ГАЗОРЕГУЛИРОВОЧНАЯ АРМАТУРА Российский патент 2008 года по МПК F23N5/10 

Область техники

Изобретение относится к газорегулировочной арматуре с электронной системой розжига для газовых отопительных печей в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения.

Уровень техники

Известны многочисленные варианты исполнения газорегулировочной арматуры газовых отопительных печей или аналогичных установок. Эти устройства предназначены для розжига (зажигания) и регулирования газового потока, поступающего к горелке. Так эти устройства часто устанавливаются в таких местах, неудобных для выполнения регулировки, существуют решения с применением электронных устройств.

В патентном документе DE 10305929.6 описаны способ и устройство для розжига газового потока. В них для розжига газового потока управляют электромагнитом газовой системы безопасного розжига посредством электронного устройства с помощью тока удержания, поступающего от источника напряжения, при этом указанный электромагнит обеспечивает удержание в открытом состоянии термоэлектрического клапана газовой системы безопасного розжига, запирающего газовый поток. Как только электромагнит системы безопасного розжига возбужден, импульсом напряжения кратковременно возбуждается другой электромагнит, благодаря чему соосная с клапаном системы безопасного розжига тяга управления перемещается в продольном направлении, противоположном воздействию силы возвратной пружины настолько, что открывается клапан системы безопасного розжига, диск которого укреплен на штоке клапана и нагружен возвратной пружиной в направлении закрытия, и фиксирует при этом якорь электромагнита газовой системы безопасного розжига, жестко соединенного со штоком клапана. Якорь удерживается в фиксированном состоянии поступающим от источника напряжения током удержания до тех пор, пока термоэлемент после произошедшего розжига газового потока не обеспечит необходимый ток удержания. Для этого катушка электромагнита системы безопасного розжига включена с одной стороны, в электрическую цепь термоэлемента, нагреваемого запальным пламенем, и, с другой стороны, управляется электронным устройством управления.

Недостатком в данном случае является то, что при отказе источника напряжения, например, из-за разряженных батарей или дефекта, продолжение работы газовой отопительной печи хотя и возможно, но после выключения повторный розжиг газового потока, а следовательно, и пуск газовой печи больше невозможен.

Из патентного документа GB 2295220 А известно другое исполнение устройства для розжига газового потока для обеспечения электрического управления розжигом газовой горелки. В этом случае с помощью выключателя катушка электромагнита подключается к источнику сетевого напряжения. Благодаря возбуждению катушки электромагнита посредством исполнительного органа открывается газовый клапан, таким образом газ может поступать к горелке, где он зажигается электрическим способом. После истечения заданного промежутка времени катушка электромагнита отключается от электрической сети, исполнительный орган возвращается в исходное положение. Теперь удержание газового клапана в открытом состоянии обеспечивается электромагнитным блоком, который питается током термоэлемента, находящегося под воздействием горящего газового пламени.

Для исключения закрытия газового клапана во время работы газовой горелки при отказе сетевого напряжения устройство розжига газа может быть оснащено дополнительной батареей, с помощью которой работа может поддерживаться в ограниченном объеме, либо, по той же причине, исполнительный орган может быть вручную приведен в действие для открывания газового клапана.

При данном исполнении при исчезновении сетевого напряжения также невозможно выполнить розжиг газовой горелки. Другим недостатком является то, что отсутствует защита от несанкционированного приведения в действие исполнительного органа вручную, как это предусмотрено в аварийной ситуации для поддержания газового потока к газовой горелке.

Раскрытие изобретения

В основе изобретения лежит задача обеспечения возможности также ручного розжига при применении газорегулировочной арматуры с системой электронного розжига газового потока. Но при этом должно быть исключено несанкционированное или самопроизвольное приведение вручную системы в действие. Кроме того, независимо от вида системы розжига должна быть обеспечена безопасность, в частности, при розжиге газового потока должен быть прерван главный газовый поток к горелке. Газорегулировочная арматура должна иметь также, по возможности, простую конструкцию.

