SE450731B

SE450731B - Ventilanordning for berikning av en gas, t ex forbrenningsluft, med en annan gas exv oxygen

Info

Publication number: SE450731B
Application number: SE8505515A
Authority: SE
Inventors: L Nilsson
Original assignee: Aga Ab
Priority date: 1985-11-22
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1987-07-20
Also published as: ES2010194B3; SE8505515D0; EP0223757B1; DE3665098D1; US4745941A; EP0223757A1; SE8505515L

Description

450 731 mynningsdel är anordnade öppningar och att över röränden är anordnat ett i axiell led förskjutbart hylsorgan, som i sin nedre del är försedd med spår och som har sin övre del anord- nad vid det stångformade organet, varvid spåren i hylsorganet är anordnade att samverka med öppningarna i mynningsdelen.

Uppfinningen kommer närmare att beskrivas i anslutning till bifogade ritningar, där fig 1 visar ett axiellt snitt genom ventilanordning, fig 2 och fig 3 visar radiella snitt genom ventilens öppníngs- och stängningsanordning och fig 4 visar principen för ett reglersystem, i vilket ventilanord- ningen ingår.

Som framgår av fig 1 är ventílanordningen ansluten till en tillförselledning 1 för förbränningsluft. Ledningen är för- sedd med ett mufforgan 2, i vilket ventilhuset 3 är anordnat medelst en gängförband. Ventilhuset är utformat med en kammare 19, i vilken är inspänt ett membran ll, som delar kammaren i en övre och en nedre del. I den övre delen är mellan membranet och ventilhuset anordnat ett fjäderorgan 12. Den Övre delen står genom en kanal 20 i förbindelsel med omgivningen. Den nedre delen står genom en i ventilhuset anordnad kanal 9 i förbindelse med tillförselledningen 1 för förbränningsluften.

I kanalen 9 är förskjutbart anordnad åtminstone ett stångfor- mat organ 10, vars ena ände är fastgjort vid membranet ll och vars andra ände är anordnad vid den rörliga delen 7 i venti-' lens öppnings- och stängningsanordning. Den fasta delen i denna anordning är anordnad vid mynningen av den oxygengaska- nal 5, som är anordnad i ventilen. Tillförselledningen för oxygengas är kopplad till ventilen genom anslutningsorganet 4. Öppnings- och stängningsanordningen för oxygengasen är som framgår av fig 1 anordnad i huvudsak i centrum av tillförsel- ledningens 1 tvärsnitt. Den fasta delen utgöres av änddelen av kanalen 5, varvid i röret är anordnade radiella hål 21 som visas på fig 2 och fig 3. Röret är också försett med en ändga- vel. Fig 2 och fig 3 utgör tvärsnitt genom fig 1. Då den hyls- formiga rörliga delen förs uppåt, kommer en förbindelse att etableras mellan kanalen 5 och röret 1, varvid gasen i kanalen kan strömma genom hålet 21 via spalten 6 och spåren 8 ut i röret 1. Ju högre det hylsformiga organet lyfts, desto större blir öppningen för oxygenflödet.

*JJ så' a 450 731 På fig 4 visas principen för ett reglersystem, i vilket ven- tilanordningen 3 ingår. Systemet omfattar i oxygentillförsel-. ledningen en avstängningsventil 13, en ventilanordning 14, en regleranordning 15 och en manometer 16, som mäter oxygentryc- ket i ledningen. Till tillförselledningen för förbränningsluf- ten är efter ventilanordningen 3 ansluten en s k tryckvakt 17, som avkänner trycket i förbränningsluftledningen. Tryckvakten 17 är kopplad till ventilanordningen 14, varvid denna öppnas då tryckvakten avkänner ett tryck i ledningen 1. Medelst regu- latorn 15 sker en reglering av oxygentrycket, så att önskat oxygenflöde erhålles till ventilen 3. I förbränningsluftled- ningen är före ventilanordningen 3 anordnat ett spjällorgan 18 för reglering av förbränningsluften.

Då förbränningsluft passerar genom ledningen l kommer luften också att passera in i kanalen 9 upp till den undre delen av kammaren 19 och därmed att pressa membranet ll uppåt.

Membranet drar därvid med sig det stångformade organet 10 och också den rörliga hylsan 7. Membranet trycker samman fjädern 12 tills jämvikt råder mellan tryckkraft och fjäderkraft. Då den rörliga hylsan 7 förs uppåt, öppnas förbindelsen mellan oxygengaskanalen 5 och förbränningsluftledningen 1. Gasen från kanalen 5 kan passerea via spalten 6 genom spåren 8 ut i röret 1. Som nämnts, blir förbindelseöppningen större ju högre hyl- san 7 lyftes. Arean på spåren och öppningarna samt membranarea och fjäderkraft är därvid så dimensionerade, att oxygenflödet är proportionellt mot luftflödet genom röret 1. Om förbrän- ningsluftflödet minskas, sjunker trycket på membranet ll, varvid detta via stången 10 sänker hylsorganet 7 och därmed minskar öppningen för luftflödet av oxygengas i röret 1.

