Регулятор температуры нагревательных устройств

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для регулирования температуры нагреваемой среды бытовых и промышленных нагревательных устройств. Достигаемым техническим результатом является обеспечение безопасности отключением газа при разгерметизации термосистемы. Регулятор содержит герметичную термосистему, состоящую из термобаллона 1, сообщающего канала 2 и манометрического узла 3, передаточного механизма 4 и управляющего органа 5. Термосистема заполнена низкокипящей жидкостью. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для регулирования температуры нагреваемой среды бытовых и промышленных нагревательных устройств за счет изменения расхода газа, подаваемого на горелку для сжигания.

Известен регулятор температуры, используемый в составе блока автоматики безопасности и регулирования газовых отопительных и водонагревательных аппаратов "Арбат-1".

Регулятор температуры "Арбат-1" содержит герметичную термосистему, состоящую от сообщающего канала и манометрического узла, связанного с передаточным механизмом, соединенным с управляющим органом.

Недостатком такого регулятора является наличие управляющего воздействия, эквивалентного пониженной температуре нагреваемой среды при разгерметизации термосистемы, что создает аварийную ситуацию.

Целью изобретения является обеспечение безопасности использования газового аппарата при отказе терморегулятора из-за разгерметизации термосистемы за счет прекращения подачи газа на горелку.

Цель достигнута тем, что в предлагаемой конструкции регулятора герметичная термосистема заполнена жидкостью, давление насыщенного пара которой при максимальной температуре регулирования не превышает минимального атмосферного давления.

На фиг.1 дана принципиальная схема регулятора температуры нагревательных устройств: на фиг.2 - зависимость абсолютного давления в термосистеме от температуры термобаллона при герметичном состоянии и в условиях разгерметизации системы.

Регулятор температуры нагревательных устройств содержит термосистему, включающую термобаллон 1, сообщающий канала 2 с манометрическим узлом 3, воздействующим на передаточный механизм 4, связанный с управляющим органом 5.

Работа регулятора температуры осуществляется следующим образом.

Изменение температуры теплоносителя аппарата относительно точки регулирования (см. фиг.2) приводит к изменению температуры внутри термобаллона 1, что обуславливает изменение в нем давления насыщенных паров. Давление паров через сообщающийся канал 2 передается манометрическому узлу 3, вызывая его перемещение. Передаточный механизм 4 преобразует это перемещение L₁ в перемещение L₂ управляющего органа 5. Передаточный механизм 4 обычно содержит элемент, задающий температуру регулирования теплоносителя нагревательного устройства в диапазоне от t_min до t_max. . Процесс регулирования температуры теплоносителя аппарата осуществляется таким образом, что уменьшение температуры теплоносителя относительно заданной приводит к уменьшению сопротивления клапана расхода газа (на чертеже не показано), а увеличение - к увеличению сопротивления клапана до полного его перекрытия.

Диапазону регулирования температур от t_min до t_max соответствует диапазон изменения давления насыщенных паров от P_min до P_max в соответствии с кривой 1 - 1 на фиг.2.

При разгерметизации термосистемы давление внутри ее станет равным атмосферному (кривая II - II на фиг.2). Появление в манометрическом узле атмосферного давления эквивалентного температуре теплоносителя, превышающей максимально регулируемую, что приводит к воздействию управляющего органа 5 на отключение клапаном подачи газа. Давление вакуума, измеряемое манометрическим узлом, в рабочем диапазоне регулирования температур не превышает минимального атмосферного. Для повышения чувствительности к температуре необходимо давление насыщенных паров на максимальной температуре регулирования приближать к минимально возможному атмосферному.

Изменения окружающего атмосферного давления будут незначительно сказываться на точности регулирования температуры теплоносителя и в основном на нижнем пределе регулирования, где упругость насыщенных паров минимальна. Изменения объема термосистемы от перемещения подвижного элемента манометрического узла не вносят погрешности регулирования, т.к. низкокипящая жидкость восстанавливает установившееся давление в системе.

При использовании нагревательными устройствами в качестве теплоносителя воды с максимальной температурой нагрева до +95^oC хороший эффект дает использование в качестве низкокипящей жидкости химически нейтральной воды. Давление насыщенных паров воды на температуре +95^oC (650 мм рт.ст.) не превышает минимально возможного атмосферного давления. Кроме того, при разгерметизации регулятора не произойдет возгорания вытекающей жидкости, заполнящей систему лишь частично.

При использовании предлагаемого регулятора на другие максимальные температуры, отличные от +95^oC, можно в качестве низкокипящей жидкости также использовать негорючие жидкости или их смеси, суммарное давление насыщенных паров компонентов которых при этих температурах приближается к минимальному атмосферному давлению. Так как чувствительность данного терморегулятора к температуре не зависит от объема термобаллона, то его необходимо выбирать малогабаритным из условия достаточности теплообмена и по конструктивным предпосылкам.

Таким образом, предлагаемая конструкция регулятора температуры обеспечивает безопасность эксплуатации отключением газа при разгерметизации термосистемы.

Формула изобретения

Регулятор температуры нагревательных устройств, содержащий герметичную термосистему, состоящую из термобаллона, сообщающего канала и манометрического узла, связанного с передаточным механизмом, соединенным с управляющим органом, отличающийся тем, что герметичная термосистема заполнена жидкостью, давление насыщенного пара которой при максимальной температуре регулирования не превышает минимального атмосферного давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2