Переключатель газового клапана

Номер патента: 22147

Опубликовано: 30.11.2015

Авторы: Кадо Кристоф, Науманн Йорн, Айзенберг Александр, Клаусс Стефан

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Газовый клапан, предназначенный для регулировки объемного потока газа, поступающего в газовую горелку газового прибора, такого как газовая варочная плита, причем газовый клапан содержит газовый вход (1), по меньшей мере два двухпозиционных клапана (3), по меньшей мере два дроссельных канала (4) и газовый выход (2), причем газовый клапан содержит дроссельный участок (5), содержащий последовательно расположенные дроссельные каналы (4), причем между каждой парой соседних дроссельных каналов (4) предусмотрен соединительный участок (6), и входы по меньшей мере двух двухпозиционных клапанов (3) соединены с газовым входом (1), а выход по меньшей мере одного двухпозиционного клапана (3) выходит в соединительный участок (6) дроссельного участка (5), отличающийся тем, что дроссельный участок (5) содержит несколько, предпочтительно не менее четырех дроссельных каналов (4), при этом на дроссельном участке (5) между каждой парой соседних дроссельных каналов (4) имеется соединительный участок (6) и в каждый соединительный участок (6) выходит двухпозиционный клапан (3).

2. Газовый клапан по п.1, отличающийся тем, что на дроссельном участке (5) перед первым в направлении движения газа дроссельным каналом (4.1) имеется входной участок (7), причем вход двухпозиционного клапана (3.1) соединен с газовым входом (1), а выход - с входным участком (7) дроссельного участка (5).

3. Газовый клапан по одному из пп.1, 2, отличающийся тем, что проходное сечение дроссельных каналов (4) увеличивается в направлении движения газа.

4. Газовый клапан по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что каждый дроссельный канал (4) состоит по меньшей мере из одного дросселя, который предпочтительно выполнен в виде дросселирующего отверстия (18) с заданным проходным сечением.

5. Газовый клапан по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что каждый дроссельный канал (4) состоит из двух последовательно расположенных дросселей.

6. Газовый клапан по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что объемный поток газа, проходящий через газовый клапан, равен нулю, когда закрыты все двухпозиционные клапаны (3).

7. Газовый клапан по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что объемный поток газа, проходящий через газовый клапан, находится на минимальном уровне, при котором газовая горелка, связанная с газовым клапаном, работает на минимальной мощности, когда открыт только первый двухпозиционный клапан (3.1), выходящий во входной участок (7) дроссельного участка (5).

8. Газовый клапан по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что объемный поток газа, проходящий через газовый клапан, находится на максимальном уровне, при котором газовая горелка, связанная газовым клапаном, работает на максимальной мощности, когда открыт по меньшей мере один последний двухпозиционный клапан (3.5), выходящий в последний в направлении движения газа соединительный участок (6.4) дроссельного участка (5).

9. Газовый клапан по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что объемный поток газа, проходящий через газовый клапан, находится на промежуточном уровне, при котором газовая горелка, связанная с газовым клапаном, работает на мощности между минимумом и максимумом, когда открыт по меньшей мере один из двухпозиционных клапанов (3.2, 3.3, 3.4), который выходит в средний соединительный участок (6.1, 6.2, 6.3), расположенный между входным участком (7) и последним соединительным участком (6.4), и когда закрыты, по меньшей мере, те двухпозиционные клапаны (3), которые выходят в соединительный участок (6), расположенный ниже по потоку от среднего соединительного участка (6.1, 6.2, 6.3).

10. Газовый клапан по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что для двухпозиционных клапанов (3) предусмотрен исполнительный механизм, выполненный с возможностью закрытия всех двухпозиционных клапанов (3) или открытия только одного двухпозиционного клапана (3), или открытия только двух двухпозиционных клапанов (3), соединенных с двумя соседними соединительными участками (6) или с входным участком (7) и соседним с ним соединительным участком (6.1).

11. Газовый клапан по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что двухпозиционные клапаны (3) выполнены с возможностью приведения в действие с помощью постоянного магнита (8).

12. Газовый клапан по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что каждый двухпозиционный клапан (3) содержит подвижный запорный элемент (10), который при закрытом двухпозиционном клапане (3) прилегает к седлу клапана и тем самым закрывает проходное сечение (12а) в седле клапана.

13. Газовый клапан по п.12, отличающийся тем, что предусмотрена пружина (11), которая при закрытом двухпозиционном клапане (3) прижимает запорный элемент (10) к седлу клапана, при этом для открытия двухпозиционного клапана (3) запорный элемент (10) может подниматься с седла клапана под действием постоянного магнита (8).

14. Газовый клапан по п.13, отличающийся тем, что для приведения в действие двухпозиционного клапана (3) положение постоянного магнита (8) может изменяться относительно запорного элемента (10) двухпозиционного клапана (3).

15. Газовый клапан по одному из пп.1-14, отличающийся тем, что при открытии газового клапана, начиная с закрытого положения, в котором закрыты все двухпозиционные клапаны (3), сначала открывается последний двухпозиционный клапан (3.5), выходящий в последний в направлении движения газа соединительный участок (6.4) дроссельного участка (5).

