Всесоюзная iь ^j'^^'ho-rexiai'fdaii_ &-'(

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

334442

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 16.ХИ.1969 (Ж 1385679/29-14) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 30.111.19?2. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 27.IV,1972

М. Кл. F 24h 1/10

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 696.463.5(088.8) Автор изобретения

В. Д. Крапивин

Заявитель

-1 ЧМЪ g

ВОДО НАГР Е ВА ТЕЛ Ь

Изобретение относится к водонагревателя:i и предназначено для промышленных и бытовых систем горячего водоснабжения, работающих на принципе непосредственного соприкосновения воды с паром.

Известны водонагреватели, включающие контактную камеру, паропровод, сопла и источник холодной воды.

Такие водонагреватели не обеспечивают автоматизации процесса подготовки горячей воды стабильной температуры при значительных колебаниях параметров пара и холодной воды, подводимых к нему.

Цель изобретения — интенсификация процесса теплообмена.

Достигается это тем, что паропровод выполнен с сильфоном, внутри которого смонтирована камера, сообщающаяся посредством золотникового клапана с источником холодной воды. Камера имеет патрубок, тангенциально сопряженный с контактной камерой.

При этом золотниковый клапан посредством трубок может быть соединен с паропроводом и контактной камерой.

На чертеже показан описываемый водонагреватель, продольный разрез.

Водонагреватель включает паровое сопло

1, установленный на входе пара в это сопло сильфон 2 с клапаном 3 и соосной гильзой 4 с наружными ребрами 5 охлаждения, в полости которой расположено водяное сопло 6; контактную ка меру 7 в форме усеченного конуса и с тангенциальным подводом воды через окно 8, сообщающееся патрубком 9 с

5 камерой 10, расположенной внутри гильзы 4; напорное сопло 11 расширяющегося профиля; регулятор 12 воды, установленный в рассечку гидравлической связи водяного сопла б с водопроводом, с двухпоясным цилиндрическим

I С золотниковым клапаном 18, взаимодействующим с пружиной 14, одна торцовая поверхность которого имеет связь посредством трубки 15 с паропроводом 1б, а другая, подпружиненная, — связь посредством трубки 17 с

15 контактной камерой 7. Степень сжатия пружины 14 может изменяться регулировочным винтом 18. Камера 10 сообщается посредством золотникового клапана 18 с источником холодной воды.

Паровое сопло 1, сильфон 2 с гильзой 4 и водяным соплом б, контактная камера 7 и напорное сопло 11 расположены на одной вертикальной оси. В полость сильфона заливается легко испаряющаяся жидкость, пары которой обладают большей упругостью, чем водяной пар. Выбор жидкости по ее температуре парообразования определяется задаваемой степенью нагрева воды, осуществляемой водонагревателем для конкретной системы горячего водоснабжения.

334442

На наро- и водоподводящих трубопроводах установлены обратные клапаны (на чертеже не показаны). Холодная вода постоянно подводится к регулятору 12 воды, но не поступает к водяному соплу б, так как перекрыта правым поясом подпружиненного золотникового клапана 18.

Водонагреватель включается в раооту подачей к нему пара.

Процесс подготовки горячей воды состоит в следующем.

Пар, поступающий из паропровода, омывает сильфон 2 и паровым соплом 1 подается в контактную камеру 7. Одновременно через трубку 15 давлением пара на торец золотникового клапана 18 регулятора 12 воды создается аксиальное усилие, преодолевающее силу сжатия пружины 14 и перемещающее золотниковый клапан 5 вправо на пропорциональную давлению пара величину. Открывается доступ к водяному соплу б холодной воды, которая, омывая полость гильзы 4, поступает по патрубку 9 к окну 8 и, благодаря

его тангенциальному расположению, входит в контактную камеру 7 и движется в ее полости по конусно-винтовому пути, чем увели чивается время нагрева воды и скорость ее входа в напорное сопло 11. Пар, поступающий в контактную камеру 7, отдает тепло вращающемуся потоку воды и конденсируется. Смесь нагретой воды и конденсата пара поступает в напорное сопло 11 расширяющегося профиля, обеспечивающее преобразование кинетической энергии потока этой смеси в потенциальную, т. е. в давление, что позволяет подавать горячую воду как в аккумулирующую емкость, так и непосредственно в расходную сеть системы горячего водоснабжения.

Сильфон 2 и регулятор 12 воды предназначены для автоматизации процесса подготовки горячей воды стабильной температургя качественным регулированием соотношений пара и холодной воды, а также для прекращения этого процесса при перерываi. как в разборе горячей воды потребителями, так и в подаче одного из теплоносителей. Принцип их работы состоит в следующем.

