CN106884995B - 一种可调节的燃烧器控制阀 - Google Patents

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Abstract

一种具有速度控制的燃烧器控制阀，其包括用于计量进入加载压力腔的加载压力的速度控制组件，从而防止常燃小火被吹熄和/或防止在下游的燃烧器中回火。

Description

一种可调节的燃烧器控制阀
技术领域
本公开大体上涉及一种燃烧器控制阀，并且更具体地涉及一种具有速度控制构件的燃烧器控制阀。
背景技术
在石油和天然气工业中，燃气燃烧器系统得以盛行。通常来说，燃气燃烧器系统提供了在系统中使用的热量。例如，热量可被用于在精炼工艺中处理石油或天然气。在其它系统中，热量可被用于在干燥器中从液体或者气体中消除水分。在另外的其它系统中，热量本身可以是气体处理的副产品，例如在油井或者沼气池处燃烧的天然气。在一些情况下，将燃气供应至燃烧器(或者燃烧口)由燃烧器管理系统(BMS:Burner Management System)来控制，该燃烧器管理系统确定何时开启或者停止该燃烧器。BMS发送控制信号给控制阀以开始或者结束将燃气供应至燃烧器。目前，控制阀是气动地加以操作的。气动控制阀由于其对于控制信号的响应能力而得以使用。更特别地，气动控制阀打开或者关闭得非常快。然而，气动控制阀的一个问题在于源自燃气供应的全部燃气压力被非常快速地提供给燃烧器，这能够引起常燃小火的熄灭，或者在一些情况下引起回火。
发明内容
一种具有速度控制的燃烧器控制阀，其包括用于计量进入加载压力腔的加载压力的速度控制组件，从而防止常燃小火被吹熄和/或防止在下游的燃烧器中回火。
根据一个示例性方面，燃烧器控制阀包括具有通过孔口彼此连接的气体入口和气体出口的阀体、与阀座配合以控制气体通过所述阀体的流动的控制元件、可操作地连接至所述控制元件的致动器、将所述致动器连接至所述阀体的阀盖以及用于控制经过所述加载压力输入端进入所述加载压力腔的其它的速率的速度控制组件，所述阀盖包括加载压力输入端和加载压力腔。
前述方面可以与以下优选的形式中的任何一种或者多种相组合，也可以与其他方面和/或附加的方面、布置、特征和/或在对附图和接下来的描述详细地检视而变得显然的技术效果相组合。
在一个优选的形式之中，所述速度控制组件至少部分地位于所述阀盖内。
在一个优选的形式之中，所述速度控制组件包括可操作地连接至速度控制管的手动速度控制元件，所述速度控制管被设置在所述加载压力输入端和所述加载压力腔之间。
在一个优选的形式之中，所述手动速度控制元件为速度控制销，并且所述速度控制销包括控制头部、螺纹体和计量尖部。所述计量尖部被设置在位于加载压力歧管与所述速度控制管之间的计量孔口中。
在一个优选的形式之中，所述速度控制组件能够进一步包括位于所述加载压力腔与所述加载压力输入端之间的排气管，并且能够进一步包括位于所述排气管中的排气止回阀。
在一个优选的形式之中，所述速度控制组件位于所述阀盖外部，并且所述速度控制组件包括手动速度控制元件和旁通阀。所述速度控制组件也能够包括螺线管，并且所述螺线管能够通信地连接至燃烧器管理系统。
在一个优选的形式之中，所述速度控制组件包括电气转换器，并且所述电气转换器能够被通信地连接至燃烧器管理系统。
附图说明
图1为燃气燃烧器系统的示意性图示；
图2为可调节的燃烧器控制阀的一个实施例的横截面视图；
图3为图2的可调节的燃烧器控制阀的阀盖的特写视图；
图4为图3的阀盖的横截面视图；
图5为可调节的燃烧器控制阀的第二实施例的横截面视图；
图6为可调节的燃烧器控制阀的第三实施例的横截面视图；以及
图7为可调节的燃烧器控制阀的第四实施例的横截面视图。
尽管本公开容易受到各种修改和替换构造的影响，但是已经在附图中示出了一些说明性的实施例并且接下来将会详细加以描述。然而，应该理解为并不旨在将本公开限制为所公开的具体形式，而是相反地旨在覆盖所有落入本发明的精神和范围之内的修改、替换构造以及等同形式。
具体实施方式
