ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ГАЗОВЫЙ КЛАПАН
NONVOLATILE GAS VALVE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к энергетике, в частности к энергонезависимым газовым клапанам, используемым в устройствах для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов наружного размещения.
Уровень техники
Известен сопловый узел горелки, содержащий корпус с установленной за его пределами направляющей пластиной с отогнутым на заданный угол относительно ее плоскости навстречу потоку концам, при этом пластина со стороны, противоположной отогнутому концу, снабжена перпендикулярной продольной оси корпуса поворотной осью, а ее конец отогнут на угол 10-15° (см. а.с. СССР №989244, кл. F23D 13/26).
Недостатком данного соплового узла горелки является недостаточное смешение газа с первичным воздухом и качество сгорания.
Известна атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиками пламени, тяги каналом контроля, при этом она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами (см. пат. РФ №2196939, кл. F23N 1/10, F23D 14/60).
3
Недостатком данной горелки является низкая мощность из-за применения газовых регуляторов с пропускной способностью 12 м/час каждого (газовые регуляторы с большей мощностью промышленностью не выпускаются). Вторым недостатком данной горелки является отсутствие электрического сигнала на включение-отключение горелки в зависимости от работы циркуляционных насосов электродвигателей дымососов и других электрических агрегатов отопительной системы.
Известен энергонезависимый газовый клапан, содержащий вентиль с корпусом, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство для управления открытием-закрытием клапана седла вентиля, которое состоит из мембраны с жестким центром и штоком, верхней и нижней крышек, соединенных герметично между собой и мембраной, при этом на верхней крышке установлена с возможностью управления мембраной двухпозиционная заслонка, сопло источника давления и дренажное сопло, дроссель, импульсные трубки (см. Энергонезависимый газовый клапан. РГУ-М1 руководство по эксплуатации (Са 2.5 74.023.РЭ ОАО «Завод Староруссприбор», 175200 г.Старая Русса, Новгородская область, ул.Минеральная, 24).
Недостатком данного газового клапана является сложность конструкции, невысокая надежность и экономичность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является автоматический газовый клапан, состоящий из двух последовательно установленных газовых клапанов, которые содержат запальную горелку с запальником, пусковую кнопку, датчики тяги, температуры, пламени и сетевого газа, термобиметаллическую пластину, запорный клапан, основную горелку, топку, которые с помощью импульсных трубок соединены с мембранным устройством, и водопроводный вентиль с клапаном седла вентиля (см. САБК 8-110А по ТУ 4858-001-25331063-2 производства ООО «ГАЗСТРОЙ», г.Ульяновск).
Недостатком данного газового клапана является сложность конструкции, большие габариты, невысокая надежность.
Раскрытие изобретения
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению конструкции, повышению надежности и экономичности клапана за счет постоянного автоматического регулирования мощности.
Технический результат достигается с помощью энергонезависимого газового клапана, содержащего запальную горелку с запальником, пусковую кнопку, датчики тяги, температуры, пламени и сетевого газа, термобиметаллическую пластину, запорный клапан, основную горелку, топку, которые с помощью импульсных трубок соединены с мембранным устройством, и водопроводный вентиль с клапаном седла вентиля, при этом мембранное устройство установлено на резьбе корпуса водопроводного вентиля с возможностью подачи газа над клапаном и состоит из мембраны, соединенной со штоком, верхней и нижней крышек, соединенных между собой и мембраной герметично, причем на верхней крышке установлен клапан, жиклер источника давления, дренажное сопло, гребенка с жиклером и три сопла, соединенные соответственно с датчиками тяги, температуры и пламени, при этом шток снабжен уплотнительным элементом и подпружинен пружиной, а подмембранная полость изолирована от корпуса клапана и снабжена уплотнительным элементом.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дан энергонезависимый газовый клапан, общий вид.
На фиг.2 - то же, разрез.
