СТАБИЛИЗАТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Заявляемая полезная модель относится к автоматизации теплоэнергетических процессов и может быть использована как автоматика безопасности газифицированных отопительных котлов, водонагревателей, отопительных печей, технологических установок и т.п. Стабилизатор давления газа СДГ предназначен для понижения давления газа на входе в газоиспользующие установки (отопительные водогрейные котлы, аппараты), работающих на природном газе низкого давления, климатическое исполнение, для работы при температурах окружающей среды от 5°С до 35°С. Стабилизатор давления обеспечивает автоматическое поддержание выходного давления на заданном уровне независимо от изменения расхода в диапазоне входного давления от 1500 Па до 5000 Па. Стабилизатор давления может входить в комплект системы автоматики безопасности с газогорелочным устройством САБК или применяться как отдельное изделие для газоиспользующей установки, работающей на природном газе низкого давления.
Из аналогов уровня техники наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков - прототипом может быть принята полезная модель «Автоматика безопасности газоиспользующих устройств», содержащая блок регулирования давления, включающий пружину и подпружиненную мембрану, нижнюю подмембранную полость, сообщающуюся внутренним каналом с подмембранной полостью корпуса стабилизатора давления газа, а также содержащая корпус стабилизатора давления газа, включающий мембрану, нижнюю подмембранную полость, клапан и седло, на которое опирается клапан (RU N 23095 F23N 5/00, заявка на полезную модель N 2001132825/06 от 27.07.1999 г., авторы: Пахомов Анатолий Иванович, Ермолаев Александр Павлович, Родионов Олег Геннадьевич, заявители: Пахомов Анатолий Иванович, Ермолаев Александр Павлович, Родионов Олег Геннадьевич, опубликованный 20.05.2002 г. в Бюллетене N 14).
Недостатком данной полезной модели является то, что принятая за прототип автоматика безопасности газоиспользующих устройств рассчитана на давление газа внутри магистрали на 1800 Па. Строительными нормами и правилами «СНИП» было дано разрешение повысить от 1500 Па до 5000 ПА давление в магистрали газоиспользующих устройств.
При увеличении давлении газа от 1500 ПА до 5000 ПА увеличивается соотношение газа к воздуху, что приводит к нехватке воздуха для полного сгорания в газоиспользующих устройствах. Это приводит к следующим недостаткам:
- к перерасходу газа;
- к неполному сгоранию и сажеобразованию;
- нарушению экологических требований для газоиспользующих установок;
- уменьшению КПД газоиспользующих установок на 30% по сравнению с заявляемой полезной моделью;
- режим работы автоматики газоиспользующих устройств выходит за пределы рабочего давления газа;
- элементы конструкции газоиспользующих установок перегреваются и быстро изнашиваются.
Кроме того, в принятой за прототип полезной модели, в автоматике безопасности газоиспользующих устройств, содержащей блок регулирования давления и корпус стабилизатора давления газа, регулировка давления газа в ней осуществляется в ручную, а не автоматически, как в заявляемой полезной модели.
Технический результат заявляемой полезной модели: - энерго- и топливо-сбережение (снижается расход газа, уменьшается оплата за газ по счетчику);
- повышается надежность работы газогорелочного устройства (нет перегрева деталей конструкции, нет сажеобразования в топке, в дымоходе);
- простота в обслуживании (настройка автоматики только при первом пуске газоиспользующей установки);
- автоматически поддерживается стабильная работа газогорелочного устройства (ГГУ) независимо от давления газа на входе в газоиспользующую установку;
- уменьшается объем работ при техобслуживании (нет сажеобразования в конвективной части газоиспользующей установки и в дымовой трубе, реже производится замена аварийных и управляющих датчиков и т.п.).
