводы которого соединены соответственно с полостью повышенного и с полостью пониженного давлений, а на всасывающем выводе эжектора установлен задатчик расхода воды, при чем подвижное устройство связано через магнитное поле установленного на нем первого магнита с расположенным в газовой полости ориентированным к нему одноименным полюсом вторым магнитом, механически воздействующим на подпружиненный в сторону седла клапан подачи газа и воздействующим на датчик положения клапана подачи газа, подвижное устройство выполнено в виде поршня, связанного с первым магнитом с возможностью осевого перемещения через установленную между ним и магнитом пружину, а в качестве датчика положения использован геркон, расположенный в зоне магнитного поля второго магнита.The technical result is achieved due to the fact that in a water-gas unit for a flow-through water heater, which has a water and gas compartments separated by a non-magnetic partition, a movable device located in the cavity of the water compartment, dividing it into a cavity of increased pressure and a cavity of reduced pressure associated with a valve for limiting the water supply and perceiving the water pressure difference created by the ejector, the injection and suction leads of which are connected, respectively, with the cavity of increased and reduced pressure, and a water flow rate regulator is installed at the suction outlet of the ejector, and the movable device is connected through the magnetic field of the first magnet installed on it with the located in the gas cavity with a second magnet oriented to it with the same name, mechanically acting on the gas supply valve spring-loaded towards the seat and acting on the position sensor of the gas supply valve, the movable device is made in the form of a piston associated with the first magnet with the possibility of axial movement through the spring installed between it and the magnet, and a reed switch located in the magnetic field of the second magnet is used as a position sensor.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется фигурой 1.The essence of the alleged invention is illustrated by figure 1.

Водогазовый узел для проточного водонагревателя имеет разделенные немагнитной перегородкой 1 водяной отсек 2 и газовый отсек 3. В корпусе водяного отсека 2 установлено подвижное устройство 4, выполненное в виде поршня, связанное с клапаном 5 ограничения подачи воды. Подвижное устройство делит полость корпуса водяного отсека 2 на полость повышенного давления 6 и полость пониженного давления 7, соединенные между собой через нагнетающий 8 и всасывающий 9 выводы эжектора 10. Нагнетающий вывод эжектора 10 оснащен задатчиком 11 ограничителя расхода воды. Подвижное устройство 4 связано через магнитное поле установленного на нем первого магнита 12 с расположенным в газовой полости вторым магнитом 13, ориентированным к первому магниту 12 одноименным полюсом. Второй магнит 13 механически связан с прижатым к седлу пружиной 14 клапаном 15 подачи газа, а через магнитное поле с герконом 16, выполняющим роль датчика положения клапана 15. При этом первый магнит 12 имеет возможность осевого перемещения относительно подвижного устройства 4, если сила, действующая на него, превысит силу сопротивление пружины 17.A water-gas unit for a flow-through water heater has a water compartment 2 and a gas compartment separated by a non-magnetic partition 1, a water compartment 2 and a gas compartment 3. A movable device 4, made in the form of a piston, connected to a valve 5 for limiting the water supply is installed in the body of the water compartment 2. The movable device divides the cavity of the body of the water compartment 2 into a cavity of increased pressure 6 and a cavity of reduced pressure 7, connected to each other through the inlet 8 and suction 9 leads of the ejector 10. The inlet outlet of the ejector 10 is equipped with a regulator 11 of the water flow limiter. The movable device 4 is connected through the magnetic field of the first magnet 12 installed on it with the second magnet 13 located in the gas cavity, oriented to the first magnet 12 with the same pole. The second magnet 13 is mechanically connected to the gas supply valve 15 pressed against the seat by the spring 14, and through a magnetic field with a reed switch 16 acting as a valve position sensor 15. In this case, the first magnet 12 has the possibility of axial movement relative to the movable device 4 if the force acting on it will exceed the force of the resistance of the spring 17.

Работает водогазовый узел следующим образом.The water-gas unit works as follows.

