RU2372559C1

RU2372559C1 - Nonvolatile gas valve

Info

Publication number: RU2372559C1
Application number: RU2008108365/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Сердюков (RU); Алексей Алексеевич Сердюков; Алексей Максимович Сердюков (RU); Алексей Максимович Сердюков
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2009-11-10
Also published as: RU2008108365A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention may be used in gas burner devices of outside steam and water-heating boilers. Nonvolatile gas valve comprises igniting burner with igniter, start button, detectors of draught, temperature, flame and network gas, thermal bimetallic plate, stop valve, main burner, furnace, which with the help of pulse tubes are connected to membrane device, and water supply gate with valve of gate seat. Membrane device is installed on thread of water supply gate body with the possibility of gas supply above valve and consists of membrane connected to stem, upper and lower covers tightly joined to each other and to membrane, at the same time the following components are installed on upper cover - jet valve of pressure source, drain nozzle, comb with jet and three nozzles connected accordingly to detectors of draught, temperature and flame, and stem is equipped with sealing element and is spring-loaded with spring, besides under-membrane cavity is isolated from valve body and is equipped with sealing element.

EFFECT: simplified design, increased reliability and efficiency of valve due to constant automatic control of power.

2 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.

Известен 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 2.5 74.023.РЭ ОАО «Завод Староруссприбор», 175200 г.Старая Русса, Новгородская область, ул.Минеральная, 24).Known 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 stem, upper and lower covers, tightly connected to each other and the membrane, while the top cover is installed with the ability to control the membrane, a two-position shutter, a pressure source nozzle and a drain nozzle, a throttle, impulse tubes (see. Non-volatile gas valve. RGU-M1 rukovo operation manual (Ca 2.5 74.023.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.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является автоматический газовый клапан, состоящий из двух последовательно установленных газовых клапанов, которые содержат запальную горелку с запальником, пусковую кнопку, датчики тяги, температуры, пламени и сетевого газа, термобиметаллическую пластину, запорный клапан, основную горелку, топку, которые с помощью импульсных трубок соединены с мембранным устройством, и водопроводный вентиль с клапаном седла вентиля (см. САБК 8-110А по ТУ 4858-001-25331063-2 производства ООО «ГАЗСТРОЙ», г.Ульяновск).The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the authors for the prototype is an automatic gas valve, consisting of two sequentially installed gas valves that contain a pilot burner with a pilot, start button, traction sensors, temperature, flame and network gas, thermobimetal plate, shut-off valve, main burner, firebox, which are connected with a membrane device using impulse tubes, and a water valve with a valve seat valve (see SABC 8-110A according to TU 4858-001-25331063-2 produced by GAZSTROY LLC, Ulyanovsk).

Недостатком данного газового клапана является сложность конструкции, большие габариты, невысокая надежность.The disadvantage of this gas valve is the design complexity, large dimensions, low reliability.

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.The technical result that can be achieved using the present invention is to simplify the design, increase the reliability and efficiency of the valve due to the constant automatic power control.

Технический результат достигается с помощью энергонезависимого газового клапана, содержащего запальную горелку с запальником, пусковую кнопку, датчики тяги, температуры, пламени и сетевого газа, термобиметаллическую пластину, запорный клапан, основную горелку, топку, которые с помощью импульсных трубок соединены с мембранным устройством, и водопроводный вентиль с клапаном седла вентиля, при этом мембранное устройство установлено на резьбе корпуса водопроводного вентиля с возможностью подачи газа над клапаном и состоит из мембраны, соединенной со штоком, верхней и нижней крышек, соединенных между собой и мембраной герметично, причем на верхней крышке установлен клапан, жиклер источника давления, дренажное сопло, гребенка с жиклером и три сопла, соединенные соответственно с датчиками тяги, температуры и пламени, при этом шток снабжен уплотнительным элементом и подпружинен пружиной, а подмембранная полость изолирована от корпуса клапана и снабжена уплотнительным элементом.The technical result is achieved using a non-volatile gas valve containing a pilot burner with a pilot, a start button, traction, temperature, flame and network gas sensors, a thermo-bimetal plate, a shut-off valve, a main burner, a furnace, which are connected to the membrane device using impulse tubes, and a water valve with a valve seat valve, while the membrane device is mounted on the thread of the body of the water valve with the possibility of gas supply above the valve and consists of a membrane with integrated with the rod, the upper and lower covers, interconnected with the membrane and sealed, and on the upper cover there is a valve, a pressure source nozzle, a drain nozzle, a comb with a nozzle and three nozzles connected respectively to the draft, temperature and flame sensors, while equipped with a sealing element and spring-loaded, and the submembrane cavity is isolated from the valve body and provided with a sealing element.

