Газопроводная арматура проточного газового нагревателя с гидравлическим приводом
Газопроводная арматура с гидравлическим приводом для газовых проточных нагревателей должна оптимизировать расход газа и предотвратить превышение максимальной температуры воды. Арматура имеет мембрану (30), которая в зависимости от давления воды создает по оси управляющее воздействие, и через ось (34) соединена с корпусом (41) клапана. В полностью открытом состоянии газового клапана (40) расширение (43) клапана расположено в первом участке (46) газового клапана. При уменьшенном массовом токе воды расширение (43) втягивается во второй участок (44) газового клапана (40) и уменьшает поперечное сечение тока для газа.
Полезная модель относится к газопроводной арматуре проточного газового нагревателя с гидравлическим приводом, содержащая мембрану, на которую воздействует давление воды и которая перемещается в зависимости от давления воды, причем по оси создается управляющее воздействие, мембрана через ось соединена с корпусом газового клапана, и корпус клапана в закрытом положении газового клапана, преимущественно через уплотнение, уплотняя, прилегает к седлу клапана.
Ниже описана газопроводная арматура с гидравлическим приводом для проточных газовых нагревателей.
Для комфортабельного и энергосберегающего нагревания хозяйственно-питьевой воды известны газовые проточные нагреватели. При открытии воды ее поток открывает доступ газа к горелке и горелка зажигается. Согласно DE 101 07 190 С1 известны газовые нагревательные устройства, которые имеют сенсорное устройство для регистрации водяного потока. Сенсорное устройство присоединено к электрическому устройству управления, которое служит для управления или регулирования потока газа к газовой горелке. Слишком высокий расход газа, в частности, при низком отборе воды, предотвращается с помощью сенсорного устройства. Клапан горелки и главный вентиль образовываются соответственно устройством с электромагнитным клапаном. Запорный элемент клапана прижат с уплотнением к седлу клапана и приподнимается от седла клапана, когда исполнительный элемент находится в положении открытия.
Согласно DE 103 15 543 А1 известна регулируемая гидравликой газопроводная арматура для газовых проточных водонагревателей. Она содержит клапан для регулирования коэффициента усиления, который определяет отношение объемного потока горючего газа к объемному потоку воды. Клапан имеет втулку с прорезью, причем втулка движется в направляющей так, что прорезь постоянно идет через отверстие.
Задача полезной модели заключается в оптимизации расхода газа с помощью гидравлическим способом регулируемой газопроводной арматуры и предотвращении превышения максимальной температуры воды.
Задача решается с помощью признаков пункта 1 формулы полезной модели. Предпочтительные варианты осуществления полезной модели приведены в зависимых пунктах. Корпус клапана имеет уплотнение и расширение клапана, которое имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем поперечное сечение отверстия второго
участка, причем газовый клапан имеет первый участок, площадь поперечного сечения которого больше чем площадь поперечного сечения второго участка и расширение клапана, по меньшей мере, в полностью открытом состоянии газового клапана, когда уплотнение имеет максимальное расстояние от седла клапана, расположено в первом участке. Уплотнение также может быть интегрировано в корпус клапана.
Положение расширения клапана зависит от массового потока воды и скоростного напора, на который соответственно настроена мембрана. С увеличением массового потока воды повышается скоростной напор, мембрана отклоняется сильнее и ее распрямление через ось передается корпусу клапана. Нет потока воды, соответственно нет давления. Мембрана вместе с силами натяжения пружины обеспечивает основное положение, в котором газовый клапан закрыт и отсутствует поступление газа. Начиная с определенного скоростного напора, мембрана в соответствии с массовым потоком воды отклоняется таким образом, что ось корпуса клапана и уплотнение приподнимаются от седла клапана и таким образом обеспечивается поступление газа. Для этого требуется минимальный массовый поток воды. Регулирование мощности горелки осуществляется уменьшением массового потока воды. Согласно полезной модели при уменьшенном массовом токе воды расширение клапана втянуто во второй участок газового клапана и уменьшает поперечное сечение потока для газа. Через ось также осуществляется воздействие не показанного микровыключателя, с помощью которого через устройство управления осуществляется управление главным клапаном. Далее газопроводная арматура располагает исполнительным средствами, с помощью которых вручную можно регулировать или можно воздействовать на массовый поток воды или массовый поток газа.