Технический результат в заявляемой полезной модели достигается тем, что по сравнению с полезной моделью принятой за прототип, автоматикой безопасности газоиспользующих устройств, содержащей блок регулирования давления, включающий пружину и подпружиненную мембрану, нижнюю подмембранную полость, сообщающуюся внутренним каналом с подмембранной полостью корпуса стабилизатора давления газа, а также содержащая корпус стабилизатора давления газа, включающий мембрану, нижнюю подмембранную полость, клапан и седло, на которое опирается клапан, в заявляемой полезной модели стабилизатор давления газа выполнен в виде устройства, содержащего упомянутый блок регулирования давления газа, закрепленный к корпусу стабилизатора давления газа посредством винтов, клапан блока регулирования давления газа, взаимодействующий с упомянутой подмембранной полостью блока регулирования давления газа и содержащего полость, сообщающуюся сверху через отверстие с упомянутым клапаном блока регулирования давления газа и нижней подмембранной полостью блока регулирования давления газа и сообщающуюся снизу с упомянутым внутренним каналом, соединенным с нижней подмембранной полостью корпуса стабилизатора, а также сообщающуюся каналом с надклапанной полостью корпуса стабилизатора давления газа, причем стабилизатор давления газа содержит полость выходного штуцера, сообщающуюся каналом с нижней подмембранной полостью блока регулирования давления газа, и полость входного штуцера, с расположенным внутри полости фильтром, при этом на основании упомянутого клапана стабилизатора давления газа смонтирован диск, взаимодействующий с упомянутой мембраной в корпусе стабилизатора давления газа, причем стабилизатор давления газа выполнен с возможностью обеспечения автоматического поддержания выходного давления на заданном уровне независимо от изменения расхода газа при входном давлении от 1500 Па до 5000 Па.
За счет того, что стабилизатор давления газа обеспечивает автоматическое поддержание выходного давления на заданном уровне независимо от изменения расхода газа при входном давлении от 1500 Па до 5000 Па, обеспечивается технический результат заявляемой полезной модели: - энерго- и топливосбережение (снижается расход газа, уменьшается оплата за газ по счетчику);
- повышается надежность работы газогорелочного устройства (нет перегрева деталей конструкции, нет сажеобразования в топке, в дымоходе);
- обеспечивается простота в обслуживании (настройка автоматики только при первом пуске газоиспользующей установки);
- автоматически поддерживается стабильная работа газогорелочного устройства (ГГУ) независимо от давления газа на входе в газоиспользующую установку;
- уменьшается объем работ при техобслуживании (нет сажеобразования в конвективной части газоиспользующей установки и в дымовой трубе, реже производится замена аварийных и управляющих датчиков и т.п.).
Конструкция стабилизатора давления газа поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг.1. Общий вид стабилизатора давления газа.
Фиг.2. Общий вид стабилизатора давления газа в разрезе.
Сущность полезной модели стабилизатор давления газа.
Стабилизатор давления газа представляет собой устройство, устанавливаемое после газового крана на опуске к газоиспользующей установке, содержащее корпус 1 (фиг.1, 2) стабилизатора давления газа и блок регулирования давления 2 (фиг.1, 2), Блок регулирования давления 2 (фиг.1, 2) включает нижнюю подмембранную полость 3 (фиг.3), пружину 4 (фиг.2) и подпружиненную мембрану 5 (фиг.2), полость 6 (фиг.2), надмембранную полость 7 (фиг.2) и клапан 8 (фиг.2). Корпус стабилизатора давления газа включает нижнюю мембрану 9 (фиг.2), нижнюю подмембранную полость 10 (фиг.2) и надклапанную полость 11 (фиг.2). В корпусе стабилизатора давления газа имеется клапан 12 (фиг.2) и седло 13 (фиг.2), на которое опирается клапан 12 (фиг.2). Расположенный в корпусе стабилизатора давления газа клапан 12 (фиг.2) соединен со штоком 14 (фиг.2), на котором расположена пружина 15 (фиг.2). Пружина 15 (фиг.2), расположенная на штоке 14 (фиг.2) обеспечивает прижатие клапана 12 (фиг.2) к седлу 13 (фиг.2). Полость 6 (фиг.2) сообщается