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.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Энергонезависимый газовый клапан состоит из корпуса 1 водопроводного вентиля, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство 2 для управления открытием-закрытием клапаном 3 седла 4 вентиля, при этом мембранное устройство 2 состоит из мембраны 5, соединенной со штоком 6, верхней крышки 7, нижней крышки 8, соединенных герметично между собой и мембраной 5, на верхней крышке 7 установлен клапан 9, имеется жиклер 10 источника давления и дренажное сопло 11, на штоке 6 имеется уплотнительный элемент 12, шток 6 подпружинен пружиной 13, а на верхней крышке 7 установлена гребенка 14, содержащая жиклер 15 и сопла 16, 17, 18, соединенные соответственно с датчиками 19, 20, 21, соответственно тяги, температуры и пламени, подмембранная полость изолирована от корпуса клапана 3 уплотнителем 22. Принципиальная схема энергонезависимого газового клапана содержит также запальную горелку с запальником 23, пусковую кнопку 24, датчик сетевого газа 25, датчик пламени 21, термобиметаллическую пластину 26, запорный клапан 27, основную горелку 28, топку 29, датчик тяги 19, датчик температуры 20, импульсные трубки 30, соединяющие через резьбовые штуцеры (не обозначены) все элементы схемы с мембранным устройством 2, при этом датчик температуры 20 имеет два сопла: сопло 31, соединенное с подмембранным пространством, и сопло 32, соединенное с надмембранным пространством.The non-volatile gas valve consists of a body 1 of the water valve, on the thread of which a membrane device 2 is mounted to control the opening and closing of the valve 3 of the valve seat 4, while the membrane device 2 consists of a membrane 5 connected to the stem 6, top cover 7, bottom cover 8 connected tightly between themselves and the membrane 5, a valve 9 is installed on the top cover 7, there is a nozzle 10 of the pressure source and a drainage nozzle 11, on the stem 6 there is a sealing element 12, the stem 6 is spring loaded 13, and on the upper roof ke 7, a comb 14 is installed, containing a nozzle 15 and nozzles 16, 17, 18, respectively connected to the sensors 19, 20, 21, respectively, of thrust, temperature and flame, the submembrane cavity is isolated from the valve body 3 by a seal 22. A circuit diagram of a non-volatile gas valve contains also an ignition burner with an igniter 23, a start button 24, a network gas sensor 25, a flame sensor 21, a thermobimetal plate 26, a shut-off valve 27, a main burner 28, a furnace 29, a draft sensor 19, a temperature sensor 20, impulse tubes 30 connecting Res threaded fittings (not indicated), all the circuit elements with the diaphragm device 2, the temperature sensor 20 has two nozzles: nozzle 31, connected to submembrane space, and a nozzle 32 connected to nadmembrannym space.