Minskningen av oxygengasflödet är fortfarande proportionellt mot förbränningsluftflödet.

Förbränningsluften till brännaren regleras vanligen inom området 25 - 100% av sitt maximala flöde. Ventilanordningen är så utformad, att proportionalitet mellan förbränningsluft och oxygengas råder inom detta reglerområde. En konstant oxygen- halt i förbränningsluften erhålles alltså medelst den beskriv- na ventilanordningen. Detta erhålles oberoende av de tryckför- ändringar som förekommer i förbränningsluften. Det maximala 450 731 oxygenflödet bestämmes genom lämplig dimensionering av venti- lens komponenter. Maximalflödet kan sedan i viss utsträckning regleras med hjälp av regulatorn 15. Dimensioneringen innebär att fjäderkraft och membranarea bestämmes och att area på öpp- ningar 21 i oxygengasröret och på spalten 6 mellan rör och hylsa samt på spåren 8 i hylsorganet 7 bestämmas. Areorna för öppningarna 21 och arean för spalten 6 är därvid lika med tvärsnittsarean i oxygengaskanalen 5. Summan av arean för spå- ren 8 ligger i mrådet 40 - 80% av tvärsnittsytan i oxygen- gaskanalen vid helt öppen ventil.

Som framgår av beskrivningen i det föregående är ventil- anordningen ej tät och går ej att stänga helt. Oxygengasflödet stängs av ventilanordningen 14, som i sin tur påverkas av tryckvakten 17, som avkänner, då förbränningsluftflödet i rö- ret upphör. Luftflödet regleras som tidigare nämnts medelst spjällanordningen 18. Vidare är i fig 1 endast ett stångformat organ 10 visat. I ventilkonstruktionen användes i verkligheten tre stänger, som är anordnade mellan membranet ll och det hylsformade organet 7 för att en symmetrisk lyftningsrörelse skall erhållas. Ett fleretal prov har utförts med den beskriv- na ventilen . Det oxygenberikade luftflödet har analyserats vid olika flödesinställningar. Vid samtliga prov har oxygen- halten visat sig vara konstant.

.VI

Claims

5 450 751 PATENTKRAV

1. Ventilanordning för berikning av en gas, t ex förbrän- ningsluft, med en annan gas, t ex oxygen, varvid ventilanord- ningen är ansluten till tillförselledningen för förbränninge- luft och varvid ventilanordningen omfattar ett ventilhus med en kammare (19), som är delad i en övre och en nedre del av ett i kammaren inspänt membran (ll), vid vars ena sida är an- ordnat ett fjäderorgan (12) och vid vars andra sida är anord- nat åtminstone ett stångformat organ (10) i en kanal(er) i ventilhuset samt varvid i ventilhuset är anordnad en kanal (5) för oxygengasen, som via en öppnings- och stängningsanordning mynnar i tillförselledningen (1), vilken öppnings- och stäng- ningsanordning är ansluten till det stångformade organet (10), k ä n n e t e c k n a d av, att kanalen (9), i vilken det stångformade organet (10) är anordnat, är ansluten till till- förselledningen (1) för förbränningsluften och till den undre delen i ventilkammaren (19), att öppnings- och stängningsan- ordningen (6,7,8) är anordnad i huvudsak i centrum av tillför- selledningens (1) tvärsnitt, och att oxygengaskanalens i till- förselledningen belägna del är utformad som ett rör, i vars mynningsdel är anordnade öppningar (21) och att över röränden är anordnat_ett i axiell led förskjutbart hylsorgan (7), som i sin nedre del är försett med spår (8) och som har sin övre del anordnad vid det stångformade organet (9), varvid spåren (8) i hylsorganet är anordnade att samverka med öppningarna (21) i mynningsdelen.

2. Ventilanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av, att membranarea, fjäderkraft och area på öppningar (21), spalter (6) och spår (8) är dimensionerade så, att förhållandet mellan mängden oxygengas, som av ventilanord- ningen införes i förbränningsluftledningen och mängden för- bränningsluft, som tillföres ledningen (1) är konstant obero- ende av trycket i förbränningsluftledningen.

3. Ventilanordning enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d av, att summan av areorna för öppningar (21) och spalt (6) är lika med tvärsnittsarean i oxygengaskanalen (5), och summan av areorna för spår ligger ionom området 40 - 80% av tvärsnittsarean i oxygengaskanalen (5) vid helt öppen ventil.