Генератор импульсов давления потока газа

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтсникСоциалистичвсиикреспублик(72) Авторы изобретения Э.А. Исмиев, К.Н. Звягинцев и Е.А. Синицын Всесоюзный научно-исследовательский институтиспользования газа в народном хозяйствеи подземного хранения нефти, нефтепродуктови сжиженных газов "Союзгазпром"(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ПОТОКА ГАЗА Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть применено дляавтоматизации газовых теплотехнических агрегатов, работающих вимпульсномрежиме.Известны у стройст ва, состоящие изэлектронных генераторов импульсов,воздействующих через усилитель на соленоидный клапан. При импульсном сжигании газа экономия ценного топливадостигает порядка 104 1) .10Однако устройства, формирующие импульсы потока газа к горелкам, достаточно сложны и связаны с потреблением внешней, например электрической,1энергии,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является генератор импульсов давления потока газа,содержащий корпус с входным и выходным патрубками, закрепленную в корпусе мембрану, с жестким центром которой связана заслонка, расположеннаямежду двумя соплами, связанными с входным патрубком и подмембранной полост ью соот вет ст ее нно 21.Недостатками известного генератора является сброс большого количества газа в атмосферу при минимальном значении давления, потока и возможность связи выходного патрубка с атмосферой,Цель изобретения - повышение надежности генератора.Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов давления потока газа, содержащий корпус и закрепленную в нем первую мембрану, жест.кий центр которой является заслонкой сопла, соединенного с входным каналом, и выходной канал, сообщенный с подмембранной полостью, введена вторая мембрана, а в корпусе выполнено второе сопло, заслонкой которого является жесткий центр второй мембра" ны, причем надмембранная полость сообщена с атмосферой, а второе соппо3 89038 соединено с межмембранной полостью через дроссель с выходным каналом.На чертеже показана принципиальная схема генератора импульсов давления потока газа, установленного в газоотопительной системе.Генератор импульсов давления потока газа содержит корпус 1 и закреп, ленную в нем первую мембрану 2, жесткий центр 3 которой является заслон о кой сопла 4, соединенного с входным каналом 5, .а выходной канал б сообщен с подмембранной полостью 7, вторую мембрану 8, выполненное в корпусе 1 второе сопло 9, заслонкой которого является жесткий центр 10 второй мембраны 8, надмембранная полость 11 сообщена с атмосФерой, второе сопло 9 соединено с межмембранной полостью 12 и через дроссель 13 с выходным каналом.б. Надмембранная полость 11 связана с атмосферой дренажным отверстием 14, Второе сопло 9 связано свыходным каналом .б каналом 15. Передвходным каналом 5 генератора установлен блок газовой автоматики, содержащий мембраны 16- 18 с жесткими центрами, образующие полости 19-24. Входгаза 25 соединен через подпружиненныйклапан 26 с седлом 27 с полостью 24,которая сообщается с входным каналом 5 генератора.Вход газа 25 дополнительно соеди нен с выходным каналом б через канал26, подпружиненную кнопку пуска 27 ссоплом 28, канал. 29 и ограничительную шайбу 30, Сопла 31 мембраны 16пневматического детектора сообщаетсянепосредственно с каналом 29 и черездроссепь 32 - с полостью 21. Жесткий центр мембраны 17 связан с заслонкой фф33, прикрывающей сопло 34 реле пуска,связывающее канал 26 через полость 22и канал 35 с полостью 20. Полость 19связана с атмосферой через дренажноеотверстие 36. Жесткие центры 3 и 10выполнены в виде груза. Запальник 37соединен с каналом 29 непосредственнои находится в огневой связи с горелкой 38 внутри топки 39. Сопла датчиков пламени 40 и тяги 41 соединены с Жполостью 21 непосредственно и черездроссель 42 сообщаются с соплом датчика регулирования температуры 43 ис полостью 23. К полости 21 могут бытьподсоединены сопла 44 датчиков прочих,и . контролируемых параметров. Перед горелкой 38 установлен газовый кран 45В случае работы предлагаемого устрой-,34ства в комплекте со смесительными ипрочими горелками с принудительнойподачей воздуха, газопровод горелкисообщается через импульсную трубку46 с полостью регулятора подачи воздуха 47, Над выходным газопроводомизображены ступенчатые колебания потока с минимальным Р и максимальными Рмакс и Р 1 мзкс, давлениями,Генератор работает следующим образом.В исходном состоянии поданный навход 25 газ в выходной канал б не поступает, так как седло 27 закрыто подпружиненным клапаном 26, соппо 28 закрыто подпружиненной заслонкой кнопкипуска 27, а сопло 34 закрыто заслонкой 33, жестко связанной с мембраной17, находящейся в крайнем нижнем положении под действием входного давления в полости 22. При нажатии накнопку пуска 27 гаэ со входа через каналы 26 и 29 поступает к запальнику 37 и если кран 45 закрыт, то назапальнике устанавливается входноедавление, позволяющее его разжечь,В случае, если при розжиге запапьника кран 45 открыт, то давление.газана запальнике резко падает, что непозволяет нормально разжечь запальник, так как пропускная способностькнопки пуска рассчитана только на работу запальника. Этим обусловлено наличие в схеме самоконтроля положениякрана 45, исключающего бесконтрольнуюработу горелок, что находится в соответствии с требованиями Правил безопасности в газовом хозяйстве.