Регулятор соотношения расхода газа и воздуха

 

РЕГУЛЯТОР СООТНОШЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА И ВОЗДУХА, содержащий мембранный датчик перепада давлений, одна полости которого подключена к газопроводу, а другая - к воздухопроводу , выходное устройство, соединенное с регулирующим органом, установленным на газоили воздухопроводе , а также задатчик соотношения в виде нерегулируемого и регулируемого при помощи винта дросселей, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности регулирования при изменении температуры воздуха, регулируемый дроссель снабжен тепловым элементом, соединенньм с воздухопроводом , причем регулирующий винт закреплен на тепловом элементе, а по-, лость мембранного датчика, подсоединенная к воздухопроводу, дополнитель§ но соединена с входом регулируемого и выходом нерегулируемого дросселей, (Л при этом вход последнего соединен с воздухопроводом.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СбЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 F 23 N 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OCYQAPCTBEHHblA НОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3732262/24-06 (22) 29.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. И - 35 (72) Б.С. Дмитровский и С.Б. Юровецкий (71) Ленинградское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института "Теплопроект" (53) 621. 182.26(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 787808, кл. F 23 N 1/02, 1980. (54)(57) РЕГУЛЯТОР СООТНОШЕНИЯ

РАСХОДА ГАЗА И ВОЗДУХА, содержащий мембранный датчик перепада давлений, одна полость которого подключена к газопроводу, а другая — к воэдухопроводу, выходное устройство, соединенное с регулирующим органом, установленным на газо- или воздухопроводе, а также задатчик соотношения в виде нерегулнруемого и регулируемого при помощи винта дросселей, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования при изменении температуры воздуха, регулируемый дроссель снабжен тепловым элементом, соединенным с воздухопроводом, причем регулирующий винт закреплен на тепловом элементе, а по-, лость мембранного датчика, подсоединенная к воздухопроводу, дополнительно соединена с входом регулируемого и выходом нерегулируемого дросселей, при этом вход последнего соединен с воздухопроводом.

180648 е40

50

1 1

Изобретение относится к области сжигания газообразного топлива и ожет быть использовано для регулирования соотношения расходов газа и воздуха при сжигании газа в промышленных печах и сушилах металлургической и машиностроительной про-, мышленности.

Целью изобретения является увеличение точности регулирования при изменении температуры воздуха.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — регулируемыйдроссель задатчика соотношения; на фиг. 3 — выходное устройство мембранного датчика перепада давлений; на фиг. 4 — разрез А — А на фиг. 3; на фиг.5 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 — разрез В-В на фиг. 3.

Регулятор содержит мембранный датчик 1 перепада давлений, состоя— щий из корпуса 2, разделенного на две полости мембраной 3, связанной с выходным устройством 4. Мембрана

3 удерживается в корпусе 2 в определенном положении с помощью пружи— ,ны 5. Первая полость, газовая,мембранного датчика 1 перепада давлений с помощью импульсной трубки 6 соединена с газопроводом 7, вторая его полость, воздушная, с помощью им— пульсной трубки 8 соединена с воздухопроводом 9. На импульсной трубке

8 установлен нерегулируемый дроссель 10. Воздушная полость мембранного датчика 1 перепада давлений связана, кроме того, с атмосферой импульсной трубкой 11, на которой установлен регулируемый дроссель 12.

Газопровод 7 и воздухопровод 9 подсо динены к горелке 13. Регулируемый дроссель 12 содержит сопла 14 и регулирующий винт 15, соединенный резьбовым соединением с тепловым элементом 16. Профили выходной части канала сопла 14 и входящего в него конца регулирующего винта 15 выполнены в соответствии с законом, обеспечивающим необходимое изменение расхода воздуха через регулируемый дроссель 12 при взаимном перемещении сопла 14 и регулирующего винта

15. Сопла .I4 и тепловой элемент 16 представляет собой трубки, выполненные с возможностью перемещения в отверстиях нетеплопроводящего штатива 17 и закрепляемые в нем с помощью винтов 18 и 19. Один конец

