RU2172447C2 - Automatic safety equipment of gas-utilizing gears - Google Patents

Abstract

FIELD: automation of heat generating processes. SUBSTANCE: invention refers to automatic equipment for safety and control over gasified heating boilers, water heaters, heating furnaces, technological installations and so forth. Automatic equipment has pneumatic-gas unit for protection and control made of operational shut-off valve and controlling shut-off valve with valves incorporating membrane drives. Flame and draft sensors are coupled to membrane drive of controlling shut-off valve and water temperature sensitive element couples output of controlling shut-off valve to membrane drive of operational shut-off valve. Body of controlling shut-off valve houses starting and interlocking valves. Pneumatic-gas unit for protection and control is fitted with additional device for safe lighting of gas-utilizing gear that includes control handle made fast to spring- loaded axle with flag mounted for turn around axle. In position START it moves axially under pressure. In this case starting valve and cam with slit accommodating flag which turns with axle open and shut interlocking valve in position START. Upper lid carries button STOP. Outlet of operational shut-off valve is coupled to gas burner and its space under membrane communicates with relief tube. EFFECT: enhanced safety while lighting ignition torch and increased productivity thanks to employment of operational shut-off valve. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к автоматизации теплоэнергетических процессов и может быть использовано как автоматика безопасности и регулирования газифицированных отопительных котлов, водонагревателей, отопительных печей, технологических установок и т.п. The invention relates to the automation of heat and power processes and can be used as safety automation and regulation of gasified heating boilers, water heaters, heating furnaces, process plants, etc.

Известно устройство защиты газифицированных агрегатов (см. SU 1643877 A1, F 23 N 5/24 - аналог), содержащее отключающий газовый кран, пневмогазовый клапан, соединенный с трубкой датчиков аварийных режимов. A device for protecting gasified units is known (see SU 1643877 A1, F 23 N 5/24 - analogue), which contains a gas shut-off valve, a pneumatic-gas valve connected to the emergency sensors tube.

Недостатком данного устройства является наличие отключающего газового крана между пневмогазовым клапаном и газогорелочным устройством, что понижает безопасность при розжиге запальника, а также отсутствие регулятора температуры воды, что снижает технологические возможности при применении устройства на газифицированных отопительных котлах малой мощности. The disadvantage of this device is the presence of a shut-off gas valve between the pneumatic gas valve and a gas burner device, which reduces safety when firing up the igniter, as well as the lack of a water temperature controller, which reduces the technological capabilities when using the device on gasified low-power heating boilers.

Также известна автоматика газифицированного отопительного агрегата (см. SU 1721397, A1 F 23 N 5/ 00 - прототип), содержащая блок защиты и регулирования, датчики пламени, тяги, температуры воды. Also known is the automation of a gasified heating unit (see SU 1721397, A1 F 23 N 5/00 - prototype), containing a protection and regulation unit, flame sensors, traction, water temperature.

Недостатками данной автоматики являются:
- наличие газового крана между блоком защиты и коллектором газогорелочного устройства, что может привести к взрыву газа при розжиге запальника и незакрытом газовом кране;
- использование режима малого горения, так как в газовых сетях давление газа у потребителей реально падает до 600 - 800 Па, а в режиме малого горения газ до коллектора газогорелочного устройства доходит с еще более низким давлением, что приводит к проскоку пламени на сопла и выходу из строя горелочных труб;
- недостаточная производительность, как например для котлов теплопроизводительностью 100 кВт по ГОСТ 20548 необходима мощность автоматики с газогорелочным устройством до 120 кВт.The disadvantages of this automation are:
- the presence of a gas tap between the protection unit and the collector of the gas burner device, which can lead to a gas explosion during ignition of the igniter and an unclosed gas valve;
- the use of the low combustion mode, since in gas networks the pressure of gas from consumers actually drops to 600 - 800 Pa, and in the low combustion mode the gas reaches the manifold of the gas burner device with even lower pressure, which leads to the breakthrough of the flame at the nozzles and exit building burner pipes;
- insufficient productivity, such as for boilers with a heating capacity of 100 kW according to GOST 20548, the power of automation with a gas burner device up to 120 kW is required.

Целью изобретения является повышение безопасности при розжиге газогорелочного устройства, возможность срочной остановки, использование пневмогазового блока защиты и регулирования в качестве печной автоматики, надежности, снижение металлоемкости при увеличении производительности. The aim of the invention is to increase safety when firing a gas burner device, the possibility of an emergency stop, the use of a pneumatic and gas protection and regulation unit as furnace automation, reliability, reduction of metal consumption with an increase in productivity.

