RU2012920C1

RU2012920C1 - Water temperature controller

Info

Publication number: RU2012920C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Сафонов
Original assignee: Сафонов Вадим Васильевич
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: automatic distribution of delivery water in warm-air heating systems. SUBSTANCE: novelty in controller is design of its temperature sensor which is made as cylinder filled with heat-sensing liquid with control diaphragm pressed to its end by means of cylindrical bush coaxially abutting the cylinder. Valve is made of flexible material capable of absorbing excessive liquid expansion; it is loosely mounted within bush. Temperature controller case has space communicating with inlet space under diaphragm and outlet space accommodating temperature sensor through channels. EFFECT: reduced size of controller enabling its installation on small-diameter pipings, simplified mounting and adjustment procedures. 1 dwg

Description

Изобретение относится к регулированию и может быть использовано для автоматического перераспределения сетевой воды (по ее температуре после калориферов) в отопительно-вентиляционных системах отопления в зависимости от их теплопроизводительности и режимов работы. The invention relates to regulation and can be used for automatic redistribution of network water (according to its temperature after heaters) in heating and ventilation heating systems, depending on their heat output and operating modes.

Известные регуляторы, содержащие корпус, входной и выходной каналы, установленный внутри корпуса сильфонный чувствительный элемент и регулирующий клапан потока воды [1] . Known regulators containing a housing, input and output channels, a bellows sensing element installed inside the housing, and a water flow control valve [1].

Недостатком известных регуляторов является возможность возникновения автоколебаний и чувствительность к наличию посторонних включений (шлама) в воде, что приводит к засорению проточного канала устройства при малом открытии клапана, а также к выходу устройства из строя при работе в режиме резких и значительных повышений температуры воды перед ним. В этих условиях из-за большой инерционности сильфонного узла и его чувствительности к перегреву при закрытом (засоренном) клапане внутри сильфона повышается давление термочувствительной жидкости выше допустимого предела и происходит его деформация или разрыв. A disadvantage of the known regulators is the possibility of self-oscillations and sensitivity to the presence of impurities (sludge) in the water, which leads to clogging of the flow channel of the device with a small opening of the valve, as well as to failure of the device when operating in the mode of sharp and significant increases in water temperature in front of it . Under these conditions, due to the large inertia of the bellows assembly and its sensitivity to overheating with a closed (clogged) valve inside the bellows, the pressure of the heat-sensitive fluid rises above the allowable limit and its deformation or rupture occurs.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является терморегулятор конструкции Башкирэнерго, содержащий корпус с входной, выходной и подмембранной полостями, крышку с седлом, внутреннюю силовую мембрану с клапаном, регулирующую поток воды, и термодатчик с управляющей парой клапан-сопло. Подмембранная полость устройства посредством подводящего канала сообщается с его входной полостью и посредством отводящего канала с термодатчиком [2] . The closest in technical essence to the claimed device is a temperature regulator of the Bashkirenergo design, comprising a housing with an inlet, outlet and submembrane cavities, a cover with a seat, an internal power membrane with a valve that controls the flow of water, and a temperature sensor with a control pair of valve-nozzle. The submembrane cavity of the device through the inlet channel communicates with its input cavity and through the outlet channel with a temperature sensor [2].

Известное устройство неудобно для монтажа и в эксплуатации, так как необходима раздельная установка исполнительного органа и термодатчика, что одновременно усложняет его конструкцию, требуя дополнительных выводов, соединительных трубок и штуцеров. Кроме того, габаритные размеры термодатчика таковы, что не позволяют использовать его на трубопроводах диаметром менее 80 мм без устройства специального стакана. Тракт командного давления регулятора не защищен от засорения шламом сетевой воды. The known device is inconvenient for installation and operation, since it requires separate installation of the actuator and the temperature sensor, which at the same time complicates its design, requiring additional leads, connecting tubes and fittings. In addition, the overall dimensions of the temperature sensor are such that they do not allow its use in pipelines with a diameter of less than 80 mm without the installation of a special glass. The control pressure path of the regulator is not protected against sludge from clogged mains water.

Задачей изобретения является создание компактного устройства, обладающего по сравнению с прототипом меньшими габаритами, позволяющего устанавливать его на трубопроводах диаметром менее 80 мм и обладающего большим удобством в эксплуатации за счет упрощения установки и настройки. The objective of the invention is to create a compact device with a smaller size compared to the prototype, allowing it to be installed on pipelines with a diameter of less than 80 mm and having great ease of use due to the simplification of installation and configuration.

