CN1839282A - 一种用于控制将燃料气体传送到燃烧器装置的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制将燃料气体传送到燃烧器装置的系统，包括：燃气传送管道(1)，其在入口开口(2)和出口开口(3)之间延伸；压力调节器设备(4)，包括在管道里的伺服阀，压力调节器设备(4)具有带有隔膜控制(7)的闭合元件(6)，隔膜在一个侧面上经受由调节器设备(4)调节的压力，而在另一侧面上经受在调节器的校准腔(8)里建立的校准压力，同时校准弹簧(9)设置在校准腔里并作用在隔膜(7)上。该系统还包括传送压力调制器单元(11)，其包括调制阀，该调制阀具有的阀座(12)设置在压力调节器(4)的下游处的管道(1)里，并与相应的闭合元件(13)相配合，所述闭合元件(13)以可操作的方式连接到设置用于调制控制传送压力的致动器装置，同时还包括在压力调节器(4)的校准腔(8)和调制器单元(11)之间的流动连通装置，用于在腔(8)里引入与燃气传送压力成比例地相关的压力信号，使得由压力调节器(4)调节的压力又与所述压力信号相关。

Description

一种用于控制将燃料气体传送到燃烧器装置的系统
技术领域
本发明涉及一种如主要的权利要求1的前序部分所述的、用于控制将燃料气体传送到燃烧器装置的系统。
背景技术
本发明具体涉及用于控制将燃气传送到通常是加热装置的燃烧器的系统的领域，该燃烧器的火焰是用于直接加热所述环境，而不是用于加热在一个有锅炉的系统中循环的中间流体。
象使用燃气燃烧器的所有系统一样，这种类型的装置通常具有一种这样的系统，该系统用于控制将燃气流传送到燃烧器，从而以控制的方式调节它的传送压力和/或被传送的燃气的流速。因此，这些系统典型地涉及对传送到燃烧器的燃气流的多功能控制，且同时除了根据预定参数调制压力(或传送的流速)之外必须确保调节功能以及安全关闭燃气通道。
本领域中公知的是提供这样的系统，该系统具有压力调节器和调制器单元，该调节器用于不管燃气供应压力怎样，都将调节器下游压力保持为恒定，该调制器单元具有传送压力调制阀，且设置在调制器的下游。在这种情况下，调制阀在调制器的上游压力和调制器的下游压力之间工作，调制器的上游压力等于由压力调节器调节的压力，调制器的下游压力等于流向燃烧器的燃气流传送压力。
在上述类型的系统中，为了预选的校准，当燃气传送压力改变时，由压力调节器调节的压力基本上是恒定的，由此形成了预定程度的调制分辨率，“分辨率”应该理解为传送压力的所谓“离散化”(即，使其离散)的指标，所述“离散化”可以通过具有有限数目个等级的调制阀获得，所述调制阀例如通常在这些应用场合中使用的阀。
发明内容
本发明的一个主要目的是提供一种用于控制将燃料气体传送到燃烧器装置的系统，其中，对于这种系统的给定参数，这种分辨率得到了提高，其中放大了传送压力的“离散化”等级，如此允许更加精确和可靠地调制压力(流速)。
这个目的和其他目的将从下面的描述中变得更加清楚，通过如所附的权利要求所述的用于控制燃料气体的传送的系统的本发明，能获得这个目的和其他目的。
附图说明
从下面对本发明两个优选实施例的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加清楚，所述实施例是参照所附附图并以非限定性的例子进行描述的，其中：
图1是以纵剖面的方式显示了根据本发明的控制系统的第一实施例的示意图；
图2是根据本发明的系统的第二实施例的、与图1对应的视图；以及
图3是表示根据本发明的系统的曲线图。
具体实施方式