现在转到图1，示意性地示出了两个燃气燃烧器系统10。诸如图1所示出的该系统的燃气燃烧器系统10可以被用在石油和天然气工业之中，或者用于其他工业性使用。例如，这样的燃气燃烧器系统10可以被用在供热系统、脱水系统、燃烧控制系统或者任意其他的需要将气体精确地供应到燃烧器的系统。燃气燃烧器系统可以大体上包括通过管道16或者其他气体传输机制连接至燃烧器14的燃气源12。
燃气燃烧器10在燃气源12和燃烧器14之间的管道16中可以包括各种阀和传感器。例如，燃气燃烧器系统10可以包括主阀20、y型过滤器22、减压调节器24、安全截止阀26和主燃烧器阀30中的一种或者多种。在此所公开的可调节的燃烧器控制阀取代了主燃烧器阀30。
转至图2，示出了可调节的燃烧器控制阀130的一个实施例。可调节的燃烧器控制阀130包括具有气体入口134和气体出口135的阀体132。在气体入口134和气体出口135之间的孔口140中，诸如阀塞136的控制元件与阀座138配合，以控制通过可调节的燃烧器控制阀130的燃烧器燃气的流动。阀塞136通过阀杆144连接至致动器142。致动器142通过阀盖146连接至阀体132。阀盖146包括加载压力输入端148和加载腔150。
运行时，致动器142将阀塞136偏置至关闭位置，在该关闭位置阀塞136和阀座138配合以防止燃烧器燃料从气体入口134流至气体出口135。当在燃烧器14(图1)处需要燃烧器燃料时，从加载压力输入端148上游的阀(未示出)将加载压力发送至加载压力输入端148。加载压力输入端148连接至加载压力源，例如管道16。在该示例中，可调节的燃烧器控制阀130上游的燃烧器燃料被引导而提供加载压力源。在其他示例中，加载压力源可以与燃烧器燃料供应不一样。无论如何，加载压力气体穿过加载压力输入端148并且穿过速度控制管152进入加载压力腔150。随着压力在加载压力腔150中建立，该压力将反作用将阀塞136偏置至关闭位置的正常的致动器力，并且阀塞136开始远离阀座138运动，这将引起燃烧器燃料经过可调节的燃烧器控制阀130到燃烧器14(图1)。
在图2-4中示出的实施例中，速度控制组件154计量以期望的速率进入加载压力腔150的加载压力。例如，速度控制组件154可以减慢其他传输进入加载压力腔150的速率，从而使得阀塞136以更慢的速率远离阀座138运动，这将减慢燃气至燃烧器的初始供应。因此能够降低或者防止常燃小火的熄灭以及回火。
在图2-4所示出的实施例中，速度控制组件154包括速度控制管152、速度控制销156、排气管158和排气止回阀160。速度控制销156可以包括控制头部162、螺纹体164和计量尖部166。控制头部162可以包括工具容纳部，诸如起子槽或扳手螺栓，从而使得速度控制销156可以在盖体中旋转以打开和关闭位于加载压力歧管170和速度控制管158之间的速度孔口168。加载压力歧管170流体地连接至加载压力输入端146。通过控制速度控制孔口168的面积，速度控制销156能够被设置用于计量至加载腔的燃烧器燃料的期望的速率并且因此控制可调节的燃烧器控制阀130打开的速率。
当可调节的燃烧器控制阀130关闭时，排气管158和排气止回阀160允许在加载腔150中的压力泄放回压力加载歧管170。排气止回阀160可以计量从加载腔150以期望的速率到压力加载歧管170的气体，以防止可调节的燃烧器控制阀130过快地关闭。
在一个实施例中，在图2-4中所示出的盖体可以改装在现有的燃烧器控制阀上，以将现有的燃烧器控制阀改造成具有速度控制的可调节的燃烧器控制阀。
转至图5，示出了可调节的燃烧器控制阀的替代的实施例230。在图5中示出的可调节的燃烧器控制阀230可以包括许多与在图2-4中示出的可调节的燃烧器控制阀130相似的部件。相似的部件利用相似的附图标记加以标识，区别在于在图5中的附图标记恰好比在图2-4中的附图标记大一百。