Осуществление изобретения
Энергонезависимый газовый клапан состоит из корпуса 1 водопроводного вентиля, на резьбе которого смонтировано мембранное устройство 2 для управления открытием-закрытием клапаном 3 седла 4 вентиля, при этом мембранное устройство 2 состоит из мембраны 5, соединенной со штоком 6, верхней крышки 7, нижней крышки 8, соединенных герметично между собой и мембраной 5, на верхней крышке 7 установлен клапан 9, имеется жиклер 10 источника давления и дренажное сопло 11, на штоке 6 имеется уплотнительный элемент 12, шток 6 подпружинен пружиной 13, а на верхней крышке 7 установлена гребенка 14, содержащая жиклер 15 и сопла 16, 17, 18, соединенные соответственно с датчиками 19, 20, 21, соответственно тяги, температуры и пламени, подмембранная полость изолирована от корпуса клапана 3 уплотнителем 22. Принципиальная схема энергонезависимого газового клапана содержит также запальную горелку с запальником 23, пусковую кнопку 24, датчик сетевого газа 25, датчик пламени 21, термобиметаллическую пластину 26, запорный клапан 27, основную горелку 28, топку 29, датчик тяги 19, датчик температуры 20, импульсные трубки 30, соединяющие через резьбовые штуцеры (не обозначены) все элементы схемы с мембранным устройством 2, при этом датчик температуры 20 имеет два сопла: сопло 31, соединенное с подмембранным пространством, и сопло 32, соединенное с надмембранным пространством.
Энергонезависимый газовый клапан работает следующим образом.
Поднимают пусковую кнопку 24 и зажигают запальник 23, газ из газопровода (не показан) поступает по импульсной трубке 30 в датчик сетевого газа 25, затем через который по импульсным трубкам 30 в жиклеры 10 и 15 и через сопла 16, 17, 18 к датчикам температуры 20, тяги 19, пламени 21 одновременно газ поступает в запальник 23, после нагрева термобиметаллической пластины 26 пламенем запальника 23 пусковую кнопку 24 отпускают, датчик сетевого газа 25 поддерживается в открытом состоянии термобиметаллической пластиной 26 во все время работы запальника 23, при этом ввиду того, что газ из газопровода постоянно давит на клапан 3, то клапан 3 находится в положении «закрыто». При закрытых датчиках пламени 21 и тяги 19 сопла 31 датчика температуры 20 через жиклер 15 газ надтекает в подмембранное пространство, образованное мембраной 5 и нижней крышкой 8, а так как подмембранная полость изолирована от корпуса 1 клапана 3 уплотнителем 22, давление под мембраной 5 поднимается и, преодолевая сопротивление противодавления клапана 3, мембрана 5 через шток 6 поднимает клапан 3 над седлом 4 корпуса 1 вентиля, затем открывают запорный клапан 27, горелка 28 включается в работу, отработанные газы в топке 29 удаляются в дымовую трубу (не показана), омывая при этом датчик тяги 19, шток 6 перемещается вверх, сжимает пружину 13 и в конце хода уплотнителем 12 закрывает клапан 9, а так как сопло 32 датчика температуры 20 открыто, давление газа в надмембранной полости, образованное мембраной 5 и верхней крышкой 7, исчезает. Основная горелка 28 будет работать до тех пор, пока не сработает один из датчиков: тяги 19, температуры 20 и пламени 21, тогда в подмембранной полости скачкообразно уменьшится давление газа, пружина 13 оттолкнет шток 6 от клапана 9, газ через жиклер 10, при закрытом сопле 32 датчика температуры 20, заполнит надмембранное пространство, шток 6 переместится вниз, и на клапан 3 будет оказываться дополнительное давление газа, горелка 28 выключится. При разрыве мембраны 5 давление газа над и под мембраной 5 между крышками 7 и 8 становится одинаковым, клапан 3 по-прежнему будет прижиматься к седлу 4 корпуса 1 вентиля. Таким образом, имея два исполнительных механизма закрытия клапана 3, предлагаемый энергонезависимый газовый клапан заменяет два последовательно установленных газовых клапана, превышая их по безопасности и надежности.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- упрощение конструкции;
- повышение надежности клапана за счет обеспечения функции закрытия клапана, по сигналам датчиков температуры, тяги, пламени;
- повышение экономичности клапан;
- повышение безопасности работы энергонезависимого газового клапана.