RU2309331C1

RU2309331C1 - Two-step atmospheric gas burner

Info

Publication number: RU2309331C1
Application number: RU2006110159/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Сердюков (RU); Алексей Алексеевич Сердюков
Original assignee: Алексей Алексеевич Сердюков
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-27

Abstract

FIELD: heat-and-power industry; other industries; production of the two-stage atmospheric gas burner.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the heat-and-power industry, in particular, to the devices for burning of the gaseous fuel and may be used in the gas-burner devices of the steam and the water-heating boilers. The two-stage atmospheric gas burner contains two gas regulators with two steps connected sequentially, each of which consists of the control and adjustment unit, the flame and traction sensors, two cocks, the sensor of then igniter with the bimetallic plate connected to the burner, three thermoregulators. At that each the control and adjustment unit consists of the mains-operated gas start button, the membrane with the rigid center gate with the seat, the above-membrane cavity, the membrane and the two-position shutter, the drain nozzle and the nozzle of the pressure source, the choke with the channel. The burner is supplied with the sensor of mains-operated gas and at that the bimetallic plate of the sensor of the igniter is made with the capability of opening of the sensor of mains-operated gas with the simultaneous closure of the burner igniter nozzle and feeding of the mains-operated gas into the choke with the channel of the gas regulators of the both steps of the burner, and the gas regulators are supplied with the sensors of the thermoregulators connected to the thermoregulators accordingly. The invention allows to ensure automatic regulation of the temperature of the heat-transfer medium, to simplify the design and to increase reliability.

EFFECT: the invention ensures automatic regulation of the temperature of the heat-transfer medium, simplification of the design and the increased reliability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов.The invention relates to energy, in particular to devices for burning gaseous fuels, and can be used in gas burner devices of steam and hot water boilers.

Уровень техникиState of the art

Известен сопловый узел горелки, содержащий корпус с установленной за его пределами направляющей пластиной с отогнутым на заданный угол относительно ее плоскости навстречу потоку концом, при этом пластина со стороны, противоположной отогнутому концу, снабжена перпендикулярной продольной оси корпуса поворотной осью, а ее конец отогнут на угол 10-15° (см. а.с. СССР № 989244, кл. F23D 13/26).Known nozzle assembly of the burner, comprising a housing with a guide plate mounted outside it and bent at a predetermined angle relative to its plane towards the flow end, while the plate from the side opposite the bent end is provided with a pivot axis perpendicular to the longitudinal axis of the housing and its end bent at an angle 10-15 ° (see the AS of the USSR No. 989244, class F23D 13/26).

Недостатком данного соплового узла горелки является недостаточное смешение газа с первичным воздухом и качество сгорания.The disadvantage of this nozzle unit of the burner is the insufficient mixing of gas with primary air and the quality of combustion.

Известна атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиками пламени, тяги каналом контроля, при этом она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами (см. пат. РФ № 2196939, кл. F23N 1/10, F23D 14/60).Known atmospheric gas burner containing a gas regulator, consisting of a control unit connected to a temperature sensor using a control channel, a control unit connected to flame sensors, traction control channel, while it is equipped with a second gas regulator consisting of a control unit connected to temperature and outdoor air sensors, the control unit, while the second gas regulator is installed with the possibility of parallel connection of the cavities of the control units and the temperature sensor zhnogo air by connecting a second regulation unit of the gas regulator, wherein the percentage of gas supply to the burner controls both valves installed (see. US Pat. RF № 2196939, cl. F23N 1/10, F23D 14/60).

