CN111684188B - 用于同轴双安全阀的阀门监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃气阀单元的同轴双安全阀的阀门监测系统，所述燃气阀单元对燃气燃烧器在要求供热过程中提出的供气要求进行处理，并且至少具有所述同轴双安全阀以及为了调节燃气量而以通流连接的方式串接布置在所述同轴双安全阀之后的调节阀。

Description

用于同轴双安全阀的阀门监测系统

技术领域

本发明涉及一种用于燃气阀单元的同轴双安全阀的阀门监测系统，所述燃气阀单元对燃气燃烧器在要求供热过程中提出的供气要求进行处理。除阀门监测系统外，技术上也使用“阀门检验系统(VPS)”这一措辞。此外，本发明还涉及一种监测同轴双安全阀的方法。

背景技术

由现有技术已知有阀门监测系统，其用于对具有两个串接布置的安全控制阀以及气压监测器的传统燃气阀或燃气阀单元进行密封性检查，其中这样的检查例如是按照EN1643标准的规定来进行。对具有两个串接布置的安全控制阀的燃气阀进行密封性检查，要求对各安全控制阀进行独立控制，并且要求各安全控制阀具有独立的开启和关闭行为。这样一种方法无法直接应用于同轴双安全阀，因为双安全阀的两个安全控制阀只有在一定条件下才能彼此独立地开启。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于监测同轴双安全阀的阀门监测系统和方法，借助这种阀门监测系统和方法能够检查双安全阀的两个控制阀的密封性，使得双安全阀也能应用于对VPS有要求的场合。

根据权利要求1、9和10所述的特征组合为本发明用以达成上述目的的解决方案。

本发明提出一种用于燃气阀单元的同轴双安全阀的阀门监测系统，所述燃气阀单元对燃气燃烧器在要求供热过程中提出的供气要求进行处理，并且至少具有所述同轴双安全阀以及为了调节燃气量而以通流连接的方式串接布置在所述同轴双安全阀之后的调节阀。这类燃气燃烧器例如应用于燃气锅炉。例如在有热水需求时提出供热要求，该热水需求启动燃气锅炉，进而点燃燃烧器。调节阀与两个控制阀之间的区别在于，调节阀优选可借助步进马达被调节到任意的开启位置上，并且对燃气阀单元的燃气流量进行调节。

所述双安全阀具有第一整体控制阀以及与第一控制阀同轴布置且以流体技术看设于第一控制阀之后的第二整体控制阀，所述控制阀分别只能在开启位置与关闭位置之间受到控制(启闭控制阀)。这些控制阀分别被构建为用于稳妥地中断燃气流的安全阀。燃气入口压力在入口侧上作用于第一控制阀，该燃气入口压力特别是直接来自于燃气管路。

在形成于第一与第二控制阀之间的流动介质室中设有压力传感器或压力开关，借助该压力传感器或压力开关对被围在第一与第二控制阀之间的流动介质室中的燃气的转换压力进行测量。

通过在预定的时间间隔上对测量到的转换压力进行检查，分别根据调节阀的开启位置或关闭位置以及根据第一和第二控制阀的开启位置或关闭位置，依次地先对第二控制阀、再对第一控制阀进行密封性检验。本发明的阀门监测系统能够为具有成本更低、零部件数更少、结构更紧凑以及电功率更低等优点的同轴双安全阀扩展阀门监测功能，使得具有同轴双安全阀的阀单元也能应用于对VPS有要求的场合。

所述控制阀中的每一者以及所述调节阀被构建为能够将穿过燃气阀单元的燃气阻断。如此一来，也能在流向上将燃气且进而将一定的燃气压力围在各阀门之间，并借助压力传感器进行测量。此外，燃气入口压力始终作用于第一控制阀。只要测量到的压力不下降至低于压力阈值，也不上升至超过压力阈值，就表明邻接压力传感器的待检阀门是密封的。