35 трубки настраиваемого теплового элемента 16 соединен с атмосферой, другой конец ее соединен с воздухопроводом 9 с помощью теплопроводящей трубки 20, на которой установлен вентиль 21, также выполненный из теплопроводящего материала. Трубка

20 и вентиль 21 являются теплопроводом, По которому тепло подаваемого на горение воздуха поступает к тепловому элементу 16, Выходное устройство 4 регулятора представляет собой пневматический золотник, состоящий из закрепленного на корпусе 2 мем— бранного датчика 1 перепада давлений цилиндра 22 и связанного с мембраной

3 поршня 23. Цилиндр 22 имеет каналы

24 — 26, расположенные в одной плоскости, а поршень 23 — каналы 27 и

28, расположенные в двух плоскостях по высоте золотника; расстояние меж— ду плоскостями расположения каналов

27 и 28 определяет зону нечувствитель. ности регулятора. К каналу 24 подсое. динен подвод сжатого воздуха 29, канал 25 соединен с атмосферой, к каналу 26 подсоединена импульсная линия 30, связанная с регулирующим органом 31, установленным на воздухопроводе 9. Регулирующий орган 31 выполнен с возможностью перемещения под воздействием сжатого воздуха и может быть как шланговым, так и мембранным.

Тепловой элемент 16 выполнен из материала, имеющего большой коэффициент линейного, расширения, а сопла 14 выполнено из материала с коэффициентом линейного расширения практически равным нулю. Регулируемый дроссель 12 устанавливается в непосредственной близости от воздухопровода 9, трубка

20 имеет минимальную длину, что обеспечивает оптимальные условия тепло— передачи от воздухопровода 9 к тепловому элементу 16. Тепло передает/ ся как по трубке 20 и вентилю 21, так и вместе с воздухом, проходящим .через настраиваемый тепловой элемент 16 и стравливаемым в атмосферу.

Расход воздуха по трубке 20 с помощью вентиля 21 выбирается достаточным для того, чтобы настраиваемый тепловой элемент имел температуру идущего на горение горячего воздуха. В то же время импульсная трубка 11 имеет значительную длину, выполнена из теплопроводящего материала, в необходимых случаях ее з 1 длина увеличивается специально, ей придают, например, форму змеевика.

Расход воздуха через сопло 14 близок к нулю, так как расход этот должен обеспечивать. изменение давления в очень небольшом объеме, а именно в воздушной полости мембранного датчика 1 перепада давлений, который весьма мал. Поэтому тепло от воздухопровода 9 к соплу 14 не передается. Поскольку штатив 17, в котором закрепляются сопло 14 и тепловой элемент 16, выполнен из изоляцион— ного, нетеплопроводящего материала, то указанные особенности конструкции регулятора приводят к тому,что сопло 14 в процессе работы регуля- тора имеет температуру цеха, а тепловой элемент 16 имеет температуру поступающего на горение воздуха.

Регулятор работает следующим образом.

Если соотношение расходов газа и воздуха, поступающих по газопроводу 7 и воздухопроводу 9 к горелке

13, соответствует заданному, а следовательно соответствует заданному и соотношение давлений в газо- и . воздухопроводах 7 и 9, давление газа и воздуха, поступающих в газовую и воздушную полости мембранного датчика 1 перепада давлений по импульсным трубкам 6 и 8, уравновешивается и мембрана 3 находится в фиксированном положении, определяемом, кроме того, натяжением или сжатием пружины 5. При изменении давления газа или воздуха мембрана 3, перемещаясь передает в ту или иную сторону поршень 23.

Если расход и давление поступающего на горение воздуха становится больше заданного, мембрана 3, перемещая вверх поршень 23 выходного устройства 4, соединяет с помощью канала 28 каналы 24 и 26 цилиндра

22, соединяя, такий образом, подвод сжатого воздуха 29 с импульсной линией 30. Сжатый воздух, поступая в регулирующий орган 31 по импульсной линии 30, закрывает его, при этом давление и расход воздуха уменьшаются.