На чертежах показано:
на фиг.1 - газопроводная арматура для газового проточного нагревателя в разрезе,
на фиг.2 - открытый газовый клапан газопроводной арматуры в разрезе,
на фиг.3 - клапан в частично открытом состоянии,
на фиг.4 - зависимость температуры воды газового нагревательного прибора от давления воды.
Газопроводная арматура 1 согласно фиг.1 имеет подключение 10 для газа, газопровод 11 и по направлению потока газовый проходной клапан 12 с исполнительным элементом 13 для пропуска газа. Через ответвления 12 газ дальше направляется к форсуночной трубке непоказанной горелки. С газовым проходным клапаном 12 соединено уплотнение 12b, в частности. О-кольцо. Подвод газа может регулироваться положением, в частности путем поворота отверстия 12а. Вода к газопроводной арматуре 1 подводится через подключение воды 20 и водопровод 21. Далее по направлению потока воды
расположен проходной клапан для воды 22 с исполнительным элементом 24 для пропуска воды и подключением 23 для пропуска воды к не показанному теплообменнику. С помощью исполнительного элемента 24 для пропуска воды предварительно устанавливается желаемый минимальный массовый ток воды. Со стороны воды к водопроводу 21 присоединен корпус 30 мембраны и на мембрану 31 воздействует давление воды. Преимущественным образом корпус 30 мембраны имеет внутри пружину 32 и диск 33 мембраны. Диск 33 мембраны соединен с мембраной 31 и осью 34, которая по оси передает движение мембраны 31. Ось 34 преимущественно проходит в опорах оси 35 и 36. Далее газопроводная арматура имеет газовый клапан 40. Газопроводная арматура 1 с помощью держателей 2, 3, 4 и/или 5 закреплена на проточном газовом нагревателе.
Согласно фиг.2 газовый клапан 40 имеет соединенный с осью 34 корпус 41 клапана, на котором установлено уплотнение 42. На корпусе 41 установлено расширение 43 клапана. Между расширением 43 клапана и концом 44а второго участка 44 создается положение открытия газового клапана 40 в виде зазора 44b. Двойная пружина 45, которая крепится держателем 45а пружины, при этом сжата. Корпус клапана 41 находится в первом участке 46. Первый участок 46 имеет большую площадь поперечного сечения или больший диаметр, чем второй участок 44. Расширение клапана 43 опять же имеет меньший диаметр или меньшую площадь поперечного сечения, чем второй участок 44. В примере осуществления расширение 43 клапана имеет цилиндрическую форму с диаметром 12,9 мм и толщиной Dv 2,2 мм, цилиндрическое отверстие первого участка 46 около 19 мм. Уплотнение 42 имеет преимущественно значительно больший диаметр, чем отверстие второго участка 44, в примере осуществления около 17 мм. Идущий по кругу выступ 42а предусмотрен для того, чтобы в закрытом состоянии с уплотнением прилегать к седлу 44 с уплотнения второго участка 44. Согласно фиг.2, в частности, идущий по кругу выступ 42а приподнят от рабочей кромки уплотнения преимущественно на 3 мм.
На фиг.3 газовый клапан 40 показан в не полностью открытом состоянии при прикрытом или уменьшенном токе воды. При этом расширение 43 клапана, по меньшей мере, частично втянуто в отверстие второго участка 44. При этом открытая поверхность поперечного сечения для пропуска газового клапана уменьшается по сравнению с открытым состоянием. Зазор 44b уменьшается и образуется проточный канал 47 в виде полого цилиндра между отверстием второго участка 44 и цилиндрической частью расширения 43 клапана корпуса клапана 41, который втянут в отверстие второго участка 44. Чем больше расширение 43 клапана втягивается в отверстие второго участка 44, тем сильнее тормозится массовый поток газа и соответственно проходит меньше газа. Благодаря тому, что меньше поступает газа, уменьшается мощность горелки проточного
газового нагревателя, которая соответствует уменьшенному расходу воды. Таким образом, создается зависимость между давлением воды или скоростным напором воды и, в конечном счете, температурой воды, которая определяется связью между расходом воды и мощностью, идущей на нагрев, горелки.
