RU2351848C1

RU2351848C1 - Energy-independent gas valve

Info

Publication number: RU2351848C1
Application number: RU2007126309/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Сердюков (RU); Алексей Алексеевич Сердюков; Алексей Максимович Сердюков (RU); Алексей Максимович Сердюков
Original assignee: Алексей Алексеевич Сердюков; Алексей Максимович Сердюков
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-04-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: present invention pertains to power engineering, particularly to gas valves used in gas fuel burners and can be used in gas burners of external steam and hot water boilers. The energy-independent gas valve has a stopper with a housing, on the thread of which is mounted a membrane device for controlling closing and opening of the valve of the stopper seat, which consists of a membrane with a rigid centre and rod, top and bottom covers, sealed to each other and the membrane. With provision for controlling the membrane, the top cover is fitted with a two-position damper, pressure source nozzle and drainage nozzle, throttle and pulse tubes. The membrane used for controlling the two-position damper is the second side of the membrane with a rigid centre with the under-membrane space insulated from the housing of the stopper with the valve seat. The housing of the stopper is used as the housing with the valve seat.

EFFECT: simplification of design, increased reliability and cost effectiveness.

3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к энергетике, в частности к энергонезависимым газовым клапанам, используемым в устройствах для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов наружного размещения.The invention relates to energy, in particular to non-volatile gas valves used in devices for burning gaseous fuels, and can be used in gas burner devices of steam and hot water boilers for outdoor use.

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 концам, 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 ends to be bent to a predetermined angle relative to its plane towards the flow, while the plate is provided with a pivot axis perpendicular to the longitudinal axis of the housing and its end bent at an angle 10-15 ° (see 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 manufactured by the industry). The second disadvantage of this burner is the lack of an electrical signal to turn on and 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 близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является энергонезависимый газовый клапан, содержащий вентиль с корпусом, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство для управления открытием-закрытием клапана седла вентиля, которое состоит из мембраны с жестким центром и штоком, верхней и нижней крышек, соединенных герметично между собой и мембраной, при этом на верхней крышке установлена с возможностью управления мембраной двухпозиционная заслонка, сопло источника давления и дренажное сопло, дроссель, импульсные трубки (см. Энергонезависимый газовый клапан. 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 non-volatile gas valve containing a valve with a housing, on the thread of which is mounted a membrane device for controlling the opening and closing of the valve of the valve seat, which consists of a membrane with a rigid center and a rod, upper and the lower covers, tightly connected between themselves and the membrane, while on the upper cover is installed with the ability to control the membrane on-off damper, nozzle source pressure nozzle and drainage nozzle, throttle, impulse tubes (see. Non-volatile gas valve. RGU-M1 instruction manual (Ca 2.574.023.RE OJSC Starorusspribor Plant, 175200 Staraya Russa, Novgorod Region, Mineralnaya St., 24 )).

Недостатком данного газового клапана является сложность конструкции, невысокая надежность и экономичность.The disadvantage of this gas valve is the design complexity, low reliability and efficiency.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению конструкции, повышению надежности и экономичности клапана за счет постоянного автоматического регулирования мощности в зависимости от температуры наружного воздуха.The technical result that can be achieved using the present invention is to simplify the design, increase the reliability and economy of the valve due to the constant automatic control of power depending on the temperature of the outdoor air.

Технический результат достигается с помощью энергонезависимого газового клапана, содержащего вентиль с корпусом, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство для управления открытием-закрытием клапана седла вентиля, которое состоит из мембраны с жестким центром и штоком, верхней и нижней крышек, соединенных герметично между собой и мембраной, при этом на верхней крышке установлена с возможностью управления мембраной двухпозиционная заслонка, сопло источника давления и дренажное сопло, дроссель, импульсные трубки, при этом в качестве мембраны, управляющей двухпозиционной заслонкой, используют вторую сторону мембраны с жестким центром с подмембранным пространством, изолированным от корпуса вентиля с седлом клапана, а в качестве корпуса с седлом клапана используют корпус вентиля.The technical result is achieved by means of a non-volatile gas valve containing a valve with a housing, on the thread of which a membrane device is mounted to control the opening and closing of the valve of the valve seat, which consists of a membrane with a rigid center and stem, upper and lower covers, tightly connected to each other and the membrane at the same time, a two-position damper, a pressure source nozzle and a drainage nozzle, a throttle, impulse tubes are installed on the top cover with the ability to control the membrane the second side of the membrane with a rigid center with a submembrane space isolated from the valve body with the valve seat is used as the membrane controlling the on / off valve, and the valve body is used as the body with the valve seat.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 дан энергонезависимый газовый клапан, общий вид.Figure 1 shows a non-volatile gas valve, General view.