сверху через отверстие (на чертеже не показано) с клапаном 8 (фиг.2) блока регулирования давления газа 2 (фиг.2) и нижней подмембранной полостью 3 (фиг.2) блока регулирования давления газа 2 (фиг.2) и сообщается снизу с внутренним каналом 16 (фиг.2), соединенным с нижней подмембранной полостью 10 (фиг.2) корпуса стабилизатора. Стабилизатор давления газа снабжен фильтром 17 (фиг.2), расположенным в полости входного штуцера 18 (фиг.2) стабилизатора давления газа. Подмембранная полость 3 (фиг.2) блока регулирования давления 2 (фиг.2) через полость 6 (фиг.2) сообщается каналом 19 (фиг.2) с надклапанной полостью 11 (фиг.2) корпуса стабилизатора давления газа и через щель 20 (фиг.2) между клапаном 12 (фиг.2) и седлом 13 (фиг.2) с полостью выходного штуцера 21 (фиг.2). Полость выходного штуцера 21 (фиг.2) сообщается каналом 22 (фиг.2) с нижней подмембранной полостью 3 (фиг.2) блока регулирования давления газа 2 (фиг.2). Корпус 1 (фиг.1, 2) стабилизатора давления газа и блок регулирования давления 2 (фиг.1, 2) закреплены между собой посредством винтов 23 (фиг.1, 2). В основании клапана 12 (фиг.2) смонтирован диск 24 (фиг.1, 2). Мембрана 9 (фиг.2) взаимодействует с диском 24 (фиг.2)
Работа стабилизатора давления газа осуществляется следующим образом. Стабилизатор давления газа, устанавливается после газового крана (на чертеже не показан) на спуске к газоиспользующей установке (на чертеже не показана). Подаваемый к стабилизатору газ низкого давления проходит через фильтр 17 в полости входного штуцера 18 и, проходя через щель 20, между клапаном 12 и седлом 13, редуцируется до номинального (потребного) давления, через выходной штуцер 21 поступает в газопровод, далее в автоматику безопасности и газогорелочное устройство (ГГУ) газоиспользующей установки (на чертеже не показаны). После открытия газового крана (на чертеже не показан) на спуске к газоиспользующей установке (на чертеже не показана), входное давление газа через внутренний канал 19 в стабилизаторе давления газа подается под нижнюю мембрану 9 корпуса 1 стабилизатора давления газа. Нижняя мембрана 9 посредством штока 14 с пружиной 15 поднимает клапан 12 вверх, открывая щель 20 для прохода газа между клапаном 12 и седлом 13 стабилизатора на выходной штуцер 21 из стабилизатора. Нижняя подмембранная полость 10 стабилизатора по внутреннему каналу 16 сообщается с полостью 6. При повышении входного давления газа повышается давление в полости выходного штуцера 21, при этом давление сбрасывается через канал 22 в нижнюю подмембранную полость 3 блока регулирования давления. Давление, преодолевая усилие пружины 4 поднимает мембрану 5, что приводит к поднятию клапана 8. Такое положение клапана 8 дает возможность сброса давления из нижней подмембранной полости 10 корпуса 1 стабилизатора давления газа через канал 16 в полость 6, тем самым уменьшается давление газа под мембраной 9 стабилизатора. Мембрана 9 опускается вниз, снижая расход газа. При этом нижняя подмембранная полость 10 сообщается внутренним каналом 16 с полостью 6. Таким образом, обеспечивается поддержание на выходе стабилизатора постоянного давления газа на заданном уровне. Давление газа на выходе поднимается до номинального уровня. Таким образом, в постоянном режиме работы стабилизатора давления, осуществляется стабилизация давления газа на выходе из него. Стабилизатор давления обеспечивает автоматическое поддержание выходного давления на заданном уровне независимо от изменения расхода при входном давлении от 1500 Па до 5000 Па. Стабилизатор давления газа следует устанавливать перед газоиспользующей установкой после газового крана. Стабилизатор давления газа может входить в комплект системы автоматики безопасности с газогорелочным устройством САБК или применяться как отдельное изделие для газоиспользующей установки, работающей на природном газе низкого давления. Кроме того, стабилизатор давления газа может использоваться на разных газоиспользующих установках с разным потреблением газа, но его регулировать при этом не требуется, так как автоматически поддерживается выходное давление за счет принципа работы стабилизатора давления газа.