SE456273B

SE456273B - Hydraulic actuator for chimney damper of oil fired heating unit

Info

Publication number: SE456273B
Application number: SE8101537A
Authority: SE
Inventors: Sven Arne Nilsson
Original assignee: Sven Arne Nilsson
Priority date: 1981-03-11
Filing date: 1981-03-11
Publication date: 1988-09-19
Also published as: SE8101537L

Abstract

The opening of the chimney damper in an oil fired heating furnace is controlled by a hydraulic cylinder acting against a spring to open the damper. The hydraulic cylinder is supplied through a hydraulic line from a power cylinder using a non-flammable working fluid. The power cylinder has a free piston with the non-flammable fluid above and oil from the burner oil pump below. The burner oil pump is motor driven from the electrical mains through a regulator and draws oil from a tank, delivering the oil to a burner and to the damper power cylinder. Oil is taken away from the power cylinder by a valve operated by the thermostat for the heater. The thermostat and a pyrostat control the operation of the oil pump motor.

Description

456 273 anordningarna ingår i ett enkelt styrsystem, som lämpar sig för uppdelning i tvâ slutna avdelningar för olika styrmedier, som inte får komma i kontakt med varandra. The devices are part of a simple control system, which is suitable for division into two closed compartments for different control media, which must not come into contact with each other.

Uppfinningen skall nedan förklaras närmare med hänvisning till bifogade ritningar, pâ vilka figur 1 schematiskt visar en anordning enligt uppfinningen i samband med en värmepanna, medan I figur 2 schematiskt visar en på värmepannan anordnad drag- avkännare.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically shows a device according to the invention in connection with a boiler, while Figure 2 schematically shows a draft sensor arranged on the boiler.

Den i figur l illustrerade värmepannan 1 uppvisar ett upp- värmbart utrymme 2 från vilket rökgaser via ett rökrör 3 passe- rar ut till en skorsten 3b. Värmepannan l uppvisar en oljedriven brännaranordning 5 uppvisande en oljepump 6, vilken via en olje- ledning 7 är förbunden med en oljetank 8 och vilken är avsedd att mata olja från oljetanken 8 till brännarens munstycke (ej visat) i pannan. Oljepumpen 6 är dessutom förbunden med oljetanken 8 via en returledning 9 avsedd för matning av olja i retur till tanken 8. Brännaranordningen 5 uppvisar dessutom ett relä 10 och pannan l uppvisar en termostatanordning 44, varvid reläet 10, termostatanordningen 44 och andra anordningar för pannans l drift är välkända och därför undandras deras konstruktion och funktion närmare beskrivning.The boiler 1 illustrated in Figure 1 has a heatable space 2 from which flue gases pass out to a chimney 3b via a flue 3. The boiler 1 has an oil-powered burner device 5 having an oil pump 6, which is connected via an oil line 7 to an oil tank 8 and which is intended to supply oil from the oil tank 8 to the burner nozzle (not shown) in the boiler. The oil pump 6 is further connected to the oil tank 8 via a return line 9 intended for supplying oil in return to the tank 8. The burner device 5 also has a relay 10 and the boiler 1 has a thermostat device 44, the relay 10, the thermostat device 44 and other devices for the boiler 1 operation are well known and therefore their construction and function are described in more detail.

I rökröret 3 är anordnat ett rökgasspjäll 11, som drivs av oljepumpen 6 via ett ledningssystem 12 och en manöveranordning 13. Ledningssystemet 12 uppvisar en oljeledning 4, som förbinder oljepumpen 6 med ett oljeutrymme 15 i en i manöveranordningen 13 ingående cylinder 16. Ledningssystemet 12 uppvisar dessutom en returledning 17, som förbinder oljeutrymmet 15 med returled- ningen 9 mellan oljepumpen 6 och oljetanken 8.A flue gas damper 11 is arranged in the flue 3, which is driven by the oil pump 6 via a line system 12 and an operating device 13. The line system 12 has an oil line 4, which connects the oil pump 6 to an oil space 15 in a cylinder 16 included in the control device 13. The line system 12 has in addition, a return line 17, which connects the oil space 15 with the return line 9 between the oil pump 6 and the oil tank 8.