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

Изобретение относится к газовому клапану, предназначенному для регулировки объемного потока газа, поступающего в газовую горелку газового прибора, в частности газовой варочной плиты. Газовый клапан содержит газовый вход (1), по меньшей мере два двухпозиционных клапана, по меньшей мере два дроссельных канала и газовый выход (2). Согласно изобретению газовый клапан содержит дроссельный участок, содержащий последовательно расположенные дроссельные каналы, причем между каждой парой соседних дроссельных каналов предусмотрен соединительный участок. Входы по меньшей мере двух двухпозиционных клапанов соединены с газовым входом (1), а выход по меньшей мере одного двухпозиционного клапана выходит в соединительный участок дроссельного участка.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БСХ БОШ УНД СИМЕНС ХАУСГЕРЕТЕ ГМБХ (DE) Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к газовому клапану, предназначенному для регулировки объемного потока газа, поступающего в газовую горелку газового прибора, в частности газовой варочной плиты, причем газовый клапан содержит газовый вход, по меньшей мере два двухпозиционных клапана, по меньшей мере два дроссельных канала и газовый выход. Предшествующий уровень техники Газовые клапаны указанного типа описаны, например, в патентных публикациях EP 0818655 A2 иWO 2004063629 A1. Подобные газовые клапаны обеспечивают многоступенчатую регулировку потока газа, поступающего в газовую горелку газового прибора. При этом поток газа на каждом уровне характеризуется воспроизводимой величиной. Проходное сечение газового клапана в целом и тем самым величина потока газа регулируются путем открывания или закрывания определенных двухпозиционных клапанов газового клапана, в результате чего разрешается или блокируется прохождение газа через определенные дросселирующие отверстия. В известных газовых клапанах, описанных в патентных публикациях EP 0818655 A2 и WO 2004063629 A1, после газового входа от основного газового трубопровода ответвляется несколько параллельных газовых трубопроводов, каждый из которых содержит двухпозиционный клапан и дроссельный канал. Все газовые трубопроводы выходят в общий газовый выход. В другом варианте исполнения согласно EP 0818655 A2 несколько дроссельных каналов включены последовательно и каждый из них оснащен перепускным трубопроводом. Дополнительно в каждом перепускном трубопроводе установлен двухпозиционный клапан. Известные варианты исполнения служат для поэтапного регулирования проходного сечения газового клапана за счет открывания и закрывания двухпозиционных клапанов по отдельности и независимо друг от друга. При этом предусмотрены процессы переключения, во время которых один двухпозиционный клапан должен открываться, а другой двухпозиционный клапан - одновременно закрываться. Такие процессы переключения на практике приводят к тому, что поток газа нежелательным образом уменьшается или увеличивается на непродолжительное время, вследствие чего пламя газовой горелки кратковременно уменьшается или увеличивается. Сущность изобретения Задачей предлагаемого изобретения является разработка газового клапана такого типа с улучшенной характеристикой переключения. Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что газовый клапан содержит дроссельный участок, содержащий последовательно расположенные дроссельные каналы, причем между каждой парой соседних дроссельных каналов предусмотрен соединительный участок, а также за счет того, что входы по меньшей мере двух двухпозиционных клапанов соединены с газовым входом, а выход по меньшей мере одного двухпозиционного клапана выходит в соединительный участок дроссельного участка. Дроссельный участок по определению содержит несколько последовательно включенных дроссельных каналов, которые соединены между собой соединительными участками. В каждый соединительный участок выходит двухпозиционный клапан, вход которого соединен с газовым входом газового клапана. При открытии двухпозиционного клапана шунтируются все дроссельные каналы, расположенные в схеме последовательного включения дроссельных каналов перед тем соединительным участком, в который выходит этот двухпозиционный клапан. На пути к газовому выходу газового клапана поток газа проходит только через те дроссельные каналы, которые расположены за соединительным участком, в который выходит этот двухпозиционный клапан. Для регулирования потока газа дроссельные каналы последовательно перекрываются при открытии по меньшей мере одного соответствующего двухпозиционного клапана. При этом одновременно с открытием двухпозиционного клапана не требуется закрывать другой двухпозиционный клапан. Таким образом, можно гарантированно избежать нежелательного скачкообразного переключения потока газа. Предпочтительно дроссельный участок содержит несколько, предпочтительно по меньшей мере четыре дроссельных канала. При этом на дроссельном участке между каждой парой соседних дроссельных каналов имеется соединительный участок и в каждый соединительный участок выходит двухпозиционный клапан. Количество дроссельных каналов и двухпозиционных клапанов в точности соответствует количеству ступеней переключения потока газа, поступающего в газовую горелку. Чем больше двухпозиционных клапанов и дроссельных каналов, тем точнее можно регулировать поток газа и тем самым интенсивность горения газовой горелки. Кроме того, на дроссельном участке перед первым (в направлении движения газа) дроссельным каналом имеется входной участок, причем вход одного двухпозиционного клапана соединен с газовым входом, а выход - с входным участком дроссельного участка. Входным участком считается участок трубопровода дроссельного участка перед первым