Указанная цель достигается тем, что автоматика дополнительно содержит пусковой и блокирующий клапаны, расположенные в корпусе управляющего клапана, а также механизм управления, расположенный в корпусе верхней крышки блока, состоящий из ручки управления, жестко связанной с подпружиненной осью с флажком, имеющей возможность поворота вместе с осью, а в положении "ПУСК" осевое перемещение при нажатии, а также торцового кулачка с прорезью под флажок, пневмогазовый блок защиты и регулирования снабжен дополнительным рабочим клапаном с одномембранным приводом, вход которого подключен к сети подвода газа, а выход с коллектором газогорелочного устройства, при этом подмембранная полость клапана связана через регулятор температуры воды с выходом блокирующего клапана, а также с трубкой сброса. Также в корпусе верхней крышки блока имеется подпружиненная кнопка "СТОП", расположенная соосно с управляющим клапаном. Для печной автоматики подмембранная полость рабочего клапана соединена с выходом блокирующего клапана. This goal is achieved in that the automation further comprises a start and blocking valve located in the control valve body, as well as a control mechanism located in the upper cover of the unit, consisting of a control handle rigidly connected to the spring axis with a flag that can be rotated together with axis, and in the "START" position, axial movement when pressed, as well as a face cam with a slot for a flag, the gas-gas protection and regulation unit is equipped with an additional operating valve with one a branded drive, the input of which is connected to the gas supply network, and the outlet is with the collector of the gas burner device, while the submembrane cavity of the valve is connected through the water temperature regulator to the output of the blocking valve, as well as to the discharge pipe. Also in the case of the upper block cover there is a spring-loaded STOP button located coaxially with the control valve. For furnace automation, the submembrane cavity of the operating valve is connected to the outlet of the blocking valve.

Предлагаемая система автоматики позволяет повысить безопасность при розжиге запальника и производительность за счет применения рабочего клапана-отсекателя. The proposed automation system can improve safety during ignition of the igniter and performance through the use of a working shut-off valve.

На фиг. 1 показана структурная схема автоматики; на фиг. 2- конструкция пневмогазового блока защиты и регулирования; на фиг. 3 - показана структурная схема печной автоматики, где:
1 - пневмогазовый блок защиты и регулирования;
2 - датчик пламени;
3 - датчик тяги;
4 - регулятор температуры воды (РТВ);
5 - газоиспользующее устройство;
6 - газогорелочное устройство (ГГУ);
7 - трубопровод;
8 - запальник;
9 - трубка запальника;
10 - линия;
11 - линия;
12 - импульсная трубка;
13 - трубка сброса;
14 - резьбовое отверстие (вход в блок);
15 - рабочий клапан;
16 - мембрана;
17 - ось;
18 - седло рабочего клапана;
19 - корпус рабочего клапана;
20 - промежуточная крышка;
21 - канал;
22 - корпус управляющего клапана;
23 - управляющий клапан;
24 - мембрана малая;
25 - ось;
26 - седло управляющего клапана;
27 - мембрана большая;
28 - канал;
29 - дроссель;
30 - седло блокирующего клапана;
31 - блокирующий клапан;
32 - отверстие пускового клапана;
33 - пусковой клапан;
34 - крышка нижняя;
35 - резьбовое отверстие (выход из блока на коллектор ГГУ);
36 - прокладка резиновая;
37 - корпус верхней крышки;
38 - ручка управления;
39 - ось с флажком;
40 - торцовый кулачок;
41 - крышка;
42 - толкатель блокирующего клапана;
43 - толкатель пускового клапана;
44 - кнопка "СТОП";
45 - импульсная трубка;
Автоматика безопасности газоиспользующих устройств (фиг. 1) состоит из пневмогазового блока 1 защиты и регулирования, к которому подключены датчики пламени 2, тяги 3 и регулятор температуры воды (РТВ) 4, установленные на газоиспользующем устройстве 5. От блока 1 к газогорелочному устройству (ГГУ) 6 газообразное топливо подводится по трубопроводу 7, а к запальнику 8 - по трубке запальника 9. Импульсный газ к датчикам 2 и 3 подводится по линии 10, а к РТВ 4 - по линии 11. От РТВ 4 импульсный газ поступает под мембрану рабочего клапана блока 1 по импульсной трубке 12. Сброс импульсного газа осуществляется в эжектор ГГУ 6 по трубке сброса 13. Подвод газообразного топлива к устройству осуществляется через резьбовое отверстие 14 блока 1.In FIG. 1 shows a block diagram of automation; in FIG. 2- design of a pneumatic gas protection and regulation unit; in FIG. 3 - shows a structural diagram of furnace automation, where:
1 - pneumogas protection and regulation unit;
2 - flame sensor;
3 - traction sensor;
4 - water temperature regulator (RTV);
5 - gas-using device;
6 - gas burner device (GGU);
7 - pipeline;
8 - ignitor;
9 - pilot tube;
10 - line;
11 - line;
12 - impulse tube;
13 - dump pipe;
14 - threaded hole (entrance to the block);
15 - working valve;
16 - membrane;
17 - axis;
18 - a saddle of the working valve;
19 - body of the working valve;
20 - an intermediate cover;
21 - channel;
22 - control valve body;
23 - control valve;
24 - the membrane is small;
25 - axis;
26 - a seat of the control valve;
27 - the membrane is large;
28 - channel;
29 - throttle;
30 - a saddle of the blocking valve;
31 - blocking valve;
32 - opening of the start valve;
33 - starting valve;
34 - bottom cover;
35 - threaded hole (exit from the block to the GGU collector);
36 - rubber gasket;
37 - body of the top cover;
38 - control knob;
39 - axis with a flag;
40 - end cam;
41 - a cover;
42 - a pusher of the blocking valve;
43 - a pusher of the starting valve;
44 - button "STOP";
45 - impulse tube;
The safety automatics of gas-using devices (Fig. 1) consists of a pneumatic-gas protection and regulation unit 1, to which flame sensors 2, traction 3, and a water temperature controller (RTV) 4 are mounted on the gas-using device 5. From block 1 to the gas burner device (GGU ) 6 gaseous fuel is supplied through pipeline 7, and to the igniter 8 - through the ignition tube 9. Pulse gas is supplied to the sensors 2 and 3 through line 10, and to RTV 4 - through line 11. From RTV 4 pulsed gas flows under the membrane of the operating valve block 1 by pulse tr Ubke 12. The discharge of pulsed gas is carried out in the ejector ГГУ 6 through the discharge pipe 13. Gaseous fuel is supplied to the device through the threaded hole 14 of block 1.