Для достижения указанной задачи в известном регуляторе температуры воды, содержащем корпус с входной и выходной полостями, крышку с седлом силовой мембраны, подмембранную полость, сообщающуюся с входной полостью и полостью термодатчика (включающего управляющую пару клапан-сопло), термодатчик выполнен в виде баллона, заполненного термочувствительной жидкостью с прижатой к его торцу управляющей мембраной посредством соосно примыкающей к баллону цилиндрической втулки, при этом клапан выполнен из эластичного материала и свободно размещен внутри втулки, а термодатчик установлен в полости корпуса, сообщающейся каналами с входной, и выходной полостями и полостью под силовой мембраной (подмембранной полостью). To achieve this goal, in a known water temperature controller containing a housing with an inlet and outlet cavities, a cover with a power membrane seat, a submembrane cavity communicating with the inlet cavity and the temperature sensor cavity (including a control valve-nozzle pair), the temperature sensor is made in the form of a cylinder filled heat-sensitive liquid with a control membrane pressed to its end by means of a cylindrical sleeve coaxially adjacent to the cylinder, while the valve is made of elastic material and is freely placed n inside the sleeve, and the sensor is mounted in the cavity of the housing communicating with the input channels and output cavities and the cavity under the membrane force (submembrane cavity).

Выполнение термодатчика в виде жесткого баллона, заполненного термочувствительной жидкостью с прижатой к его торцу мембраной, и эластичного клапана с регулирующим соплом, размещенного внутри втулки, соосно примыкающей к мембране на торце баллона, позволяет при высокой чувствительности к изменению регулируемой температуры воды максимально уменьшить его размеры и благодаря размещению в корпусе устройства снизить общие габариты терморегулятора и улучшить удобство в эксплуатации за счет простоты установки. The implementation of the temperature sensor in the form of a rigid balloon filled with a thermosensitive fluid with a membrane pressed against its end face, and an elastic valve with a control nozzle located inside the sleeve, coaxially adjacent to the membrane at the end of the balloon, makes it possible to minimize its size and, at a high sensitivity to a change in the controlled temperature of water, thanks to the placement in the device’s case, to reduce the overall dimensions of the thermostat and improve ease of use due to ease of installation.

На чертеже изображен предлагаемый регулятор температуры воды, разрез. The drawing shows the proposed regulator of water temperature, section.

Устройство состоит из корпуса 1 с четырьмя продольными каналами 2, крышки 3, в которой на резьбе закреплено седло 4, силовой мембраны 5 для регулирования основного потока воды. The device consists of a housing 1 with four longitudinal channels 2, a cover 3, in which a saddle 4 is attached to the thread, a power membrane 5 for regulating the main water flow.

В цилиндрических полостях корпуса 1 с помощью резьбовых соединений размещены термодатчик 6, фиксатор 7 для термометра, штуцер 8 для технического манометра и дроссель 9. In the cylindrical cavities of the housing 1 by means of threaded connections, a temperature sensor 6, a clamp 7 for a thermometer, a fitting 8 for a technical pressure gauge and a throttle 9 are placed.

Термодатчик 6 состоит из корпуса 10, сопла 11, эластичного клапана 12, втулки 13, управляющей мембраны 14 и баллона 15, заполненного термочувствительной жидкостью, в качестве которой используется глицерин. Управляющая мембрана 14 плотно зажимается между чисто обработанными торцовыми поверхностями баллона 15 и втулки 13. Эластичный клапан 12 свободно размещается в полости втулки между соплом 11 и управляющей мембраной 14. Основной (регулируемый) поток сетевой воды из входного патрубка 16 проходит через входную полость 22, седло 4, четыре радиальных отверстия 17 в крышке 3 и через четыре продольных отверстия 2 в корпусе 1 в выходной патрубок 18. Подмембранная полость 19 и термодатчик 6 через каналы 20, дроссель 9 и фильтр 21 сообщаются между собой, а также с входной полостью 22 устройства и образуют тракт командного давления. Выходные каналы 23 термодатчика 6 соединяются с выходной полостью 24 через отверстие 25. The temperature sensor 6 consists of a housing 10, a nozzle 11, an elastic valve 12, a sleeve 13, a control membrane 14 and a cylinder 15 filled with a heat-sensitive liquid, which is used glycerin. The control membrane 14 is tightly clamped between the cleanly machined end surfaces of the cylinder 15 and the sleeve 13. The elastic valve 12 is freely placed in the cavity of the sleeve between the nozzle 11 and the control membrane 14. The main (adjustable) flow of network water from the inlet pipe 16 passes through the inlet cavity 22, the seat 4, four radial holes 17 in the cover 3 and through four longitudinal holes 2 in the housing 1 in the outlet pipe 18. The submembrane cavity 19 and the temperature sensor 6 through the channels 20, the throttle 9 and the filter 21 communicate with each other, as well as with discharge device cavity 22 and form a path command pressure. The output channels 23 of the temperature sensor 6 are connected to the output cavity 24 through the hole 25.