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

Поднимают пусковую кнопку 24 и зажигают запальник 23, газ из газопровода (не показан) поступает по импульсной трубке 30 в датчик сетевого газа 25, затем через который по импульсным трубкам 30 в жиклеры 10 и 15 и через сопла 16, 17, 18 к датчикам температуры 20, тяги 19, пламени 21 одновременно газ поступает в запальник 23, после нагрева термобиметаллической пластины 26 пламенем запальника 23 пусковую кнопку 24 отпускают, датчик сетевого газа 25 поддерживается в открытом состоянии термобиметаллической пластиной 26 во все время работы запальника 23, при этом ввиду того, что газ из газопровода постоянно давит на клапан 3, то клапан 3 находится в положении «закрыто». При закрытых датчиках пламени 21 и тяги 19 сопла 31 датчика температуры 20 через жиклер 15 газ надтекает в подмембранное пространство, образованное мембраной 5 и нижней крышкой 8, а так как подмембранная полость изолирована от корпуса 1 клапана 3 уплотнителем 22, давление под мембраной 5 поднимается и, преодолевая сопротивление противодавления клапана 3, мембрана 5 через шток 6 поднимает клапан 3 над седлом 4 корпуса 1 вентиля, затем открывают запорный клапан 27, горелка 28 включается в работу, отработанные газы в топке 29 удаляются в дымовую трубу (не показана), омывая при этом датчик тяги 19, шток 6 перемещается вверх, сжимает пружину 13 и в конце хода уплотнителем 12 закрывает клапан 9, а так как сопло 32 датчика температуры 20 открыто, давление газа в надмембранной полости, образованное мембраной 5 и верхней крышкой 7, исчезает. Основная горелка 28 будет работать до тех пор, пока не сработает один из датчиков: тяги 19, температуры 20 и пламени 21, тогда в подмембранной полости скачкообразно уменьшится давление газа, пружина 13 оттолкнет шток 6 от клапана 9, газ через жиклер 10, при закрытом сопле 32 датчика температуры 20, заполнит надмембранное пространство, шток 6 переместится вниз, и на клапан 3 будет оказываться дополнительное давление газа, горелка 28 выключится. При разрыве мембраны 5 давление газа над и под мембраной 5 между крышками 7 и 8 становится одинаковым, клапан 3 по-прежнему будет прижиматься к седлу 4 корпуса 1 вентиля. Таким образом, имея два исполнительных механизма закрытия клапана 3, предлагаемый энергонезависимый газовый клапан заменяет два последовательно установленных газовых клапана, превышая их по безопасности и надежности.Raise the start button 24 and ignite the igniter 23, gas from a gas pipeline (not shown) flows through a pulse pipe 30 to the network gas sensor 25, then through which through the pulse pipes 30 to the nozzles 10 and 15 and through the nozzles 16, 17, 18 to the temperature sensors 20, traction 19, flame 21 simultaneously, gas enters the ignitor 23, after heating the thermobimetallic plate 26 with the ignition flame 23, the start button 24 is released, the network gas sensor 25 is kept open by the thermobimetallic plate 26 during the entire operation of the igniter 23, of the fact that gas from the gas pipeline constantly presses on valve 3, then valve 3 is in the “closed” position. With the flame sensors 21 and rod 19 closed, the nozzle 31 of the temperature sensor 20 flows through the nozzle 15 into the submembrane space formed by the membrane 5 and the lower cover 8, and since the submembrane cavity is isolated from the valve body 1 by the seal 22, the pressure under the membrane 5 rises and overcoming the resistance of backpressure of valve 3, the membrane 5 through the stem 6 raises the valve 3 above the seat 4 of the valve body 1, then open the shutoff valve 27, the burner 28 is turned on, the exhaust gases in the furnace 29 are removed into the chimney (not azana), washing the draft sensor 19 at the same time, the rod 6 moves upward, compresses the spring 13 and at the end of the stroke with the seal 12 closes the valve 9, and since the nozzle 32 of the temperature sensor 20 is open, the gas pressure in the supmembrane cavity formed by the membrane 5 and the top cover 7, disappears. The main burner 28 will work until one of the sensors works: rod 19, temperature 20 and flame 21, then the gas pressure in the submembrane cavity will abruptly decrease, spring 13 will push rod 6 off valve 9, gas through nozzle 10, when closed the nozzle 32 of the temperature sensor 20 will fill the supramembrane space, the rod 6 will move down, and additional gas pressure will be applied to the valve 3, the burner 28 will turn off. When the membrane 5 ruptures, the gas pressure above and below the membrane 5 between the covers 7 and 8 becomes the same, valve 3 will still be pressed against the seat 4 of the valve body 1. Thus, having two actuating mechanisms for closing valve 3, the proposed non-volatile gas valve replaces two gas valves in series, exceeding them in safety and reliability.

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:

- упрощение конструкции;- simplification of the design;

- повышение надежности клапана за счет обеспечения функции закрытия клапана, по сигналам датчиков температуры, тяги, пламени;- improving the reliability of the valve by providing the function of closing the valve, according to the signals of temperature sensors, traction, flame;

- повышение экономичности клапан;- increase the efficiency of the valve;

- повышение безопасности работы энергонезависимого газового клапана.- improving the safety of the non-volatile gas valve.

Claims

Non-volatile gas valve containing a pilot burner with igniter, start button, draft, temperature, flame and network gas sensors, a thermo-bimetal plate, a shut-off valve, a main burner, a furnace, which are connected to the membrane device using impulse tubes, and a water valve with a seat valve valve, characterized in that the membrane device is mounted on the thread of the body of the water valve with the possibility of supplying gas above the valve and consists of a membrane connected to the rod, upper and lower caps, interconnected with the membrane and hermetically, while on the top cover there is a valve, a pressure source nozzle, a drain nozzle, a comb with a nozzle and three nozzles connected respectively to the draft, temperature and flame sensors, and the stem is equipped with a sealing element and is spring-loaded, wherein the submembrane cavity is isolated from the valve body and provided with a sealing element.