SU890383A1

SU890383A1 - Gas flow pressure impulse generator

Info

Publication number: SU890383A1
Application number: SU802907681A
Authority: SU
Inventors: Экрам Абульфас оглы Исмиев; Кирилл Николаевич Звягинцев; Евгений Александрович Синицын
Priority date: 1980-04-07
Filing date: 1980-04-07
Publication date: 1981-12-15

Description

Изобретение относитс к пневмоавтоматике и может быть применено дл автоматизации газовых теплотехнических агрегатов, работающих в импульсно режиме. Известны устройства, состо щие из электронных генераторов импульсов, воздействующих через усилитель на соленоидный клапан. При импульсном сжигании газа экономи ценного топлива достигает пор дка 10 1 . Однако устройства, формирующие импульсы потока газа к горелкам, достаточно сложны и св заны с потреблением внешней, например электрической, энергии. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс генератор импульсов давлени потока газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, закрепленную в корпусе мембрану, с жестким центром которой св зана заслонка, расположенна между двум соплами, св занными с ВХОДНЫМ патрубком и подмембранной полостью соответственно 2. Недостатками известного генератора вл етс сброс большого количества газа в атмосферу при минимальном значении давлени , потока и возможность св зи выходного патрубка с атмосферой . Цель изобретени - повышение надежности генератора. Поставленна цель достигаетс тем, что в генератор импульсов давлени потока газа, содержащий корпус и закрепленную в нем первую мембрану, жесткий центр которой вл етс заслонкой сопла, соединенного с входным каналом , и выходной канал, сообщенный с подмембранной полостью, введена втора мембрана, а в корпусе выполнено второе сопло, заслонкой которого вл етс жесткий центр второй мембраHbi , причем надмембранна полость сообщена с атмосферой, а второе сопло соединено с межмембранной полостью через дроссель с выходным каналом. На чертеже показана принципиальна схема генератора импульсов давлени потока газа, установленного в газоотопительной системе. Генератор импульсов давлени потока газа содержит корпус 1 и закрепленную в нем первую мембрану 2, жесткий центр 3 которой вл етс заслонкой сопла i, соединенного с входным каналом 5, а выходной канал 6 сообщен с подмембранной полостью 7, вторую мембрану 8, выполненное в корпусе 1 второе сопло 9, заслонкой которого вл етс жесткий центр 10 второй мембраны 8, надмембранна полость 11 сообщена с атмосферой, второе сопло 9 соединено с межмембранной полостью 12 и через дроссель 13с выходным каналом 6. Надмембранна полость 11 св зана с атмосферой дренажным отверстием 14. Второе сопло 9 св зано с выходным каналом 6 каналом 15. Перед входным каналом 5 генератора установлен блок газовой автоматики, содержащий мембраны 16-18 с жесткими центрами , образующие полости . Вход газс 25 с-оединен через подпружиненны клапан 26 с седлом 27 с полостью 2k, котора сообщаетс с входным каналом 5 генератора. Вход газа 25 дополнительно соединен с выходным каналом 6 через канал 26, подпружиненную, кнопку пуска 27 с соплом 28, канал 29 и ограничительную шайбу 30. Сопло 31 мембраны 16 пневматического детектора сообщаетс непосредственно с каналом 29 и через дроссель 32 - с полостью 21. Жесткий центр мембраны 17 св зан с заслон крй 33, прикрывающей сопло пуска, св зывающее канал 26 через полость 2 и канал 35 с полостью 20. Полость 19 св зана с атмосферой через дренажное отверстие 36. Жесткие центры 3 и 10 выполнены в виде груза. Запальник 37 соединен с каналом 29 непосредственно и находитс в огневой св зи с горелкой 38 внутри топки 39- Сопла датчиков пламени Q и т ги Ш соединены с полостью 21 непосредственно и через дроссель сообщаютс с соплом датчика регулировани температуры t3 и с полостью 23. К полости 21 могут быт подсоединены сопла 44 датчиков прочи контролируемых параметров. Перед горелкой 38 установлен газовый кран 45 В случае работы предлагаемого устрой ства в комплекте со смесительными и прочими горелками с принудительной подачей воздуха, газопровод горелки сообщаетс через импульсную трубку 6 с полостью регул тора подачи воздуха 47. Над выходным газопроводом изображены ступенчатые колебани потока с минимальным P и максимальными РМЗКС шакс. давлени ми. Генератор работает следующим образом . В исходном состо нии поданный на вход 25 газ в выходной канал 6 не поступает , так как седло 27 закрыто подпружиненным клапаном 26, сопло 28 закрыто подпружиненной заслонкой кнопки пуска 27, а сопло 34 закрыто заслонкой 33, жестко св занной с мембраной 17, наход щейс а крайнем нижнем положении под действием входного давлени в полости 22. При нажатии на кнопку пуска 27 газ со входа через каналы 26 и 29 поступает к запальнику 37 и если кран 45 закрыт, то на запальнике устанавливаетс входное давление, позвол ющее его разжечь. В случае, если при розжиге запальника кран 45 открыт, то давление газа на запальнике резко