Недостатком данной горелки является низкая мощность из-за применения газовых регуляторов с пропускной способностью 12 м³/час каждого (газовые регуляторы с большей мощностью промышленностью не выпускаются). Вторым недостатком данной горелки является отсутствие электрического сигнала на включение-отключение горелки в зависимости от работы циркуляционных насосов электродвигателей дымососов и других электрических агрегатов отопительной системы.The disadvantage of this burner is its low power due to the use of gas regulators with a throughput of 12 m ³ / hour each (gas regulators with a higher capacity are not produced by the industry). The second disadvantage of this burner is the lack of an electrical signal to turn on / off the burner, depending on the operation of the circulation pumps of the smoke exhaust motors and other electrical units of the heating system.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятой автором за прототип является двухступенчатая атмосферная газовая горелка, содержащая два газовых регулятора, соединенных последовательно, каждый из которых состоит из блока контроля и регулирования, датчики пламени и тяги, два крана, датчик запальника с биметаллической пластиной, соединенный с горелкой, и топку, три терморегулятора, причем каждый блок контроля и регулирования состоит из пусковой кнопки к сетевому газу, мембраны с жестким центром клапана с седлом, надмембранной полости, мембраны и двухпозиционной заслонки, дренажного сопла и сопла источника давления, дросселя с каналом (см. Двухступенчатая атмосферная газовая горелка. РГУ-М1 руководство по эксплуатации. Са 2.574.023.РЭ ОАО "Завод Староруссприбор" 175200 г. Старая Русса, Новгородская область, ул. Минеральная, 24 ).The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the author for the prototype is a two-stage atmospheric gas burner containing two gas regulators connected in series, each of which consists of a control and regulation unit, flame and traction sensors, two valves, an ignition sensor with bimetallic a plate connected to the burner, and a furnace, three temperature regulators, each control and regulation unit consists of a start button to the network gas, a membrane with a rigid center a valve with a seat, a supranembrane cavity, a membrane and a two-position shutter, a drainage nozzle and a pressure source nozzle, a throttle with a channel (see. Two-stage atmospheric gas burner. RGU-M1 operating manual. Ca 2.574.023.RE Starusspribor Plant 175200 g Staraya Russa, Novgorod Region, Mineralnaya St. 24).

Недостатком данной горелки является сложность конструкции, невысокая надежность, а также требуется более квалифицированный персонал газовых служб для ее обслуживания.The disadvantage of this burner is the design complexity, low reliability, and more qualified personnel of gas services for its maintenance are also required.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к автоматическому регулированию температуры теплоносителя, упрощению конструкции и повышению его надежности.The technical result that can be obtained using the present invention is to automatically control the temperature of the coolant, simplify the design and increase its reliability.

Технический результат достигается с помощью двухступенчатой атмосферной газовой горелки, содержащей два газовых регулятора с двумя ступенями, соединенных последовательно, каждый из которых состоит из блока контроля и регулирования, датчики пламени и тяги, два крана, датчик запальника с биметаллической пластиной, соединенный с горелкой, три терморегулятора, причем каждый блок контроля и регулирования состоит из пусковой кнопки к сетевому газу, мембраны с жестким центром клапана с седлом, надмембранной полости, мембраны и двухпозиционной заслонки, дренажного сопла и сопла источника давления, дросселя с каналом, при этом она снабжена датчиком сетевого газа, причем биметаллическая пластина датчика запальника выполнена с возможностью открытия датчика сетевого газа с одновременным закрытием сопла датчика запальника и подачей сетевого газа в дроссель с каналом газовых регуляторов обеих ступеней горелки, а газовые регуляторы снабжены датчиками терморегуляторов, соединенных с тремя терморегуляторами, соответственно.The technical result is achieved using a two-stage atmospheric gas burner containing two gas regulators with two steps connected in series, each of which consists of a control and regulation unit, flame and traction sensors, two valves, an ignition sensor with a bimetallic plate connected to the burner, three temperature regulator, and each control and regulation unit consists of a start button to the network gas, a membrane with a rigid center of the valve with a seat, a supmembrane cavity, a membrane and a two-position th flap, drainage nozzle and nozzle of a pressure source, a throttle with a channel, while it is equipped with a network gas sensor, moreover, the bimetal plate of the ignition sensor is configured to open the network gas sensor while closing the nozzle of the ignition sensor and supplying gas to the throttle channel of the gas regulators both stages of the burner, and gas controllers are equipped with sensors of temperature controllers connected to three temperature controllers, respectively.

