CN101501382B - 用于控制可燃气体到燃烧设备的输送的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制可燃气体到燃烧设备的输送的装置，包括主输气管道(2)，在主输气管道(2)中设有至少一个伺服辅助隔膜阀(5)，隔膜阀(5)包括与带有隔膜控制器(6)的相应关闭构件(5b)相关联的阀座(5a)，隔膜控制器(6)用于抵抗弹性偏置装置(7)的作用而打开阀座，隔膜阀(5)包括带有用于控制相应阀(5)打开/关闭的电磁操作器的相应控制电磁阀(8)，电磁阀设置成致使相应伺服辅助控制回路的管道(9)打开/关闭，从而借助隔膜控制器间接操作阀(5)的关闭构件(6b)，控制回路的管道使主管道(2)的相对于气体流动方向设在阀座(5a)上游的部分与隔膜阀的相应控制腔(10)流体连通，隔膜控制器的隔膜(6)的第一侧面(6a)经受存在于相应控制腔(10)中的压力。隔膜(6)的第二相反侧面(6b)为与主管道(2)的在阀座下游延伸的部分分开的空间(21)划定界限，以使隔膜的第二侧面(6b)不经受存在于阀座(5a)下游的所述管道部分中的气体的输送压力。

Description

用于控制可燃气体到燃烧设备的输送的装置
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求1的前序部分所述特征的用于控制可燃气体到燃烧设备的输送的装置。
背景技术
本发明具体地但非排它性地总的涉及用于多功能控制可燃气体到加热设备燃烧器的输送的装置的领域，其中，火焰将用于直接加热环境或锅炉系统中循环的中间流体。
通常的已知解决方案提供一对沿着其它管路串联设置的伺服辅助阀，其中，(开关型的)主安全阀也是带有用于控制其伺服回路的电磁操作器的伺服阀。例如从申请人的国际申请PCT/IT2005/000686中可知一种具有上述特征的装置。
在该解决方案中，在涉及压力和弹力平衡的条件下，作用在主伺服阀的关闭构件上的弹力受到由输送压力引起且沿卸载偏置弹簧方向作用的力所影响。为了减小压力损失，这就涉及使用带有小量级弹力的偏置弹簧；然而，万一关闭构件的行进受到阻碍或突然卡住，这些弹簧将不能有效地提供需要用来关闭该关闭构件的弹力，且将无法确保切断供气体通过阀座的通道，因此危及在故障条件下阀座关闭的安全性。
因此希望能够使用在平衡条件可比已知装置中通常发现的偏置弹簧施加大得多的弹力的偏置弹簧。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种用于控制可燃气体到燃烧设备的输送的装置，该装置在结构上和功能上设计成可克服参照所述现有技术所讨论的局限性。
该问题通过本发明借助根据所附权利要求书的一种用于控制可燃气体到燃烧设备的输送的装置来解决。
附图说明
从下面参见附图并借助非限制性例子来描述的本发明一些较佳实施例的详细描述中，本发明的进一步特征和优点将会变得更加清楚，在附图中：
图1是根据本发明的装置的纵剖面，
图2是包括根据本发明的装置的多功能阀单元的纵剖面，以及
图3是图2阀单元的一变型的纵剖面。
具体实施方式
首先参见图1，根据本发明的用于控制可燃气体到燃烧设备的输送的装置总体地用附图标记1来标示。
装置1包括主输气管道2，该主输气管道2在气体输入段3和气体输出段4之间延伸，在该气体输出段4处向主燃烧器供给(图中未示出)气体。
伺服辅助隔膜阀总体地用附图标记5来标示且设置在主管道2中，该隔膜阀包括阀座5a，阀座5a与带有隔膜控制器6的相应关闭构件5b相关联，该隔膜控制器6用于抵抗诸如弹簧7的弹性偏置装置的作用而打开阀座5a。
隔膜阀5实施用于安全关闭主气体管路的主开关阀的功能，且与伺服控制回路的控制电磁阀相关联，该控制电磁阀用附图标记8标示且设置成用于打开/关闭伺服回路的控制管道9，该控制管道9构成用于分接压力信号以转移至伺服辅助回路的控制腔10的管道，这将在下面的描述中详细说明。隔膜6直接作用在关闭构件5b的控制杆11上，关闭构件5b则由弹簧7推动而关闭阀座。
