Генератор импульсов давления потока газа Советский патент 1981 года по МПК G06D1/02 F15C3/16 

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть применено для автоматизации газовых теплотехнических агрегатов, работающих в импульсно режиме. Известны устройства, состоящие из электронных генераторов импульсов, воздействующих через усилитель на соленоидный клапан. При импульсном сжигании газа экономия ценного топлива достигает порядка 10 1 . Однако устройства, формирующие импульсы потока газа к горелкам, достаточно сложны и связаны с потреблением внешней, например электрической, энергии. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор импульсов давления потока газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, закрепленную в корпусе мембрану, с жестким центром которой связана заслонка, расположенная между двумя соплами, связанными с ВХОДНЫМ патрубком и подмембранной полостью соответственно 2. Недостатками известного генератора является сброс большого количества газа в атмосферу при минимальном значении давления, потока и возможность связи выходного патрубка с атмосферой . Цель изобретения - повышение надежности генератора. Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов давления потока газа, содержащий корпус и закрепленную в нем первую мембрану, жесткий центр которой является заслонкой сопла, соединенного с входным каналом, и выходной канал, сообщенный с подмембранной полостью, введена вторая мембрана, а в корпусе выполнено второе сопло, заслонкой которого является жесткий центр второй мембраHbi, причем надмембранная полость сообщена с атмосферой, а второе сопло соединено с межмембранной полостью через дроссель с выходным каналом. На чертеже показана принципиальная схема генератора импульсов давления потока газа, установленного в газоотопительной системе. Генератор импульсов давления потока газа содержит корпус 1 и закрепленную в нем первую мембрану 2, жесткий центр 3 которой является заслонкой сопла i, соединенного с входным каналом 5, а выходной канал 6 сообщен с подмембранной полостью 7, вторую мембрану 8, выполненное в корпусе 1 второе сопло 9, заслонкой которого является жесткий центр 10 второй мембраны 8, надмембранная полость 11 сообщена с атмосферой, второе сопло 9 соединено с межмембранной полостью 12 и через дроссель 13с выходным каналом 6. Надмембранная полость 11 связана с атмосферой дренажным отверстием 14. Второе сопло 9 связано с выходным каналом 6 каналом 15. Перед входным каналом 5 генератора установлен блок газовой автоматики, содержащий мембраны 16-18 с жесткими центрами, образующие полости . Вход газс 25 с-оединен через подпружиненны клапан 26 с седлом 27 с полостью 2k, которая сообщается с входным каналом 5 генератора. Вход газа 25 дополнительно соединен с выходным каналом 6 через канал 26, подпружиненную, кнопку пуска 27 с соплом 28, канал 29 и ограничительную шайбу 30. Сопло 31 мембраны 16 пневматического детектора сообщается непосредственно с каналом 29 и через дроссель 32 - с полостью 21. Жесткий центр мембраны 17 связан с заслон крй 33, прикрывающей сопло пуска, связывающее канал 26 через полость 2 и канал 35 с полостью 20. Полость 19 связана с атмосферой через дренажное отверстие 36. Жесткие центры 3 и 10 выполнены в виде груза. Запальник 37 соединен с каналом 29 непосредственно и находится в огневой связи с горелкой 38 внутри топки 39- Сопла датчиков пламени Q и тяги Ш соединены с полостью 21 непосредственно и через дроссель сообщаются с соплом датчика регулирования температуры t3 и с полостью 23. К полости 21 могут быт подсоединены сопла 44 датчиков прочи контролируемых параметров. Перед горелкой 38 установлен газовый кран 45 В случае работы предлагаемого устрой ства в комплекте со смесительными и прочими горелками с принудительной подачей воздуха, газопровод горелки сообщается через импульсную трубку 6 с полостью регулятора подачи воздуха 47. Над выходным газопроводом изображены ступенчатые колебания потока с минимальным P и максимальными РМЗКС шакс. давлениями. Генератор работает следующим образом. В исходном состоянии поданный на вход 25 газ в выходной канал 6 не поступает, так как седло 27 закрыто подпружиненным клапаном 26, сопло 28 закрыто подпружиненной заслонкой кнопки пуска 27, а сопло 34 закрыто заслонкой 33, жестко связанной с мембраной 17, находящейся а крайнем нижнем положении под действием входного давления в полости 22. При нажатии на кнопку пуска 27 газ со входа через каналы 26 и 29 поступает к запальнику 37 и если кран 45 закрыт, то на запальнике устанавливается входное давление, позволяющее его разжечь. В случае, если при розжиге запальника кран 45 открыт, то давление газа на запальнике резко падает, что не позволяет нормально разжечь запальник, так как пропускная способность кнопки пуска рассчитана только на работу запальника. Этим обусловлено наличие в схеме самоконтроля положения крана 45, исключающего бесконтрольную работу горелок, что находится в соответствии с требованиями Правил безопасности в газовом хозяйстве. После розжига под действием пламени запальника 37 биметаллическая (либо прочая чувствительная) заслонка прикрывает сопло 40 датчика пламени, а сопло датчика тяги 41 при наличии разрежения в топке 39 заведомо закрыто. Поэтому в камере 21 через дроссель 32 и кнопку пуска 27 устанавливается входное давление. До закрытия сопел датчиков тяги и пламени давление -в камере 21, близко к атмосферному, так как диаметры дросселя 32 и сопел датчиков отличаются на порядок. Таким образом, давления в полостях 21 и 22 реле пускавыравн71ваютСя и мембрана 17 под действием пружины, перемещаясь, фиксируется в крайнем верхнем положении, заслонка 33 открывает сопло 34 и полость 20 через канал 35 заполняется газом, под давлением которого подпружиненная мембрана 16 детектора фиксируется в крайнем нижнем положении и сопло 31 открывается,- Происходит автоблокировка кнопки пуска 27, которую следует освободить, так как система устанавливается на автоконтроль. При открытии, крана 5 газ через ограничительную шайбу 30 поступает йа горелку 38, которая воспламеняется от запальника 37 на малом режиме работы с давлением РМИН Если сопло датчика регулирования 43 (в данном случае по температуре) закрыто, то за счет натекания газа через дроссель k2 в полости 23 устанавливается входное давление, мем брана 18 через шток отводит клапан 6 от седла 27, газ со входа устремляется под седло Ц и скачком отводит мембрану 2 вверх, на выход поступает импульс потока с давлением Рма| . Мем брана 2 одновременно перемещает вверх и мембрану 8 и сопло 9 закрывается, За счет натекания газа через дроссель 13 в полости 12 давление монотонно возрастает и мембрана 2 под действием веса, опускаясь, закрывает седло , на выходе устанавливается поток с минмальным давлением Р , определенным проходным сечением ограничительной шайбы 30. Под действием давления в по лости 12 мембрана 8, оставаясь в верхнем положении, продолжает прикрывать сопло 9, однако с закрытием седла давление на выходе падает до Рит Это давление устанавливается через