На чертеже дана двухступенчатая атмосферная газовая горелка, общий вид.The drawing shows a two-stage atmospheric gas burner, a General view.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Двухступенчатая атмосферная газовая горелка содержит два газовых регулятора 1 с двумя ступенями, соединенных последовательно, каждый из которых состоит из блока 2 контроля и регулирования, причем каждый блок 2 контроля и регулирования состоит из пусковой кнопки 3 к сетевому газу, мембраны (не обозначена) с жестким центром клапана 4 с седлом 5, надмембранной полости 6, мембраны 7 и двухпозиционной заслонки 8, дренажного сопла 9 и сопла 10 источника давления, дросселя 11 с каналом 12, датчик пламени 13 и датчик тяги 14, краны 15 и 16, датчик запальника 17 с биметаллической пластиной (не обозначена), соединенной с горелкой 18, и топку 19, датчик сетевого газа 20, терморегуляторы 21, 22, 23 с датчиками терморегуляторов 24, 25, 26 соответственно, импульсные трубки (не обозначены), при этом биметаллическая пластина датчика запальника 17 выполнена с возможностью открытия датчика сетевого газа 20 с одновременным закрытием сопла датчика запальника 17 и подачей сетевого газа в дроссель 11 с каналом 12 газовых регуляторов 1 обеих ступеней горелки 18.A two-stage atmospheric gas burner contains two gas regulators 1 with two stages connected in series, each of which consists of a control and regulation unit 2, and each control and regulation unit 2 consists of a start button 3 for network gas, a membrane (not indicated) with a hard the center of the valve 4 with a seat 5, a supranembrane cavity 6, a membrane 7 and an on-off valve 8, a drainage nozzle 9 and a nozzle 10 of a pressure source, a throttle 11 with a channel 12, a flame sensor 13 and a draft sensor 14, valves 15 and 16, an ignition sensor 17 s b with a metal plate (not indicated) connected to the burner 18 and the firebox 19, the network gas sensor 20, thermostats 21, 22, 23 with thermostats sensors 24, 25, 26, respectively, the impulse tubes (not marked), while the bimetal plate of the igniter sensor 17 is arranged to open the network gas sensor 20 while simultaneously closing the nozzle of the ignition sensor 17 and supplying the network gas to the inductor 11 with the channel 12 of the gas regulators 1 of both stages of the burner 18.

Двухступенчатая атмосферная газовая горелка работает следующим образом.A two-stage atmospheric gas burner operates as follows.