На фиг.2 - то же, разрез.Figure 2 is the same section.

На фиг.3 - то же, устройство для ручного выключения подачи газа.Figure 3 - the same device for manually turning off the gas supply.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Энергонезависимый газовый клапан состоит из корпуса стандартного вентиля 1, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство 2 для управления открытием-закрытием клапаном 3 седла 4 вентиля 1, мембранное устройство 2 состоит из мембраны 5 с жестким центром 6 и штоком 7, верхней крышки 8, нижней крышки 9, соединенных герметично между собой и мембраной 5, на верхней крышке 8 установлена двухпозиционная заслонка (не обозначена), имеется сопло источника давления 10 и дренажное сопло 11, двухпозиционная заслонка подпружинена пружиной 12, внутрь этой заслонки входит верхняя часть штока 7, подмембранная полость изолирована от корпуса энергонезависимого клапана уплотнителем 13, в нижней крышке 9 установлен штуцер 14 с жиклером 15 и с каналом 16 для отвода газа, в этой же крышке 9 установлено устройство 17 для ручного выключения подачи газа с подпружиненным штоком 18, отверстиями 19 и 20, соединяемые через полость устройства 17, подмембранное пространство с атмосферой, на штоке 18 закреплен рычаг 21, в верхней крышке 8 содержится канал 22 для подачи газа от источника давления через отверстие 23 в надмембранную полость, при этом подмембранная полость отделена от полости корпуса вентиля 1 уплотнителем 13, также клапан содержит запальную горелку с запальником 24, пусковую кнопку 25, датчик сетевого газа 26, датчик пламени 27, термобиметаллическую пластину 28, запорный клапан 29, основную горелку 30, топку 31, датчик тяги 32, датчик температуры 33, импульсные трубки 34, соединяющие через резьбовые штуцеры все вышеперечисленные элементы с мембранным устройством 2 (не показано).The non-volatile gas valve consists of a body of a standard valve 1, on the thread of which a membrane device 2 is mounted to control the opening and closing of the valve 3 of the seat 4 of the valve 1, the membrane device 2 consists of a membrane 5 with a rigid center 6 and a stem 7, an upper cover 8, a lower cover 9, connected tightly between themselves and the membrane 5, on the top cover 8 there is a two-position shutter (not indicated), there is a nozzle of a pressure source 10 and a drainage nozzle 11, a two-position shutter is spring-loaded by a spring 12, inside it the damper includes the upper part of the rod 7, the submembrane cavity is isolated from the non-volatile valve body with a seal 13, a fitting 14 with a nozzle 15 and a channel 16 for venting gas is installed in the bottom cover 9, a device 17 for manually turning off the gas supply with a spring is installed in the same cap 9 rod 18, holes 19 and 20, connected through the cavity of the device 17, a submembrane space with the atmosphere, a lever 21 is fixed on the rod 18, in the upper cover 8 there is a channel 22 for supplying gas from the pressure source through the hole 23 in the press the wound cavity, while the submembrane cavity is separated from the cavity of the valve body 1 by a seal 13, the valve also includes an ignition burner with an igniter 24, a start button 25, a network gas sensor 26, a flame sensor 27, a thermo-bimetallic plate 28, a shut-off valve 29, a main burner 30, the furnace 31, the thrust sensor 32, the temperature sensor 33, the impulse tubes 34, connecting through the threaded fittings all of the above elements with a membrane device 2 (not shown).

Энергонезависимый газовый клапан работает следующим образом.Non-volatile gas valve operates as follows.

