Водогазовый узел для проточного водонагревателя
WATER-GAS UNIT FOR INSTANTANEOUS WATER HEATER

Изобретение относится к газовой технике и может быть использовано в системах автоматизации газовых отопительных и водонагревательных приборов.
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.
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.
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.
Задачей предполагаемого изобретения является устранение этих недостатков.
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.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется фигурой 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.
Работает водогазовый узел следующим образом.
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.
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.
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.
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.
Работа водогазового узла происходит в обратном порядке в процессе закрытия вентиля на выходе змеевика.
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.