Manöveranordningens 13 cylinder 16 är anordnad på väsent- ligt avstånd från rökröret 3 och uppvisar en kolv 18, som skiljer oljeutrymmet 15 från ett utrymme 19 innehållande ett obrännbart medium, exempelvis glykol. Utrymmet 19 står via en ledning 20 i kontakt med en spjällregleringscylinder 21, vars kolv 22 är av- sedd att påverkas av oljetrycket i ledningssystemet 12 via man- överanordningens 13 ledning 20 för att vrida rökgasspjället ll då trycket i manöveranordningen 13 ökar men âterföres för att återvrida rökgasspjället ll med hjälp av en returfjäder 23 då trycket i manöveranordningen l3.sjunker.The cylinder 16 of the operating device 13 is arranged at a considerable distance from the flue pipe 3 and has a piston 18, which separates the oil space 15 from a space 19 containing a non-combustible medium, for example glycol. The space 19 is in contact via a line 20 with a damper control cylinder 21, the piston 22 of which is intended to be affected by the oil pressure in the line system 12 via the line 20 of the control device 13 to turn the flue gas damper 11 when the pressure in the control device 13 increases but is returned to turn the flue gas damper 11 by means of a return spring 23 when the pressure in the operating device 13 drops.

Oljeflödet i ledningssystemet 12 regleras med hjälp av en ventilanordning 24, som styrs av en ehädxonikenhet 25 (denna och L 456 275 andra elektriska enheter är illustrerade med streckade linjer), som står under inverkan av bland annat en dragavkännare 26, som avkänner ändringar av draget genom värmepannan 1 i förhållande till ett inställt värde.The oil flow in the line system 12 is regulated by means of a valve device 24, which is controlled by a head unit 25 (this and L 456 275 other electrical units are illustrated by dashed lines), which is under the influence of, among other things, a draft sensor 26, which senses changes in draft. through the boiler 1 in relation to a set value.

Ventilanordningen 12 uppvisar tre magnetventiler 27, 28 och 29, varvid magnetventilen 27 är avsedd att reglera flödet i ledningen 4, magnetventilen 28 i en returledningsgren l7a av returledningen 17 och magnetventilen 29 i en returledningsgren l7b av returledningen 17. Magnetventilen 27 håller lämpligen oljeledningen 4 stängd då den är i spänningslöst tillstånd, mag- netventilen 28 håller lämpligen returledningsgrenen l7a stängd då den är i spänningslöst tillstånd men magnetventilen 29 håller lämpligen returledningsgrenen l7b öppen då den är i spännings- löst läge.The valve device 12 has three solenoid valves 27, 28 and 29, the solenoid valve 27 being intended to regulate the flow in the conduit 4, the solenoid valve 28 in a return line branch 17a of the return line 17 and the solenoid valve 29 in a return line branch 17b of the return line 17. The solenoid valve 27 suitably keeps the oil line 4 closed. when in the de-energized state, the solenoid valve 28 suitably keeps the return line branch 17a closed when it is in the de-energized state but the solenoid valve 29 suitably keeps the return line branch 17b open when it is in the de-energized position.

Anläggningen fungerar så-att när brännaren 5 och oljepumpen 6 startar styrs magnetventilen 27 att öppna oljeledningen 4 medan magnetventilen 29 styrs att stänga returledningsgrenen l7b under det att returledningen 17 är helt stängd, eftersom magnetventilen 28 styrts att stänga returledningsgrenen l7a. Oljepumpen 6 ökar trycket i oljeutrymmet 15, varigenom kolven 18 förflyttas, och kolven 22 förflyttas med hjälp av medium i ledningen 20 så, att spjället ll vrides till öppetläge. Spjället ll står helt öppet under en viss utluftningsperiod (5-30 sekunder), varefter brän- naren 5 tänder och uppvärmningsperioden börjar. Magnetventilen 27 styrs därefter att stänga oljeledningen Q och efter en viss tidsperiod, exempelvis 20 sekunder, registreras draget genom pannan l med hjälp av dragavkännaren 26 och magnetventilen 28 styrs att öppna returledningsgrenen l7a så länge att trycket i oljeutrymmet l5 faller i sådan omfattning att spjället ll åter- går från helt öppet läge till ett sådant läge som motsvarar det drag, som man genom en förinställning av dragavkännaren 26 valt ut som lämpligt drag för ifrågavarande anläggning. Dragavkänna- ren 26 indikerar ständigt variationer hos draget genom oljepan- nan i förhållande till det inställda värdet och styr ständigt ventilanordningen 24 att öppna och stänga ledningssystemets 12 ledningar 4, 17, så att spjället ll omedelbart reagerar för åter- ställande av draget genom pannan i förutbestämd grad.The system operates so that when the burner 5 and the oil pump 6 start, the solenoid valve 27 is controlled to open the oil line 4 while the solenoid valve 29 is controlled to close the return line branch 17b while the return line 17 is completely closed, since the solenoid valve 28 is controlled to close the return line branch 17a. The oil pump 6 increases the pressure in the oil space 15, whereby the piston 18 is moved, and the piston 22 is moved by means of medium in the line 20 so that the damper 11 is turned to the open position. The damper ll is fully open for a certain ventilation period (5-30 seconds), after which the burner 5 lights up and the heating period begins. The solenoid valve 27 is then controlled to close the oil line Q and after a certain period of time, for example 20 seconds, the draft is detected through the boiler 1 by means of the draft sensor 26 and the solenoid valve 28 is controlled to open the return line branch 17a so that the pressure in the oil space 15 drops to such an extent returns from the fully open position to a position corresponding to the pull which has been selected as a suitable pull for the installation in question by a presetting of the pull sensor 26. The draft sensor 26 constantly indicates variations of the draft through the oil boiler in relation to the set value and constantly controls the valve device 24 to open and close the conduits 4, 17 of the piping system 12, so that the damper 111 reacts immediately to restore the draft through the boiler in predetermined degree.