Проблема решена в газорегулировочной арматуре с устройством электронного розжига для газовых отопительных печей с естественной тягой или аналогичных установок. Газорегулировочная арматура содержит термоэлектрический клапан системы безопасного розжига и главный клапан, предназначенные вместе как для безопасного розжига, так и для разделения газового потока на отдельные потоки для главной горелки и для запальной горелки. Указанные клапаны вместе с дополнительными, вторичными функциональными элементами размещены в многокамерном корпусе. Кроме того, газорегулировочная арматура содержит соосный с термоэлектрическим клапаном системы безопасного розжига и с главным клапаном толкатель, выступающий из газопроводящей камеры корпуса и имеющий возможность продольного перемещения в направлении, противоположном воздействию силы возвратной пружины посредством электромагнита.

Согласно изобретению на корпусе установлен перекрывающий элемент, который в первом положении закрывает толкатель и кнопку пьезоэлектрического элемента розжига. Во втором положении перекрывающего элемента главный клапан находится в закрытом положении, а к кнопке и толкателю обеспечивается свободный доступ таким образом, что становится возможным приведение их в действие вручную.

Таким образом, было найдено решение, с помощью которого были устранены указанные выше недостатки уровня техники. Посредством перекрывающего элемента надежно исключается несанкционированное приведение в действие системы розжига газового потока вручную. Тем не менее, в случае необходимости, например при исчезновении напряжения, простым способом возможен ручной розжиг потока запального газа. Независимо от способа розжига при розжиге обеспечивается прерывание главного газового потока к горелке. При этом данное решение отличается простотой конструкции и простым принципом действия.

Дополнительные преимущественные варианты осуществления изобретения вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения.

Преимущественный вариант осуществления газорегулировочной арматуры обеспечивается, если перекрывающий элемент имеет кулисную направляющую, уклон которой определен таким образом, что во втором положении перекрывающего элемента главный клапан находится в закрытом состоянии. В частности, для манипулирования полезно, если кулисная направляющая дополнительно имеет фиксацию в первом и втором положениях перекрывающего элемента.

Решение осуществляется особенно просто, если перекрывающий элемент выполнен в форме диска и установлен соосно с цапфой с возможностью поворота. Для этого перекрывающий элемент имеет элементы обеспечения доступа, которые во втором положении перекрывающего элемента делают возможным свободный доступ к кнопке и толкателю.

В частности, из соображений изготовления, преимущественный вариант обеспечивается в том случае, если толкатель выполнен из нескольких частей.

Краткий перечень чертежей

Изобретение более подробно поясняется далее на примере исполнения.

На фиг.1 показано исполнение газорегулировочной арматуры согласно изобретению, частично в разрезе, в закрытом состоянии при установке "Электронный розжиг";

фиг.2 - исполнение газорегулировочной арматуры согласно изобретению, частично в разрезе, в состоянии розжига при установке "Ручной розжиг";

фиг.3 - исполнение газорегулировочной арматуры согласно изобретению, частично в разрезе, в открытом состоянии;

фиг.4 - вид А газорегулировочной арматуры согласно изобретению по фиг.1;

фиг.5 - вид В газорегулировочной арматуры согласно изобретению по фиг.2.

Осуществление изобретения

Показанный на фиг.1 пример газорегулировочной арматуры согласно изобретению является прибором для коммутации и регулирования, который предназначен преимущественно для встраивания в газовую отопительную печь с естественной тягой или аналогичный объект. Данный прибор обеспечивает возможность управления горелкой и контроля над ней посредством управления газовым потоком, поступающим к горелке. Горелка состоит в этом исполнении из непоказанной запальной горелки и, также непоказанной, главной горелки.

Данная газорегулировочная арматура содержит корпус 1, в котором находятся различные функциональные блоки, приведение в действие этих блоков может осуществляться частично снаружи посредством элементов управления. Корпус состоит из верхней части 2 и нижней части 3, плоское уплотнение 4 между ними обеспечивает чрезвычайно высокую степень герметичности, а также кожуха 5. Кроме того, корпус 1 имеет вход 6 газа, выход 7 запального газа и выход 8 главного газа.

Описанная в этом примере исполнения газорегулировочная арматура имеет следующие функциональные блоки:

- пусковой блок с системой безопасного розжига;

- блок управления количеством газа, поступающего к главной горелке;

- пьезоэлектрический запальный элемент.

Для управления работой прибора служит не показанное на чертеже электронное устройство управления, которое вместе с источником напряжения находится в отдельном пульте дистанционного управления, независимом от места расположения газорегулировочной арматуры.