дроссельным каналом. Входной участок, как и соединительные участки, может соединятьсяс газовым входом газового клапана только одним двухпозиционным клапаном. Двухпозиционный клапан - единственный путь соединения входного участка с газовым входом. Выгодным образом проходное сечение дроссельных каналов (в направлении движения газа) увеличивается. Первый дроссельный канал с минимальным проходным сечением соответствует минимальной интенсивности горения газовой горелки. Газовая горелка работает с такой минимальной интенсивностью, когда открыт только первый двухпозиционный клапан, выходящий во входной участок дроссельного участка. На пути к газовому выходу газового клапана поток газа проходит через все прочие дроссельные каналы дроссельного участка. Проходное сечение этих прочих дроссельных каналов больше сечения первого канала, то есть они создают лишь незначительное аэродинамическое сопротивление минимальному потоку газа, определяемому первым дроссельным каналом. При открытии второго двухпозиционного клапана шунтируется только первый дроссельный канал, то есть поток газа теперь определяется проходным сечением второго дроссельного канала. Так как проходное сечение второго дроссельного канала больше сечения первого дроссельного канала, то увеличивается и поток газа. Соответственно при открытии третьего двухпозиционного клапана шунтируются первый и второй двухпозиционные клапаны. Поток газа определяется эффективным проходным сечением прочих дроссельных каналов, оставшихся на пути к выходу. Аналогичным образом функционируют прочие дроссельные каналы с присоединенными к ним двухпозиционными клапанами. Каждый дроссельный канал состоит по меньшей мере из одного дросселя, который предпочтительно выполнен в виде дросселирующего отверстия с заданным проходным сечением. Особенно выгоден вариант, в котором каждый дроссельный канал состоит ровно из двух последовательно расположенных дросселей. Предпочтительно оба этих дросселя, образующие дроссельный канал, имеют одинаковое проходное сечение. Чтобы обеспечить сопоставимый дросселирующий эффект,сечение каждого из двух последовательно расположенных дросселей может превышать сечение дроссельного канала, который содержит только один дроссель. На практике выполнение особо малых дросселирующих отверстий связано с определенными трудностями. Поэтому вариант исполнения, предусматривающий наличие двух дросселей в составе каждого дроссельного канала, может быть проще в изготовлении. Описанный газовый клапан выполнен таким образом, чтобы поток газа, проходящий через газовый клапан, был равен нулю, когда закрыты все двухпозиционные клапаны; таким образом, может использоваться для полного перекрытия подачи газа в газовую горелку. Поток газа, проходящий через газовый клапан, настраивается на минимальный уровень, при котором газовая горелка, присоединенная к газовому клапану, работает на минимальной мощности, когда открыт только первый двухпозиционный клапан, выходящий во входной участок дроссельного участка. Как уже говорилось, при такой настройке двухпозиционных клапанов поток газа последовательно проходит через все дроссельные каналы дроссельного участка. Поток газа, проходящий через газовый клапан, настраивается на максимальный уровень, при котором газовая горелка, присоединенная к газовому клапану, работает на максимальной мощности, когда открыт по меньшей мере один последний двухпозиционный клапан, выходящий в последний (в направлении движения газа) соединительный участок дроссельного участка. В этом случае на пути от входа до выхода газового клапана поток газа проходит только через последний дроссельный канал дроссельного участка. Проходное сечение этого последнего дроссельного участка не оказывает дросселирующего действия на поток газа или оказывает лишь незначительное действие. Поток газа, проходящий через газовый клапан, настраивается на промежуточный уровень, при котором газовая горелка, присоединенная к газовому клапану, работает на мощности между минимальной и максимальной мощностью, когда открыт по меньшей мере один из двухпозиционных клапанов, которые выходят в средний соединительный участок, расположенный между входным участком и последним соединительным участком, и когда закрыты, по меньшей мере, те двухпозиционные клапаны, которые выходят в соединительный участок, расположенный ниже по течению от среднего соединительного участка. Когда открыто несколько двухпозиционных клапанов, величина потока газа определяется дроссельным каналом, который непосредственно соединен с газовым входом газового канала и расположен дальше всего в направлении движения газа, а также следующими (в направлении движения газа) дроссельными каналами. Дроссельный канал, который находится перед этим, расположенным дальше всего в направлении движения газа дроссельным каналом и также непосредственно соединен с газовым входом,не влияет на величину потока газа на выходе газового клапана. В особенно выгодном варианте для двухпозиционных клапанов предусмотрен исполнительный механизм, выполненный таким образом, чтобы он позволял закрывать все двухпозиционные клапаны или открывать только один двухпозиционный клапан, или открывать только два двухпозиционных клапана,соединенных с двумя соседними соединительными участками или с входным участком и соседним с ним соединительным участком. При приведении в действие газового клапана двухпозиционные клапаны переключаются, по существу, последовательно. В обычном случае на каждой ступени переключения открыт только один двухпозиционный клапан, в то время как остальные двухпозиционные клапаны закрыты. Во время переключения с одного переключающего положения газового клапана на другое необходимо гарантировать, что ни в один момент времени все двухпозиционные клапаны