隔膜6的第一侧面6a限定控制腔10，该控制腔10借助控制管道9在伺服阀5上游与主管道2连通。更详细地说，管道9限定第一部分9a和第二部分9b，该第一部分9a与输入段连通且其中设有电磁阀8，该第二部分9b形成第一部分的延伸部分且与腔10连通。在电磁阀8的区域，管道9的相应部分借助带有弹性偏置件的开关型电磁体12而有选择地打开或关闭，该弹性偏置件作用在关闭构件13上，该关闭构件13与通过管道9的通道相关联，且可移离或移向其中切断通道的位置。
管道9实施用于分接压力信号以转移至伺服辅助回路的控制腔10的管道的功能。
辅助引导管道14在管道9的在电磁阀8下游的部分从管道9分叉出来；辅助管道设置成用于供给带有阻气喷嘴15的引燃器。
总体地用附图标记20标示的、用于调节被输送气体压力的构件设置在阀5下游的主管道2中，且只在图1中示意地示出。该构件例如可包括带有电动致动器的压力调制器，或可包括第二伺服阀，该第二伺服阀与阀5串联设置且可操作地连接至隔膜压力调节器，该第二结构方案在图2中示出且将在下面更详细地描述。
进一步参见阀5，隔膜的与侧面6a相反的第二侧面6b限定空间21，该空间21与在阀座5a下游延伸的管道2部分分开，以使隔膜的第二侧面6b不经受阀座5a下游的管道2部分中具有的气体输送压力。
更详细地说，空间21限定由侧面6b和对面的壁22共同划定界限的腔，该腔通过孔23开向外部，以使隔膜的第二侧面6b经受大气压力。
关闭构件的控制杆11延伸穿过壁22，且具有端部11a和第二相反端部11b，该端部11a牢固地固定至关闭构件5b，该端部11b可与隔膜6相接触以便将关闭构件操作移离和移向阀座。
第二柔性隔膜24较佳地安装在壁22内且牢固地固定至杆11；借助于其柔性，隔膜24使杆能在打开/关闭阀座的操作行进过程中轴向移动。
第二隔膜24和关闭构件5b有利地具有相互面对的侧面，这些侧面具有基本上彼此相等的表面延伸范围，以使作用在关闭构件的和第二隔膜的上述各侧面上的输送压力所导致的装置中的应力合力大体没有作用或甚至等于零。
借助于在管道2和控制腔10之间插设腔21，气体输送压力不作用在隔膜6的侧面6b上，相反，侧面6b经受大气压力。结果，在平衡条件下，弹簧7的弹力不受输送压力(趋于使弹簧卸载)影响，而基本上等于由作用在与隔膜6的面积和关闭构件5b的面积之间差值相等的面积上的供给压力所引起的力。
对于给定的条件，因此可使用一偏置弹簧，该偏置弹簧施加可比已知方案中所用弹簧的弹力大得多(甚至五倍)的弹力。因此可更加可靠地和安全地控制关闭构件的打开/关闭，从而有利于在要切断气体通道时将阀座推入关闭位置。
图2示意地示出了根据本发明的装置在用于调制气体输送压力的阀单元中的可能应用，其中，与图1的实施例的部件相似的部件用相同的附图标记来标示。
在该应用中，具有主开关阀功能的隔膜阀5与调节器构件20组合起来，该调节器构件20包括第二伺服阀25，该第二伺服阀25与第一阀5串联设置且包括隔膜压力调节器30。
隔膜伺服阀25相对于通过管道2输送的气体流动方向设置在阀5的下游，且包括相应的伺服辅助回路，该伺服辅助回路包括与相应的关闭构件25b相关联的相应的阀座25a，该关闭构件25b带有隔膜控制器25c以用于抵抗诸如弹簧27的弹性偏置装置的作用而打开阀座25a。
管道9的第二部分9b与控制管道28连通，在该控制管道28中设有电磁阀29，该电磁阀29设置成如同为阀5所设置的那样用于伺服阀25的伺服辅助控制。
第二电磁阀29在结构上和功能上等同于电磁阀8。
在电磁阀29的区域，管道28的相应部分借助带有弹性偏置件的开关型电磁体29a有选择地打开或关闭，该弹性偏置件作用在关闭构件31上，该关闭构件13与通过管道28的通道相关联，且可移离或移向其中切断通道的位置。
管道28和与其连通的管道9部分一起实施用于分接压力信号以转移至相应伺服辅助回路的控制腔32的管道的功能，该腔32由隔膜25c限定在一个侧面上。
收缩部分26a形成在管道28中，具体地说形成在管道28的设在电磁阀29和控制腔32之间的部分中。
在该实施例中，引导管道14从管道9的设在电磁阀8和29之间(阀29的上游和阀8的下游)的部分分叉出来。
控制腔32也借助相应的排放管道33在第二伺服阀25的阀座25a的下游连接至主管道2的输出段4，在该排放管道33中有利地设置收缩部分34。