Для пуска прибора в опоре 9 корпуса 1 в продольном направлении проходит тяга 10 управления, которая своим концом входит в корпус, при этом посредством, например, кольца 11 круглого сечения обеспечивается необходимая газонепроницаемость. Между верхней частью 2 и кожухом 5 укреплен электромагнит 12, приведение в действие которого производится с пульта дистанционного управления. Кроме того, в этой камере находится пьезоэлектрический запальный элемент, который можно приводить в действие вручную посредством кнопки 13 (фиг.5), выступающей из кожуха 5.

В электромагните 12 находится соосный с тягой 10 управления подвижный сердечник 14, который вместе с тягой управления 10 образует толкатель 10/14. Причиной разделения толкателя 10/14 на две части является обеспечение благодаря этому возможности упрощения выполнения монтажа. Торцевая сторона сердечника 14, обращенная к корпусу 1, видна через имеющуюся в кожухе 5 выемку 15.

На цапфе 16 (фиг.4, 5), находящейся на кожухе 5, установлен с возможностью поворота перекрывающий элемент 17 в форме диска, который на своей нижней стороне имеет кулисную направляющую 18, воздействующую на сердечник 14. В первом положении фиксации (фиг.4) перекрывающий элемент 17 закрывает кнопку 13 и выемку 15, в то время как во втором положении фиксации, получающемся при повороте перекрывающего элемента (фиг.5), кнопка 13 и сердечник 14 электромагнита 12 становятся доступными через имеющиеся в перекрывающем элементе 17 элементы 32/33 обеспечения доступа.

На участке тяги 10 управления, проникающем внутрь верхней части 2 корпуса 1, установлен с возможностью перемещения клапанный диск 20, относящийся к главному клапану 19, опирающийся на находящийся на тяге 10 управления упор 22, образующийся, например, посредством стопорной шайбы, установленной в паз, под воздействием силы запирающей пружины 21, которая, с одной стороны прилегает к верхней части 2, и с другой стороны - к клапанному диску 20. Перемещение тяги 10 управления в продольном направлении возможно при этом только в направлении, противоположном воздействию силы возвратной пружины 23, имеющей опору в корпусе 1. Принимаемое под воздействием силы возвратной пружины 23 исходное положение обеспечивается за счет прилегания клапанного диска 20 главного клапана 19 к верхней части 2.

Внутреннее пространство той части корпуса 1, которая образована верхней частью 2 и нижней частью 3, разделяется перегородкой 24 на различные камеры. Соосно к тяге 10 управления в ее продолжении перегородка 24 имеет отверстие, при этом сторона, обращенная к верхней части 2, образует седло 25 клапана для клапанного диска 20, и, таким образом, вместе с ним - главный клапан 19, в то время как другая сторона образует седло 28 клапана, относящееся к клапану 26 системы безопасного розжига. Между обоими седлами 25/28 клапана в раствор входит отверстие 34 запального газа, ведущее к выходу 7 запального газа. На клапан 26 системы безопасного розжига воздействует расположенный на опоре в корпусе 1 с обеспечением газонепроницаемости термоэлектрический электромагнит 27 системы безопасного розжига, который находится по потоку ниже входа 6 газа. Термоэлектрический электромагнит 27 системы безопасного розжига воздействует на якорь, жестко соединенный с клапанным штоком 29, на котором укреплен диск 30 термоэлектрического клапана 26 системы безопасного розжига. Возбуждение термоэлектрического электромагнита 27 газовой системы безопасного розжига может осуществляться посредством электронного устройства управления, а также посредством термоэлемента, подверженного воздействию запального пламени.

Конструкция и принцип действия электромагнита 27 системы безопасного розжига в целом известны специалистам, таким образом, от подробного описания можно отказаться. Следует только еще отметить, что возвратная пружина 31 стремится оттянуть якорь посредством диска 30 термоэлектрического клапана 26, используемого в качестве опоры пружины, от электромагнита 27 системы безопасного розжига.

