ТРУБКА ДЛЯ НАСОСА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ КОНДЕНСАТА
CONDENSATE REMOVAL PUMP TUBE

Настоящее изобретение относится к трубкам для использования с насосами для удаления конденсата, которые используются для удаления стекающей воды из систем воздушного кондиционирования.
Системы воздушного кондиционирования принимают горячий воздух и выпускают холодный воздух, для того чтобы обеспечить более удобную жилую и рабочую среду. Процесс охлаждения воздуха вызывает конденсацию, чтобы образовать теплообмен, производя устойчивый поток воды, капающей вниз в сборный поддон и затем в сток.
Произведенное количество воды зависит от влажности среды и других факторов, но довольно обычно составляет 10 литров в час.
Многие установки воздушного кондиционирования, например, смонтированные на потолке или стене блоки воздушного кондиционирования, размещены далеко от традиционного стока. В этих случаях обычно используется самовсасывающий насос для удаления конденсата, чтобы перенести воду через выпускной патрубок наружу здания. Такие насосы предпочтительно управляются по требованию, так чтобы они работают только когда имеется вода, которая ждет, когда ее отведут из системы.
Существует множество технологий распознавания, когда требуется запустить насос, начиная с измерения разности температур между входящим воздухом и покидающим блок воздушного кондиционирования, и кончая измерением уровня воды, используя поплавковые переключатели или кондуктометрические детекторы различных типов.
Необходимо соблюдать осторожность при установке насосов для удаления конденсата и связанных с ним датчиком, чтобы обеспечить то, что они могут легко обслуживаться и содержаться. Некоторые здания могут требовать установки более 100 насосов и время, занятое установкой этих насосов, может иметь существенное влияние на затраты на осуществления объекта.
Практически, датчики разности температур предпочтительнее датчиков уровня воды, поскольку датчики уровня воды может быть сложно и трудоемко устанавливать, особенно, когда доступно ограниченное пространство. Однако, датчики разности температур менее точны, чем датчики уровня воды и могут оставлять насос работающим в течение длительного промежутка времени, даже когда в насосе нет воды. Это расточительство энергии, вызывающее износ насоса и создающее нежелательный шум.
Дополнительной проблемой, связанной с известными конденсаторными насосами, является шум, создаваемый, когда вода почти закончилась. Обычно шланг переносит воду от отводной трубы блока кондиционирования воздуха к впускному отверстию насоса. Когда уровень воды достигает впускного конца шланга, смесь воды и воздуха всасывается в патрубок, вызывая булькающий звук, аналогичный звуку, создаваемому соломинкой для питья. Этот шум вызывает раздражение и жалобы пользователей. Это является специфической проблемой, когда для управления насосом используется измерение разности температур, поскольку насос оставляется работающим в течение длительных промежутков времени.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, создана трубка для насоса для удаления конденсата, содержащая трубчатый элемент, имеющий обод на дальнем его конце, причем обод имеет такой профиль, что только участок обода лежит в плоскости, которая расположена на самом дальнем конце трубчатого элемента и которая перпендикулярна оси трубчатого элемента, и упругую мембрану, которая проходит через внутреннюю поверхность трубчатого элемента; причем мембрана имеет, по меньшей мере, одну прорезь, которая выполнена с возможностью открытия, для обеспечения прохода воды через мембрану, когда вода втягивается через трубку насосом для удаления конденсата.
Трубка согласно изобретению помогает снизить шум от бульканья, поскольку мембрана помогает минимизировать шум внутри трубчатого элемента, и фасонный обод помогает предотвратить всасывание смеси воды и воздуха в трубчатый элемент.
По мере того, как вода откачивается, уровень воды, окружающий трубчатый элемент, падает. Поверхность воды образует мениск на наружной поверхности трубчатого элемента вследствие поверхностного натяжения. По мере того как уровень проходит через обод, мениск удерживается на ободе до тех пор, пока уровень воды не снизится до такой величины, что поверхностное натяжение будет больше не способно сохранять мениск в соприкосновении с ободом. На данном этапе мениск резко разрывается.
Пока как мениск остается целым, воздух не может пройти в трубчатый элемент. Однако когда мениск разрывается, воздух проходит в трубчатый элемент через зазор, образованный между поверхностью воды и ободом. Поскольку обод настоящего изобретения является фасонным, периферийная область, через которую поступает воздух, больше, чем она была бы, если бы обод был плоским и параллельным поверхности воды. Скорость и давления воздуха, протекающего через обод, таким образом, ниже и, следовательно, воздух менее вероятно возмутит поверхность воды, по мере прохождения. Это ведет к снижению количества воды, которое увлекается потоком воздуха и, следовательно, всасывается в трубчатый элемент.