Пневмогазовый блок защиты и регулирования 1 (фиг. 2) содержит рабочий клапан 15, который жестко соединен с мембранным приводом 16 осью 17, проходящей через направляющее отверстие седла 18 корпуса рабочего клапана 19. Пространство над рабочим клапаном 15 через отверстие в промежуточной крышке 20 и канал 21 в корпусе управляющего клапана 22 соединено с полостью под управляющим клапаном 23, который жестко соединен с мембранным приводом 24 осью 25, проходящей через направляющее отверстие седла 26 корпуса управляющего клапана 22. Полость над управляющим клапаном соединена с импульсной полостью под мембраной 27 с помощью канала 28 в корпусе управляющего клапана 22 через дроссель 29. Канал 28 соединен с линией 10 подвода импульсного газа к датчикам пламени 2 и тяги 3. Полость над управляющим клапаном также соединена с трубкой запальника 9 и через седло 30 блокирующего клапана 31 с линией 11. Полости под управляющим клапаном и над управляющим клапаном соединены отверстием 32 перекрытым подпружиненным пусковым клапаном 33. Полость, ограниченная мембранами 24 и 27, соединена с атмосферой. Полость под мембраной 16 ограничена снизу нижней крышкой 34. К крышке 34 через штуцер присоединена импульсная трубка 12 от РТВ 4, а к второму штуцеру присоединена трубка сброса 13. К резьбовому отверстию 35 в корпусе рабочего клапана 19 присоединен трубопровод 7, подводящий газообразное топливо к коллектору ГГУ 6. Полость над управляющим клапаном ограничена резиновой прокладкой 36, прижатой корпусом верхней крышки 37, в которой расположен механизм управления блоком. The pneumatic-gas protection and control unit 1 (Fig. 2) contains a working valve 15, which is rigidly connected to the membrane actuator 16 with an axis 17 passing through the guide hole of the seat 18 of the working valve body 19. The space above the working valve 15 through the hole in the intermediate cover 20 and the channel 21 in the housing of the control valve 22 is connected to the cavity under the control valve 23, which is rigidly connected to the membrane actuator 24 with an axis 25 passing through the guide hole of the seat 26 of the housing of the control valve 22. The cavity above the control valve can be connected to the pulse cavity under the membrane 27 using the channel 28 in the control valve housing 22 through the throttle 29. Channel 28 is connected to the pulse gas supply line 10 to the flame sensors 2 and rod 3. The cavity above the control valve is also connected to the pilot tube 9 and through the seat 30 of the blocking valve 31 with line 11. The cavities under the control valve and above the control valve are connected by a hole 32 with a closed spring-loaded start valve 33. The cavity bounded by the membranes 24 and 27 is connected to the atmosphere. The cavity under the membrane 16 is bounded below by the lower cover 34. An impulse pipe 12 from PTB 4 is connected to the cover 34 through a fitting, and a discharge pipe 13 is connected to the second fitting. A pipe 7 is connected to the threaded hole 35 in the valve body 19, supplying gaseous fuel to the manifold GGU 6. The cavity above the control valve is limited by a rubber gasket 36, pressed by the housing of the upper cover 37, in which the control unit is located.