Устройство устанавливается на обратных трубопроводах сетевой воды между стандартными фланцами 26 Ду 50-70 (с помощью четырех шпилек 27) на расстоянии не более 0,5 м от выходного патрубка калорифера с условием движения теплоносителя сверху вниз и по противоточной схеме. Настройка термодатчика на нужную температуру обратной сетевой воды (косвенно - на температуру нагреваемого воздуха) осуществляется при работающем вентиляторе отопительно-вентиляционной системы изменением зазора между выходным отверстием сопла 11 и эластичным клапаном 12 путем поворота отверткой сопла 11 при одновременном осуществлении контроля за изменением давления под силовой мембраной по техническому манометру, который сообщается с подмембранной полостью 19 через штуцер 8. Температура обратной сетевой воды может контролироваться техническим термометром, устанавливаемым в корпусе регулятора в любом положении с помощью фиксатора 7. Для уменьшения отложений шлама сетевой воды на войлочном фильтре 21 паранитовая прокладка 28 со стороны входного патрубка 16 по сравнению с паранитовой прокладкой 29, расположенного стороны выходного патрубка 18, имеет уменьшенное центральное отверстие. The device is installed on the return pipelines of network water between standard flanges 26 DN 50-70 (using four studs 27) at a distance of no more than 0.5 m from the outlet of the air heater with the condition that the coolant moves from top to bottom and in a countercurrent circuit. The temperature sensor is set to the desired return water temperature (indirectly, to the temperature of the heated air) when the heating and ventilation system fan is working, by changing the gap between the nozzle outlet 11 and the elastic valve 12 by turning the nozzle 11 with a screwdriver while monitoring the pressure change under the power membrane by a technical pressure gauge that communicates with the submembrane cavity 19 through the nozzle 8. The temperature of the return network water can be controlled by A thermometer installed in the regulator housing in any position using the latch 7. To reduce deposits of network water sludge on the felt filter 21, the paranitic gasket 28 on the inlet pipe 16 side has a reduced central hole in comparison with the paranitic gasket 29 located on the side of the outlet pipe 18 .

Работает регулятор следующим образом. The regulator operates as follows.

Увеличение температуры сетевой воды в обратном трубопроводе от теплоиспользующей установки воспринимается баллоном с термочувствительной жидкостью (термобаллоном), в результате чего термочувствительная жидкость увеличивает свой объем и выгибает управляющую мембрану, которая, в свою очередь, перемещает эластичный клапан в сторону сопла. Уменьшение зазора между клапаном и соплом снижает расход управляющей воды через термодатчик и дроссель, одновременно повышая ее давление под силовой мембраной, которая, выгибаясь в сторону седла, снижает или прекращает пропуск воды через терморегулятор, что вызывает снижение ее температуры. При снижении температуры сетевой воды происходит обратный процесс, т. е. уменьшается объем термочувствительной жидкости в термобаллоне, увеличивается зазор между клапаном и соплом и уменьшается давление под силовой мембраной, вследствие чего она начинает перемещаться от седла и увеличивает расход воды через регулятор. An increase in the temperature of the supply water in the return pipe from the heat-using installation is perceived by a cylinder with a thermosensitive liquid (thermoball), as a result of which the thermosensitive liquid increases its volume and bends the control membrane, which, in turn, moves the elastic valve towards the nozzle. Reducing the gap between the valve and the nozzle reduces the flow of control water through the temperature sensor and the throttle, while increasing its pressure under the power membrane, which, bending towards the seat, reduces or stops the passage of water through the temperature controller, which causes a decrease in its temperature. When the temperature of the supply water decreases, the reverse process occurs, i.e., the volume of the thermosensitive liquid in the thermowell decreases, the gap between the valve and the nozzle increases and the pressure under the power membrane decreases, as a result of which it begins to move from the saddle and increases the water flow through the regulator.

Claims

WATER TEMPERATURE REGULATOR, comprising a housing with an inlet and outlet cavities, a temperature sensor with a valve-nozzle control pair, a power membrane and a submembrane cavity, which is in communication with the inlet cavity and the temperature sensor cavity, characterized in that the temperature sensor is made in the form of a cylinder filled with a heat-sensitive fluid to the end face of which is pressed coaxially with the cylindrical sleeve adjacent to the cylinder and the control membrane, the valve is made of elastic material and is freely placed in the cylindrical sleeve, and the thermal sensor a housing mounted in the cavity, which communicates with the input channels, and output submembrane cavities.