Обод может иметь требуемую форму. Например, наклонную сужающуюся или изогнутую форму. Однако обод предпочтительно имеет корончатую форму, которая помогает обеспечить то, что мениск разрывается при возможно низком уровне воды.
В предпочтительном варианте выполнения, мембрана содержит единственную прорезь, чтобы уменьшить количество шума, проходящего через мембрану.
Предпочтительно, мембрана расположена вблизи дальнего конца трубчатого элемента, чтобы увеличить эффект экранирования шума.
В одном предпочтительном примере, мембрана поддерживается опорным элементом и выполнена с возможностью перемещения относительно трубчатого элемента. В этом примере упругий элемент обеспечивает регулируемое перемещение мембраны. Эта конструкция обеспечивает защиту в том случае, когда прорезь засоряется, за счет обеспечения перемещения мембраны и образования обходного канала для воды.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения создан единый узел датчика и всасывающего патрубка, содержащий патрубок, имеющий ближний конец, который выполнен с возможностью присоединения к впускному отверстию насоса для удаления конденсата, и дальний конец, который расположен так, что вода может втягиваться через патрубок, саморазогревающийся термистор, соединенный с патрубком, и средство передачи, которое выполнено с возможностью передачи рабочего параметра саморазогревающегося термистора, указывающего на наличие воды, на насос для удаления конденсата, при этом единый узел датчика и всасывающего патрубка имеет таким размеры, чтобы вставляться в трубу, имеющую внутренний диаметр не более 20 мм.
Единый узел датчика и всасывающего патрубка настоящего изобретения является предпочтительным, поскольку он может быть легко установлен в ограниченное пространство.
В предпочтительном варианте выполнения, единый узел датчика и всасывающего патрубка имеет таким размеры, чтобы вставляться в трубу, имеющую внутренний диаметр не более 17 мм. Более предпочтительно, единый узел датчика и всасывающего патрубка имеет таким размеры, чтобы вставляться в трубу, имеющую внутренний диаметр не более 14 мм, чтобы позволить ей вставиться в существующий стандартный диаметр отводной трубы блока воздушного кондиционирования.
Саморазогревающийся термистор предпочтительно расположен вблизи дальнего конца патрубка, так чтобы насос работал до тех пор, пока вода не приблизится к дальнему концу патрубка.
Предпочтительно, единый узел датчика и всасывающего патрубка дополнительно содержит второй саморазогревающийся термистор, который расположен между саморазогревающимся термистором и ближним концом патрубка. Этот второй саморазогревающийся термистор обеспечивает запасной датчик уровня в случае отказа системы.
В одном предпочтительном примере единый узел датчика и всасывающего патрубка содержит корпус, окружающий, по меньшей мере, участок патрубка и саморазогревающийся термистор, чтобы защитить саморазогревающийся термистор от охлаждения окружающим воздухом.
Ближний конец патрубка предпочтительно выполнен с возможностью присоединения к насосу для удаления конденсата с помощью шланга. Предпочтительно, дальний конец патрубка имеет обод, профилированный в осевом направлении патрубка так, что только участок обода лежит в плоскости, которая расположена на самом дальнем конце патрубка и которая перпендикулярна оси патрубка. Эта конструкция помогает предотвратить бульканье, помогая предотвратить всасывание смеси воды и воздуха в патрубок.
В другом предпочтительном примере, единый узел датчика и всасывающего патрубка содержит упругую мембрану, которая проходит через внутреннюю часть патрубка, причем мембрана имеет, по меньшей мере, одну прорезь, которая выполнена с возможностью открытия для обеспечения прохода воды через мембрану, когда вода втягивается через патрубок насосом для удаления конденсата. Это предпочтительно, поскольку мембрана помогает предотвратить шум, выходящий из патрубка.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения создана комбинация трубки согласно первому аспекту настоящего изобретения и единого узла датчика и всасывающего патрубка согласно второму аспекту настоящего изобретения, при этом трубка выполнена с возможностью соединения с дальним концом единого узла датчика и всасывающего патрубка.
Пример настоящего изобретения будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематичный вид блока воздушного кондиционирования, смонтированного на стене;
Фиг.2 - схематичный вид в сечении единого узла датчика, всасывающего патрубка и глушителя согласно настоящему изобретению;
Фиг.3 - схематичный вид обода глушителя с Фиг.2, повернутый на угол 90°;
Фиг.4 - схематичный вид альтернативной формы обода; и
Фиг.5 - схематичный вид в сечении второго варианта выполнения единого узла датчика, всасывающего патрубка и глушителя согласно настоящему изобретению.