не будут закрыты. Вместо этого процесс переключения рассчитан таким образом, чтобы в промежуточном положении между двумя переключающими положениями всегда были открыты два соседних двухпозиционных клапана. В этом промежуточном положении величина потока газа в точности соответствует большей из величин,-2 022147 которыми характеризуются два соседних переключающих положения. В особенно выгодном варианте исполнения изобретения двухпозиционные клапаны могут приводиться в действие с помощью постоянного магнита. При этом сила постоянного магнита используется для открывания или закрывания двухпозиционного клапана. Для этого каждый двухпозиционный клапан содержит подвижный запорный элемент, который при закрытом двухпозиционном клапане прилегает к седлу клапана и тем самым закрывает проходное сечение в седле клапана. Предусмотрена пружина, которая при закрытом двухпозиционном клапане прижимает запорный элемент к седлу клапана. Для открытия двухпозиционного клапана запорный элемент может подниматься с седла клапана под действием постоянного магнита. Таким образом, прижимное усилие каждого двухпозиционного клапана обеспечивается пружиной, которая закрывает двухпозиционный клапан независимо от монтажного положения газового клапана. Под действием постоянного магнита запорный элемент может подниматься с седла клапана, преодолевая усилие пружины. Для приведения в действие двухпозиционного клапана положение постоянного магнита может изменяться относительно запорного элемента двухпозиционного клапана. Для переключения газового клапана постоянный магнит перемещается над запорными элементами двухпозиционных клапанов. Те запорные элементы, которые находятся в непосредственной близости от постоянного магнита, притягиваются постоянным магнитом, в результате чего двухпозиционный клапан открывается. Двухпозиционный клапан остается открытым до тех пор,пока постоянный магнит не передвинется из области запорного элемента. В особом варианте исполнения изобретения при открытии газового клапана (исходя из закрытого положения, в котором закрыты все двухпозиционные клапаны) сначала открывается последний двухпозиционный клапан, выходящий в последний (в направлении движения газа) соединительный участок дроссельного участка. Это означает, что газовый клапан при приведении его в действие сразу же полностью открывается, после чего поток газа можно поэтапно ограничивать. Полное открытие газового клапана сразу же после включения выгодно тем, что трубопроводы и газовая горелка за газовым клапаном быстро наполняются газом. Кроме того, после открытия газового клапана расположенная за ним газовая горелка может быть сразу же включена на максимальную мощность. Перечень фигур чертежей Прочие преимущества и детали изобретения описываются ниже на основании вариантов исполнения, схематично представленных на прилагаемых чертежах, на которых изображено: фиг. 1 - схема газового клапана с открытым первым двухпозиционным клапаном; фиг. 2 - схема с двумя открытыми двухпозиционными клапанами; фиг. 3 - схема с открытым последним двухпозиционным клапаном; фиг. 4 - схематичная конструкция газового клапана с закрытыми двухпозиционными клапанами; фиг. 5 - схематичная конструкция с открытым двухпозиционным клапаном; фиг. 6 - схематичная конструкция, в которой открыты два первых двухпозиционных клапана; фиг. 7 - схематичная конструкция с открытым двухпозиционным клапаном; фиг. 8 - схематичная конструкция, в которой открыт последний двухпозиционный клапан; фиг. 9 - схематичная конструкция одного из вариантов газового клапана; фиг. 10 - перспективный вид газового клапана (под углом сверху); фиг. 11 - перспективный вид, на котором показаны двухпозиционные клапаны; фиг. 12 - перспективный вид газового клапана (под углом снизу); фиг. 13 - перспективный вид, на котором показана нижняя газораспределительная пластина; фиг. 14 - взрывной вид газового клапана, под углом снизу; фиг. 15 - вариант схемы согласно фиг. 1-3 в полностью закрытом состоянии; фиг. 16 - вариант схемы в полностью открытом состоянии с одним открытым двухпозиционным клапаном; фиг. 17 - вариант схемы в полностью открытом состоянии с двумя открытыми двухпозиционными клапанами; фиг. 18 - вариант схемы в частично открытом состоянии; фиг. 19 - вариант схемы в минимально открытом состоянии. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На фиг. 1 представлена схема газового клапана согласно изобретению. Виден газовый вход 1, посредством которого газовый клапан подключается, например, к основному газовому трубопроводу газовой варочной плиты. На газовый вход 1 газ, предназначенный для сжигания, поступает при постоянном давлении, например, 20 или 50 мбар. К газовому выходу 2 газового клапана подключен газовый трубопровод, ведущий, например, к горелке газовой варочной плиты. Газовый вход 1 посредством впускной полости 9 газового клапана соединен с входной стороной двухпозиционных клапанов 3 (3.1-3.5), которых в предлагаемом варианте предусмотрено пять штук. При открытии двухпозиционных клапанов 3 газовый вход 1 соединяется с определенной частью дроссельного участка 5, в которую устремляется газ через открытый двухпозиционный клапан 3. Дроссельный участок 5 содержит входной участок 7, в который выходит первый двухпозиционный клапан 3.1. Следующие двухпозиционные клапаны 3.2-3.5 вы-3 022147 ходят соответственно в соединительный участок 6 (6.1-6.4) дроссельного участка 5. Переход между входным участком 7 и первым соединительным участком 6.1, а также переходы между любыми двумя соседними соединительными участками 6.1-6.4 образованы дроссельными каналами 4 (4.1-4.5). Последний дроссельный канал 4.5 соединяет последний соединительный участок 6.4 с газовым выходом 2. Дроссельные каналы 4.1-4.5 отличаются