В исходном состоянии вентиль на выходе змеевика (на чертеже не показан) закрыт, вода через эжектор 10 не протекает, давление в полости повышенного давления 6 и полости пониженного давления 7 с обеих сторон днища поршня 4 одинаковое. Магнит 12 под действием предварительно напряженной пружины 17 занимает в поршне крайнее левое положение, а под действием пружины 14, передаваемом через магнитное поле первого и второго магнитов 12 и 13, поршень 4 вместе с магнитом 12 смещен в полости 7 в крайнее правое положение. При этом расстояние между полюсами магнитов максимальное, а сила взаимодействия минимальна. В результате усилием пружины 14 клапан 15 подачи газа полностью закрыт, а второй магнит 13 максимально приближен к немагнитной перегородке 1.In the initial state, the valve at the outlet of the coil (not shown in the drawing) is closed, water does not flow through the ejector 10, the pressure in the high-pressure cavity 6 and the reduced-pressure cavity 7 on both sides of the piston head 4 is the same. The magnet 12 under the action of the pre-stressed spring 17 occupies the extreme left position in the piston, and under the action of the spring 14 transmitted through the magnetic field of the first and second magnets 12 and 13, the piston 4 together with the magnet 12 is displaced in the cavity 7 to the extreme right position. In this case, the distance between the poles of the magnets is maximum, and the force of interaction is minimal. As a result, by the force of the spring 14, the gas supply valve 15 is completely closed, and the second magnet 13 is as close as possible to the non-magnetic partition 1.

По мере открывания вентиля на выходе змеевика начнет увеличиваться подача воды, протекающей, в том числе, и через задатчик 11. В результате потери напора вследствие гидравлического сопротивлении задатчика давление в полости пониженного давления 7 по сравнению с давлением в полости повышенного давления 6 будет уменьшаться. Подвижное устройство 4, выполненного виде поршня под действием разности давлений, преодолев сравнительно небольшую вследствие увеличенного расстояния между полюсами магнитов силу отталкивания магнитов, начнет перемещаться справа налево. Расстояние между полюсами магнитов будет сокращаться, сила отталкивания увеличиваться.As the valve opens at the outlet of the coil, the supply of water will begin to increase, flowing through, among other things, the setpoint 11. As a result of the loss of pressure due to the hydraulic resistance of the setpoint, the pressure in the reduced pressure cavity 7 compared to the pressure in the increased pressure cavity 6 will decrease. The movable device 4, made in the form of a piston, under the action of a pressure difference, overcoming the relatively small repulsive force of the magnets due to the increased distance between the poles of the magnets, will begin to move from right to left. The distance between the poles of the magnets will shorten, the repulsive force will increase.

Как только подача воды достигнет минимально допустимой для данного нагревательного прибора величины, сила отталкивания магнитов друг от друга станет больше силы, с которой пружина 14 прижимает клапан 15 к седлу. Второй магнит 13 и связанный с ним клапан 15 начнут перемещаться справа налево, приоткрывая доступ газа к горелке. Клапан 15 полностью откроется, когда магнит 12 при дальнейшем увеличении протока воды упрется в немагнитную перегородку 1 водянного отсека 2 газового отсека 3. При этом, чем более открыт разборный вентиль на выходе змеевика, тем при фиксированной подаче газа ниже температура нагрева воды.As soon as the water supply reaches the minimum permissible value for a given heating device, the force of repulsion of the magnets from each other will be greater than the force with which the spring 14 presses the valve 15 against the seat. The second magnet 13 and the associated valve 15 will begin to move from right to left, slightly opening the gas access to the burner. The valve 15 will fully open when the magnet 12, with a further increase in the water flow, rests against the non-magnetic partition 1 of the water compartment 2 of the gas compartment 3. Moreover, the more open the dismountable valve at the coil outlet, the lower the water heating temperature with a fixed gas supply.

