Устройство защиты газифицированных агрегатов Советский патент 1991 года по МПК F23N5/24 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов у может быть использовано как автоматика безопасности газифицированных отопительных котлов малой мощности, печей, емкостных водонагревателей и т. п.

Целью изобретения является повышение надежности устройства защиты газифицированных агрегатов.

На чертеже приведена схема устройства ,

Устройство содержит пнеамогазовый клапан 1 и датчики 2-4 аварийных режимов соответственно пламени, тяги м перегрева. Запальная горелка 5 расположена над основной горелкой 6 агрегата 7, причем перед основной горелкой 6 на газопроводе размещен отключающий кран 8.

Пневмогазовый клапан 1 содержит тарелку 9 затвора, соединенную штоком 10 с жестким центром малой мембраны 11. Между малой 11 и большой 12 мембранами расположена дыхательная полость, соединенная с атмосферой отверстием 13, а под большой мембраной - ее импульсная полость 14, соединенная трубкой 15 датчиков 2-4 режимов.

В нижней крышке 16 корпуса расположена пусковая кнопка 17, а в верхней крышке - штуцер, к которому с помощью трубки 18 присоединена запальная горелка 5. Подача газа в импульсную систему производится по трубке 19с дросселем.

Аварийный датчик 2 пламени содержит электромагнитный клапан, состоящий из магнитолровода 20 подковообразной формы и обмотки 21 ыз провода, один конец которой присоединен к центральному изолированному стержню 22 штуцера 23, а другой - к корпусу 24 датчика.

Между концами магнитопровода расположено сопло 25 с шаровой заслонкой 26. Последняя поджата с обеих сторон пружинами 27 и 28 различной жесткости. Ход шаровой заслонки 26 ограничен накидной гайкой 29, Второй конец пружины 28 упирается в якорь 30, выполненный в виде диска из магнитомягкого материала с нажимной кнопкой, выполненной в виде выступа 31, проходящего наружу через отверстие в крышке 32. Сог1ло 25 с помощью трубки 33, проходящей через отверстие в магнитопро- воде 20, соединено с трубкой 15. К этой же трубке 15 присоединены сопла 34 и 35 аварийных датчиков тяги 3 и перегрева 4. Заслонки этих сопел размещены на концах биметаллических пластин 36 к 37, выполняющих функции чувствительных элементов соответствующих датчиков. К штуцеру 23 с помощью прижимной накидной гайки присоединен термоэлектрический преобразователь 38, горячий спай которого размещен над запальной горелкой 5. Направление движения газа -топлива показано стрелкой.

Устройство работает следующим образом.

В исходном, нерабочем, положении устройства газ подается к пневмогазовому

0 клапану 1 и попадает в пространство над малой мембраной 11, под тарелку 9 затвора. Усилие на мембране 11,направленное вниз, значительно больше усилия на тарелку 9, направленного вверх, так как эффективная

5 площадь мембраны 11 значительно больше сечения затвора. Усилие от малой мембраны 11 передается по штоку 10 на тарелку 9, прижимая ее к седлу затвора. Газ далее не поступает.

0 В датчике 2 аварийного режима пламени якорь 3 находится в крайнем правом положении, а шаровая заслонка 26 отошла вправо от кромки сопла 25 и упирается в накидную гайку 29. Для пуска устройства

5 необходимо нажать на пусковую кнопку 17. Прм этом несколько приподнимается большая мембрана 12, надавливает на шток 10 и приподнимает гарелку 9 затвора. Ход кнопки выбирается таким, чтобы подьем тарелки

0 обеспечивал расход газа на запальную горелку и импульсную систему, но был недостаточен для основной горелки 6. Это побуждает перед розжигом закрывать кран 8, иначе разжечь запальную горелку не уда5 ется,

После нажатия кнопки 17 газ, выходящий из запальной горелки 5, поджигают (поджигающее устройство на чертеже не показано). Факел запальной горелки греет го0 рячмй спай термоэлектрического преобразователя 38. Одновременно газ через приподнятую кнопкой 17 и тарелку 9 затворь поступает по трубке 19 под мембрану 12 в импульсную полость и далее потруб5 ке 15 и датчикам 2-4. В условиях, когда агрегат HS работает, биметаллические пластины 36 и 37 перекрывают отверстия сопел 34 и 35, поэтому сброс импульсного газа происходит только через сопло 25 датчика 2

0 пламени.