последовательно увеличивающимся проходным сечением. Размер проходного сечения последнего дроссельного канала 4.5 может быть выбран настолько большим,чтобы последний дроссельный канал 4.5 практически не имел дроссельных функций. Двухпозиционные клапаны 3 приводятся в действие постоянным магнитом 8, который может смещаться вдоль ряда двухпозиционных клапанов 3. При этом усилие открывания соответствующего двухпозиционного клапана 3 обеспечивается непосредственно силой постоянного магнита 8. Такая магнитная сила открывает соответствующий двухпозиционный клапан 3, преодолевая усилие пружины. В переключающем положении, показанном на фиг. 1, открыт только первый двухпозиционный клапан 3.1. Через этот двухпозиционный клапан 3.1 газ поступает из впускной полости 9 во входной участок 7, после чего на пути к газовому выходу 2 проходят все дроссельные клапаны 4 и все соединительные участки 6. Количество газа, проходящего через клапан, соответствует минимальной мощности газовой горелки, подсоединенной к газовому клапану. На фиг. 2 схематично показана конструкция, в которой постоянный магнит 8 смещен вправо (направление дано для чертежа) таким образом, чтобы оказался открытым не только первый двухпозиционный клапан 3.1, но и второй двухпозиционный клапан 3.2. Через открытый второй двухпозиционный клапан 3.2 газ поступает из впускной полости 9 непосредственно в первый соединительный участок 6.1, после чего через дроссельные каналы 4.2-4.5 движется к газовому выходу 2. Газ, поступающий на газовый выход 2, благодаря открытому двухпозиционному клапану 3.2 минует первый дроссельный канал 4.1. Поэтому в переключающем положении, показанном на фиг. 2, поток газа больше, чем в переключающем положении, показанном на фиг. 1. Приток газа в первый соединительный участок 6.1 осуществляется практически исключительно через второй двухпозиционный клапан 3.2. Благодаря тому, что двухпозиционные клапаны 3.1 и 3.2 открыты, давление во входном участке 7 соответствует давлению в первом соединительном участке 6.1. Поэтому из входного участка 7 газ почти не поступает через первый дроссельный канал 4.1 в первый соединительный участок 6.1. Поэтому поток газа, протекающий в целом через газовый клапан, практически не изменяется, когда постоянный магнит 8 смещается дальше вправо (направление дано для чертежа), в результате чего второй двухпозиционный клапан 3.2 остается открытым, а первый двухпозиционный клапан 3.1 закрывается. При перемещении постоянного магнита 8 вправо (направление дано для чертежа) двухпозиционные клапаны 3.3-3.5 последовательно открываются, в результате чего поток газа через газовый клапан поэтапно увеличивается. На фиг. 3 схематично показан газовый клапан в максимально открытом положении. При этом постоянный магнит 8 находится в своем конечном положении на правой стороне чертежа. В таком положении постоянного магнита 8 последний двухпозиционный клапан 3.5 открыт. При этом газ поступает из впускной полости 9 непосредственно в последний соединительный участок 6.4 и на пути к газовому выходу 2 проходит только последний дроссельный канал 4.5. Этот последний дроссельный канал 4.5 может иметь настолько большое проходное сечение, при котором практически не будет происходить дросселирование потока газа и газ сможет практически беспрепятственно поступать в газовый клапан. На фиг. 4-8 схематично показано конструктивное строение газового клапана с переключением согласно фиг. 1-3. На чертеже виден корпус 20 клапана, в котором выполнен газовый вход 1 газового клапана. Внутри корпуса 20 клапана находится впускная полость 9, соединенная с газовым входом 1. Запорные элементы 10 двухпозиционных клапанов 3 направлены в корпусе 20 клапана таким образом, чтобы они могли перемещаться вверх и вниз (направление дано для чертежа). Каждый запорный элемент 10 предварительно напряжен пружиной 11 вниз (направление дано для чертежа). Под действием силы постоянного магнита 8 каждый запорный элемент 10 может быть перемещен вверх (направление дано для чертежа), преодолевая усилие пружины. Пружины 11 прижимают запорные элементы 10 к уплотняющей пластине 12 клапана, благодаря чему запорные элементы 10 герметично закрывают отверстия 12 а, имеющиеся в уплотняющей пластине 12 клапана. Под уплотняющей пластиной 12 клапана расположена прижимная пластина 13 с отверстиями 13 а, которые совпадают с отверстиями 12 а в уплотняющей пластине 12 клапана. Отверстия 13 а в прижимной пластине 13 выходят в отверстия 14 а, выполненные в первой газораспределительной пластине 14. На чертеже под первой газораспределительной пластиной 14 находится дроссельная пластина 15 с несколькими дросселирующими отверстиями 18. При этом каждый из дроссельных каналов 4.1-4.4 образован двумя дросселирующими отверстиями 18. Два дросселирующих отверстия 18, относящихся к одному дроссельному каналу 4.1-4.4, соединены между собой посредством отверстий 16 а во второй газораспределительной пластине 16. Отверстия 14 а в первой газораспределительной пластине, напротив, соединяют расположенные друг рядом с другом дросселирующие отверстия 18 двух соседних дроссельных каналов 4.1-4.5. Последний дроссельный канал 4.5 состоит только из одного дросселирующего отверстия 18, которое посредством совпадающего с ним отверстия 16 а во второй газораспределительной пластине 16 выходит в газовый выход 2 газового клапана. В переключающем положении, показанном на фиг. 4, постоянный магнит 8 находится в конечном положении, в котором все двухпозиционные клапаны 3 закрыты. В результате газовый клапан, по существу, закрыт. Поток газа равен нулю. На фиг. 5 показана схематичная конструкция газового клапана при открытом первом двухпозиционном клапане 3.1. Газ поступает из газового входа 1 во впускную полость 