Механизм управления блоком состоит из ручки управления 38, жестко связанной с подпружиненной осью с флажком 39, имеющей возможность поворота вокруг оси, а в положении "ПУСК" осевое перемещение при нажатии торцового кулачка 40 с прорезью под флажок, который поворачивается вместе с осью 39, крышки 41 с двумя толкателями 42 и 43, расположенными соосно с клапанами 31 и 33, подпружиненной кнопки "СТОП" 44, расположенной соосно с управляющим клапаном 23. Элементы блока соединяются винтами. The control mechanism of the unit consists of a control handle 38, rigidly connected to the spring-loaded axis with a flag 39, which can be rotated around the axis, and in the "START" position, axial movement when pressing the end cam 40 with a slot for the flag, which rotates together with the axis 39, covers 41 with two pushers 42 and 43 located coaxially with the valves 31 and 33, spring-loaded button "STOP" 44, located coaxially with the control valve 23. Elements of the unit are connected by screws.

Печная автоматика (фиг. 3) состоит из пневмогазового блока 1 защиты и регулирования, к которому подключены датчики пламени 2 и тяги 3, установленные на газоиспользующем устройстве 5. От блока 1 к ГГУ 6 газообразное топливо подводится по трубопроводу 7, а к запальнику 8 по трубке запальника 9. Импульсный газ к датчикам 2 и 3 подводится по линии 10. Выход блокирующего клапана с подмембранной полостью рабочего клапана связан импульсной трубкой 45. Сброс импульсного газа осуществляется в эжектор ГГУ 6 по трубке сброса 13. Подвод газообразного топлива к устройству осуществляется через резьбовое отверстие 14 блока 1. Furnace automation (Fig. 3) consists of a pneumatic-gas protection and regulation unit 1, to which flame sensors 2 and thrust 3 are connected, mounted on a gas-using device 5. From block 1 to the gas-powered generator 6, gaseous fuel is supplied through pipeline 7, and to the igniter 8 via igniter tube 9. Impulse gas is supplied to sensors 2 and 3 through line 10. The output of the blocking valve with the submembrane cavity of the operating valve is connected by an impulse tube 45. The impulse gas is discharged to the ejector ГГУ 6 via a discharge tube 13. Gaseous fuel is supplied to the roystvu through the threaded hole 14 of block 1.

Рассмотрим работу устройства с момента пуска (положение деталей пневмогазового блока 1 на фиг. 2 соответствует нерабочему положению). Consider the operation of the device from the moment of start-up (the position of the parts of the pneumogas block 1 in Fig. 2 corresponds to the inoperative position).

Газообразное топливо подается к устройству через газопровод, подсоединенный к резьбовому отверстию 14 в блок 1, и попадает в пространство над рабочим клапаном 15, а также через отверстие в промежуточной крышке 20 и канал 21 в корпусе управляющего клапана 22 - в полость, ограниченную сверху конусом управляющего клапана 23, а снизу - мембранным приводом 24. Усилие от давления газа на рабочий клапан 15 направлено вниз, также вниз направлен вес подвижных частей. Сумма этих усилий направлена вниз и плотно прижимает конус рабочего клапана 15 к седлу 18, препятствуя проходу газообразного топлива дальше. Усилие от давления газа на конус управляющего клапана 23 направлено вверх, но одновременно по оси 25 на этот конус передается усилие от давления газа, действующего на мембранный привод 24, которое направлено вниз (также вниз направлен вес подвижных частей). Так как эффективная площадь мембранного привода 24 значительно превосходит площадь сечения седла управляющего клапана, равнодействующая этих усилий направлена вниз и плотно прижимает конус управляющего клапана 23 к седлу 26, препятствуя проходу газообразного топлива дальше. Пусковой клапан 33 под действием пружины также закрывает отверстие 32. Gaseous fuel is supplied to the device through a gas pipe connected to the threaded hole 14 in block 1 and enters the space above the working valve 15, as well as through the hole in the intermediate cover 20 and channel 21 in the body of the control valve 22 into the cavity bounded from above by the cone of the control valve 23, and the bottom - by a membrane actuator 24. The force from the gas pressure on the working valve 15 is directed downward, the weight of the moving parts is also directed downward. The sum of these efforts is directed downward and tightly presses the cone of the working valve 15 to the seat 18, preventing the passage of gaseous fuel further. The force from the gas pressure on the cone of the control valve 23 is directed upward, but at the same time along the axis 25, the force is transmitted from the gas pressure acting on the diaphragm actuator 24, which is directed downward (the weight of the moving parts is also directed downward). Since the effective area of the diaphragm actuator 24 significantly exceeds the sectional area of the seat of the control valve, the resultant of these forces is directed downward and tightly presses the cone of the control valve 23 to the seat 26, preventing the passage of gaseous fuel further. The start valve 33 under the action of the spring also closes the hole 32.