Если давление и расход воздуха уменьшаются, мембрана 3 перемещаясь вниз, перемещает вниз поршень 23 выходного устройства 4, который с помощью канала 27 соединяет каналы

180648 4!

20

45

50 ет расстояние конца регулирующего винта 15 от выходного отверстия сопла 14, изменяя площадь его выходного отверстия. При этом изменяется расход через импульсную трубку 8, дроссель 10, импульсную трубку 11 и сопло 14. Расход этот изменяется по заданному закону, который определяется профилем выходной части канала сопла

14 и конца регулирующего винта 15. .В соответствии с этим законом изменяется перепад давления на дросселе

25 и 26, соединяя, таким образом, с атмосферой импульсную линию 30 и регулирующий орган 31. Последний открывается, при этом давление и расход воздуха, поступающего к горелке 13, увеличивается. Изменение задания соотношения осуществляется вращением регулирующего винта 15, вследствие чего его конусный конец о увеличивает или уменьшает размер площади выходного отверстия сопла

14, в связи с чем уменьшается или увеличивается расход воздуха через трубки 11 и 8 и дроссель 10. Изменяется перепад давления на дросселе 10, изменяется давление в воз— душной полости мембранного датчика

1 перепада давлений, следовательно, и соотношение давлений газа и воздуха в воздушной и газовой полостях мембранного датчика 1 перепада давлений и поддерживаемое им соотношение ðàñходов газа и воздуха.При изменении .температуры воздуха, подаваемого на горение, изменяется его объем и давление. Для компенсации нарушения соотношения расходов вызываемых изменением температуры воздуха,служит тепловой элемент 16. При изменении температуры воздуха тепловой элемент 16 нагревается, как теплом, поступающим непосредственно по теплопроводящей трубке 20, так и теплом поступающего через настраиваемый тепловой элемент 16 в атмосферу, воздуха. В связи с этим длина настраиваемого теплового элемента 16 изменяется. Поскольку сопло 14, будучи отнесенным от настраиваемого теплового элемента 16, соединено с ним через нетеплопроводящий штатив

17, остается холодным, а сопло 14 и тепловой элемент 16 жестко связаны со штативом 17 с помощью винтов 18 и 19, то тепловой элемент 16, удлиняясь или укорачиваясь, изменя1180648 д 4Ы2 о-В

Фиг.3

Фиг.б

Составитель M. Лазутов

Редактор С. Патрушева Техред Т.Дубинчак Корректор В. Бутяга

Заказ 5905/35 Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10 и давление в воздушной полости мембранного датчика 1 перепада давлений и эти их изменения компенсируют изменение давления воздуха, вызыва5 емое изменением его температуры, и регулятор поддерживает соотношение газа и воздуха, учитывая только фактическое изменение количества воздуха.

Необходимая степень воздействия теплового элемента 16 подбирается изменением длины конца теплового элемента 16, несущего регулирующий винт 15.

Для увеличения степени воздействия теплового элемента 16, освободив вин- 15 ты 18 и 19, перемещают сопло 14 и тептепловой элемент 16 в отверстиях штатива 17, увеличивая длину конца теплового элемента 16 несущего винт 15, и, затем вновь закрепляют их винтами

18 и 19, оставляя неизменным расстоянйе между выходным отверстием сопла

14 и конусным концом винта 15. При этом длины холодного неудлиняющегося конца сопла 14 и нагреваемого воздухом конца теплового элемента 16 увеличиваются, увеличивается разность их длин при нагреве теплового элемента 16, в связи с чем увеличение выходного отверстия сопла 16 при изменении температуры воздух.. будет большим, а. следовательно, большим будет и воздействие теплового элемента 16. При уменьшении длин соответствующих концов сопла 14 и теплового. элемента 16 степень воздействия теплового элемента 16 будет уменьшаться