9, а оттуда через соответствующее первое отверстие уплотняющей пластины 12 клапана, прижимной пластины 13 и первой газораспределительной пластины 14 к дроссельной пластине 15. На пути к газовому выходу 2 газ проходит через все дросселирующие отверстия 18 дроссельной пластины 15, все отверстия 14 а первой газораспределительной пластины 14 и все отверстия 16 а второй газораспределительной пластины 16. На фиг. 6 схематично показана конструкция с открытым первым двухпозиционным клапаном 3.1 и с открытым вторым двухпозиционным клапаном 3.2. Благодаря наличию открытого второго двухпозиционного клапана 3.2 дросселирующие отверстия 18 первого дроссельного канала 4.1 шунтируются, в результате чего газ поступает непосредственно во второй дроссельный канал 4.2 и на пути к газовому выходу 2 проходит через остальные дроссельные каналы 4.3-4.5. Поскольку первый двухпозиционныйклапан 3.1 открыт, газ может проходить через первый дроссельный канал 4.1. Благодаря тому, что давление с обеих сторон первого дроссельного канала 4.1 одинаково, газ практически не проходит через первый дроссельный канал 4.1. На фиг. 7 схематично показана конструкция с открытым вторым двухпозиционным клапаном 3.2. Все прочие двухпозиционные клапаны 3.1 и 3.3-3.5 закрыты. Поток газа через газовый клапан практически идентичен потоку газа в положении клапана, показанном на фиг. 6. Постоянный магнит 8 и компоненты двухпозиционных клапанов 3 согласованы друг с другом таким образом, чтобы при открытом газовом клапане открывался только один двухпозиционный клапан 3 или только два двухпозиционных клапана 3. Во время переключения с одного двухпозиционного клапана 3 на соседний двухпозиционный клапан 3 кратковременно открываются оба соседних двухпозиционных клапана 3. Тем самым гарантируется, что переключение не приведет к кратковременному прекращению подачи газа на газовую горелку и тем самым к мерцанию или угасанию огня горелки. Описанное выше переключение также гарантирует, что во время процесса переключения не произойдет кратковременного увеличения потока газа. Кроме того, надежно предотвращается вспыхивание огня горелки во время процесса переключения. На фиг. 8 схематично показан газовый клапан, у которого открыт только последний двухпозиционный клапан 3.5. При этом газ практически беспрепятственно поступает от газового входа через впускную полость, открытый двухпозиционный клапан 3.5 и присоединенное к нему последнее дросселирующее отверстие 18 на газовый выход. На фиг. 9 схематично показан один из вариантов газового клапана. В отличие от варианта, показанного на фиг. 4-8, в данном случае газовый выход 2 отходит непосредственно от первой газораспределительной пластины 14. При открытом двухпозиционном клапане 3.5 газ беспрепятственно поступает через газовый вход 1, впускную полость 9, двухпозиционный клапан 3.5, последнее отверстие 12 а в уплотняющей пластине 12 клапана, последнее отверстие 13 а в прижимной пластине 13 и последнее отверстие 14 а в первой газораспределительной пластине 14 на газовый выход 2. В варианте, показанном на фиг. 9,последний дроссельный канал 4.5 (см. фиг. 4-8) отсутствует. На фиг. 10 представлен перспективный вид (под углом сверху) одного из вариантов исполнения газового клапана. Показан корпус 20 клапана, в котором с возможностью вращения установлен включающий вал 21 газового клапана. К включающему валу 21 присоединен поводок 22, который передает вращение включающего вала 21 на постоянный магнит 8, в результате чего постоянный магнит при повороте включающего вала описывает круговую траекторию. Крышка 27 образует поверхность скольжения для постоянного магнита 8 и обеспечивает определенное расстояние между постоянным магнитом 8 и двухпозиционными клапанами 3. Кроме того, на чертеже показан газовый выход 2, а также исполнительный рычаг 23 не показанного на чертеже магнитного клапана, установленный в газовом входе 1. Исполнительный рычаг 23 соединен с включающим валом таким образом, чтобы при осевом нажатии включающего вала исполнительный рычаг 23 выдвигался из корпуса 20 клапана. Таким образом, путем нажатия на включающий вал 21 можно открывать магнитный клапан. Отверстия 24 служат для крепления магнитного клапана на корпусе клапана. На фиг. 11 представлен вид, аналогичный фиг. 10, за вычетом поводка 22 и постоянного магнита 8. На фиг. 11 показаны, в частности, расположенные по окружности запорные элементы 10 двухпозиционных клапанов 3. К каждому из запорных элементов 10 присоединена пружина 11, которая прижимает запорный элемент 10 вниз (направление дано для чертежа). На фиг. 11, например, показана одна из пружин 11. На фиг. 12 представлен перспективный вид (под углом снизу) газового клапана. На ней показана, в частности, крышка 17, которая прижимает друг к другу прочие не показанные на чертеже пластины, уплотняющую пластину 12 клапана, прижимную пластину 13, первую газораспределительную пластину 14,дроссельную пластину 15 и вторую газораспределительную пластину 16. Необходимое для этого усилие обеспечивается винтом 25. На фиг. 13 представлен вид, аналогичный фиг. 12, со снятой крышкой 17. На этом чертеже видна вторая газораспределительная пластина 16 с отверстиями 16 а. Через эти отверстия 16 а видны вырезы дроссельной пластины 15 с находящимися в них дросселирующими отверстиями 18. Также видно, что каждая пара дросселирующих отверстий 18 соединена отверстием 16 а второй газораспределительной пластины 16. Слоеная конструкция газового клапана проиллюстрирована на взрывном виде фиг. 14. На этом чертеже виден корпус 20 клапана с направляющими отверстиями 26 для не показанных на этом чертеже запорных элементов 10 двухпозиционных клапанов 3. Перечисленные ниже пластины вкладываются в корпус 20 клапана в следующей