Для запуска устройства необходимо ручку управления 38 повернуть в положение "ПУСК", при этом торцовый кулачок 40 перемещает толкатель 42 вниз, который в свою очередь нажимает на блокирующий клапан 31 и закрывает седло 30, препятствуя доступу газа в линию 11. Флажок оси 39 выходит в положение над толкателем 43. В этом положении необходимо ручку управления 38 нажать вниз, при этом подпружиненная ось 39, перемещаясь вниз флажком, через толкатель 43 нажимает на пусковой клапан 33. Газ начинает поступать в полость над управляющим клапаном 23. Из этой полости газ направляется, во-первых, по трубке запальника 9 к запальнику 8, где его поджигают. Факел запальника начинает греть чувствительный элемент датчика пламени 2 (биметаллическую пластину). Во-вторых, газ поступает через дроссель 29 по каналу 28 в импульсную полость под мембраной 27, а также по линии 10 - к соплам датчиков 2 и 3. To start the device, it is necessary to turn the control knob 38 to the “START” position, while the end cam 40 moves the pusher 42 down, which in turn pushes the blocking valve 31 and closes the seat 30, preventing the gas from accessing line 11. The checkbox of the axis 39 goes into position above the pusher 43. In this position, the control knob 38 must be pressed down, while the spring-loaded axis 39, moving down the flag, presses the start valve 33 through the pusher 43. Gas begins to flow into the cavity above the control valve 23. From this cavity, s is sent, firstly, the tube 9 to the pilot igniter 8, where it is ignited. The ignition torch begins to heat the sensitive element of flame sensor 2 (bimetal plate). Secondly, the gas enters through the throttle 29 through channel 28 into the pulse cavity under the membrane 27, and also through line 10 to the nozzles of the sensors 2 and 3.

В результате прогрева пламенем запальника 8 биметаллический чувствительный элемент датчика 2 прикрывает сопло, сброс импульсного газа через этот датчик прекращается. Поскольку сброс через датчик тяги 3 при розжиге топки отсутствует, то давление импульсного газа в полости под мембраной 27 начинает повышаться. Под действием этого давления мембрана 27 поднимается дальше вверх и, преодолевая противодействие мембраны 24 (эффективная площадь мембраны 27 больше эффективной площади мембраны 23), поднимает эту мембрану и соединенный с ней осью 25 конус управляющего клапана 23 на полный ход. As a result of heating with the igniter 8 flame, the bimetal sensitive element of sensor 2 covers the nozzle, the discharge of pulsed gas through this sensor stops. Since there is no discharge through the draft sensor 3 during ignition of the furnace, the pressure of the pulsed gas in the cavity under the membrane 27 begins to increase. Under the influence of this pressure, the membrane 27 rises further upward and, overcoming the counteraction of the membrane 24 (the effective area of the membrane 27 is larger than the effective area of the membrane 23), raises this membrane and the cone of the control valve 23 connected to it by 25 axis at full speed.

Теперь можно отпустить ручку управления 38, при этом пусковой клапан 33 под действием пружины закрывает отверстие 32. Now you can release the control knob 38, while the start valve 33 under the action of the spring closes the hole 32.

После прогрева топочного пространства пламенем запальника и создания первоначальной тяги ручку управления 38 поворачивают в положение "РАБОТА", при этом торцовый кулачек 40 поворачиваясь отпускает толкатель 42, а блокирующий клапан 31 открывает седло 30 и импульсный газ поступает в линию 11. Поскольку во время розжига газоиспользующего устройства температура теплоносителя (воды) низкая, РТВ 4 открытый и газ по импульсной трубке 12 поступает под мембрану 16 и далее по трубке сброса 13 сбрасывается в эжектор ГГУ 6. Так как сопло трубки сброса 13 (составляющее 0,5-0,8 мм) значительно меньше живого сечения импульсной трубки 12, давление газа под мембраной 16 начинает повышаться. Под действием этого давления мембрана 16 поднимается, перемещая через ось 17 конус рабочего клапана 15. Основной поток газообразного топлива устремляется через открывшееся седло 18 по трубопроводу 7 в коллектор ГГУ 6. Газовоздушная смесь, выходящая из горелочных труб ГГУ 6, воспламеняется от факела запальника 8. На этом этап пуска заканчивается. After heating the furnace space with the igniter flame and creating the initial draft, the control knob 38 is turned to the “OPERATION” position, while the end cam 40 turns and pusher 42 is released, and the blocking valve 31 opens the seat 30 and the pulsed gas enters line 11. Since the gas-using ignition is ignited of the device, the temperature of the coolant (water) is low, RTV 4 is open and the gas through the impulse pipe 12 enters under the membrane 16 and then through the discharge pipe 13 is discharged into the ejector of the GGU 6. Since the nozzle of the discharge pipe 13 ( (0.5–0.8 mm) is much smaller than the living section of the impulse tube 12, the gas pressure under the membrane 16 begins to increase. Under the influence of this pressure, the membrane 16 rises, moving the cone of the working valve 15 through the axis 17. The main stream of gaseous fuel rushes through the open saddle 18 through the pipeline 7 to the collector of the ГГУ 6. The gas-air mixture leaving the burner pipes of the ГГУ 6 is ignited from the pilot flame 8. At this point, the start-up phase ends.