Нажимают на пусковую кнопку 25 и зажигают запальник 24 газовой горелки, газ из газопровода (не показан) поступает по импульсным трубкам 34 в сопло источника давления 10 и через датчик сетевого газа 26 по импульсным трубкам 34 в жиклер 15 штуцера 14 по каналу 16 в подмембранное пространство, одновременно газ поступает через отверстие и 22 в надмембранную полость, после нагрева термобиметаллической пластины 28 пламенем запальника 24, пусковую кнопку 25 отпускают, датчик сетевого газа 26 будет поддерживаться в открытом состоянии термобиметаллической пластиной 28, во все время работы запальника 24, ввиду того, что газ из газопровода постоянно поступает через сопло источника давления 10 в надмембранное пространство, шток 7 вместе с жестким центром 6 переместится вниз и клапан 3 опустится на седло 4 вентиля 1, при этом пружина 12 переместит двухпозиционную заслонку вниз на дренажное сопло 11, при закрытых датчиках пламени 27, тяги 32, температуры 33, через жиклер 15 газ надтекает в подмембранное пространство, а так как подмембранная полость изолирована от корпуса вентиля 1 уплотнителем 13, давление над мембраной уравнивается, универсальный энергонезависимый газовый клапан готов к работе, открывают кран 29, давление газа после клапана 3 снижается, клапан 3 поднимается, горелка 30 включается в работу, отработанные газы в топке 31 удаляются в дымовую трубу, омывая при этом датчик тяги 32, шток 7 перемещает двухпозиционную заслонку вверх, открывая дренажное сопло 11 и в конце хода сжав пружину 12, закрывает сопло источника давления 10, газ из надмембранной полости через импульсную трубку 34 удаляется в топку 31, основная горелка 30 будет работать до тех пор, пока не сработает один из датчиков 27, 32, 33, тогда в подмембранной полости скачкообразно уменьшится давление газа, жесткий центр 6 вместе со штоком 7 переместится вниз и клапан 3 опустится на седло 4 корпуса вентиля 1, горелка 30 выключится. Двухпозиционная заслонка под воздействием пружины 12 переместится вниз, откроет сопло источника давления 10 и закроет дренажное сопло 11, надмембранная полость через каналы 23 и 22 заполнится газом, то же самое произойдет и при ручном выключении газа, поворачивая рычаг 21 на 90° устройства 17 для ручного выключения газа, подпружиненный шток 18 переместится влево и газ из подмембранного пространства через отверстия 29 и 20 удалится в атмосферу, жесткий центр 6 со штоком 7 переместится вниз и клапан 3 опустится на седло 4 корпуса вентиля 1, горелка 30 выключится и будет находиться в этом состоянии до возвращения рычага 21 в исходное состояние, таким образом, горелка 30 постоянно включается-выключается при срабатывании датчиков температуры 33 и тяги 32, при погасании пламени запальника 24 термобиметаллическая пластина 28 остывает и открывает вначале сопло датчика пламени 27, в подмембранной полости скачкообразно уменьшается давление газа, жесткий центр 6 со штоком 7 переместится вниз и клапан 3 опустится на седло 4 корпуса вентиля 1, горелка 30 выключится, затем термобиметаллическая пластина 28 закроет датчик сетевого газа 26 и газ перестанет поступать в подмембранное пространство, в надмембранном пространстве содержится газ под давлением (дренажное сопло 11 закрыто), а в подмембранном пространстве нет давления (открыто сопло датчика пламени 27), не будут работать горелка 30 и запальник 24, в этом случае необходимо осуществить устранение причин, приведших к погасанию запальника 24 и вручную осуществить повторный розжиг горелки 30, как описано выше, при понижении давления газа клапан 3 не будет открыт, горелка 30 работать не будет, при повышении давления газа до минимальной расчетной величины горелка 30 автоматически включится в работу.Press the start button 25 and light the igniter 24 of the gas burner, gas from the gas pipeline (not shown) flows through the impulse pipes 34 to the nozzle of the pressure source 10 and through the gas sensor 26 through the impulse pipes 34 to the nozzle 15 of the fitting 14 through the channel 16 into the submembrane space , at the same time, gas enters through the opening and 22 into the supramembrane cavity, after heating the thermobimetallic plate 28 with the igniter flame 24, the start button 25 is released, the network gas sensor 26 will be maintained in the open state of the thermobimetallic plasma muddy 28, during the entire operation of the pilot 24, due to the fact that gas from the pipeline constantly flows through the nozzle of the pressure source 10 into the supmembrane space, the rod 7 together with the rigid center 6 will move