在所述阀门监测系统的实施方案中，设置如下：在解决向燃气阀单元提出的供气要求后，也就是在提出供热要求之后，对第一和第二控制阀进行密封性检验。

其中，供热要求的解决包括：首先启动风扇，以便向燃烧器提供燃气-空气混合物，并且在还未供气时用空气冲洗系统。接着，同轴双安全阀的两个控制阀在预定的时间间隔(例如1秒)上开启而进入开启位置，在此期间，调节阀还处于关闭状态。随后将调节阀送入初始开启位置(部分开启位置)，并启动燃气燃烧器的点火序列。随着点火火花被触发，双安全阀的两个控制阀进入开启位置，并且燃气燃烧器被点燃。供热要求一解决，双安全阀的两个控制阀就完全关闭，在此之后调节阀也完全关闭。风扇实施再冲洗过程后被关断。

所述阀门监测系统对第一控制阀的密封性检验发生于第二控制阀的密封性检验之后。通过以下方式检验第二控制阀的密封性：在调节阀被送入初始开启位置后，对处于关闭位置的第一与第二控制阀之间的转换压力进行测量。在此情形下，第二控制阀在出口侧(即面向调节阀的一侧)上受到环境压力的作用，该环境压力小于被围在两个控制阀之间的燃气入口压力。如果测量到的转换压力未下降至低于预定义的压力阈值，就表明第二控制阀是密封的。通过以下方式检验第一控制阀的密封性：在解决供热要求后先关闭第一控制阀，再关闭第二控制阀，最后关闭调节阀之后，对处于关闭位置的第一与第二控制阀之间的转换压力进行测量。因此，在第二控制阀进入关闭位置之前，还能通过调节阀释放流动介质室中的燃气压力。由于燃气入口压力继续在入口侧上作用于第一控制阀，因此，流动介质室中的压力不得上升至超过预定义的压力阈值。在此情况下，第一控制阀是密封的。根据本发明，借此将调节阀一并用于阀门监测系统所实施的密封性检验。

进一步设置如下：第一控制阀以时间差Δt紧接第二控制阀之前进入关闭位置，其中时间差Δt优选为10-20ms。

在替代实施方案中，所述阀门监测系统的特征在于：在解决向燃气阀单元提出的所述供气要求后，对第一控制阀进行密封性检验，并且，在向燃气阀单元提出供气要求期间，对第二控制阀进行密封性检验。因此，在本方案中，对第一控制阀的密封性检验也发生于第二控制阀的密封性检验之后。

通过以下方式检验第二控制阀的密封性：对处于关闭位置的第一与第二控制阀之间的转换压力进行测量。为此，在解决供热要求的末尾并且在燃气燃烧器已点燃的情况下，先将调节阀送入部分负荷位置(即部分开启位置)，而后直接且快速地送入关闭位置。接着，将双安全阀的两个控制阀都送入关闭位置，其中第一控制阀紧接第二控制阀之前关闭。随后再度开启调节阀，使得在此情形下，第二控制阀在出口侧(即面向调节阀的一侧)上受到环境压力的作用，该环境压力小于被围在两个控制阀之间的燃气入口压力。如果测量到的转换压力未下降至低于预定义的压力阈值，就表明第二控制阀是密封的。接下来检验第一控制阀的密封性。为此，将第二控制阀短暂开启，以便为流动介质室通风，并再度关闭。如此一来，流动介质室中同样是环境压力占有优势。接着，对处于关闭位置的第一与第二控制阀之间的转换压力进行测量。由于燃气入口压力继续在入口侧上作用于第一控制阀，因此，流动介质室中的压力不得上升至超过压力阈值。在此情况下，第一控制阀是密封的。在本实施方案中，调节阀也被一并用于阀门监测系统所实施的密封性检验。