När temperaturen i pannan l uppnått ett förutbestämt värde bryter termostaten 44 strömmen till en magnetventil (ej visad) på brännaren och samtliga magnetventiler 27, 28, i ventilanord- ningen 24, och 29, vilket innebär att magnetventilerna 27 och 28 -...,' l 456 273 stänger ledningarna 4 och l7a medan magnetventilen 29 öppnar led- ningen l7b så, att olja via denna ledning och returledningen 17 . kan strömma till returledningen 9, varigenom trycket i oljeut- rymmet 15 minskar och spjället ll stängs med hjälp av fjädern 23.When the temperature in the boiler 1 has reached a predetermined value, the thermostat 44 switches off the power to a solenoid valve (not shown) on the burner and all solenoid valves 27, 28, in the valve device 24, and 29, which means that the solenoid valves 27 and 28 -... 456 273 closes the lines 4 and 17a while the solenoid valve 29 opens the line 17b so that oil via this line and the return line 17. can flow to the return line 9, whereby the pressure in the oil space 15 is reduced and the damper 11 is closed by means of the spring 23.

Dragavkännaren 26 uppvisar en membrankammare 30, som delas i tvâ kammaredelar 31 och 32 av ett membran 33. Kammaredelen 31 kommunicerar via en öppning 34 med pannans l inre, varigenom dragvariationer i pannan 1 fortplantas till kammaredelen 32.The draft sensor 26 has a diaphragm chamber 30 which is divided into two chamber portions 31 and 32 by a diaphragm 33. The chamber portion 31 communicates via an opening 34 with the interior of the boiler 1, whereby draft variations in the boiler 1 propagate to the chamber portion 32.

Dessa dragvariationer i pannan 1 påverkar membranet 33 som buk- tar åt ena eller andra hållet och dessa utslag överföres via en arm 35 med ett kontaktbleck 36, som kan röra sig mellan kontak- terna 37 och 38. Dessa kontakter 37 och 38 är lagrade på en hylsa 39 med en visare 40, vilken hylsa är inskruvad på en ställskruv 41 för att flytta hylsan 39 åt ena eller andra hållet för förin- ställning av önskat drag. Dragavkännaren 26 ger signal att spjäl- let ll skall vridas i en riktning då en krets (ej visad) slutes genom att kontaktblecket 36 kommer i kontakt med kontakten 37, men ger signal att spjället ll skall vridas i motsatt riktning då en annan krets (ej visad) slutes genom att kontaktblecket 36 kommer i kontakt med kontakten 38, så att genomströmningsgraden i rökröret 3 hela tiden regleras för upprätthållande av förinställt drag.These tensile variations in the boiler 1 affect the diaphragm 33 which bends in one direction or the other and these deflections are transmitted via an arm 35 with a contact plate 36, which can move between the contacts 37 and 38. These contacts 37 and 38 are mounted on a sleeve 39 with a pointer 40, which sleeve is screwed onto an adjusting screw 41 to move the sleeve 39 in one or the other direction for presetting the desired tension. The pull sensor 26 signals that the damper l1 is to be rotated in one direction when a circuit (not shown) is closed by the contact plate 36 coming into contact with the contact 37, but signals that the damper ll is to be rotated in the opposite direction when another circuit (not shown) is closed by the contact plate 36 coming into contact with the contact 38, so that the flow rate in the flue 3 is constantly regulated for maintaining a preset draft.