Чрезмерное открывание вентиля на выходе змеевика или скачок давления воды в водопроводной сети не приведет к заметному увеличению подачи воды, так как поршень, преодолевая сопротивление пружины 17, начнет прикрывать клапан 5, увеличивая тем самым гидравлическое сопротивление потоку воды. Причем увеличение гидравлического сопротивления клапана будет происходить синхронно с уменьшением гидравлического сопротивления вентиля на выходе змеевика, что и будет приводить к стабилизации подачи воды. При этом изменение уровня стабилизации может осуществляться путем воздействия на привод задатчика 11, в результате чего будет изменяться его гидравлическое сопротивление, а, следовательно, и величина потока воды, при котором перепад давления между полостями будет достаточен для преодоления поршнем сопротивления пружины 17 и вступления в действие клапана 5 ограничения потока воды.Excessive opening of the valve at the outlet of the coil or a jump in water pressure in the water supply network will not lead to a noticeable increase in water supply, since the piston, overcoming the resistance of the spring 17, will begin to close valve 5, thereby increasing the hydraulic resistance to the flow of water. Moreover, an increase in the hydraulic resistance of the valve will occur synchronously with a decrease in the hydraulic resistance of the valve at the outlet of the coil, which will lead to stabilization of the water supply. In this case, a change in the level of stabilization can be carried out by acting on the actuator of the setpoint 11, as a result of which its hydraulic resistance will change, and, consequently, the value of the water flow, at which the pressure difference between the cavities will be sufficient for the piston to overcome the resistance of the spring 17 and take effect valve 5 limiting the flow of water.

Работа водогазового узла происходит в обратном порядке в процессе закрытия вентиля на выходе змеевика.The operation of the water-gas unit occurs in the reverse order in the process of closing the valve at the outlet of the coil.

Таким образом, предлагаемый водогазовый узел для проточного водонагревателя по сравнению с прототипом не содержит мембраны, которая, как показала практика, является наиболее частой причиной отказов водогазовых узлов во время их эксплуатации. Кроме того системы регулирования подачи газа и ограничения подачи воды действуют последовательно, независимо друг от друга, что упрощает их настройку и регулировку. Все это в целом повышает надежность работы узла и точность срабатывания систем регулирования, как подачи газа, так и ограничения подачи воды, что особенно важно при нестабильном давлении в водопроводной сети.Thus, the proposed water-gas unit for a flow-through water heater, in comparison with the prototype, does not contain a membrane, which, as practice has shown, is the most frequent cause of failures of water-gas units during their operation. In addition, the systems for regulating the gas supply and limiting the water supply operate sequentially, independently of each other, which simplifies their setup and adjustment. All this as a whole increases the reliability of the unit and the accuracy of the operation of control systems, both gas supply and limitation of water supply, which is especially important in case of unstable pressure in the water supply network.

Claims (1)

Водогазовый узел для проточного водонагревателя, имеющий разделённые немагнитной перегородкой водяной и газовый отсеки, подвижное устройство, расположенное в полости водяного отсека, делящее её на полость повышенного давления и полость пониженного давления, связанное с клапаном ограничения подачи воды и воспринимающее разность давлений воды, создаваемую эжектором, нагнетающий и всасывающий выводы которого соединены соответственно с полостью повышенного и с полостью пониженного давлений, а на всасывающем выводе эжектора установлен задатчик расхода воды, причём подвижное устройство связано через магнитное поле установленного на нём первого магнита с расположенным в газовой полости ориентированным к нему одноимённым полюсом вторым магнитом, механически воздействующим на подпружиненный в сторону седла клапан подачи газа и воздействующим на датчик положения клапана подачи газа, отличающийся тем, что подвижное устройство выполнено в виде поршня, связанного с первым магнитом с возможностью осевого перемещения через установленную между ним и магнитом пружину, а в качестве датчика положения использован геркон, расположенный в зоне магнитного поля второго магнита.A water-gas unit for a flow-through water heater, which has a water and gas compartments separated by a non-magnetic partition, a movable device located in the cavity of the water compartment, dividing it into a cavity of increased pressure and a cavity of reduced pressure, connected with a valve for limiting the water supply and receiving the water pressure difference created by the ejector, the pumping and suction leads of which are connected, respectively, with the cavity of increased and with the cavity of reduced pressure, and a water flow rate regulator is installed at the suction outlet of the ejector, and the movable device is connected through the magnetic field of the first magnet installed on it with the second magnet, located in the gas cavity, oriented to it with the same pole mechanically acting on the gas supply valve spring-loaded towards the seat and acting on the position sensor of the gas supply valve, characterized in that the movable device is made in the form of a piston connected to the first magnet with the possibility of axial displacement through a spring installed between it and the magnet, and a reed switch located in the zone of the magnetic field of the second magnet is used as a position sensor.
RU2021103431A 2021-02-12 2021-02-12 Water-gas unit for instantaneous water heater RU2754056C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021103431A RU2754056C1 (en) 2021-02-12 2021-02-12 Water-gas unit for instantaneous water heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021103431A RU2754056C1 (en) 2021-02-12 2021-02-12 Water-gas unit for instantaneous water heater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754056C1 true RU2754056C1 (en) 2021-08-25