控制管道28也在控制腔32上游的部分分叉进入管道35，该管道35在阀座25a的下游连接至排放端，即该管道35与主管道2的输出段连通。在图2中示意示出的压力调节器30有利地设置在管道35中。压力调节器是传统的隔膜压力调节器，其中，隔膜的一个侧面限定借助管道35的一部分35a与管道2的输出段4连通的控制腔36，且也可切断与腔32连通的管道35的另一部分35b的输出段。隔膜的相反侧面由校准弹簧37来作用其上，该校准弹簧37设置在通过孔38通向大气的腔中。压力调节器30设计成对输送压力变化作出反应和补偿，并使压力回到通过调节弹簧37预设的校准值。
在操作中，随着电磁体12、29a断电，与控制腔连通的分接管道9、28就被(相应的电磁阀8、29)切断，弹簧7、27的弹性偏置力确保相应伺服阀的阀座5a、25a关闭。一旦想要点燃燃烧器，首先单独地使电磁体12通电，通过打开管道9使气体供给至引燃器，并借助分接管道9(部分9a和9b)在控制腔10收集的压力控制下使隔膜阀5打开。
在该引燃器点燃阶段，与控制腔32连通的分接管道28仍然由电磁阀29切断(其电磁体29断电)，从而确保阀座25a关闭。
在引燃器被正确点燃之后，还使第二电磁体29a通电，接着打开分接管道28以使气体流动，且在控制腔32中产生与输入压力相关的相应压力。其上作用有上述压力的隔膜25c因此趋于将相应的关闭构件25b从相应阀座25a提升起来，从而使气体流动通过主管道2朝向主燃烧器。输送压力也由隔膜压力调节器30来调节。
应该理解，上述的调节器构件20是可与主阀5组合起来的压力调制器的可能实施例中的仅仅一个实施例，但是其它类型也可等同地应用且共享与上述主阀5相关的相同发明构思。
图3示出了图2阀单元的一变型，其中，与前面实施例的部件相似的部件用相同的附图标记来标示。
该变型与图2阀单元的不同之处主要在于：用于分接伺服阀25的控制压力的管道28在控制腔32和主管道2的设在阀座5a和25a之间的部分之间延伸。用于伺服阀25的伺服辅助操作的电磁阀29设置在该管道28中。在该实施例中，用于操作隔膜伺服阀25的(压力)信号在管道2的设在阀5和25之间的位置分接出去，这与前面实施例(图2)中信号分接头与电磁阀8串联形成对比。
该实施例(图3)的优点是：隔膜伺服阀25的打开取决于隔膜阀5的打开。
本发明因此实现所提出的目的，从而提供优于已知解决方案的所述优点。

Claims (13)

1.一种用于控制可燃气体到燃烧设备的输送的装置，包括主输气管道(2)，在所述主输气管道(2)中设有至少一个伺服辅助隔膜阀(5)，所述伺服辅助隔膜阀(5)包括与带有隔膜控制器的相应关闭构件(5b)相关联的阀座(5a)，所述隔膜控制器用于抵抗弹性偏置装置(7)的作用而打开所述阀座，所述伺服辅助隔膜阀(5)包括带有用于控制该伺服辅助阀(5)打开/关闭的电磁操作器的相应控制电磁阀(8)，所述电磁阀设置成致使相应伺服辅助控制回路的管道(9)打开/关闭，从而借助所述隔膜控制器间接操作所述伺服辅助隔膜阀(5)的所述关闭构件(5b)，所述控制回路的所述管道使所述主输气管道(2)的相对于气体流动方向设在所述阀座(5a)上游的部分与所述隔膜阀的相应控制腔(10)流体连通，所述隔膜控制器的隔膜(6)的第一侧面(6a)经受存在于所述相应控制腔(10)中的压力，所述隔膜(6)的第二相反侧面(6b)为与所述主输气管道(2)的在所述阀座下游延伸的部分分开的限定第二腔(21)的空间划定界限，以使所述隔膜的所述第二相反侧面(6b)不经受存在于所述阀座(5a)下游的所述主输气管道的部分中的气体的输送压力，
