АВТОМАТИКА БЕЗОПАСНОСТИ ГАЗОИСПОЛЬЗУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Автоматика безопасности газоиспольз тощих устройств.
Заявляемая полезная модель, относится к автоматизации теплоэнергетических процессов и может быть использована как автоматика безопасности и регулирования газифицированных отопительных котлов, водонагревателей, отопительных печей, технологических установок и т, п.
Из аналогов уровня техники известна «Автоматика газифицированного отопительного агрегата, содержащая пневмогазовый блок защиты и регулирования с клапаном, и связанные с ним датчики пламени, тяги и температуры воды, причем пневмогазовый блок защиты и регулирования снабжен дополнительным клапаном с мембранным приводом и каналами (См. SVN 1721397 МКИ: F 23 N 5ЮО, заявка на изобретение N 47766222  06 от 03.01. 1990г., авторы Е. А. Папуш, В.П. Евтеев и др. , заявитель Украинский государственный проектный научно-исследовательский институт по газоснабжению, теплоснабжению и комплексному благоустройству городов и поселков Украины, опубликованное 23, 03. 1992г. в Бюллетене N11).
Недостатком данного изобретения является то, что его автоматика имеет дилатометрический измеритель температуры воды котла, который ветшает в работу при большом перепаде температуры воды в котле ( около 20 градусов ), Также недостатком данного изобретения является то, что, в его автоматике отсутствует автоматическая блокировка основной горелки при розжиге запальника, что приводит к загазованности топки и, как следствие, к взрыву.
Из аналогов уровня техники наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков- прототипом может быть принято изобретение .Аь гоыатика безопасности газоиспользующих устройств.
МКИ: F23N500
содержащая пневмогазовый бчок защиты и регулирования с управляющим клапаном, и связанные с ним датчики пламени, тяги и регулятор температуры воды, причем пневмогазовый блок защиты и регулирования снабжен дополни1ельным рабочим клапаном с мембранным приводом, вход которого подключен к сети подвода газа, при этом подмембранная полость рабочего клапана связана о регулятором температуры воды ( RY N 2172447 F 23N 5-00, заявка на изобретение N 99116286  06 от 27.07, 1999г., автор Аврамчук П. Н., заявитель Аврамчук Павел Николаевич, опубликованный 20,08.2001г. в Бюллетене N23). Недостатком данного изобретения является то, что его автоматика имеет дилатометрический измеритель температуры воды котла, который вступает в работу при большом перепаде температуры в котле около 20 градусов, то есть когда температура воды снизилась с 90 до 70 градусов,
Кроме того, недостатком данного изобретения является то, что в автоматике отсутствует автоматическая блокировка основной горелки при розжиге запальника, что приводит к загазованности топки и, как следствие, к взрыву, . Гехнический результат заявляемой полезной модели это: -поь ьппение безопасности при розжиге газогорелочных устройств;
-автоматическая блокировка основной горелки при розжиге запальника:
-поддержание температуры в отапливаемом помещении в заданных пределах, путем регулирования расхода газа на основную горелку в зависимости от заданной температуры ь системе отопления автомахикой в ручном режиме; -автоматическое выключение основной и запальной горелки в аварийных ситуациях ( при давлении газа ниже минимального , при погасании запальной горелки, при нарушении тяги, при повышении температуры воды свыше допустимой ( 90 градусов),
-автоматическое включение горелок осуществляемое при перепаде температуры в котле на 5 градусов, то есть при снижении температуры воды в котле с 90 до 85 градусов;
экономичное сжигание тпливз с минимальным выбросом оксида углерода и азота в окружающую среду.
Технический результат в заявляемой полезной модели достигается тем, что по сравнению с изобретением принятым за прототип, где автоматика безопасности газоиспользующих устройств, содержит пневмогазовый блок за щиты и регулирования с таравляющим клапаном, и связанные с ним датчики пламени, тяги и регулятор температ ры виды с дилатометрическим измерителем температуры, причем пневмогазовый блок защиты и регулирования снабжен дополнительным рабочим клапаном, вход которого подключен к сеги повода газа, а подмембранная полосгь рабочего клапана связана с регулягором температуры воды, в заявляемой полезной модели пневмогазовый блок защиты и регулирования снабжен блоком регулирования температуры воды, включающим клапан регулирования температуры воды и упомянутый регулятор температуры воды, выполненный в виде датчика температуры воды, управляемого манометрическим сильфонным преобразова1 елем, при этом датчик температуры воды содержит термибзллов, соединенный посредством импульсной трубки со штокомсильфоном, выполненным с возможностью его расширения при нагреве воды и сужении при остывании воды при воздействии от термобаллона датчика температуры воды, причем штоксильфон датчика температуры воды установлен внутри манометрического силъфонного преобразователя, содержащего ручку управления, винт крепления ручки, винт настройки, воздействующий на штоксилы|)ОНз который через отверстие в основании корпуса манометрического сильфонного преобразователя опирается на верхнюю часть рычажного механизма, расположенного в полости управляющего клапана, сообщающегося через канал с надклапанной полостью рабочего клапана-отсекателя и через трубку запальника сообщается с запачьником, а снизу, через дроссель, сообщается с его нижней подмембранной полостью и через импульсные трубки с датчиками пламени и тяги, при этом нижняя часть
Ж&ОИМП}
рычажного механизма жестко соединена с затвором клапана регулирования температуры воды, выполненным с возможностью вертикального перемещения его вверх и вниз для открывания и закрывания клапана регулирования темпе ратуры воды посредством рычажного механизма упомянутой ручкой управления, причем клапан регулирования температуры воды сообщается через клапанный затвор с внутренним: каналом управляющего клапана, а через свою клапанную полость сообщается с каналом выхода газа на коллектор газогорелочного устройства.