Фиг.1 представляет блок 10 воздушного кондиционирования, смонтированный на стене, который содержит поддон 20 для конденсата, в который капает конденсированная вода с охлаждающих пластин (не показаны). Отводная труба 30 с внутренним диаметром 14 мм проходит от поддона 20 для конденсата, через пластиковый воздуховод 40 в полость над потолком 5. Самовсасывающий насос 60 для удаления конденсата расположен в потолочной полости для откачки конденсированной воды в наружный сток через выпускной патрубок 61.
Единый узел 50 датчика, всасывающего патрубка и глушителя расположен внутри сливной трубы 30. Шланг 65 соединяет ближний конец 49 всасывающего патрубка 55 (см. Фиг.2) со впускным отверстием насоса 60, и кабель 69 соединяет саморазогревающиеся термисторы 56, 57 (см. Фиг.2) со схемой управления насосом 60 посредством разъема 67.
На Фиг.2 единый узел 50 датчика, всасывающего патрубка и глушителя содержит всасывающий патрубок 55, расположенный в корпусе 59. Первый и второй саморазогревающиеся термисторы 56, 57 поддерживаются внутри корпуса 59 кабелем 69, который прикреплен к наружной поверхности всасывающего патрубка 55 зажимом (не показан). Первый саморазогревающийся термистор 56 расположен вблизи дальнего конца 48 всасывающего патрубка 55 и второй саморазогревающийся термистор расположен приблизительно по середине всасывающего патрубка 55.
Оба саморазогревающихся термистора 56, 57 обеспечиваются малым электрическим током приблизительно 20 мА каждый через кабель 69. Когда вода отсутствует, саморазогревающиеся термисторы горячи и их электрическое сопротивление велико. Наоборот, когда вода присутствует, саморазогревающиеся термисторы охлаждаются водой и их электрическое сопротивление падает. Электрическое сопротивление саморазогревающихся термисторов является рабочим параметром, который может передаваться схеме управления насосом через кабель 69, чтобы свидетельствовать о наличии или отсутствии воды в трубе 30.
Единый узел 50 датчика, всасывающего патрубка и глушителя дополнительно содержит трубку 51 глушителя, которая содержит трубчатый элемент 47, присоединенный к дальнему концу 48 всасывающего патрубка 55. Зазор 58 расположен между корпусом 59 и трубкой 51 глушителя, чтобы позволить воде доступ к первому и второму саморазогревающимся термисторам 56, 57.
Трубка 51 глушителя имеет фасонный обод 53, 54, который имеет корончатую форму, так что нижние участки обода 53 расположены на самом дальнем конце трубки 51 глушителя в плоскости, которая перпендикулярна оси трубчатого элемента 47, и верхние участки обода 54 расположены в плоскости, перпендикулярной оси трубчатого элемента 47, но расположены ближе к ближнему концу всасывающего патрубка 55. Фиг.3 изображает альтернативный вид обода 53, 54 под 90° к виду, изображенному на Фиг.2. Упругая мембрана 52 продолжается через внутренне пространство трубчатого элемента 47, чтобы помочь предотвратить покидание шума изнутри всасывающего патрубка 55 и шланга 65. Упругая мембрана 52 имеет прорезь (не показана), которая выполнена с возможностью открытия, чтобы позволить воде проходить через мембрану, когда вода всасывается через всасывающий патрубок 55 насосом 60. Когда воздух всасывается всасывающим патрубком 55, прорезь остается по существу закрытой, тем самым, помогая предотвратить покидание шуми изнутри всасывающего патрубка 55 и шланга 65.
При использовании, единый узел 50 датчика, всасывающего патрубка и глушителя подвешен внутри сливной трубы 30 блока 10 воздушного кондиционирования. Конденсированная вода собирается в поддоне 20 для конденсата и стекает в сливную трубу 30, где она встречает нижний конец единого узла 50 датчика, всасывающего патрубка и глушителя. Сначала насос 60 не работает, так что уровень воды в сливной трубе 30 продолжает подниматься до тех пор, пока он не достигнет первого саморазогревающегося термистора 56. На данном этапе, электрическое сопротивление саморазогревающегося термистора 56 падает и насос включается.
Если первый саморазогревающийся термистор 56 откажет, второй саморазогревающийся термистор 57 обеспечит запасной датчик распознавания уровня, в качестве отказоустойчивости.