Family

ID=77460453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021103431A RU2754056C1 (en) 2021-02-12 2021-02-12 Water-gas unit for instantaneous water heater

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754056C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63123952A (en) * 1986-11-10 1988-05-27 Sanyo Electric Co Ltd Hot water supplier
JP2008267800A (en) * 2008-05-09 2008-11-06 Paloma Ind Ltd Gas water heater
RU2511795C2 (en) * 2013-03-11 2014-04-10 Геннадий Леонидович Багич Method of hydrogen combustion energy conversion into thermal energy of boiler water and device for method implementation
KR20170113501A (en) * 2017-09-08 2017-10-12 주식회사 경동나비엔 Tube frame type heat exchanger
RU2641999C2 (en) * 2015-03-25 2018-01-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный аграрный университет" Water-gas unit
RU2662261C1 (en) * 2017-07-11 2018-07-25 Акционерное общество "Дорогобужкотломаш" Vacuum hot-water thermosiphon-boiler

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63123952A (en) * 1986-11-10 1988-05-27 Sanyo Electric Co Ltd Hot water supplier
JP2008267800A (en) * 2008-05-09 2008-11-06 Paloma Ind Ltd Gas water heater
RU2511795C2 (en) * 2013-03-11 2014-04-10 Геннадий Леонидович Багич Method of hydrogen combustion energy conversion into thermal energy of boiler water and device for method implementation
RU2641999C2 (en) * 2015-03-25 2018-01-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный аграрный университет" Water-gas unit
RU2662261C1 (en) * 2017-07-11 2018-07-25 Акционерное общество "Дорогобужкотломаш" Vacuum hot-water thermosiphon-boiler
KR20170113501A (en) * 2017-09-08 2017-10-12 주식회사 경동나비엔 Tube frame type heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5735503A (en) Servo pressure regulator for a gas valve
US9298190B2 (en) Automatic flow control system and apparatus
CN101893124B (en) Pressure management control valve assembly
US6705342B2 (en) Modulating gas valve with natural/LP gas conversion capability
RU2011130534A (en) VALVE ASSEMBLY
US9298189B2 (en) Automatic flow control system and apparatus
US8539978B2 (en) Gas valve unit with bypass flow
RU2754056C1 (en) Water-gas unit for instantaneous water heater
EP3191753A1 (en) Solenoid valve with in-line balancing rod
RU2014110695A (en) REGULATOR FOR CREATION OF VARIABLE GAS PRESSURE
RU2240475C2 (en) Device for connection of a heat exchanger of a household system of hot water intake to a centralized heat network
US718694A (en) Fluid-pressure-regulating valve.
RU2641999C2 (en) Water-gas unit
US351276A (en) monsanto
US1177029A (en) Valve.
US2419820A (en) Automatic heat regulator
RU113804U1 (en) DISTRIBUTING VALVE
RU2319193C1 (en) Gas pressure governor
US11788644B2 (en) Proportional valve, electric shower incorporating the proportional valve and tap incorporating same
CN113685580B (en) Hydraulic two-position three-way valve
DK9500110U4 (en) solenoid valve
SU442462A1 (en) Actuator for flow control systems
KR20240061653A (en) Improved double safety valve
US457987A (en) William l
RU2170888C1 (en) Device for control of operation of flow-through gas-type water heater