ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ГАЗОВЫЙ КЛАПАН Российский патент 2009 года по МПК F23N5/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к энергетике, в частности к энергонезависимым газовым клапанам, используемым в устройствах для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов наружного размещения.

Уровень техники

Известен сопловый узел горелки, содержащий корпус с установленной за его пределами направляющей пластиной с отогнутым на заданный угол относительно ее плоскости навстречу потоку концам, при этом пластина со стороны, противоположной отогнутому концу, снабжена перпендикулярной продольной оси корпуса поворотной осью, а ее конец отогнут на угол 10-15° (см. а.с. СССР №989244, кл. F23D 13/26).

Недостатком данного соплового узла горелки является недостаточное смешение газа с первичным воздухом и качество сгорания.

Известна атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиками пламени, тяги каналом контроля, при этом она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами (см. пат. РФ №2196939, кл. F23N 1/10, F23D 14/60).

Недостатком данной горелки является низкая мощность из-за применения газовых регуляторов с пропускной способностью 12 м³/час каждого (газовые регуляторы с большей мощностью промышленностью не выпускаются). Вторым недостатком данной горелки является отсутствие электрического сигнала на включение-отключение горелки в зависимости от работы циркуляционных насосов электродвигателей дымососов и других электрических агрегатов отопительной системы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является энергонезависимый газовый клапан, содержащий вентиль с корпусом, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство для управления открытием-закрытием клапана седла вентиля, которое состоит из мембраны с жестким центром и штоком, верхней и нижней крышек, соединенных герметично между собой и мембраной, при этом на верхней крышке установлена с возможностью управления мембраной двухпозиционная заслонка, сопло источника давления и дренажное сопло, дроссель, импульсные трубки (см. Энергонезависимый газовый клапан. РГУ-М1 руководство по эксплуатации (Са 2.574.023.РЭ ОАО «Завод Староруссприбор», 175200 г.Старая Русса, Новгородская область, ул. Минеральная, 24)).

Недостатком данного газового клапана является сложность конструкции, невысокая надежность и экономичность.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению конструкции, повышению надежности и экономичности клапана за счет постоянного автоматического регулирования мощности в зависимости от температуры наружного воздуха.

Технический результат достигается с помощью энергонезависимого газового клапана, содержащего вентиль с корпусом, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство для управления открытием-закрытием клапана седла вентиля, которое состоит из мембраны с жестким центром и штоком, верхней и нижней крышек, соединенных герметично между собой и мембраной, при этом на верхней крышке установлена с возможностью управления мембраной двухпозиционная заслонка, сопло источника давления и дренажное сопло, дроссель, импульсные трубки, при этом в качестве мембраны, управляющей двухпозиционной заслонкой, используют вторую сторону мембраны с жестким центром с подмембранным пространством, изолированным от корпуса вентиля с седлом клапана, а в качестве корпуса с седлом клапана используют корпус вентиля.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 дан энергонезависимый газовый клапан, общий вид.

На фиг.2 - то же, разрез.

На фиг.3 - то же, устройство для ручного выключения подачи газа.

Осуществление изобретения

Энергонезависимый газовый клапан состоит из корпуса стандартного вентиля 1, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство 2 для управления открытием-закрытием клапаном 3 седла 4 вентиля 1, мембранное устройство 2 состоит из мембраны 5 с жестким центром 6 и штоком 7, верхней крышки 8, нижней крышки 9, соединенных герметично между собой и мембраной 5, на верхней крышке 8 установлена двухпозиционная заслонка (не обозначена), имеется сопло источника давления 10 и дренажное сопло 11, двухпозиционная заслонка подпружинена пружиной 12, внутрь этой заслонки входит верхняя часть штока 7, подмембранная полость изолирована от корпуса энергонезависимого клапана уплотнителем 13, в нижней крышке 9 установлен штуцер 14 с жиклером 15 и с каналом 16 для отвода газа, в этой же крышке 9 установлено устройство 17 для ручного выключения подачи газа с подпружиненным штоком 18, отверстиями 19 и 20, соединяемые через полость устройства 17, подмембранное пространство с атмосферой, на штоке 18 закреплен рычаг 21, в верхней крышке 8 содержится канал 22 для подачи газа от источника давления через отверстие 23 в надмембранную полость, при этом подмембранная полость отделена от полости корпуса вентиля 1 уплотнителем 13, также клапан содержит запальную горелку с запальником 24, пусковую кнопку 25, датчик сетевого газа 26, датчик пламени 27, термобиметаллическую пластину 28, запорный клапан 29, основную горелку 30, топку 31, датчик тяги 32, датчик температуры 33, импульсные трубки 34, соединяющие через резьбовые штуцеры все вышеперечисленные элементы с мембранным устройством 2 (не показано).

Энергонезависимый газовый клапан работает следующим образом.