По мере прогрева воды в газоиспользующем устройстве до температуры, на которую был выставлен РТВ 4, РТВ 4 перекрывает доступ импульсного газа в импульсную трубку 12 и соответственно под мембрану 16. Оставшееся давление газа под мембраной 16 стравливается через трубку сброса 13, при этом мембрана 16 с осью 17 и конусом рабочего клапана 15 под действием силы тяжести и на первом этапе давлением над мембраной 16 начинает двигаться вниз и конус рабочего клапана 15 плотно закрывает седло 18. При этом полностью прекращается подача газа на ГГУ 6, но запальник 8, получающий питание от управляющего клапана, продолжает работать. После снижения температуры воды на величину дифференциала РТВ 4 клапан регулятора откроется, импульсный газ поступит под мембрану 16, которая в свою очередь поднимет конус рабочего клапана 15. Поэтому газ вновь начнет поступать на ГГУ 6. Затем процесс повторяется и т.д. As the water in the gas-using device is heated to the temperature that RTV 4 was set to, RTV 4 blocks the access of the pulsed gas to the impulse tube 12 and, accordingly, to the membrane 16. The remaining gas pressure under the membrane 16 is vented through the discharge pipe 13, while the membrane 16 s the axis 17 and the cone of the working valve 15 under the influence of gravity and at the first stage the pressure above the membrane 16 starts to move down and the cone of the working valve 15 tightly closes the seat 18. In this case, the gas supply to the GPU 6 is completely stopped, but the pilot 8 powered by a control valve continues to operate. After lowering the water temperature by the amount of the RTV 4 differential, the regulator valve will open, the pulsed gas will flow under the membrane 16, which in turn will raise the cone of the working valve 15. Therefore, the gas will again begin to flow to the GGU 6. Then the process is repeated, etc.

Рассмотрим работу устройства при возникновении предаварийных ситуаций. Например, при потухании пламени запальника 8 начинает охлаждаться чувствительный элемент датчика 2. Деформируясь, он открывает сопло, возникает сброс импульсного газа из полости под мембраной 27 по трубке 10. Поскольку площадь сечения сопла датчика 2 значительно больше площади сечения питающего дросселя 29 (соотношение порядка 1:10) давление в импульсной полости под мембраной 27 резко падает практически до атмосферного уровня. Мембрана 27 с жестким центром находится в соприкосновении с осью 25, которая в свою очередь находится под действием усилия от мембраны 24, находящейся под воздействием входного давления газа, поэтому вся система подвижных частей начинает двигаться вниз и это приводит к перекрытию седла 26 конусом клапана 23, происходит отсечка газа на запальник 8, также прекращается доступ газа через седло 30, трубку 11, РТВ 4, трубку 12 под мембрану 16. Оставшееся давление газа под мембраной 16 стравливается через трубку сброса 13. Конус рабочего клапана 15 плотно закрывает седло 18, при этом полностью прекращается подача газа на ГГУ 6, т.е. приводит к прекращению работы газоиспользующего устройства 5. Consider the operation of the device in the event of pre-emergency situations. For example, when the flame of the igniter 8 extinguishes, the sensitive element of the sensor 2 begins to cool. When deformed, it opens the nozzle, a pulse gas is discharged from the cavity under the membrane 27 through the tube 10. Since the cross-sectional area of the nozzle of the sensor 2 is much larger than the cross-sectional area of the supply throttle 29 (a ratio of the order of 1 : 10) the pressure in the pulsed cavity under the membrane 27 drops sharply to almost atmospheric level. The membrane 27 with a rigid center is in contact with the axis 25, which in turn is under the action of the force from the membrane 24, which is under the influence of the inlet gas pressure, so the entire system of moving parts starts to move downward and this leads to the valve seat 23 being blocked by the valve cone 23, gas is cut off to the igniter 8, gas also stops accessing through the seat 30, tube 11, PTB 4, tube 12 under the membrane 16. The remaining gas pressure under the membrane 16 is vented through the discharge pipe 13. The cone of the working valve 15 is tightly closed There is a saddle 18, while the gas supply to GGU 6 completely stops; leads to the termination of the gas-using device 5.

Повторный запуск возможен только путем поворота ручки управления 38 в положение "ПУСК" и ее нажатии при условии устранения причины аварийной остановки. Restarting is possible only by turning the control knob 38 to the "START" position and pressing it, provided that the cause of the emergency stop has been eliminated.