После прогрева горячего спая от ЭДС термоэлектрического преобразователя 38 в цепи обмотки 21 электромагнита появляется электрической ток, возбуждающий маг5 нитное поле. Через 10-15 с после розжига надо кратковременно нажать на выступ 31. При этом якорь 30 принимается к торцам подковообразного магнитопровода 20 (на чертеже показано пунктиром), тем самым магнитопровод 20 замыкается и магнитный

поток возрастает. Магнитные силы теперь прочно удерживают якорь 30 без нажатия на выступ 31. Сброс газа из импульсной полости прекращается, так как якорь 30 надавливает на пружину 28, которая при этом преодолевает сопротивление пружины 27 и надежно прижимает шаровую заслонку 26 к соплу 25 (на чертеже показано пунктиром).

При этом давление газа в импульсной полости и под большой мембраной 12 возрастает. Большая мембрана передвигается вверх (на чертеже показано пунктиром), преодолевая усилие, направленное вниз от давления газа на малую мембрану 11, поднимает тарелку 9 затвора на полный ход (на чертеже показано пунктиром). Кнопку 17 можно отпустить. После открытия крана 8 газ начинает поступать на основную горелку 6, где воспламеняется от факела запальной горелки.

Конструкцией предусмотрена надежная огневая связь между основной и непрерывно работающей запальной горелкой.

Автоматика безопасности включена в работу.

При возникновении аварийного режима, например при потухании пламени, горячий спай термоэлектрического преобразователя 38, ранее погруженный в это пламя, начинает охлаждаться. Падает термо-ЭДС, а вместе с ней электрический ток электромагнита. Снижается магнитный поток, а вместе с ним усилие, удерживающее якорь 30 прижатым к торцам магнито- провода 20. В определенный момент магнитная сила, действующая на якорь 30, становится меньше усилия пружин 28. При этом якорь 30 отрывается от магнитопрово- да электромагнита, отходит в крайнее правое положение, упираясь в крышку 32 корпуса. Поскольку усилие на шаровую заслонку 26 от пружины 28 резко ослабевает, то эта заслонкэ под действием пружины 27 отходит от края сопла 25. Происходит сброс импульсного газа через датчик пламени, трубку 15 от пслости под большой мембраной 12. Поскольку сечение сопла 25 в десятки раз превосходит сечение дросселя в трубке 19, через который питается импульсная полость (например, при диаметре сопла

3 мм и диаметре дросселя 0,5 мм отношение площадей сечений будет равно 36), то давление под большой мембраной резко падает практически до атмосферного. При этом

тарелка 9 под действием направленного вниз усилия от давления газа на малую мембрану 11 садится на седло затвора, полностью перекрывая проход газа. Происходят отключение автоматики безопасности и остановка агрегата 7. Повторное включение возможно после устранения причины аварии путем нажатия на пусковую кнопку, как указано выше.

Формула изобретения

Устройство защиты газифицированных агрегатов, содержащее отключающий газовый кран, пневмогэзовый клапан, соединенный с трубкой датчиков аварийных

режимов, термоэлектрический преобразо- ватель, установленный в зоне действия пламени запальной горелки и соединенный с электромагнитным клапаном, имеющим подпружиненный якорь, соединенный с

кнопкой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, электромагнитный клапан дополнительно содержит сопло, соединенное с трубкой датчиков аварийных режимов и имеющее подпружиненную шаровую заслонку, находящуюся под воздействием пружины якоря электромагнитного клапана, пневмогазовый клапан содержит корпус, седло, тарелку затвора, шток, две мембраны различного диаметра,

пусковую кнопку и трубку с дросселем, седло и мембраны установлены в корпусе с . образованием полости над седлом, полости между седлом и малой мембраной, полости между мембранами и полости под большой

мембраной, в последней установлена пусковая кнопка и эта полость соединена с трубкой датчиков аварийных режимов и через трубку с дросселем - с полостью над седлом, которая соединена с запальной горелкой и отключающим газовым краном, тарелка затвора установлена в полости над седлом и соединена с мембраной меньшего / диаметра штоком, выступающим в полость между двумя мембранами, которая связана

с«атмосферой.

Цель изобретения - повышение надеж 7 37 Ш/35 - 4t4iif,.i-v - i,;-, - fuy -./ я# нести устройства защиты газифицированных агрегатов. Устройство содержит пнеа- могазовый клзгган i, датчики 2-4 аварийных режимов соответственно пламени, тяги и пере рева. Аварийный датчик 2 пламена со- деежит термоэлектрический преобразователь 38, горячи 1спай которого расположен над запгльной горелкой 5, которая подключена к выходу пневмогэзоБОго клапана 1. Это повышает верхнюю ;злну рабочих тем- перат/р датчика 2. концами агнито- проводй датчика располохено сопло 25 с шаро&ой заслонкой 26, которое присоединено к трубке 15 датчиков ааари ных оежи- ыов пневмогазового клапана 1, Такая, компоновка устройства обеспечивает независимость и стабильность воздействия дл;- чика 2 на пневмогазозуй клапан 1. 1 йл. кл (Е «ш