其特征在于，所述第二腔(21)在远离所述隔膜(6)的侧面上包括壁(22)，杆(11)延伸穿过所述壁(22)以控制所述关闭构件(5b)，所述杆(11)具有牢固地固定至所述关闭构件的第一端和能与所述隔膜(6)相接触的第二相反端，牢固地固定至所述杆(11)的第二柔性隔膜(24)安装在所述壁(22)上，以使所述杆能在所述关闭构件(5b)的用于打开/关闭所述阀座(5a)的操作行进过程中轴向移动，所述第二柔性隔膜(24)和所述关闭构件(5b)具有相互面对的侧面，所述相互面对的侧面具有基本上彼此相等的相应表面延伸范围，以使作用在所述关闭构件的和所述第二柔性隔膜的各所述面对侧面上的压力所导致的所述装置中的应力合力大体没有作用或甚至等于零。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二腔(21)开向外部，以使所述隔膜控制器的所述隔膜的所述第二相反侧面(6b)经受大气压力。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述关闭构件的和所述第二柔性隔膜的所述面对侧面分别经受通过所述装置的气体的输送压力。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于操作所述关闭构件(5b)的所述杆(11)延伸穿过所述第二柔性隔膜(24)，且牢固地固定至所述第二柔性隔膜(24)。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏置装置包括弹簧(7)，所述弹簧(7)直接作用在所述关闭构件(5b)上以朝向切断位置推动所述关闭构件(5b)。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制回路的所述管道(9)的在所述电磁阀(8)和所述控制腔(10)之间延伸的部分连接至用于将气体供给至相应引燃器的引导管道(14)。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述隔膜控制器的所述隔膜(6)的为所述控制腔(10)划定界限的所述第一侧面(6a)经受通过所述主输气管道(2)的气体的供气压力。
8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述阀座(5a)的下游，在所述主输气管道(2)中包括输送压力调节器构件(20)。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调节器构件(20)包括第二隔膜伺服阀(25)，所述第二隔膜伺服阀(25)相对于气体流动方向与所述伺服辅助隔膜阀(5)串联设置，所述第二隔膜伺服阀(25)包括隔膜压力调节器(30)。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二隔膜伺服阀(25)包括带有用于控制所述第二隔膜伺服阀(25)打开/关闭的电磁操作器的相应第二控制电磁阀(29)，所述第二控制电磁阀设置成起作用以打开/关闭相应第二伺服辅助控制回路的第二管道(28)，从而借助第二隔膜控制器(25c)间接操作所述第二隔膜伺服阀(25)的所述关闭构件(25b)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，用于分接相应控制回路的控制压力且可分接压力信号以转移至所述伺服辅助隔膜阀(5)的控制腔(10)和所述第二隔膜伺服阀(25)的第二控制腔(32)的伺服辅助控制回路的所述管道(9)和所述第二管道(28)都在所述伺服辅助隔膜阀(5)上游连接至所述主输气管道(2)且与所述主输气管道(2)流体连通。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，用于分接所述第二控制回路的控制压力且可分接压力信号以转移至所述第二隔膜伺服阀(25)的第二控制腔(32)的所述第二管道(28)连接至所述主输气管道的设在相应阀(5、25)的所述阀座(5a、25a)之间的部分且与所述部分流体连通。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述隔膜压力调节器(30)设置在所述第二隔膜伺服阀(25)的所述控制回路的第二管道的在所述第二隔膜伺服阀(25)的第二控制腔(32)和所述主输气管道(2)的所述第二隔膜伺服阀(25)下游的部分之间延伸的部分(35)中。
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