Действие датчика 3 тяги (разрежения) аналогично датчику 2 пламени, эти датчики подключены к пневмогазовому блоку 1 защиты и регулирования с помощью импульсной линии 10. При ухудшении разрежения в топке газоиспользующего устройства 5 чувствительный элемент - биметаллическая пластинка - начинает прогреваться продуктами сгорания, выходящими через отверстие в корпусе или панели ГГУ 6. Это приводит к быстрому прогреву (в течение 15 - 20 с) и деформации чувствительного элемента. Он открывает сопло, возникает сброс импульсного газа из полости под мембраной 27 по импульсной линии 10. Дальнейшее действие элементов блока 1 аналогично описанному для датчика 2 пламени. Это приводит к полной отсечке газа на горелку и запальник, т.е. прекращению работы газоиспользующего устройства. The action of the thrust (rarefaction) sensor 3 is similar to the flame sensor 2, these sensors are connected to the pneumatic-gas protection and regulation unit 1 by means of a pulse line 10. When the vacuum deteriorates in the furnace of the gas-using device 5, the sensing element - a bimetallic plate - begins to warm up with combustion products leaving the hole in the case or panel of the GGU 6. This leads to rapid heating (within 15 - 20 s) and deformation of the sensitive element. He opens the nozzle, there is a discharge of pulsed gas from the cavity under the membrane 27 along the pulse line 10. Further action of the elements of block 1 is similar to that described for the flame sensor 2. This leads to a complete cutoff of the gas to the burner and ignitor, i.e. the shutdown of the gas-using device.

При падении давления газа в сети снижается также импульсное давление под мембраной 27. Подвижные элементы 23, 24, 25 и 27 под действием силы тяжести, а также давления сетевого газа на мембрану 24 сверху начинают опускаться вниз. Это приводит к уменьшению зазора между седлом 26 и конусом управляющего клапана 23, в результате дросселирования еще более снижается давление в импульсной системе, получающем питание из пространства над клапаном 23 по каналу 28 с дросселем 29 и т.д. Процесс завершается полной отсечкой газа на запальник и горелку, т. е. прекращением работы газоиспользующего устройства 5. Задание минимального допустимого давления газа (давления отсечки) осуществляется в основном выбором массы дисков жесткости мембранных приводов 24 и 27 (например, для минимального давления 600 Па при рабочем давлении 1300 Па). When the gas pressure in the network drops, the pulse pressure under the membrane 27 also decreases. The movable elements 23, 24, 25, and 27 under the action of gravity, as well as the pressure of the network gas on the membrane 24 from the top begin to fall down. This leads to a decrease in the gap between the seat 26 and the cone of the control valve 23, as a result of throttling, the pressure in the pulse system, which is powered from the space above the valve 23 through the channel 28 with the throttle 29, etc. is further reduced. The process ends with a complete cut-off of gas to the ignitor and burner, that is, the shutdown of the gas-using device 5. The setting of the minimum allowable gas pressure (cut-off pressure) is carried out mainly by selecting the mass of the stiffness disks of the membrane actuators 24 and 27 (for example, for a minimum pressure of 600 Pa at operating pressure 1300 Pa).

Для полной (срочной) остановки автоматики безопасности, при настройке ГГУ 6 или других технологических нужд необходимо нажать кнопку "СТОП" 44 и удерживать ее в течение 2 с, при этом конус управляющего клапана 23 закрывает седло 26. Прекращается доступ газа в полость над управляющим клапаном 23, при этом запальник 8 гаснет, давление под мембраной 27 через дроссель 29 стравливается, также сбрасывается давление под мембраной 16 через трубку сброса 13, конус рабочего клапана 15 плотно закрывает седло 18, при этом полностью прекращается подача газа на ГГУ 6. For a complete (urgent) stop of the safety automatics, when setting up the ГГУ 6 or other technological needs, it is necessary to press the “STOP” button 44 and hold it for 2 s, while the cone of the control valve 23 closes the seat 26. The gas stops accessing the cavity above the control valve 23, while the igniter 8 goes out, the pressure under the membrane 27 through the throttle 29 is vented, the pressure under the membrane 16 is also relieved through the discharge pipe 13, the cone of the working valve 15 tightly closes the seat 18, while the gas supply to the gas turbine 6 is completely stopped.

Для того чтобы выключить основные горелочные трубы ГГУ 6, а запальник 8 оставить в рабочем положении, необходимо ручку управления 38 повернуть в положение "ПУСК", при этом блокирующий клапан 31 закрывает доступ импульсного газа под мембрану 16 и конус рабочего клапана 15 плотно закрывает седло 18, подача газа на основные горелочные трубы прекращается. Запальник 8 при этом продолжает работу, питаясь из управляющего клапана. In order to turn off the main burner pipes of ГГУ 6 and leave the igniter 8 in the working position, it is necessary to turn the control knob 38 to the “START” position, while the blocking valve 31 closes the access of the pulsed gas under the membrane 16 and the cone of the working valve 15 tightly closes the seat 18 , gas supply to the main burner pipes is interrupted. At the same time, igniter 8 continues to work, being fed from the control valve.

В автоматике имеется конструктивная и технологическая связь между блоком 1 защиты и регулирования, состоящего из управляющего и рабочего клапанов, а также пускового и блокирующего клапана, и датчиками контролируемых параметров. Эта связь является необходимой и существенной, количество датчиков определяется нормативами. In automation, there is a constructive and technological connection between the protection and regulation unit 1, which consists of a control and a working valve, as well as a start and a blocking valve, and sensors of controlled parameters. This connection is necessary and essential, the number of sensors is determined by standards.