Нажимают на пусковую кнопку 25 и зажигают запальник 24 газовой горелки, газ из газопровода (не показан) поступает по импульсным трубкам 34 в сопло источника давления 10 и через датчик сетевого газа 26 по импульсным трубкам 34 в жиклер 15 штуцера 14 по каналу 16 в подмембранное пространство, одновременно газ поступает через отверстие и 22 в надмембранную полость, после нагрева термобиметаллической пластины 28 пламенем запальника 24, пусковую кнопку 25 отпускают, датчик сетевого газа 26 будет поддерживаться в открытом состоянии термобиметаллической пластиной 28, во все время работы запальника 24, ввиду того, что газ из газопровода постоянно поступает через сопло источника давления 10 в надмембранное пространство, шток 7 вместе с жестким центром 6 переместится вниз и клапан 3 опустится на седло 4 вентиля 1, при этом пружина 12 переместит двухпозиционную заслонку вниз на дренажное сопло 11, при закрытых датчиках пламени 27, тяги 32, температуры 33, через жиклер 15 газ надтекает в подмембранное пространство, а так как подмембранная полость изолирована от корпуса вентиля 1 уплотнителем 13, давление над мембраной уравнивается, универсальный энергонезависимый газовый клапан готов к работе, открывают кран 29, давление газа после клапана 3 снижается, клапан 3 поднимается, горелка 30 включается в работу, отработанные газы в топке 31 удаляются в дымовую трубу, омывая при этом датчик тяги 32, шток 7 перемещает двухпозиционную заслонку вверх, открывая дренажное сопло 11 и в конце хода сжав пружину 12, закрывает сопло источника давления 10, газ из надмембранной полости через импульсную трубку 34 удаляется в топку 31, основная горелка 30 будет работать до тех пор, пока не сработает один из датчиков 27, 32, 33, тогда в подмембранной полости скачкообразно уменьшится давление газа, жесткий центр 6 вместе со штоком 7 переместится вниз и клапан 3 опустится на седло 4 корпуса вентиля 1, горелка 30 выключится. Двухпозиционная заслонка под воздействием пружины 12 переместится вниз, откроет сопло источника давления 10 и закроет дренажное сопло 11, надмембранная полость через каналы 23 и 22 заполнится газом, то же самое произойдет и при ручном выключении газа, поворачивая рычаг 21 на 90° устройства 17 для ручного выключения газа, подпружиненный шток 18 переместится влево и газ из подмембранного пространства через отверстия 29 и 20 удалится в атмосферу, жесткий центр 6 со штоком 7 переместится вниз и клапан 3 опустится на седло 4 корпуса вентиля 1, горелка 30 выключится и будет находиться в этом состоянии до возвращения рычага 21 в исходное состояние, таким образом, горелка 30 постоянно включается-выключается при срабатывании датчиков температуры 33 и тяги 32, при погасании пламени запальника 24 термобиметаллическая пластина 28 остывает и открывает вначале сопло датчика пламени 27, в подмембранной полости скачкообразно уменьшается давление газа, жесткий центр 6 со штоком 7 переместится вниз и клапан 3 опустится на седло 4 корпуса вентиля 1, горелка 30 выключится, затем термобиметаллическая пластина 28 закроет датчик сетевого газа 26 и газ перестанет поступать в подмембранное пространство, в надмембранном пространстве содержится газ под давлением (дренажное сопло 11 закрыто), а в подмембранном пространстве нет давления (открыто сопло датчика пламени 27), не будут работать горелка 30 и запальник 24, в этом случае необходимо осуществить устранение причин, приведших к погасанию запальника 24 и вручную осуществить повторный розжиг горелки 30, как описано выше, при понижении давления газа клапан 3 не будет открыт, горелка 30 работать не будет, при повышении давления газа до минимальной расчетной величины горелка 30 автоматически включится в работу.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- функция самоконтролируемости;

- упрощение конструкции;

- повышение надежности и мощности;

- наличие электрического сигнала на включение-отключение газового клапана;

- точность пропорционирования расхода газа и воздуха при изменении мощности горелки в зависимости от температуры наружного воздуха.

Изобретение относится к энергетике, в частности к газовым клапанам, используемым в устройствах для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов наружного размещения. Энергонезависимый газовый клапан содержит вентиль с корпусом, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство для управления открытием-закрытием клапана седла вентиля, которое состоит из мембраны с жестким центром и штоком, верхней и нижней крышек, соединенных герметично между собой и мембраной, при этом на верхней крышке установлена с возможностью управления мембраной двухпозиционная заслонка, сопло источника давления и дренажное сопло, дроссель, импульсные трубки. В качестве мембраны, управляющей двухпозиционной заслонкой, используют вторую сторону мембраны с жестким центром с подмембранным пространством, изолированным от корпуса вентиля с седлом клапана, а в качестве корпуса с седлом клапана используют корпус вентиля. Изобретение позволяет упростить конструкцию, повысить надежность и экономичность клапана. 3 ил.

Энергонезависимый газовый клапан, содержащий вентиль с корпусом, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство для управления открытием-закрытием клапана седла вентиля, которое состоит из мембраны с жестким центром и штоком, верхней и нижней крышек, соединенных герметично между собой и мембраной, при этом на верхней крышке установлена с возможностью управления мембраной двухпозиционная заслонка, сопло источника давления и дренажное сопло, дроссель, импульсные трубки, отличающийся тем, что в качестве мембраны, управляющей двухпозиционной заслонкой, используют вторую сторону мембраны с жестким центром с подмембранным пространством, изолированным от корпуса вентиля с седлом клапана, а в качестве корпуса с седлом клапана используют корпус вентиля.