在所提及的附图中，用于将燃料气体(下文中简称为燃气)从传送单元运送到燃烧器装置(两者都没有示出)的主要管道用1表示。管道1在燃气入口开口2和朝向燃烧器的燃气出口开口3之间延伸。燃气的供应压力和传送压力分别表示为Pi和Pu。
通常用4表示的压力调节器设备的主体形成在管道1里；所述设备4包括伺服阀，该伺服阀限定了与闭合元件配合的阀座5，闭合元件在图中用6表示，闭合元件6的控制杆6a刚性地连接到隔膜7上，以便用于操作杆6a。隔膜7在一个侧面上经受由调节器设备4调节的压力，该压力用Pr表示，而隔膜7在另一侧面上经受调节器的校准腔8建立的压力。如在下面将详细描述的那样，在腔里作用在隔膜上的压力部分地由容纳在腔8里的校准弹簧9施加的弹性负载所形成。通过调节螺钉10可以调节作用在隔膜7上的弹性负载。由弹簧9施加在隔膜7上的压力下面表示为Pt。
根据本发明的系统还具有通常用11表示的一个单元，该单元用于调制传送压力Pu；单元11设置在管道1里并在压力调节器4的下游。调制器单元包括调制阀，该调制阀具有与闭合元件13相配合的阀座12，闭合元件13以可操作的方式连接到致动器装置，用于调制控制传送的压力Pu。
闭合元件13具有控制杆13a，该控制杆13a相对于阀座12的轴向运动由例如步进类型的驱动装置启动，驱动装置在图中用14表示，所述启动方式使得闭合元件13的调节是具有有限数目个调制等级的成比例类型。传动装置设置在驱动装置14和杆13a之间，且包括例如阴阳螺纹连接装置，用于将驱动装置的旋转运动转换为杆的平移运动。
上面提到的调制阀可以是申请人的意大利专利申请PD2001A000240中所描述的类型，因此，上述专利申请的描述可以包括在这里，以对没有表述性地提到的其他特征作为参考。
在图中用15表示的电子板承载有各个电路组件，所述各个电路组件设置用于控制致动器装置，并由此用于控制由调制器单元执行的调制功能。
应该注意的是，阀座12的最接近的上游的压力等于调节压力Pr，而在用16表示的一个部分里，阀座的最接近的下游的燃气压力等于传送压力Pu。
根据本发明，控制系统具有管道17，该管道17使得校准腔8与调制阀的下游处的传送管道1的部分16流动连通。所述连接使得传送压力信号Pu被带入到校准腔8里，使得在腔里隔膜7经受的压力是校准压力和传送压力Pu的总和。由于在隔膜7的两侧上的压力平衡，由调节器调节的压力Pr由此等于压力Pt和Pu的作用的总和(Pr＝Pt+Pu)。
如果在调制器的上游和下游处的压力之间的比例用G来表示(G＝Pu/Pr)，该比例限定了在断路情况下系统的压力增加量(即，在没有连接管道17的情况下在系统的输出端能获得的结果)，然后根据本发明的控制系统，数量Pu根据下面的公式而变化：
Pu＝Pt(1/G-1)
结果，当Pu减小时，增加量G减小，允许分辨率R增加，其中R＝1(dPu/dX)，其中R与调制器单元的闭合元件13沿着它自己的主轴线X的运动相联系，且与Pu成反比。具体地，如果调制器单元11的闭合元件13由具有等级(具有预先选择的数目个“级别(step)”)的任何类型线性致动器操作，那么R＝1(dPu/dStep)(dPu/d级别)。
图3显示了一曲线图，该曲线图中纵坐标上是“Pu”，横坐标上是等级(级别)，其中，曲线A(实线)代表处于断路情况下没有连接管道17的系统，而曲线B(虚线)代表根据本发明的系统。
具体参考图2，在根据本发明的系统的第二实施例中，类似于前面实施例的细节用相同的附图标记表示，根据本发明的系统的第二实施例提供了与空气-燃气混合器设备18相连通的调制器单元11，以便获得要运送到燃烧器的燃料混合物。更具体地，由风扇19产生被送进混合器18的空气流，风扇19的输出被引入到混合区域里，该混合区域例如形成具有文氏管，由处于压力Pu的调制器单元11传送的燃气被注入到该文氏管中。