В направлении по потоку позади пускового устройства внутри корпуса 1 находится выключатель, который управляет количеством газа, поступающего к главной горелке. Выключатель выполнен таким образом, чтобы на модулирующее управление посредством первого клапана со скачкообразным включением и выключением в диапазоне частичных нагрузок воздействовал второй клапан. При этом поток в диапазоне частичных нагрузок ограничивается посредством регулируемого сопла. Толкатель, имеющий возможность продольного перемещения и соединенный с выключателем с силовым замыканием, выступает из корпуса 1, одновременно образующего для него опору. Посредством, например, кольца круглого сечения обеспечивается необходимая герметизация для исключения выхода газа наружу. Толкатель своим обращенным к выключателю концом соединен с элементом 35 управления. Элемент 35 управления имеет в области своего наружного периметра зубчатое зацепление, в зацепление с которым входит малое зубчатое колесо, относящееся к передаточному механизму.

Передаточный механизм связан с укрепленным в корпусе 1 блоком 36 привода, который содержит электродвигатель. Для исключения перегрузки двигателя между блоком 36 привода и элементом 35 управления установлена проскальзывающая муфта, которая подробно не описывается, так как известна специалистам. Управление блоком 36 привода производится посредством электронного устройства управления с пульта дистанционного управления.

В нормальном режиме работы газорегулировочной арматуры с пульта дистанционного управления производится приведение в действие электронного устройства управления. Это устройство с помощью электрического импульса приводит в действие электромагнит 12 таким образом, чтобы посредством сердечника 14 тяга 10 управления перемещалась в направлении термоэлектрического клапана 26 системы безопасного розжига. При этом сначала закрывается главный клапан 19, и, в заключение, открывается термоэлектрический клапан 26 системы безопасного розжига настолько, чтобы якорь прилегал к электромагниту 27 системы безопасного розжига (фиг.2). Кроме того, посредством электронного устройства управления возбуждается электромагнит 27 системы безопасного розжига, таким образом, с момента времени соприкосновения якоря с электромагнитом 27 системы безопасности якорь удерживается в этом положении посредством протекающего тока удержания, т.е. в открытом состоянии электромагнита 27 системы безопасного розжига, в то время как тяга 10 управления вследствие прекращения возбуждения электромагнита 12 из-за окончания импульса и под воздействием возвратной пружины 23 опять занимает исходное положение. Теперь запальный газ может поступать через отверстие 34 запального газа к выходу 7 запального газа, а с этого выхода через непоказанный трубопровод запального газа к запальной горелке, где он зажигается.

После зажигания запального пламени посредством электронного устройства управления приводится в действие блок 36 привода. Благодаря этому известным способом размыкается выключатель, при этом производится скачкообразное открытие второго клапана. Поступающее через отверстие ограниченное постоянное количество газа протекает через выход 8 главного газа и, также непоказанный, трубопровод главного газа к главной горелке, где зажигается посредством запального пламени. Пламя обеих горелок имеет минимальную высоту. При дальнейшем приведении в действие блока 36 привода количество газа, поступающее к горелке главного газа, равномерно увеличивается, так как с этого момента первый клапан непрерывно открывается, благодаря чему обеспечивается равномерное увеличение количества газа, протекающего через первый клапан, до достижения максимального количества газа.

При отказе электронного устройства управления, например, из-за исчезновения напряжения вследствие разряженных батарей, перекрывающий элемент 17, который обычно находится в показанном на фиг.4 первом положении фиксации, предназначенном для электронного розжига, переводят в положение, показанное на фиг.5. При этом перемещении благодаря кулисной направляющей 18 сердечник 14 смещается в продольном направлении настолько, чтобы посредством тяги 10 управления закрывался главный клапан 19. С этого момента с помощью обычного бытового предмета посредством нажатия вручную на торцевую сторону сердечника 14 тяга 10 управления перемещается настолько, что открывается клапан 26 системы безопасного розжига (фиг.2). При удержании сердечника в нажатом состоянии нажимают кнопку 13 пьезоэлектрического устройства розжига, при этом посредством возникающей искры зажигания производится зажигание запального газа.

После того, как термоэлемент нагрет горящим запальным пламенем, и при этом генерируется необходимый ток удержания, можно прекратить силовое воздействие на сердечник 14 и перевести перекрывающий элемент 17 в положение, показанное на фиг.4. Под воздействием возвратной пружины 23 тяга 10 управления и кнопка 13 занимают свое исходное положение. Главный клапан 19 открывается, и термоэлектрический клапан 26 системы безопасного розжига известным способом удерживается за счет электромагнита 27 системы безопасного розжига (фиг.3). Теперь посредством ручного приведения в действие элемента 35 управления с помощью выключателя возможна установка количества газа, поступающего к главной горелке.