Включение в работу и срабатывание газовых регуляторов 1 происходит следующим образом: при закрытых кранах 15, 16 горелки 18 нажатием на пусковую кнопку 3 блока 2 контроля и регулирования регулятора 1 первой ступени осуществляют подачу газа на запальник 17, который зажигают. Газ одновременно через дроссель 11 и канал 12 поступает в надмембранную полость 6, где происходит повышение давления при закрытии сопла биметаллической пластиной датчика пламени 13 от пламени запальника 17, при закрытых соплах датчика тяги 14 и сопла датчика терморегулятора 26, терморегулятора 23, при этом мембрана 7 перемещается вниз и двухпозиционная заслонка 8 перемещается с дренажного сопла 9 на сопло 10 источника давления, происходит опорожнение надмембранного пространства клапана 4, мембрана с жестким центром с этим клапаном 4 отходит от седла 5, одновременно с закрытием сопла датчика пламени 13 открывается сопло датчика сетевого газа 20, газ поступает через это сопло в запальник 17, пусковую кнопку 3 отпускают, запальник 17 продолжает гореть, и в канал 12, надмембранную полость 6 через дроссель 12 поступает газ. Открывая кран 15, осуществляют подачу газа на первую ступень горелки 18. Одновременно газ поступает в регулятор 1 второй ступени, и, если сопло датчика терморегулятора 24 терморегулятора 21 и сопло датчика терморегулятора 25 терморегулятора 22 закрыты, открывая кран 16, включают вторую ступень горелки 18, которая работает на полную мощность. При нагреве системы отопления до установленной терморегулятором 21 температуры сопло датчика терморегулятора 24 открывается, в надмембранной полости 6 регулятора 1 второй ступени скачкообразно уменьшается давление. Мембрана 7 перемещается вверх, двухпозиционная заслонка 8 перекладывается с сопла 10 источника давления на дренажное сопло 9, происходит заполнение надмембранного пространства клапана 4, клапан 4 опускается на седло 5, подача газа через регулятор 1 второй ступени прекращается, ступень выключается из работы. То же происходит и при открытии сопла датчика терморегулятора 25 терморегулятора 22, настроенного на выключение второй ступени регулятора 1 при положительной температуре наружного воздуха, при этом первая ступень горелки 18 стабильно работает, так как терморегулятор 23 с датчиком терморегулятора 26 настроены на предельно допустимую температуру теплоносителя в котле. При снижении температуры сопло датчика терморегулятора 24 терморегулятора 21 закрывается, газ через канал 12, дроссель 11 заполняет надмембранную полость 6, если закрыто сопло датчика терморегулятора 25 терморегулятора 22, мембрана 7 перемещается вниз, двухпозиционная заслонка 8 перекладывается с дренажного сопла 9 на сопло 10 источника давления, происходит опорожнение надмембранного пространства клапана 4, который отходит от седла 5, подача газа через второй регулятор 1 возобновляется, при этом первая ступень горелки 18 работает постоянно. Так как регуляторы 1 первой и второй ступени одинаковы, то при открытии сопел датчика тяги 14 датчика терморегулятора 26 терморегулятора 23, подача газа или прекращается, или возобновляется при закрытии сопел этих датчиков, причем подача газа прекращается и во вторую ступень горелки 18 и восстанавливается также и для второй ступени горелки 18, при этом запальник 17 горит и в каналы 12 дросселя 11 продолжает поступать газ, вмешательство оператора во всех перечисленных случаях не требуется. При погасании пламени запальника 17 сопло запальника 17 открывается и одновременно закрывается сопло датчика сетевого газа 20. Давление в надмембранной полости 6 регулятора 1 первой ступени падает, мембрана 7 перемещается вверх, двухпозиционная заслонка 8 перекладывается с сопла 10 источника давления на дренажное сопло 9, надмембранная полость клапана 4 заполняется газом, клапан 4 опускается на седло 5, прекращая полностью подачу газа на горелку 18, а так как закрыто сопло датчика сетевого газа 20, отключается полностью автоматика управления обоими регуляторами, необходимо устранить причину погасания запальника 17, закрыть краны 15 и 16 и осуществить розжиг горелки 18, как описано выше.The start-up and operation of the gas regulators 1 is as follows: with the valves 15, 16 of the burner 18 closed, by pressing the start button 3 of the control and regulation unit 2 of the first stage regulator 1, gas is supplied to the igniter 17, which is ignited. Gas simultaneously through the throttle 11 and channel 12 enters the supramembrane cavity 6, where the pressure increases when the nozzle is closed with a bimetallic plate of the flame sensor 13 from the igniter flame 17, with the closed nozzles of the draft sensor 14 and the nozzle of the temperature controller 26, thermostat 23, while the membrane 7 moves downward and the on-off valve 8 moves from the drainage nozzle 9 to the nozzle 10 of the pressure source, the supramembrane space of the valve 4 is emptied, the membrane with a rigid center with this valve 4 moves away from the 5, at the same time as the nozzle of the flame sensor 13 is closed, the nozzle of the network gas sensor 20 opens, gas enters through the nozzle into the igniter 17, the start button 3 is released, the ignitor 17 continues to burn, and gas enters