После розжига под действием пламени запапьника 37 биметаллическая (либо прочая чувствительная) заслонкаприкрывает сопло 40 датчика пламени,а сопло датчика тяги 41 при наличииразрежения в топке 39 заведомо закрыто Поэтому в камере 21 через дроссепь 32 и кнопку пуска 27 устанавливается входное давление. До закрытиясопел датчиков тяги и пламени давление в камере 21, близко к атмосфер-ному, так как диаметры дросселя 32 исопел датчиков отличаются на порядок.Таким образом, давления в полостях21 и 22 реле пуска выравниваются имембрана 17 под действием пружины,перемещаясь, фиксируется в крайнемверхнем положении, заслонка 33 открывает сопла 34 и полость 20 через канал 35 заполняется газом, под давлением которого подпружиненная мембраФормула изобретения на 16 детектора фи ксирует ся в кр айнем нижнем положении и сопло 31 открывается. Происходит автоблокировкакнопки пуска 2, которую следуетосвободить, так как система устанав- уливается на автоконтроль. При открытии. крана 45 газ через ограничительную шайбу 30 поступает на горелку 38,которая воспламеняется от запальника37 на малом режиме работы с давлени ем Р. Если сопло датчика регулирования 43 (в данном случае по температуре) закрыто, та за счет натеканиягаза через дроссель 42 в полости 23устанавливается входное давление, мембрана 18 через шток отводит клапан6 от седла 27, газ со входа устремляется под седло 4 и скачком отводитмембрану 2 вверх, на выход поступаетимпульс потока с давлением Рм . Мембрана 2 одновременно перемещает вверхи мембрану 8 и сопло 9 закрывается.За счет натекания газа через дроссель13 в полости 12 давление монотонновозрастает и мембрана 2 под действием Ивеса, опускаясь, закрывает седло 4,на выходе устанавливается поток с минимальным давлением Рн, определенным проходным сечением ограничительной шайбы 30. Под действием давления в по лости 12 мембрана 8, оставаясь в верхнем положении, продолжает прикрывать сопло 9, однако с закрытием седла 4 давление на выходе падает до Ри . Это давление устанавливается через .дроссель 13 также и в полости 12. Мембрана 8 под действием веса, опускаясь вниз, открывает сопло 9 и в полости 12 через канал 15 и дренажное отверстие 14 устанавливается атмосферное давление. Благодаоя перепаду давления, мембрана 3 вновь устремляешься вверх и процесс повторяется.Таким образом формируется скачкообразная подача газового потока на 4 горелку 38, которая работает в импульсном режиме. Частота импульсов в основном определена гидравлическим сопротивлением дросселя 13 и емкостью полостей за этим дросселем легко может быть настроена на любую заданную величину.Процесс регулирования, например, температуры реализуется изменением зазора между соплом и заслонкой датчика 43 в зависимости от температуры, что, приводит к изменению давления в камере 23 и, следовательно, амплитуды импульсов Р к . Аналогичным датчиком типа "сопло-заслонка" можно реализовать поддержание давления пара, либо другого теплотехнического параметра вблизи заданного значения.При нарушении одного из контролируемых параметров сопло соответствующего датчика открывается и в полости 21 давление резко падает, что приводит к закрытию сопла 34 и обесточиванию всех полостей и каналов управления клапаном, подача газа на выход предлагаемого устройства и на запальник полностью отсекается. Подпружиненная мембрана 16 с соплом 31 с соответствующими каналами выполняет в схеме предлагаемого устройства роль детектора, запирающего подачу газа при недопустимо малых давлениях.Обрыв импульсных трубок предлагае" мого устройства равносильно открытию сопла датчика, что приводит к выключению подачи газа и обуславливает самоконтроль обрыва импульсных линий в соответствии с требованиями "Правил безопасности в газовом хозяйстве". Однотипность всех датчиков каналов контроля, регулирования предлагаемого устройства упрощает выбор конструктивных решений, технологию. изготовления и профилактическое обслуживаниее в условиях эксплуатации.Число контролируемых и перечень регулируемых параметров предлагаемого устройства неограничены. Для реализации контроля или регулирования любого теплотехнического параметра необходимо подключить соответствующий датчик типа "сопло-заслонка" к каналам контроля либо регулирования, разделенные дросселем 42. Генератор импульсов давления потока газа, содержащий корпус, закрепленную в нем первую мембрану, жесткий центр которой является заслонкой сопла, соединенного с входным каналом, а выходной канал сообщен с подмембранной полостью, о т л и ч д ю щ и Й с я тем, цто, с целью повышения надежности генератора, в него введена вторая мембрана, а в корпусе выполнено в 1 орое сопло, заслонкой которого является жесткий центр второй мембраны, причем надмембранная полость сообще890383 2 д Х 2 М 27 Составитель ВСидороведактор И. Недолуженко Техред,И.Нинц . Корректор И, Швыдк щв каз 11007/78 Тираж 748 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Рауаская наб., пис д. 4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная на с атмосферой, а второе сопло соединено с межмембранной полостью и через дроссель с выходным каналом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 81. "Приборостроение", 1963, Н 4 7, с. 2, рис. 2 и 3.2. Авторское свидетельство СССР И 156776, кл. С 05 О /02, 1962 (прототип).