在图5中示出的可调节的燃烧器控制阀230包括具有气体入口234和气体出口235的阀体232。在气体入口234和气体出口235之间的孔口240中，诸如阀塞236的控制元件与阀座238配合，以控制通过可调节的燃烧器控制阀230的燃烧器燃气的流动。阀塞236通过阀杆244连接至致动器242。致动器242通过阀盖246连接至阀体232。阀盖246包括加载压力输入端248和加载腔250。
与在图2-4中示出的实施例形成对照，在图5中示出的可调节的燃烧器控制阀230包括位于加载压力输入端248的上游的速度控制组件254。速度控制组件254可以包括手动的速度控制部256和旁通止回阀258。手动的速度控制部256和旁通止回阀258可以以类似于在图2-4中所示出的实施例的速度控制销156和排气止回阀160的手动方式操作。
优选地，在图5中所示出的实施例允许通过在加载压力输入端258的上游添加速度控制组件254而将现有的燃烧器控制阀改装成具有速度控制的可调节的燃烧器控制阀。
转至图6，示出了可调节的燃烧器控制阀的另一个替代的实施例330。在图6中示出的可调节的燃烧器控制阀330可以包括许多与在图2-5中示出的可调节的燃烧器控制阀130、230相似的部件。相似的部件利用相似的附图标记加以标识，区别在于在图6中的附图标记恰好比在图5中的附图标记大一百。
在图6中示出的可调节的燃烧器控制阀330包括具有气体入口334和气体出口335的阀体332。在气体入口334和气体出口335之间的孔口340中，诸如阀塞336的控制元件与阀座338配合，以控制通过可调节的燃烧器控制阀330的燃烧器燃气的流动。阀塞336通过阀杆344连接至致动器342。致动器342通过阀盖346连接至阀体332。阀盖346包括加载压力输入端348和加载腔350。
与在图2-4中示出的实施例形成对照，在图6中示出的可调节的燃烧器控制阀330包括位于加载压力输入端348的上游的速度控制组件354。速度控制组件354可以包括螺线管356和控制阀358。螺线管356可以通信地连接至燃烧器管理系统(BMS)380。BMS 380基于燃烧器的需求向螺线管356发送控制信号。螺线管356基于源自BMS 380的控制信号打开和关闭控制阀358。螺线管356可以具有一套打开和/或关闭速度，以控制加载压力施加至加载压力腔350的速率。在一些实施例中，图6中的实施例的速度控制组件354可以与图2-5所示出的速度控制组件154、254组合。
优选地，在图6中所示出的实施例允许通过在加载压力输入端358的上游添加速度控制组件354而将现有的燃烧器控制阀改装成具有速度控制的可调节的燃烧器控制阀。
转至图7，示出了可调节的燃烧器控制阀的另一个替代的实施例430。在图7中示出的可调节的燃烧器控制阀430可以包括许多与在图2-6中示出的可调节的燃烧器控制阀130、230、330相似的部件。相似的部件利用相似的附图标记加以标识，区别在于在图7中的附图标记恰好比在图6中的附图标记大一百。
在图7中示出的可调节的燃烧器控制阀430包括具有气体入口434和气体出口435的阀体432。在气体入口434和气体出口435之间的孔口440中，诸如阀塞436的控制元件与阀座438配合，以控制通过可调节的燃烧器控制阀430的燃烧器燃气的流动。阀塞436通过阀杆444连接至致动器442。致动器442通过阀盖446连接至阀体432。阀盖446包括加载压力输入端448和加载腔450。
与在图2-4中示出的实施例形成对照，在图7中示出的可调节的燃烧器控制阀430包括位于加载压力输入端448的上游的速度控制组件454。速度控制组件454采用了电气转换器的形式。电气转换器356可以通信地连接至燃烧器管理系统(BMS)480。BMS 480基于燃烧器的需求向电气转换器456发送控制信号。电气转换器456基于源自BMS 380的控制信号打开和关闭集成的控制阀。电气转换器456可以具有一套打开和/或关闭速度，以控制加载压力施加至加载压力腔450的速率。换句话说，电气转换器456对图6中的螺线管356和图2-5所示出的手动的速度控制组件154、254的功能进行了组合。