I den illustrerade anläggningen ingår också gränsläges- brytare 42, en tryckvakt 43 och andra komponenter för pannans l drift. Dessas konstruktion och funktion är tidigare kända och undandras därför närmare beskrivning. I Den illustrerade värmepannan l kan också uppvisa en gasdriven brännare 5 istället för en oljedriven. I detta fall är ledningen 4 ansluten till ett vattenledningssystem (ej visat) i stället för att utnyttja trycket i detta. Returledningen l7 är dragen till en avloppsanordning (ej visad) för att släppa ut vatten från ut- rymet 15, vilket i detta fall således inte är något oljeutrymme utan en kammare för vatten.The illustrated system also includes limit switch 42, a pressure switch 43 and other components for the operation of the boiler. Their construction and function are previously known and are therefore excluded from further description. The illustrated boiler 1 may also have a gas-fired burner 5 instead of an oil-fired one. In this case, the line 4 is connected to a water line system (not shown) instead of utilizing the pressure therein. The return line 17 is drawn to a drainage device (not shown) for discharging water from the space 15, which in this case is thus not an oil space but a chamber for water.

Uppfinningen är inte begränsad till det på ritningarna illust- rerade och ovan beskrivna utförandet utan den kan variera inom . ramen för efterföljande patentkrav. Således kan ventilanordningen 3 24 uppvisa ett annat antal ventiler och dessa kan vara magnetven- u; tiler eller andra ventiler. Uppfinningen kan användas inom helt andra områden, t.ex. vid schaktarmar på schaktmaskiner, där det gäller att styra ett rörligt element så, att det ständigt automa- tiskt inställer sig i ett önskat läge.The invention is not limited to the embodiment illustrated in the drawings and described above, but it may vary within. the scope of the appended claims. Thus, the valve device 24 may have a different number of valves and these may be solenoid valves; tilers or other valves. The invention can be used in completely different areas, e.g. in the case of dozer arms on dozer machines, where it is a matter of controlling a movable element so that it constantly automatically adjusts to a desired position.

Claims

456 273 Patent claims:

Device for setting up a movable unit (II), preferably a flue gas damper, which is controlled by a sensor (26), preferably a draft sensor at a boiler (1), in whose flue pipe (3) the flue gas damper (11) is arranged for controlling the flow rate, the sensor (26) controlling a valve device (24), which in turn regulates the connection (12) between a pressure medium source (6) and one with pressure from the pressure medium source (6). driven actuating device (13) for actuating the movable unit (II), characterized in that the valve device (24) has three valves (27, 28, 29), preferably solenoid valves, a first valve (27) being arranged for control of a pressure medium line (4) between the pressure medium source (6) and an actuating means (18) of the operating device (13), a second valve (28) is arranged for regulating a return line branch (17a) between the pressure medium line (4) and on the actuating means (18) with a line (9) between the source of pressure medium (6) and a pressure medium tank (8) connecting pressure medium return line (17) and a third valve (29) are arranged for regulating a further return line branch (17b) from the actuating means (18) to the pressure medium return line (17), and the first valve (27) is controlled to open the pressure medium line (4) and the second and third valves (28, 29) are controlled to simultaneously close their return line branches (17a, 17b) to move with pressure from the pressure medium source (6) actuating means (18) and changing the position of the movable unit (11), further the first valve (27) is controlled to close the pressure medium line (4) and the second valve (28) is controlled by the sensor (26) to release some medium via its return line branch (17a) to enable return of the actuating means (18) and the movable unit (11) depending on control values from the sensor (26), and the first and second valves (27, 28) are controlled to close simultaneously while the third valve (29) is open via its return line branch (17b) to release medium to the return line (17) to enable return of the actuating means (18) and the movable unit (11) to its initial positions.

Device according to claim 1, characterized in that the first valve is a solenoid valve (27) closing the pressure medium line (4) in the de-energized state, that the second valve is a solenoid valve (17a) closing the return line branch (17a) in the de-energized state 28) and that the third valve is (456 273) a solenoid valve (29) which keeps its return line branch (17b) open without voltage.

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the actuating means of the operating device (13) consist of a piston (18) which acts on a non-combustible pressure medium, e.g. glycol, in the actuator (13) for actuating the moving unit.