падает, что не позвол ет нормально разжечь запальник , так как пропускна способность кнопки пуска рассчитана только на работу запальника. Этим обусловлено наличие в схеме самоконтрол положени крана 45, исключающего бесконтрольную работу горелок, что находитс в соответствии с требовани ми Правил безопасности в газовом хоз йстве. После розжига под действием пламени запальника 37 биметаллическа (либо проча чувствительна ) заслонка прикрывает сопло 40 датчика пламени, а сопло датчика т ги 41 при наличии разрежени в топке 39 заведомо закрыто . Поэтому в камере 21 через дроссель 32 и кнопку пуска 27 устанавливаетс входное давление. До закрыти сопел датчиков т ги и пламени давление -в камере 21, близко к атмосферному , так как диаметры дроссел 32 и сопел датчиков отличаютс на пор док. Таким образом, давлени в полост х 21 и 22 реле пускавыравн71ваютС и мембрана 17 под действием пружины, перемеща сь, фиксируетс в крайнем верхнем положении, заслонка 33 открывает сопло 34 и полость 20 через канал 35 заполн етс газом, под давлением которого подпружиненна мембрана 16 детектора фиксируетс в крайнем нижнем положении и сопло 31 открываетс ,- Происходит автоблокировка кнопки пуска 27, которую следует освободить, так как система устанавливаетс на автоконтроль. При открытии , крана 5 газ через ограничительную шайбу 30 поступает йа горелку 38, котора воспламен етс от запальника 37 на малом режиме работы с давлением РМИН Если сопло датчика регулировани 43 (в данном случае по температуре ) закрыто, то за счет натекани газа через дроссель k2 в полости 23 устанавливаетс входное давление, мем брана 18 через шток отводит клапан 6 от седла 27, газ со входа устремл етс под седло Ц и скачком отводит мембрану 2 вверх, на выход поступает импульс потока с давлением Рма| . Мем брана 2 одновременно перемещает вверх и мембрану 8 и сопло 9 закрываетс , За счет натекани газа через дроссель 13 в полости 12 давление монотонно возрастает и мембрана 2 под действием веса, опуска сь, закрывает седло , на выходе устанавливаетс поток с минмальным давлением Р , определенным проходным сечением ограничительной шайбы 30. Под действием давлени в по лости 12 мембрана 8, остава сь в верхнем положении, продолжает прикрывать сопло 9, однако с закрытием седла давление на выходе падает до Рит Это давление устанавливаетс черезThe invention relates to pneumatic automation and can be applied to automate gas heat engineering units operating in pulsed mode. Devices are known consisting of electronic pulse generators acting through an amplifier on a solenoid valve. With pulsed gas combustion, the value of fuel reaches in the order of 10 1. However, devices that generate pulses of gas flow to the burners are quite complex and are associated with the consumption of external, for example, electrical, energy. The closest to the technical essence of the invention is a gas flow pressure pulse generator comprising a housing with inlet and outlet manifolds, a membrane mounted in the housing, with a rigid center of which is connected a valve located between two nozzles connected to the INLET fitting and submembrane cavity, respectively 2. The disadvantages of the known generator are the discharge of a large amount of gas into the atmosphere at a minimum value of pressure, flow and the ability to connect the outlet nozzle with the atmosphere. The purpose of the invention is to increase the reliability of the generator. The goal is achieved by the fact that a pressure diaphragm generator, comprising a housing and a first membrane fixed therein, whose rigid center is a flap of a nozzle connected to the inlet channel and an outlet channel communicated with the submembrane cavity, has a second membrane inserted in The body has a second nozzle, the damper of which is the rigid center of the second membrane Hbi, the supramembrane cavity communicating with the atmosphere, and the second nozzle connected to the intermembrane cavity through the choke with the output channel. The drawing shows a schematic diagram of a pressure pulse generator of a gas stream installed in a gas heating system. The gas flow pressure pulse generator comprises a housing 1 and a first membrane 2 fixed therein, whose hard center 3 is a flap of the nozzle i connected to the inlet 5, and the outlet 6 communicates with the submembrane cavity 7, the second membrane 8 made in the housing 1 the second nozzle 9, the damper of which is the hard center 10 of the second membrane 8, is connected to the atmosphere by the supermembrane cavity 11, and the second nozzle 9 is connected to the intermembrane cavity 12 and through the choke 13c to the output channel 6. The nonmembrane cavity 11 is connected to the atmosphere azhnym opening 14. The second nozzle 9 is coupled with the output channel 6 channel 15. Before the input channel generator 5 is installed gas automation unit containing membranes