Эта зависимость представлена на фиг.4. Параметры газового клапана рассчитаны таким образом, что расширение 43 клапана при давлении воды в 1 бар и меньше, своей первой поверхностью 43а начинает втягиваться во второй участок 44; в этом случае первая поверхность 43а находится в осевом направлении на уровне седла 44с уплотнения. При давлении ниже 1 бар, или скоростного напора в соответствии с зоной В, расширение 43 клапана глубже втягивается во второй участок 44. При давлении около 0,5 бар уплотнение 42 перекрывает доступ газу за счет того, что идущий по периметру выступ 42а прилегает к седлу 44с уплотнения. При давлении воды выше 1 бар, зона А, расширение 43 клапана дальше удаляется от второго участка 44 и полностью находится в первом участке 46. С возрастанием давления воды больше открывается зазор 44b и температура воды удерживается почти постоянной на уровне 60°С, даже при увеличении массового тока воды. Точный расчет геометрии зависит от геометрических и гидравлических условий, а также давления газа и воды и свойств газа. В примере осуществления и при давлении национального газа 13 мбар наружный диаметр расширения 43 клапана составляет 12, 9 мм и внутренний диаметр отверстия второго участка 44 составляет 13, 4 мм; при природном газе с давлением 25 мбар наружный диаметр расширения 43 клапана составляет 13, 1 мм, при этом внутренний диаметр отверстия второго участка 44 составляет 13, 4 мм. В зависимости от вида газа и его давления выбирается подходящий диаметр, в частности, расширения 43 клапана, между 12, 5 и 13, 3 мм. В идеальном случае диаметр определяется для всех видов газа и давления газа. Если это невозможно, расширение клапана 43 устанавливается на корпусе 41 клапана с возможностью замены, оно, например, в виде пластины клапана с помощью не показанных винтов может быть закреплено на корпусе 41 клапана и привинчено к оси 34. Далее крепление может осуществляться также с помощью приклеивания, фиксации с помощью штыкового затвора или магнитным способом.
В примере осуществления поперечное сечение проточного канала 47 в виде полого цилиндра получается в случае, когда расширение 43 клапана, по меньшей мере, частично находится во втором участке. При национальном газе с давлением 13 мбар коэффициент равен 0,073 и при природном газе с давлением 25 мбар 0,04 при высоте цилиндрического расширения клапана 43 от 1, 5 до 3 мм, в частности 2,2 мм.
1. Газопроводная арматура проточного газового нагревателя с гидравлическим приводом, содержащая мембрану, выполненную с возможностью перемещения в зависимости от воздействия на нее давления воды, причем по оси создается управляющее воздействие, причем мембрана через ось соединена с корпусом клапана газового клапана, который в закрытом положении газового клапана преимущественно прилегает к седлу клапана, отличающаяся тем, что корпус (41) клапана снабжен уплотнением (42) и выполнен с расширением (43), которое имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем поперечное сечение отверстия второго участка (44), при этом газовый клапан (40) имеет первый участок (46), площадь поперечного сечения которого больше, чем площадь поперечного сечения второго участка (44), и расширение (43) клапана, по меньшей мере, в полностью открытом состоянии газового клапана (40), когда уплотнение (42) имеет максимальное расстояние от седла (44с) клапана, расположено в первом участке (46).
2. Газопроводная арматура по п.1, отличающаяся тем, что расширение (43) клапана в уплотняющем состоянии уплотнения (42) втянуто во второй участок (44).
3. Газопроводная арматура по п.1 или 2, отличающаяся тем, что содержит микровыключатель, который для обеспечения управления главным газовым клапаном входит в контакт с осью (34), и главный газовый клапан снабжен управлением топочных автоматов.
4. Газопроводная арматура по п.1, отличающаяся тем, что поперечное сечение проточного канала (47), имеющего форму полого цилиндра, когда расширение (43) клапана находится, по меньшей мере, частично во втором участке, составляет от 0,03 до 0,08 площади поперечного сечения отверстия второго участка (44).
5. Газопроводная арматура по п.1, отличающаяся тем, что расширение (43) клапана имеет высоту между 1 и 5 мм, в частности между 1,5 и 3 мм.
6. Газопроводная арматура по п.1, отличающаяся тем, что первый участок (46) имеет большую площадь поперечного сечения или больший диаметр, чем второй участок (44), а расширение (43) клапана имеет меньший диаметр или меньшую площадь поперечного сечения, чем второй участок (44), при этом расширение (43) клапана имеет цилиндрическую форму, в частности, с диаметром между 12,5 и 13,3 мм и толщиной DV около 2,2 мм, причем цилиндрическое отверстие второго участка (44) имеет диаметр около 13, 4 мм.
7. Газопроводная арматура по п.1, отличающаяся тем, что отверстие первого участка (46) имеет диаметр около 19 мм, а уплотнение (42) имеет больший диаметр, чем отверстие второго участка (44), в частности диаметр около 17 мм.