.дроссель 13 также и в полости 12. Мембрана 8 под действием веса, опускаясь вниз, открывает сопло 9 и в полости 12 через канал 15 и дренажное отверстие 14 устанавливается атмосферное давление. Благодаоя перепаду давления мембрана 3 вновь устремляем ся вверх и процесс повторяется.

Таким образом формируется скачкообразная подача газового потока на горелку 38, которая работает в импульсном режиме. Частота импульсов в основном определена гидравлическим сопротивлением дросселя 13 и емкостью полостей за этим Дросселем легко може быть настроена на любую заданную величину.

Процесс регулирования, например, температуры реализуется изменением зазора между соплом и заслонкой датчика 43 в зависимости от температуры, что. приводит к изменению давления в камере 23 и, следовательно, амплитуды импульсов РМЗКС- Аналогичным датчиком типа сопло- заслонка можно реализовать поддержание давления пара, либо другого теплотехнического параметра вблизи заданного значения.

При нарушении одного из контролируемых параметров сопло соответствщего датчика открывается и в полости 21 давление резко падает, что приводит к закрытию сопла З и обесточиванию всех полостей и каналов управления клапаном, подача газа на выход предлагаемого устройства и на запальник полностью отсекается.

Подпружиненная мембрана 16 с соплом 31 с соответствующими каналами выполняет в схеме предлагаемого устройства роль детектора, запирающего подачу газа при недопустимо малых давлениях.

Обрыв импульсных трубок предлагаемого устройства равносильно открытию сопла датчика, что приводит к выключению подачи газа и обуславливает самоконтроль обрыва импульсных линий в соответствии с требованиями Правил безопасности в газовом хозяйстве. Однотипность всех датчиков каналов контроля, регулирования предлагаемого устройства упрощает выбор конструктивных решений, технологию, изготовления и профилактическое обслуживание в условиях эксплуатации.

Число кoнтpoлиpye «5lx и перечень регулируемых параметров предлагаемого устройства неограничены. Для реализации контроля или регулирования любого теплотехнического параметра необходимо подключить соответствующий датчик типа сопло-заслонка к каналам контроля либо регулирования, разделенные дросселем 42.

Формула изобретения

Генератор импульсов давления потока газа, содержащий корпус, закрепленную в нем первую мембрану, жесткий центр которой является заслонкой сопла, соединенного с входным каналом, а выходной канал сообщен с подмембранной полостью, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности генератора, в него введена вторая мембрана, а в корпусе выполнено второе сопло, заслонкой которого является жесткий центр второй мембраны, причем надмембранная полость сообще