Пар, поступающий в водонагреватель, омывает сильфон и, отдавая часть своего тепла, нагревает жидкость. Но одновременно холодная вода, омывающая полость гильзы 4 перед своим поступлением в контактную камеру 7, отбирает тепло у термостатной жидкости. Таким образом, термостатная жидкость является промежуточным теплоносителем, осуществляющим двойной теплообмен «пар-жидкостьхолодная вода». Степень нагрева термостатпой жидкости определяет положение клапана

8 на входе пара в паровое сопло 1. Так, прн подаче в водонагреватель теплоносителей расчетных параметров положение клапана 8 и золотникового клапана 18 будет номинальным, при котором в контактную камеру 7 будет поступать такое количество пара и холод5

ro

25 зо

6» ной воды, какое необходимо для подготовки горячей воды расчетной производительности и заданной температуры.

При отклонении параметров теплоносителей от расчетных нарушается баланс двойного теплообмена в термостатном регуляторе пара и равновесное состояние регулятора воды, что вызывает изменение положения клапана 8 и золотника 18 и, как следствие, количества пара и воды, подаваемых в нагреватель.

При падении давления в водопроводной сети уменьшается подача в водонагреватсль холодной воды, что уменьшает отбор ею тепла от термостатной жидкости и нарушает баланс двойного теплообмена. Давление в термостате возрастает и его аксиальная сила перемещает клапан 8 в нижнее положение на величину, пропорциональную приросту температуры термостатной жидкости, в результате чего уменьшается подача пара на величину, пропорциональную изменению гюдачи холодной воды. Таким образом, сохраняется качественное соотношение теплоносителей и, следогательно, подготовка горячей воды заданной температуры. При восстановлении давления в водопроводной сети клапан 8 возвращается в исходное номинальное положение.

Лпалогичное регулирование термостатный регулятор пара осуществляет и при изменении температуры холодной воды в водопроводной сети, питающей водонагреватель.

При падении давления в паропроводе уменьшается давление пара на золотпиковый клапан через трубу 15 и пружина 14 переставляет его влево на величину, пропорциональную величине падения давления. Уменьшается подача холодной воды в контактную камеру через гильзу 4 и нарушается оаланс двойного теплообмена в сильфоне, в результате чего клапан 8 изменяет свое положение и уменьшает подачу пара в контакную камеру, т. е. и в этом режиме работы ооеспечивается подготовка горячей воды стабильной температуры.

При колебаниях разбора горячей воды потребителями изменяется давление в верхней части контактной камеры (при номинальном разборе давление здесь ниже атмосферного за счет выхода струи пара из парового сопла со сверхзвуковой скоростью), с которой сообщается через трубку 17 подпружиненный торец золотника 13, что вызывает изменение его положения и, следовательно, изменение подачи холодной воды в контактную камеру. Но изменение подачи воды вызовет изменение подачи пары со стороны сильфона 2. Таким образом, водонагреватель осуществляет регулирование производительности в пропорциональной зависимости от интенсивности разбора горячей воды.

Водонагреватель прекращает процесс подготовки горячей воды в трех случаях: при перепыве в подаче пара или холодной воды, а также при перерыве в разборе горячей воды.

При перерыве в подаче пара золотниковый

334442

Предмет изобретения

25

Пар

Составитель Л. Романова

Техред Л. Куклина

Редактор Е. Дайч

Корректор Л, Орлова

Заказ 175/789 Изд. № 455 Тираж 448 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» клапан 18, не испытывая давления пара, пружиной 14 перестанавливается в крайнее левое положение и отсекает подачу холодной воды в водонагреватель.

При перерыве в подаче холодной воды прекращается отбор тепла у термостатной жидкости; возрастает давление в сильфоне, и клапан 8, перемещаясь в крайнее нижнее положение, отсекает подачу пара.

При перерыве в разборе горячей воды возрастает давление в верхней части контактной камеры 7, воспринимаемое через трубку 17 подпружиненным торцом золотникового клапана 18, и при достижении величины, равной давлению пара в паропроводе 1б, воспринимаемому противоположным торцом золотника через трубку 15, пружина 14 перемещает его в крайнее левое положение и отсекает подачу холодной воды, что вызывает и отсечку подачи пара.

При возобновлении подачи теплоносителей и разбора горячей воды водонагреватель автоматически включается в работу.

Степень нагрева воды задается изменением силы сжатия пружины регулирующим винтом

18, а также подбором термостатной жидкости по ее температуре парообразования.

1. Водонагреватель, включающий контакт5 ную камеру, паропровод, сопла и источник холодной воды, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена, паропровод выполнен с сильфоном, внутри которого смонтирована камера, сообщающаяся по10 средством золотникового клапана с источником холодной воды и имеющая патрубок, тангенциально сопряженный с контактной камерой.

15 2. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что золотниковый клапан посредством трубок соединен с паропроводом и контактной камерой.