Регулятор температуры воды 4, связанный импульсной трубкой 12 с пространством под мембраной 16 и рабочим клапаном 15, управляет процессом двухпозиционного регулирования работы газогорелочного устройства 6 по температуре теплоносителя (воды) в диапазоне практически от 20 до 95^oC (производительностью постоянно работающего запальника можно пренебречь). Поэтому этот контур регулирования, который полностью отключает основную горелку, используется и как контур защиты по перегреву воды, т.е. является одновременно частью блока защиты.The water temperature controller 4, connected by a pulse tube 12 with the space under the membrane 16 and the operating valve 15, controls the process of on-off regulation of the operation of the gas burner device 6 according to the temperature of the heat carrier (water) in the range from almost 20 to 95 ^o C (the performance of a constantly working ignitor can be neglected) . Therefore, this control circuit, which completely turns off the main burner, is also used as a protection circuit for overheating of water, i.e. It is also part of the protection unit.

Для использования пневмогазового блока защиты и регулирования 1 в печной автоматике (см. фиг. 3) необходимо вместо линии 11, РТВ 4 и импульсной трубки 12 соединить импульсной трубкой 45 выход из-под седла 30 с подмембранной полостью рабочего клапана. To use the pneumatic and gas protection and regulation unit 1 in furnace automation (see Fig. 3), instead of line 11, PTB 4 and impulse tube 12, it is necessary to connect, with impulse tube 45, the outlet from the seat 30 to the submembrane cavity of the operating valve.

Применение механизма управления блоком позволяет повысить безопасность розжига запальника за счет блокирования рабочего клапана, при этом отпадает необходимость применения крана между блоком и коллектором ГГУ, а использование рабочего клапана, который является единственным звеном между линией подвода газа и коллектором ГГУ, при его низком сопротивлении позволяет при небольших габаритах повысить пропускную способность автоматики, т.е. производительность газогорелочного устройства, при этом повышается давление газа в коллекторе, а следовательно, и скорость истечения газа из сопла. Улучшается инжекция первичного воздуха, а следовательно, повышается качество сгорания газовоздушной смеси в топке газоиспользующего устройства 5. The use of the control mechanism of the unit allows you to increase the safety of ignition of the igniter by blocking the working valve, while there is no need to use a crane between the block and the collector of the gas turbine, and the use of the working valve, which is the only link between the gas supply line and the collector of the gas turbine, with its low resistance allows small dimensions increase the throughput of automation, i.e. the performance of the gas burner device, while the gas pressure in the manifold increases, and consequently, the rate of gas outflow from the nozzle. The injection of primary air is improved, and therefore, the quality of combustion of the gas-air mixture in the furnace of the gas-using device 5 is improved.

Claims (3)

1. Автоматика безопасности газоиспользующих устройств, содержащая пневмогазовый блок защиты и регулирования с управляющим клапаном, имеющим мембранный привод, и связанные с ним датчики пламени, тяги и регулятор температуры воды, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пусковой и блокирующий клапаны, расположенные в корпусе управляющего клапана, а также механизм управления, расположенный в корпусе верхней крышки блока, состоящий из ручки управления, жестко связанной с подпружиненной осью с флажком, имеющей возможность поворота вместе с осью, а в положении "ПУСК" - осевое перемещение при нажатии, а также торцового кулачка с прорезью под флажок, пневмогазовый блок защиты и регулирования снабжен дополнительным рабочим клапаном с одномембранным приводом, вход которого подключен к сети подвода газа, а выход соединен с коллектором газогорелочного устройства, при этом подмембранная полость клапана связана через регулятор температуры воды с выходом блокирующего клапана, а также с трубкой сброса. 1. Safety automatics of gas-using devices, comprising a pneumatic-gas protection and regulation unit with a control valve having a membrane actuator and associated flame sensors, traction and a water temperature controller, characterized in that it further comprises a start and block valve located in the control case the valve, as well as a control mechanism located in the housing of the upper cover of the unit, consisting of a control handle rigidly connected to the spring axis with a flag that can be rotated along with the axis, and in the "START" position - axial movement when pressed, as well as the end cam with a slot for the flag, the pneumatic and gas protection and regulation unit is equipped with an additional operating valve with a single-membrane actuator, the input of which is connected to the gas supply network, and the output is connected to the collector of the gas burner device, while the submembrane cavity of the valve is connected through the water temperature regulator to the output of the blocking valve, as well as to the discharge pipe. 2. Автоматика по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе верхней крышки блока имеется подпружиненная кнопка "СТОП", расположенная соосно с управляющим клапаном. 2. Automation according to claim 1, characterized in that in the case of the upper block cover there is a spring-loaded STOP button located coaxially with the control valve. 3. Автоматика по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что подмембранная полость рабочего клапана соединена с выходом блокирующего клапана. 3. Automation according to claims 1 and 2, characterized in that the submembrane cavity of the working valve is connected to the output of the blocking valve.

Images