the channel 12, the above-membrane cavity 6 through the throttle 12. Opening the valve 15, gas is supplied to the first stage of the burner 18. Simultaneously, gas enters the controller 1 of the second stage, and if the nozzle of the sensor of the temperature regulator 24 of the temperature regulator 21 and the nozzle of the sensor of the temperature regulator 25 of the temperature regulator 22 are closed, opening the valve 16 includes the second stage of the burner 18, which works at full capacity. When the heating system is heated to the temperature set by the thermostat 21, the nozzle of the sensor of the thermostat 24 opens, and the pressure in the supmembrane cavity 6 of the second stage regulator 1 decreases abruptly. The membrane 7 moves upward, the on-off valve 8 is transferred from the nozzle 10 of the pressure source to the drainage nozzle 9, the supranembrane space of the valve 4 is filled, the valve 4 is lowered to the seat 5, the gas supply through the regulator 1 of the second stage is stopped, the stage is shut down. The same thing happens when you open the nozzle of the sensor of the temperature controller 25 of the temperature controller 22, configured to turn off the second stage of the controller 1 at a positive outside temperature, while the first stage of the burner 18 is working stably, since the temperature controller 23 with the sensor of the temperature controller 26 are set to the maximum permissible temperature of the heat carrier in the boiler. When the temperature decreases, the nozzle of the sensor of the temperature regulator 24 of the temperature regulator 21 closes, gas through the channel 12, the throttle 11 fills the supramembrane cavity 6, if the nozzle of the sensor of the temperature regulator 25 of the temperature regulator 22 is closed, the membrane 7 moves downward, the two-position shutter 8 is transferred from the drainage nozzle 9 to the nozzle 10 of the pressure source , the supra-membrane space of the valve 4 is emptied, which leaves the seat 5, the gas supply through the second regulator 1 is resumed, while the first stage of the burner 18 is constantly operating. Since the regulators 1 of the first and second stages are the same, when the nozzles of the draft sensor 14 of the sensor of the temperature controller 26 of the temperature controller 23 are opened, the gas supply either stops or resumes when the nozzles of these sensors are closed, and the gas supply also stops in the second stage of the burner 18 and is also restored for the second stage of the burner 18, while the igniter 17 is lit and gas continues to flow into the channels 12 of the throttle 11, operator intervention is not required in all of the above cases. When the flame of the ignitor 17 goes out, the nozzle of the ignitor 17 opens and the nozzle of the network gas sensor 20 closes at the same time. The pressure in the supranembrane cavity 6 of the first stage regulator 1 drops, the membrane 7 moves upward, the on-off damper 8 is transferred from the nozzle 10 of the pressure source to the drainage nozzle 9, the supramembrane cavity valve 4 is filled with gas, valve 4 is lowered to the seat 5, completely stopping the gas supply to the burner 18, and since the nozzle of the network gas sensor 20 is closed, the control automatics is completely turned off wallpaper regulators, it is necessary to eliminate the cause of the extinction of the igniter 17, close the valves 15 and 16 and carry out the ignition of the burner 18, as described above.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The invention in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- автоматическое регулирование температуры теплоносителя;- automatic temperature control of the coolant;

- упрощение конструкции;- simplification of the design;

- повышение надежности и мощности;- increase in reliability and power;

- наличие электрического сигнала на включение-отключение горелки;- the presence of an electrical signal to turn on / off the burner;

- точность пропорционирования расхода газа и воздуха при изменении мощности горелки.- the accuracy of the proportioning of gas and air flow when changing the power of the burner.

Claims

A two-stage atmospheric gas burner containing two gas regulators, with two stages connected in series, each of which consists of a control and regulation unit, flame and traction sensors, two valves, an ignition sensor with a bimetallic plate connected to the burner, three temperature regulators, while each control and regulation unit consists of a start button to the network gas, a membrane with a rigid center of the valve with a seat, a supmembrane cavity, a membrane and a two-position shutter, a drain nozzle and a source nozzle pressure monitor, a throttle with a channel, characterized in that it is equipped with a network gas sensor, wherein the bimetal plate of the ignition sensor is configured to open the network gas sensor while simultaneously closing the ignition sensor nozzle and supplying gas to the throttle channel of the gas regulators of both burner stages, and gas regulators are equipped with sensors of thermostats connected to thermostats, respectively.