综上，本发明针对同轴双安全阀提供两种备选检查方案。

此外，本发明还包含一种对根据第一实施方案的前述阀门监测系统的同轴双安全阀进行监测的方法，其中在要求供热过程中提出供气要求时，该方法执行以下步骤。

首先在预定的时间间隔(特别是1秒)上将第一和第二控制阀送入开启位置，紧接着送入关闭位置。随后将调节阀送入开启位置。

对流动介质室中的转换压力进行测量或检验并与预定义的压力阈值进行比较，以便检验第二控制阀的密封性。压力阈值例如可被规定为燃气标称压力的一半与控制阀的转换-滞后压力之差(P转换＝1/2P标称–P转换-滞后)。不得低于压力阈值，在此情况下，第二控制阀是密封的。

接着，将双安全阀的第一和第二控制阀送入开启位置，使得气路通过阀单元向燃气燃烧器开通，从而能解决供热要求。

解决供气要求或供热要求后，将第一和第二控制阀送入关闭位置，其中总是第一控制阀在时间上紧接第二控制阀之前关闭。随后也将调节阀关闭。接下来，对流动介质室中的转换压力进行检验并与预定义的压力阈值进行比较，以便检验第一控制阀的密封性。这个压力阈值例如可被规定为燃气标称压力的一半(P转换＝1/2P标称)，并且不得被超过，在此情况下，第一控制阀是密封的。

针对所述阀门监测系统的第二实施方案，本发明同样提出一种监测同轴双安全阀的方法。在解决要求供热过程中向燃气阀单元提出的供气要求后，实施该方法，并且该方法执行以下步骤。

首先在双安全阀开启的情况下将调节阀送入部分开启位置(部分负荷运行)，紧接着直接送入关闭位置。从部分开启位置到关闭位置的转移优选借助步进马达而实现，优选在最多0.5秒内完成。调节阀将燃气阀单元中到那时为止为了解决供气要求而开通着的气路封闭。接着，将第一和第二控制阀依次送入关闭位置，其中总是第一控制阀先于第二控制阀关闭。而后使调节阀返回开启位置。接下来，对流动介质室中的转换压力进行检验并与预定义的压力阈值进行比较，以便检验第二控制阀的密封性。压力阈值例如可被规定为燃气标称压力的一半与转换-滞后压力之差(P转换＝1/2P标称–P转换-滞后)。不得低于压力阈值，在此情况下，第二控制阀是密封的。

随后将第二控制阀送入开启位置，以便进行至少部分通风，在此期间，第一控制阀停留在关闭位置上。对流动介质室中的转换压力进行检验并与压力阈值进行比较，以便检验第一控制阀的密封性。这个压力阈值例如可被规定为燃气标称压力的一半(P转换＝1/2P标称)，并且不得被超过，在此情况下，第一控制阀是密封的。

实施所述方法时，如果在至少部分通风后将第二控制阀立即送入关闭位置，而后再检验流动介质室中的转换压力，是有利的。

附图说明

关于本发明其他有利改进方案的特征请参阅从属权利要求，下面参照附图并结合本发明的优选实施方案予以详细说明。其中：

图1为具有阀门监测系统的燃气阀单元的剖面示意图。

具体实施方式

图1示出用于燃气阀单元1的同轴双安全阀2的阀门监测系统的示意图。燃气阀单元1包括连接燃气管路(图未示)的燃气入口3。沿流向看，之后是同轴双安全阀2的第一控制阀4和第二控制阀5，再之后是具有阀体16的调节阀6。第一和第二控制阀4、5分别具有阀体和阀座，并且在彼此之间形成流动介质室7，测量转换压力的压力传感器设于该流动介质室中。调节阀6同样包括阀体和阀座，其中借助步进马达8对阀体的开启位置进行调节。沿流向看，在调节阀6之后设有用于为燃烧器(图未示)提供燃气/空气混合物的混合单元。在燃气入口3区域，燃气管路的燃气入口压力(燃气标称压力)占有优势。在双安全阀2关闭且调节阀6开启的情况下，在调节阀6区域且因此在第二控制阀5的出口侧上，环境压力占有优势。