Способ и устройство для осуществления способа согласно изобретению, безусловно, не ограничены представленным примером исполнения. Возможны различные изменения, вариации и комбинации без выхода за рамки изобретения. Так, само собой разумеется, что газорегулировочная арматура может иметь кроме указанных блоков дополнительные функциональные блоки, например регулятор давления и т.д.

Изобретение относится к газорегулировочной арматуре, которая дополнительно к возможности электронного розжига газового потока обеспечивает также возможность розжига газового потока вручную. Газорегулировочная арматура с устройством электронного розжига для газовых отопительных печей с естественной тягой или аналогичных установок содержит термоэлектрический клапан системы безопасного розжига и главный клапан, предназначенные вместе как для безопасного розжига, так и для разделения газового потока на отдельные потоки для главной горелки и для запальной горелки, и которые вместе с дополнительными, вторичными функциональными элементами размещены в многокамерном корпусе, соосный с термоэлектрическим клапаном системы безопасного розжига и с главным клапаном толкатель, выступающий из газопроводящей камеры корпуса и имеющий возможность продольного перемещения в направлении, противоположном воздействию силы возвратной пружины посредством электромагнита. На корпусе установлен перекрывающий элемент, который в первом положении закрывает толкатель и кнопку пьезоэлектрического элемента розжига, а во втором положении перекрывающего элемента главный клапан находится в закрытом положении, а к кнопке и толкателю обеспечивается свободный доступ таким образом, что становится возможным приведение их в действие вручную. Перекрывающий элемент имеет кулисную направляющую, уклон которой выполнен таким, что во втором положении перекрывающего элемента главный клапан находится в закрытом состоянии. Кулисная направляющая имеет фиксацию в первом и втором положениях перекрывающего элемента. Перекрывающий элемент, выполненный в форме диска и установленный соосно с цапфой с возможностью поворота, имеет элементы обеспечения доступа, которые во втором положении перекрывающего элемента делают возможным свободный доступ к кнопке и толкателю. Толкатель выполнен из нескольких частей. Изобретение обеспечивает защиту от несанкционированного розжига газового потока вручную. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Газорегулировочная арматура с устройством электронного розжига для газовых отопительных печей с естественной тягой или аналогичных установок, содержащая термоэлектрический клапан (26) системы безопасного розжига и главный клапан (19), предназначенные вместе, как для безопасного розжига, так и для разделения газового потока на отдельные потоки для главной горелки и для запальной горелки, и которые вместе с дополнительными, вторичными функциональными элементами размещены в многокамерном корпусе (1), соосный с термоэлектрическим клапаном (26) системы безопасного розжига и с главным клапаном (19) толкатель (10, 14), выступающий из газопроводящей камеры корпуса (1), и имеющий возможность продольного перемещения в направлении, противоположном воздействию силы возвратной пружины (23) посредством электромагнита (12), отличающаяся тем, что на корпусе (1) установлен перекрывающий элемент (17), который в первом положении закрывает толкатель (10; 14) и кнопку (13) пьезоэлектрического элемента розжига, а во втором положении перекрывающего элемента главный клапан (19) находится в закрытом положении, а к кнопке (13) и толкателю (10; 14) обеспечивается свободный доступ таким образом, что становится возможным приведение их в действие вручную.2. Газорегулировочная арматура по п.1, отличающаяся тем, что перекрывающий элемент (17) имеет кулисную направляющую (18), уклон которой выполнен таким, что во втором положении перекрывающего элемента главный клапан (19) находится в закрытом состоянии.3. Газорегулировочная арматура по п.2, отличающаяся тем, что кулисная направляющая (18) имеет фиксацию в первом и втором положениях перекрывающего элемента (17).4. Газорегулировочная арматура по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что перекрывающий элемент (17), выполненный в форме диска и установленный соосно с цапфой (16) с возможностью поворота, имеет элементы (32; 33) обеспечения доступа, которые во втором положении перекрывающего элемента делают возможным свободный доступ к кнопке (13) и толкателю (10; 14).5. Газорегулировочная арматура по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что толкатель (10; 14) выполнен из нескольких частей.