优选地，在图7中所示出的实施例允许通过在加载压力输入端458的上游添加速度控制组件454而将现有的燃烧器控制阀改装成具有速度控制的可调节的燃烧器控制阀。
优选地，在此所公开的可调节的燃烧器控制阀提供了用于防止可调节的燃烧器控制阀过快地打开或关闭的控制机制，这将降低或者方式常燃小火熄灭或回火的发生。附加地，所公开的可调节的燃烧器控制阀也能够通过提供受控的并且平滑的启动而提高燃烧器的安全性并且延长燃烧器的寿命。更进一步地，任何所公开的实施例均可以与其他所公开的实施例相互组合，以产生更加健壮的可调节的燃烧器控制阀系统。
尽管根据本公开的教导已经再次公开了一些可调节的燃烧器控制阀，所附的权利要求的范围并不限于此。与之相反地，权利要求覆盖公平地落入允许的等同物的范围内的本公开的教导的所有实施例。

Claims (14)

1.一种燃烧器控制阀，包括：
阀体，所述阀体具有通过孔口彼此连接的气体入口和气体出口；
控制元件，所述控制元件与阀座配合以控制气体通过所述阀体的流动；
致动器，所述致动器可操作地连接至所述控制元件，以将所述控制元件偏置至关闭位置；
阀盖，所述阀盖连接至所述阀体，所述阀盖将所述致动器连接至所述阀体，所述阀盖包括加载压力输入端和加载压力腔，其中，所述加载压力输入端包括通过所述阀盖的外表面形成的端口；以及
速度控制组件，所述速度控制组件用于控制经过所述加载压力输入端进入所述加载压力腔的气体的速率并且控制所述燃烧器控制阀打开的速率，
其中，所述阀盖被布置在所述阀座和所述致动器之间。
2.根据权利要求1所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述速度控制组件至少部分地位于所述阀盖内。
3.根据权利要求2所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述速度控制组件包括可操作地连接至速度控制管的手动速度控制元件，所述速度控制管被设置在所述加载压力输入端与所述加载压力腔之间。
4.根据权利要求3所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述手动速度控制元件为速度控制销。
5.根据权利要求4所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述速度控制销包括控制头部、螺纹体和计量尖部。
6.根据权利要求5所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述计量尖部被设置在位于加载压力歧管与所述速度控制管之间的计量孔口中。
7.根据权利要求2所述的燃烧器控制阀，进一步包括位于所述加载压力腔与所述加载压力输入端之间的排气管。
8.根据权利要求7所述的燃烧器控制阀，进一步包括位于所述排气管中的排气止回阀。
9.根据权利要求1所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述速度控制组件位于所述阀盖外部。
10.根据权利要求9所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述速度控制组件包括手动速度控制元件和旁通阀。
11.根据权利要求8所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述速度控制组件包括螺线管。
12.根据权利要求11所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述螺线管通信地连接至燃烧器管理系统。
13.根据权利要求8所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述速度控制组件包括电气转换器。
14.根据权利要求13所述的燃烧器控制阀，其特征在于，所述电气转换器通信地连接至燃烧器管理系统。
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