所述系统具有管道20，该管道20用于使得压力调节器的校准腔8与在空气-燃气混合区域的上游处、在风扇的出口区域里限定的风扇19的外壳部分21形成流动连通，在那里存在着风扇的输出压力，该压力用Pv表示。
结果，在这种情况下，由调节器4调节的压力Pr等于校准压力和风扇输出压力的作用的总和(Pr＝Pt+Pv)。因为压力Pv与燃气传送压力Pu成比例相关，所以在这个实施例中“离散化”程度的分辨率也根据燃气传送压力Pu(或者相应地根据空气输出压力Pv)而变化。
用于控制调制器单元11的马达驱动致动器的电子板用22表示，差别压力传感器用23表示；由压力传感器23检测到的压力值被送到电子板22。压力传感器23设置有检测终端，该检测终端分别在空气管道20和燃气传送管道里设置在空气-燃气混合区域的上游处的燃气传送管道的一部分里(图2)。通过电子板22处理的信号，根据传感器23检测到的压力信号，由致动器11的操作来调制燃气压力，以便将压力差别维持在合适值，如此使得确保在空气流速和燃气流速之间的比例保持恒定。
对于一些应用场合，流动传感器可以选择为传感器23，特别对于压力差别趋向于采用的值接近于零的应用场合尤为如此。
因此本发明实现了所提出的目标，提供了上面所提到的优于已知技术方案的优点。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种用于控制将燃料气体传送到燃烧器装置的系统，这类系统包括：
-燃气传送管道(1)，其在入口开口(2)和出口开口(3)之间延伸；
-压力调节器设备(4)，其包括在管道里的伺服阀，压力调节器设备(4)具有带有隔膜控制(7)的闭合元件(6)，隔膜在一个侧面上经受由调节器设备(4)调节的压力，而在另一侧面上经受在调节器的校准腔(8)里建立的校准压力，校准弹簧(9)设置在所述腔里并作用在隔膜(7)上；
-传送压力调制器单元(11)，其包括调制阀，该调制阀具有的阀座(12)设置在压力调节器(4)的下游处的管道(1)里，并与相应的闭合元件(13)相配合，所述闭合元件(13)以可操作的方式连接到设置用于调制控制传送压力的致动器装置，其特征在于，它包括在压力调节器(4)的校准腔(8)和调制器单元(11)之间的流动连通装置，用于在腔(8)里引入与燃气传送压力成比例地相关的压力信号，使得由压力调节器(4)调节的压力又与所述压力信号相关。
2.如权利要求1所述的系统，其中，通过连接管道(17)，校准腔(8)与在调制器单元(11)的下游处的传送管道(1)流动连通，并且所述压力信号对应于通过调制阀获得的燃气传送压力。
3.如权利要求1所述的系统，其中，引入到调制器的校准腔(8)的压力信号表示与空气-燃气混合器(18)相连通的风扇(19)的空气输出压力，在空气-燃气混合器(18)中，风扇的输出空气流与通过调制单元(11)以传送压力传送的燃气流相混合。
4.如前面权利要求中任一项所述的系统，其中，调制阀(12、13)是具有有限数目个调制等级的成比例的类型。
5.如权利要求4所述的系统，其中，与所述调制阀的闭合元件(13)相联系的致动器装置包括控制杆(13a)，该控制杆(13a)的相对于对应的阀座(12)的轴向运动由步进类型的驱动装置(14)控制。
6.如权利要求5所述的系统，其中，调制器单元(11)包括驱动传递装置，该驱动传递装置适合于将驱动装置(14)的旋转运动转换为调制阀的闭合元件(13)的操作杆(13a)的平移运动。