所述阀门监测系统是利用调节阀6以及始终存在于入口侧上的燃气入口压力来对第一控制阀4和第二控制阀5进行密封性检验。

其中，阀单元1能够确保对双安全阀2进行密封性检验、进而实现阀门监测的两种方案。

第一方案是：在要求供热过程中提出供气要求时，短暂开启第一和第二控制阀4、5，接着将其再度关闭，其中第一控制阀4以Δt＝10-20ms的时间差先于第二控制阀5进入关闭位置。在此过程中，调节阀6最初还处于关闭状态，使得燃气入口压力在双安全阀2开启期间作用于调节阀6。调节阀6在第一和第二控制阀4、5关闭后进入初始的部分开启位置。通过以下方式检验第二控制阀5的密封性：对处于关闭位置的第一和第二控制阀4、5之间的流动介质室7中的转换压力进行测量，测量时间优选为0.4秒。由于调节阀6开启，出口侧(即面向调节阀6的一侧10)上的燃气压力下降至环境压力，该环境压力小于在两个控制阀4、5之间被围在流动介质室7中的燃气压力。如果测量到的转换压力未下降至低于预定义的压力阈值，就表明第二控制阀是密封的。接下来开启双安全阀并点燃燃气燃烧器，以此解决供热要求。解决供热要求后，关闭第一和第二控制阀4、5，然后再关闭调节阀6，以便能够在第二控制阀5进入关闭位置之前，通过调节阀6释放流动介质室7中的燃气压力。接下来是在仅入口侧上的燃气入口压力作用于第一控制阀4期间，对第一控制阀4进行密封性检验。对处于关闭位置的第一和第二控制阀4、5之间的流动室7中的转换压力进行测量，测量时间优选为0.2秒，该转换压力不得超过压力阈值。在此情况下，第一控制阀4是密封的。

替代方案是：在完全解决供热要求后，再将阀单元1用于阀门监测系统。根据这项第二方案，调节阀6首先在双安全阀2完全开启的情况下进入部分开启位置(部分负荷运行)，紧接着优选在400Hz的频率下在0.5秒内由步进马达8直接送入关闭位置。调节阀6将燃气阀单元1中到那时为止为了解决供气要求而开通着的气路封闭。接着，先将第一控制阀4、后将第二控制阀5依次送入关闭位置。随后再度开启调节阀6，使得第二控制阀5的面向调节阀6的一侧10上的压力下降至环境压力。接下来，为了对第二控制阀5进行密封性检验，借助压力传感器7测量流动介质室7中的转换压力，测量时间优选为0.4秒，并且将该转换压力与预定义的压力阈值(例如(P转换＝1/2P标称–P转换-滞后))进行比较。只要不低于压力阈值，就表明第二控制阀5是密封的。而后将第二控制阀5短暂地送入开启位置以便通风，在此期间，第一控制阀4停留在关闭位置上。如此一来，流动介质室7中的转换压力下降至环境压力。由于燃气入口压力在入口侧上继续作用于第一控制阀4，因此，以优选0.2秒测量到的控制压力不得上升至超过预定义的压力阈值(例如P转换＝1/2P标称)。在此情况下，第一控制阀4是密封的，由此成功地完成密封性检验。

Claims (11)

1.一种对阀门监测系统的用于燃气阀单元(1)的同轴双安全阀进行监测的方法，其中所述燃气阀单元对燃气燃烧器在要求供热过程中提出的供气要求进行调节，并且至少具有所述同轴双安全阀(2)以及为了调节燃气量而以通流连接的方式串接布置在所述同轴双安全阀之后的调节阀(6)，

其中所述双安全阀(2)具有集成的第一控制阀(4)以及与所述第一控制阀(4)同轴布置且以流体技术看设于所述第一控制阀之后的集成的第二控制阀(5)，所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)分别只能在开启位置与关闭位置之间受到控制，