with 16-18 hard centers forming cavity. The gas inlet 25 is connected through a spring-loaded valve 26 with a seat 27 with a cavity of 2k, which communicates with the generator inlet 5. The gas inlet 25 is additionally connected to the output channel 6 through the channel 26, spring-loaded, the start button 27 with the nozzle 28, the channel 29 and the restricting washer 30. The nozzle 31 of the pneumatic detector membrane 16 communicates directly with the channel 29 and through the choke 32 with the cavity 21. Hard the center of the membrane 17 is connected to a screen 33 covering the start nozzle, connecting channel 26 through cavity 2 and channel 35 with cavity 20. cavity 19 is connected to the atmosphere through drainage hole 36. Rigid centers 3 and 10 are made as a weight. The igniter 37 is connected to the channel 29 directly and is in fire communication with the burner 38 inside the furnace 39. The nozzles of the flame sensors Q and the plugs III are connected to the cavity 21 directly and communicate through the throttle to the nozzle of the temperature control sensor t3 and to the cavity 23. To the cavity 21, nozzles 44 of the sensors of other monitored parameters can be connected. A gas valve 45 is installed in front of the burner 38. In the case of operation of the proposed device, complete with mixing and other burners with forced air supply, the burner gas pipeline is connected via a pulse tube 6 to the air supply regulator cavity 47. Above the output gas pipeline shows stepwise flow oscillations with a minimum P and maximum RMZKS shaks. pressures. The generator works as follows. In the initial state, the gas supplied to the inlet 25 does not flow into the outlet channel 6, since the saddle 27 is closed by a spring-loaded valve 26, the nozzle 28 is closed by a spring-loaded damper of the start button 27, and the nozzle 34 is closed by a damper 33 rigidly connected to the membrane 17 located and in the lowest position, under the action of the inlet pressure in cavity 22. When the start button 27 is pressed, gas from the inlet through channels 26 and 29 goes to the igniter 37 and if the valve 45 is closed, an inlet pressure is established on the igniter to allow it to ignite. In case the valve 45 is open during ignition of the pilot, the gas pressure on the pilot will drop sharply, which does not allow the pilot to normally ignite, since the capacity of the start button is designed only for the operation of the pilot. This is due to the presence in the self-control circuit of the position of the crane 45, which excludes the uncontrolled operation of the burners, which is in accordance with the requirements of the Safety Rules in the gas supply industry. After ignition under the action of the igniter flame 37, a bimetallic (or other sensitive) flap covers the flame sensor nozzle 40, and the throttle valve nozzle 41 when vacuum is present in the furnace 39 is deliberately closed. Therefore, in chamber 21, the inlet pressure is established through the throttle 32 and the start button 27. Before closing the nozzles of the sensors and the flame, the pressure in the chamber 21 is close to atmospheric, since the diameters of the throttles 32 and the nozzles of the sensors differ by an order of magnitude. Thus, the pressures in the cavities 21 and 22 of the start-up relay equalize C and the membrane 17 under the action of the spring, moving, is fixed in the extreme upper position, the valve 33 opens the nozzle 34 and the cavity 20 through the channel 35 is filled with gas, under pressure of which the spring-loaded detector 16 is fixed in the lowest position and the nozzle 31 is opened, - Automatic start button 27 is locked, which should be released, as the system is installed on the autocontrol. When the valve 5 is opened, the gas through the restrictor washer 30 enters the ya burner 38, which ignites from the igniter 37 in a small mode of operation with pressure PMIN. If the nozzle of the control sensor 43 (in this case, the temperature) is closed, then due to gas leakage through the throttle in the cavity 23, the inlet pressure is established, the membrane 18 through the stem retracts the valve 6 from the saddle 27, gas from the inlet rushes under the saddle C and abruptly retracts the diaphragm 2 upwards; . Membrane 2 simultaneously moves upwards and membrane 8 and nozzle 9 closes. Due to gas leakage through throttle 13 in cavity 12, pressure monotonously increases and membrane 2 under the action of weight, lowers, closes the saddle, sets a flow at the outlet with a minimum pressure P defined restrictive washer 30 through the passage section. Under the action of pressure in cavity 12, the membrane 8, remaining in the upper position, continues to cover the nozzle 9, but with the closing of the saddle the outlet pressure drops to Rit. This pressure is established through