7.如权利要求3所述的系统，其中，所述流动连通装置包括在压力调节器(4)的校准腔(8)和风扇(19)的外壳部分(21)之间连接管道(20)，风扇(19)的外壳部分(21)限定在风扇(19)的出口区域里，且位于混合器(18)的空气-燃气混合区域的上游。
8.如权利要求3或权利要求7所述的系统，其中，风扇(19)是调制类型的，且它的输出压力能够在最小和最大压力值之间选择性地调制。
9.如权利要求7所述的系统，其包括差别压力传感器(23)，该差别压力传感器(23)设置有检测终端，该检测终端分别设置在所述连接管道(20)里和在混合器(18)的空气-燃气混合区域的上游处的燃气传送管道的一部分里。
10.如权利要求9所述的系统，其包括电子板控制装置(22)，该电子板控制装置(22)设置为根据由所述差别压力传感器(23)检测的压力信号来处理用于控制所述致动器装置的控制信号，使得调制所述传送压力，以便将压力差别维持在一个合适值，从而确保在空气流速和燃气流速之间的比例保持恒定。

Claims (8)

1.一种用于控制将燃料气体传送到燃烧器装置的系统，包括：
-燃气传送管道(1)，其在入口开口(2)和出口开口(3)之间延伸；
-压力调节器设备(4)，其包括在管道里的伺服阀，压力调节器设备(4)具有带有隔膜控制(7)的闭合元件(6)，隔膜在一个侧面上经受由调节器设备(4)调节的压力，而在另一侧面上经受在调节器的校准腔(8)里建立的校准压力，校准弹簧(9)设置在所述腔里并作用在隔膜(7)上；
-传送压力调制器单元(11)，其包括调制阀，该调制阀具有的阀座(12)设置在压力调节器(4)的下游处的管道(1)里，并与相应的闭合元件(13)相配合，所述闭合元件(13)以可操作的方式连接到设置用于调制控制传送压力的致动器装置，其特征在于，它包括在压力调节器(4)的校准腔(8)和调制器单元(11)之间的流动连通装置，用于在腔(8)里引入与燃气传送压力成比例地相关的压力信号，使得由压力调节器(4)调节的压力又与所述压力信号相关。
2.如权利要求1所述的系统，其中，通过连接管道(17)，校准腔(8)与在调制器单元(11)的下游处的传送管道(1)流动连通，并且所述压力信号对应于通过调制阀获得的燃气传送压力。
3.如权利要求1所述的系统，其中，引入到调制器的校准腔(8)的压力信号表示与空气-燃气混合器(18)相连通的风扇(19)的空气输出压力，在空气-燃气混合器(18)中，风扇的输出空气流与通过调制单元(11)以传送压力传送的燃气流相混合。
4.如前面权利要求中任一项所述的系统，其中，调制阀(12、13)是具有有限数目个调制等级的成比例的类型。
5.如权利要求4所述的系统，其中，与所述调制阀的闭合元件(13)相联系的致动器装置包括控制杆(13a)，该控制杆(13a)的相对于对应的阀座(12)的轴向运动由步进类型的驱动装置(14)控制。
6.如权利要求5所述的系统，其中，调制器单元(11)包括驱动传递装置，该驱动传递装置适合于将驱动装置(14)的旋转运动转换为调制阀的闭合元件(13)的操作杆(13a)的平移运动。
7.如权利要求3所述的系统，其中，所述流动连通装置包括在压力调节器(4)的校准腔(8)和风扇(19)的外壳部分(21)之间连接管道(20)，风扇(19)的外壳部分(21)限定在风扇(19)的出口区域里，且位于混合器(18)的空气-燃气混合区域的上游。
8.如权利要求3或权利要求7所述的系统，其中，风扇(19)是调制类型的，且它的输出压力能够在最小和最大压力值之间选择性地调制。
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