其中燃气入口压力在入口侧上作用于所述第一控制阀(4)，

其中在形成于所述第一控制阀(4)与所述第二控制阀(5)之间的流动介质室(7)中设有测量转换压力的压力传感器或压力开关，并且

其中通过对所述转换压力进行检查，分别根据所述调节阀(6)的开启位置或关闭位置以及根据所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)的开启位置或关闭位置，依次对所述第二控制阀(5)和所述第一控制阀(4)进行密封性检验，其中在要求供热过程中提出供气要求时，该方法执行以下步骤：

a)在预定的时间间隔上将所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)送入开启位置，紧接着送入关闭位置；

b)将所述调节阀(6)送入开启位置；

c)对所述流动介质室(7)中的转换压力进行检验并为了所述第二控制阀(5)的密封性检验与压力阈值进行比较；

d)将所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)送入开启位置；

e)解决供气要求后，将所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)送入关闭位置，随后将所述调节阀(6)送入关闭位置；

f)对所述流动介质室(7)中的转换压力进行检验并为了所述第一控制阀(4)的密封性检验与压力阈值进行比较。

2.对阀门监测系统的用于燃气阀单元(1)的同轴双安全阀(2)进行监测的方法，其中所述燃气阀单元对燃气燃烧器在要求供热过程中提出的供气要求进行调节，并且至少具有所述同轴双安全阀(2)以及为了调节燃气量而以通流连接的方式串接布置在所述同轴双安全阀之后的调节阀(6)，

其中所述双安全阀(2)具有集成的第一控制阀(4)以及与所述第一控制阀(4)同轴布置且以流体技术看设于所述第一控制阀之后的集成的第二控制阀(5)，所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)分别只能在开启位置与关闭位置之间受到控制，

其中燃气入口压力在入口侧上作用于所述第一控制阀(4)，

其中在形成于所述第一控制阀(4)与所述第二控制阀(5)之间的流动介质室(7)中设有测量转换压力的压力传感器或压力开关，并且

其中通过对所述转换压力进行检查，分别根据所述调节阀(6)的开启位置或关闭位置以及根据所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)的开启位置或关闭位置，依次对所述第二控制阀(5)和所述第一控制阀(4)进行密封性检验，其中在要求供热过程中对燃气阀单元(1)提出供气要求时，该方法执行以下步骤：

i.将调节阀(6)送入关闭位置，并将燃气阀单元(1)中到那时为止开通着的气路封闭；

ii.接着，将所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)送入所述关闭位置，

iii.使所述调节阀(6)返回开启位置；

iv.对所述流动介质室(7)中的转换压力进行检验并为了所述第一控制阀(4)的密封性检验与压力阈值进行比较；

v.随后将所述第二控制阀(5)送入开启位置，以便进行至少部分通风，在此期间，所述第一控制阀(4)停留在关闭位置上；

vi.对所述流动介质室(7)中的转换压力进行检验并为了所述第一控制阀(4)的密封性检验与压力阈值进行比较。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按步骤v)在至少部分通风后将所述第二控制阀(5)立即送入关闭位置，而后再检验所述流动介质室(7)中的转换压力。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)依次送入关闭位置，其中所述第一控制阀(4)先于所述第二控制阀(5)关闭。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤i)将所述调节阀(6)从部分开启位置直接送入关闭位置。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在解决向所述燃气阀单元(1)提出的所述供气要求后，对所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(5)进行所述密封性检验。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在解决向所述燃气阀单元(1)提出的所述供气要求后，对所述第一控制阀(4)进行所述密封性检验，并且，在向所述燃气阀单元(1)提出所述供气要求期间，对所述第二控制阀(5)进行所述密封性检验。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述第一控制阀(4)的密封性检验发生于所述第二控制阀(5)的密封性检验之后。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在对所述第二控制阀(5)进行所述密封性检验时，所述调节阀(6)处于开启位置，并且在此期间，所述第二控制阀(5)在出口侧上受到环境压力的作用。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一控制阀(4)以时间差(Δt)紧接所述第二控制阀(5)之前进入所述关闭位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述时间差为10-20ms。

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