.дроссель 13 также и в полости 12. Мембрана 8 под действием веса, опуска сь вниз, открывает сопло 9 и в полости 12 через канал 15 и дренажное отверстие 14 устанавливаетс атмосферное давление. Благодао перепаду давлени мембрана 3 вновь устремл ем с вверх и процесс повтор етс .The choke 13 is also in the cavity 12. The membrane 8, under the action of weight, is lowered down, opens the nozzle 9 and in the cavity 12 through the channel 15 and the drainage hole 14 atmospheric pressure is established. Due to the differential pressure, the membrane 3 again rises upward and the process repeats.

Таким образом формируетс скачкообразна подача газового потока на горелку 38, котора работает в импульсном режиме. Частота импульсов в основном определена гидравлическим сопротивлением дроссел 13 и емкостью полостей за этим Дросселем легко може быть настроена на любую заданную величину .Thus, an abrupt supply of gas flow to the burner 38, which operates in a pulsed mode, is formed. The frequency of the pulses is mainly determined by the hydraulic resistance of the throttles 13 and the capacity of the cavities behind this Throttle can easily be adjusted to any given value.

Процесс регулировани , например, температуры реализуетс изменением зазора между соплом и заслонкой датчика 43 в зависимости от температуры, что. приводит к изменению давлени в камере 23 и, следовательно, амплитуды импульсов РМЗКС- Аналогичным датчиком типа сопло- заслонка можно реализовать поддержание давлени пара , либо другого теплотехнического параметра вблизи заданного значени .The control process, for example, temperature, is realized by changing the gap between the nozzle and the sensor gate 43, depending on the temperature, that. leads to a change in pressure in the chamber 23 and, therefore, the amplitude of the pulses of the RMSCS. A similar sensor such as a nozzle valve can be used to maintain the vapor pressure or another thermal parameter near the set value.

При нарушении одного из контролируемых параметров сопло соответствщего датчика открываетс и в полости 21 давление резко падает, что приводит к закрытию сопла З и обесточиванию всех полостей и каналов управлени клапаном, подача газа на выход предлагаемого устройства и на запальник полностью отсекаетс .If one of the monitored parameters is violated, the nozzle of the corresponding sensor opens and the pressure in the cavity 21 drops sharply, which causes the nozzle 3 to close and de-energize all the cavities and control channels of the valve, the gas supply to the output of the proposed device and to the igniter is completely cut off.

Подпружиненна мембрана 16 с соплом 31 с соответствующими каналами выполн ет в схеме предлагаемого устройства роль детектора, запирающего подачу газа при недопустимо малых давлени х .A spring-loaded membrane 16 with a nozzle 31 with corresponding channels performs in the scheme of the proposed device the role of a detector that blocks the gas supply at unacceptably low pressures.

Обрыв импульсных трубок предлагаемого устройства равносильно открытию сопла датчика, что приводит к выключению подачи газа и обуславливает самоконтроль обрыва импульсных линий в соответствии с требовани ми Правил безопасности в газовом хоз йстве . Однотипность всех датчиков каналов контрол , регулировани предлагаемого устройства упрощает выбор конструктивных решений, технологию, изготовлени и профилактическое обслуживание в услови х эксплуатации.The interruption of the impulse tubes of the proposed device is equivalent to the opening of the sensor nozzle, which leads to the shutdown of the gas supply and causes self-control of the interruption of the impulse lines in accordance with the requirements of the Gas Safety Rules. The uniformity of all sensors of the control channels, the regulation of the proposed device simplifies the choice of design solutions, technology, manufacturing and preventive maintenance under operating conditions.

Число кoнтpoлиpye «5lx и перечень регулируемых параметров предлагаемого устройства неограничены. Дл реализации контрол или регулировани любого теплотехнического параметра необходимо подключить соответствующий датчик типа сопло-заслонка к каналам контрол либо регулировани , разделенные дросселем 42.The number of control “5lx” and the list of adjustable parameters of the proposed device are unlimited. In order to control or regulate any thermal parameter, it is necessary to connect the corresponding sensor of the nozzle-flap type to the control or regulation channels separated by a throttle 42.

Claims

Invention Formula

A gas flow pressure pulse generator, comprising a housing, a first membrane fixed therein, whose rigid center is a nozzle shutter connected to the inlet channel and the output channel communicates with a submembrane cavity, characterized in that, in order to increase the reliability of the generator, the second membrane, and in the body, a second nozzle is made, the flap of which is the rigid center of the second membrane, and the supramembrane cavity communicates