Когда насос 60 работает, уровень воды падает до тех пор, пока он не достигнет фасонного обода 53, 54. Поверхность воды образует мениск на наружной поверхности трубчатого элемента 47 вследствие поверхностного натяжения. По мере того как уровень воды проходит через обод 53, 54 мениск удерживается на ободе 53 до тех пор, пока уровень воды не снизится до такой величины, что поверхностное натяжение больше не является достаточным, чтобы сохранять мениск в соприкосновении с ободом 53, 54. На данном этапе мениск резко разрывается.
В то время как мениск остается целым, воздух не способен пройти в трубчатый элемент 47. Однако когда мениск разрывается, только воздух проходит в трубчатый элемент 47 через зазор, образованный между поверхностью воды и ободом 53, 54.
Фиг.4 изображает альтернативную форму фасонного обода трубки 51 глушителя. В этом примере нижний участок обода 54' имеет изогнутую форму.
Фиг.5 изображает второй варианта выполнения единого узла 150 датчика, всасывающего патрубка и глушителя согласно настоящему изобретению. Где возможно, одинаковые ссылочные позиции были использованы для обозначения одинаковых признаков.
Единый узел 150 датчика, всасывающего патрубка и глушителя содержит всасывающий парубок 55, расположенный внутри корпуса 59. Первый и второй саморазогревающиеся термисторы 56, 57 поддерживаются внутри корпуса 59 кабелем 69.
Единый узел 150 датчика, всасывающего патрубка и глушителя дополнительно содержит трубку 151 глушителя, которая содержит трубчатый элемент 147, присоединенный к всасывающему патрубку 55. Обод трубки 151 глушителя может являться таким, как описано выше со ссылкой на любой из чертежей 2, 3 или 4.
Опорное кольцо 155 закреплено внутри трубчатого элемента 147 и упругая мембрана 152 поддерживается опорным кольцом 155. Упругая мембрана 152 продолжается через внутренне пространство трубчатого элемента 147 и имеет прорезь, которая выполнена с возможностью открытия, чтобы позволить воде проходить через мембрану, когда вода всасывается через всасывающий патрубок 55. Опорное кольцо 155 опирается на уступ 156, образованный в трубке 151 глушителя. Спиральная пружина 160 расположена внутри трубчатого элемента 147. Спиральная пружина опирается на верхнюю поверхность упругой мембраны 152 на ее самом нижнем конце и на обод 157, образованный в трубке 151 глушителя на его самом верхнем конце.
Усилие спиральной пружины таково, что она удерживает упругую мембрану 152 на месте у опорного кольца 155 во время штатного режима работы единого узла 150 датчика, всасывающего патрубка и глушителя. То есть, когда нет засорения прорези в упругой мембране 152. Однако если прорезь в упругой мембране 152 засоряется, спиральная пружина 160 сжимается, чтобы обеспечить перемещение вверх упругой мембраны 152 внутри трубчатого элемента 147, для прохода воды во всасывающий патрубок 55. Это обеспечивает дополнительную защиту в том случае, если упругая мембрана 152 засорится мусором.
В альтернативном варианте выполнения (не показан), упругая мембрана 152 может быть неподвижно прикреплена к опорному кольцу 155, и опорное кольцо 155 может быть выполнено с возможностью перемещения относительно трубчатого элемента 147. В дополнительном альтернативном примере (не показан), опорное кольцо 155 может быть выполнено с возможностью поворота внутри трубчатого элемента 147 вокруг подпружиненного шарнира. В этом варианте выполнения, подпружиненный шарнир выполнен с возможностью удерживания опорного кольцо на месте во время штатного режима работы, и позволения опорному кольцу перемещаться, чтобы позволить воде течь во всасывающий патрубок 55, в том случае, если прорезь в упругой мембране засорится.
Нет необходимости располагать единый узел 50 датчика, всасывающего патрубка и глушителя внутри отводной трубы 30 блока 10 воздушного кондиционирования. Если требуется, единый узел 50 датчика, всасывающего патрубка и глушителя может быть подвешен непосредственно в поддоне 20 для конденсата или другом резервуаре для удаляемой жидкости. Насос может являться насосом с подачей самотеком, расположенным надлежащим образом, а не самовсасывающим насосом.
В альтернативном примере (не показан), трубка 51 глушителя может являться целой частью всасывающего патрубка 55. Как вариант, узел 50 может не иметь трубки 51 глушителя.
В еще одном примере, трубка 51 глушителя может использоваться совместно с известным блоком датчика, например, датчиком разности температур, поплавковым переключателем или кондуктометрическим детектором.