down and valve 3 will lower to the seat 4 of valve 1, while the spring 12 will move the on / off valve down to the drainage nozzle 11, with the flame sensors 27, rod 32, temperature 33 closed, gas flows through the nozzle 15 into the submembrane space, and since the submembrane cavity is isolated from valve body 1 by the seal 13, the pressure above the membrane the wound is equalized, the universal non-volatile gas valve is ready for operation, the valve 29 is opened, the gas pressure after valve 3 decreases, the valve 3 rises, the burner 30 is turned on, the exhaust gases in the furnace 31 are removed into the chimney, washing the draft sensor 32, the rod 7 moves the on-off damper upward, opening the drainage nozzle 11 and compressing the spring 12 at the end of the stroke, closes the nozzle of the pressure source 10, gas from the membrane above the membrane through the impulse tube 34 is removed into the furnace 31, the main burner 30 will work until eye does not work one of the sensors 27, 32, 33, whereas in the cavity submembrane abruptly reduced gas pressure, a hard center 6 together with the rod 7 moves down and drops the valve 3 on the seat 4 of the valve body 1, the burner 30 turned off. The two-position shutter, under the influence of the spring 12, will move down, open the nozzle of the pressure source 10 and close the drain nozzle 11, the supranembrane cavity will be filled with gas through channels 23 and 22, the same thing will happen when the gas is turned off manually, turning the lever 21 through 90 ° of the device 17 for manual off the gas, the spring-loaded stem 18 will move to the left and the gas from the submembrane space through the openings 29 and 20 will be discharged into the atmosphere, the rigid center 6 with the stem 7 will move down and valve 3 will lower to the seat 4 of the valve body 1, the burner 30 will be off It is read and will remain in this state until the lever 21 returns to its initial state, thus, the burner 30 constantly turns on and off when the temperature sensors 33 and the rod 32 are triggered, when the igniter flame 24 extinguishes, the thermo-bimetallic plate 28 cools and first opens the nozzle of the flame sensor 27, in the submembrane cavity, the gas pressure abruptly decreases, the rigid center 6 with the stem 7 moves down and valve 3 lowers onto the seat 4 of the valve body 1, the burner 30 turns off, then the thermobimetal plate 28 closes There is a network gas sensor 26 and gas will no longer flow into the submembrane space, the gas above the membrane contains gas under pressure (the drain nozzle 11 is closed), and there is no pressure in the submembrane space (the flame sensor nozzle 27 is open), the burner 30 and the igniter 24 will not work, in this case, it is necessary to eliminate the causes that led to the extinction of the igniter 24 and manually re-ignite the burner 30, as described above, when the gas pressure decreases, valve 3 will not open, the burner 30 will not work, if it increases calculated value to the minimum pressure of the gas burner 30 is automatically switched into operation.

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:

- функция самоконтролируемости;- the function of self-control;

- упрощение конструкции;- simplification of the design;

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

- наличие электрического сигнала на включение-отключение газового клапана;- the presence of an electrical signal to enable / disable the gas valve;

- точность пропорционирования расхода газа и воздуха при изменении мощности горелки в зависимости от температуры наружного воздуха.- the accuracy of the proportioning of the gas and air flow when changing the power of the burner depending on the temperature of the outdoor air.

Claims

A non-volatile gas valve comprising a valve with a housing on the thread of which is mounted a membrane device for controlling the opening and closing of the valve of the valve seat, which consists of a membrane with a rigid center and stem, upper and lower covers, tightly connected to each other and the membrane, while on the upper the cover is installed with the ability to control the membrane, a two-position shutter, a pressure source nozzle and a drainage nozzle, a throttle, impulse tubes, characterized in that as a membrane controlling two ozitsionnoy flap, a second side of the membrane is used with a rigid center with submembrane space isolated from the valve body with the valve seat, but as a body with the valve seat of the valve housing are used.