последовательности: уплотняющая пластина 12 клапана, прижимная пластина 13, первая газораспределительная пластина 14, дроссельная пластина 15, вторая газораспределительная пластина 16, крышка 17. Винт 25 прижимает друг к другу пластины 12-17, опирающиеся на корпус 20 клапана. В предлагаемом варианте исполнения пластины 12-17 вставлены в корпус 20 клапана по отдельности. Также возможен вариант, в котором пластины 12-17 будут изготавливаться в виде готового пакета,то есть их можно будет вставить в корпус клапана и извлечь из него только вместе. Для переоснащения газового клапана на другой тип газа потребуется в зависимости от конструкции поменять только дроссельную пластину 15 или полный пакет пластин 12-17. На фиг. 15 показан вариант схемы, представленной на фиг. 1-3. Расположение дроссельного участка 5 с дроссельными каналами 4 (4.1-4.5) в точности соответствует конструкции, показанной на фиг. 1-3. Расположение впускной полости 9 и двухпозиционных клапанов 3 (3.1-3.5) также соответствует варианту исполнения, показанному на фиг. 1-3. В отличие от варианта исполнения, показанного на фиг. 1-3,газовый вход 1 находится на правой стороне (направление дано для чертежа) впускной полости 9. Впрочем, положение газового входа 1 относительно впускной полости 9 и тем самым направление движения газа внутри впускной полости 9 не имеет значения для функционирования газового клапана. Внутри дроссельного участка 5 газ (аналогично конструкции, показанной на фиг. 1-3) движется в направлении слева направо. Следовательно, левый дроссельный канал 4.1 (направление дано для чертежа) обозначен как первый дроссельный канал. Правый дроссельный канал 4.5 (направление дано для чертежа) обозначен как последний дроссельный канал. В дальнейшем, в соответствии с этим порядком (аналогично варианту исполнения, показанному на фиг. 1-3) левый (направление дано для чертежа) двухпозиционный клапан 3.1 обозначается как первый двухпозиционный клапан, а правый (направление дано для чертежа) двухпозиционный клапан 3.5 обозначается как последний двухпозиционный клапан. В переключающем положении, показанном на фиг. 15, постоянный магнит 8 находится справа от последнего двухпозиционного клапана 3.5. Таким образом, постоянный магнит 8 не воздействует ни на один из двухпозиционных клапанов 3, вследствие чего ни один из двухпозиционных клапанов 3.1-3.5 не открыт. В результате газовый клапан полностью закрыт, а соединение между газовым входом 1 и газовым выходом 2 полностью блокировано. Чтобы открыть газовый клапан из этого переключающего положения, постоянный магнит 8 смещается влево в область последнего двухпозиционного клапана 3.5. Такое переключающее положение, в котором газовый клапан максимально открыт, показано на фиг. 16. При этом газ движется от газового входа 1 через открытый последний двухпозиционный клапан 3.5 и последний дроссельный канал 4.5 непосредственно к газовому выходу 2. Проходное сечение последнего дроссельного канала 4.5 может быть большим настолько, что практически полностью исключает дросселирование потока газа. В этом случае газ практически беспрепятственно проходит через газовый клапан. При перемещении постоянного магнита 8 влево (направление дано для чертежа) поток газа через газовый клапан можно поэтапно ограничивать. На фиг. 17 показано промежуточное положение постоянного магнита 8, в котором этот магнит открывает оба двухпозиционных клапана 3.4 и 3.5. При этом поток газа, поступающий на газовый выход 2, практически идентичен потоку газа в переключающем положении, показанном на фиг. 16. В переключающем положении, показанном на фиг. 18, постоянный магнит открывает только двухпозиционный клапан 3.4. На пути к газовому выходу 2 поток газа проходит через дроссельные каналы 4.4 и 4.5. Проходное сечение дроссельного канала 4.4 меньше проходного сечения дроссельного канала 4.5, в результате чего осуществляется некоторое ограничение потока газа. На фиг. 19 газовый клапан показан в минимальном открытом положении, в котором открыт только двухпозиционный клапан 3.1. На пути к газовому выходу 2 газ проходит через все дроссельные каналы 4.1-4.5. Сечение дроссельных каналов 4 увеличивается в направлении движения газа на дроссельном участке 5. Таким образом, регулирующийся поток газа определяется дроссельным каналом 4.1, который имеет самое меньшее проходное сечение. При расчете проходных сечений также учитывается аэродинамическое сопротивление прочих дроссельных каналов 4.2-4.5, влияющее на поток газа. В конструкции, показанной на фиг. 15-19, газовый клапан оказывается в максимально открытом положении сразу же после вывода клапана из закрытого положения. Это выгодно тем, что газовые трубо-6 022147 проводы и горелка, расположенные за газовым клапаном, особенно быстро наполняются газом. Кроме того, зажигание горелки может происходить при максимальном потоке газа сразу же после открытия газового клапана, в результате чего облегчается процесс зажигания. Список ссылочных обозначений 1 - Газовый вход,2 - газовый выход,3 (3.1-3.5) - двухпозиционные клапаны,4 (4.1-4.5) - дроссельные каналы,5 - дроссельный участок,6 (6.1-6.4) - соединительный участок,7 - входной участок,8 - постоянный магнит,9 - впускная полость,10 - запорный элемент,11 - пружина,12 - уплотняющая пластина клапана 12 а отверстия,13 - прижимная пластина 13 а отверстия,14 - первая газораспределительная пластина 14 а отверстия,15 - дроссельная пластина,16 - вторая газораспределительная пластина 16 а отверстия,17 - крышка,18 - дросселирующие отверстия,20 - корпус клапана,21 - включающий вал,22 - поводок,23 - исполнительный рычаг,24 - отверстия,25 - винт,26 - направляющие отверстия,27 - крышка. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Газовый клапан, предназначенный для регулировки объемного потока газа, поступающего в газовую горелку газового прибора, такого как газовая варочная плита, причем газовый клапан содержит газовый вход (1), по меньшей мере два двухпозиционных клапана (3), по меньшей мере два дроссельных канала (4) и газовый выход (2), причем газовый клапан содержит дроссельный участок (5), содержащий последовательно расположенные дроссельные каналы (4), причем между каждой парой соседних дроссельных каналов (4) предусмотрен соединительный участок (6), и входы по меньшей мере двух двухпозиционных клапанов (3) соединены с газовым входом (1), а выход по меньшей мере одного двухпозиционного клапана (3) выходит в соединительный участок (6) дроссельного участка (5), отличающийся тем,что дроссельный участок (5) содержит несколько, предпочтительно не менее четырех дроссельных каналов (4), при этом на дроссельном участке (5) между каждой парой соседних дроссельных каналов (4) имеется соединительный участок (6) и в каждый соединительный участок (6) выходит двухпозиционный клапан (3). 2. Газовый клапан по п.1, отличающийся тем, что на дроссельном участке (5) перед первым в направлении движения газа дроссельным каналом (4.1) имеется входной участок (7), причем вход двухпозиционного клапана (3.1) соединен с газовым входом (1), а выход - с входным участком (7) дроссельного участка (5). 3. Газовый клапан по одному из пп.1, 2, отличающийся тем, что проходное сечение дроссельных каналов (4) увеличивается в направлении движения газа. 4. Газовый клапан по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что каждый дроссельный канал (4) состоит по меньшей мере из одного дросселя, который предпочтительно выполнен в виде дросселирующего отверстия (18) с заданным проходным сечением. 5. Газовый клапан по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что каждый дроссельный канал (4) состоит из двух последовательно расположенных дросселей. 6. Газовый клапан по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что объемный поток газа, проходящий через газовый клапан, равен нулю, когда закрыты все двухпозиционные клапаны (3). 7. Газовый клапан по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что объемный поток газа, проходящий через газовый клапан, находится на минимальном уровне, при котором газовая горелка, связанная с газовым клапаном, работает на минимальной мощности, когда открыт только первый двухпозиционный клапан (3.1), выходящий во входной участок (7) дроссельного участка (5). 8. Газовый клапан по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что объемный поток газа, проходящий через газовый клапан, находится на максимальном уровне, при котором газовая горелка, связанная газовым клапаном, работает на максимальной мощности, когда открыт по меньшей мере один последний двухпозиционный клапан (3.5), выходящий в последний в направлении движения газа соединительный участок (6.4) дроссельного участка (5). 9. Газовый клапан по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что объемный поток газа, проходящий через газовый клапан, находится на промежуточном уровне, при котором газовая горелка, связанная с газовым клапаном, работает на мощности между минимумом и максимумом, когда открыт по меньшей мере один из двухпозиционных клапанов (3.2, 3.3, 3.4), который выходит в средний соединительный участок (6.1, 6.2, 6.3), расположенный между входным участком (7) и последним соединительным участком(6.4), и когда закрыты, по меньшей мере, те двухпозиционные клапаны (3), которые выходят в соединительный участок (6), расположенный ниже по потоку от среднего соединительного участка (6.1, 6.2, 6.3). 10. Газовый клапан по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что для двухпозиционных клапанов (3) предусмотрен исполнительный механизм, выполненный с возможностью закрытия всех двухпозиционных клапанов (3) или открытия только одного двухпозиционного клапана (3), или открытия только двух двухпозиционных клапанов (3), соединенных с двумя соседними соединительными участками (6) или с входным участком (7) и соседним с ним соединительным участком (6.1). 11. Газовый клапан по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что двухпозиционные клапаны (3) выполнены с возможностью приведения в действие с помощью постоянного магнита (8). 12. Газовый клапан по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что каждый двухпозиционный клапан(3) содержит подвижный запорный элемент (10), который при закрытом двухпозиционном клапане (3) прилегает к седлу клапана и тем самым закрывает проходное сечение (12 а) в седле клапана. 13. Газовый клапан по п.12, отличающийся тем, что предусмотрена пружина (11), которая при закрытом двухпозиционном клапане (3) прижимает запорный элемент (10) к седлу клапана, при этом для открытия двухпозиционного клапана (3) запорный элемент (10) может подниматься с седла клапана под действием постоянного магнита (8). 14. Газовый клапан по п.13, отличающийся тем, что для приведения в действие двухпозиционного клапана (3) положение постоянного магнита (8) может изменяться относительно запорного элемента (10) двухпозиционного клапана (3). 15. Газовый клапан по одному из пп.1-14, отличающийся тем, что при открытии газового клапана,начиная с закрытого положения, в котором закрыты все двухпозиционные клапаны (3), сначала открывается последний двухпозиционный клапан (3.5), выходящий в последний в направлении движения газа соединительный участок (6.4) дроссельного участка (5).

МПК / Метки

МПК: F23N 1/00

Метки: переключатель, газового, клапана

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/13-22147-pereklyuchatel-gazovogo-klapana.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Переключатель газового клапана</a>

Похожие патенты