Конструкция автоматики безопасности газоиспользующих устройств (установок, аппараты, котлы и т. д.} поясняются чертежами, на которых изображены:
Фиг. 1. Общий вид устройства автоматики безопасности газоиспользующих устройств.
Фиг,2. Схема монтажа автоматики безопасности газоиспользующих устройств.
Фиг.З. Общий вид блока управления автоматикой безопасности газоиспользующих устройств, вид спереди.
Фиг 4. Общий вид блока управления автоматикой безопасности газоиспользующих устройств, вид сбоку.
Фиг.5. Схема установки панели запальника ( разрез А-А на фиг 2),
Сведения, подтверждающие возможность
осуществления полезной модели.
Автоматика безопасности газоиспользующих устройств (фиг. 1 } содержит пневмогазовый блок 1 ( фиг.2-4 ) защиты и pei улирования с управляющим клапаном 2( фиг.1) и датчики пламени 3( фиг.1.5), тяги 4 ( фиг .1,2), связанные с ними через канал 5( фиг.1) управляющего клапана 2 (фиг.1 ) и дроссель 6(фиг,1), Пневмогазовый блок 1(фиг. 2-4) защиты и регулирования снабжен рабочим клапаном-отсекателем 7 ( фит .1-4 ), вход 8 ( фиг. 1 -4 ) которого подключен к сети подвода газа, а также снабжен блоком регулирования температуры воды 9 ( фиг.З, 4), включающим клапан регулирования температуры воды 1 0( фиг.1) и регулятор температуры воды, выполненный в виде датчика температуры воды 11 (фиг.1. 2, 4) (устройства), управляемого манометрическим сильфонным преобразователем 12 ( фиг.1,3 }. Датчик температуры воды 11 (фиг. 1, 2, 4) содержит термобаллон 13(фиг. 1,2, 4 ),соединенный посредством импульсной трубки 14 (фиг. 1-4,) со шгоком-сильфоном 15 ( фиг.1). выполненным с возможностью его расширения при нагреве воды и сужении при остывании воды при воздействии от гермобаллона 13(фиг. 1,2,4 ) датчика температуры воды Hi фиг. 1,2, 4 ). Клапан регулирования температуры воды 1 U(фиг.1 )5блока регулирования температуры воды 9 (фиг.З, 4) сообщается с каналом 16 (фиг. 1,3) выхода газа в коллекюр 1 7( фиг .2,5) газогорелочног о устройства, а также сообщается через клапанный затвор 1 8 ( фиг. 1) с внутренней полостью 19 ( фиг. 1) управляющего клапана 2 ( фиг. 1 ), а затем через канал 5 ( фиг.1) сообщается с верхней надклапанной полостью 20 ( фиг. 1) рабочего клапана-отсекателя 7 (фиг. 1-4) и с запальником 21 (фиг. 1,5) через трубку 22 ( фиг, 1, 3- 5) запальника 21 (фиг. 1,5), а снизу через упомянутый дроссель 6 ( фиг. Г) сообщается с его нижней подмеыбранной полостью 23( фиг.1), а затем через импульсные трубки 14 ( фиг. 1-4 ) - с тюмянутыми датчиками пламени . 1,5) и тяги 4( фиг 1,2,). При этом штокеилъфон 15 ( фиг.1), датчика температуры воды И ( фиг.1, 2,
4); установлен внутри манометрического сильфонного преобразователя 12 (фиг. 1,3) блока регулирования температуры воды 9 (фиг. 3, 4), содержащего ручку управления 24 ( фиг. 1-4), винт 25 ( фиг. 1) крепления ручки управления 24( фиг. 1 -4), винт настройки 2б( фиг, 1 воздействующий на штоксильфон 15 (фиг, 1), который через отверстие 27( фиг. 1) в основании 28( фиг, 1 ) корпуса манометрического силъфонного преобразователя 12( фиг, 1) опирается на верхнюю часть рычажного механизма 29 ( фиг. 1), расположенного в полости 19 ( фж. 1 ) управляющего клапана 2 ( фш. 1 ). Причем нижняя часть рычажного механизма 29 (фиг.1 ) жестко соединена с упомянутым клапанным затвором 18 ( фиг.1} клапана регулирования температуры воды 10(фюЛ ), выполненным с возможностью вертикального перемещения его вверх и вниз для открывания и закрывания клапана регулирования температуры воды 10 (фиг, 1) посредством рычажного механизма 29 ( фиг, 1), управляемого упомянутой ручкой управления 24( фиг.1 -4) манометрического сильфонного преобразователя 12( фиг. 1-3).Рабочий клапан -отсека-гель 7 (фиг. 1-4) выполнен разделенным на три полости стенкой 30 ( фиг.1 ) и седлом 31 ( фиг.1), на которое опирается запорный, преимущественно резиновый клапанный затвор 32 (фит. IX смонтированный на головке подпружиненного штока 33 (фиг. 1 }, жестко связанного с малой мембраной 34 (фиг. 1 ) и закрепленного на диске 35 С фш, I), и установленного над большой мембраной 36 ( фиг, 1 ), которая с нижней стороны закреплена крышкой 37 (фигЛ), образующей между ними упомянутую нижнюю гюдм ем бранную полость 23 (фиг.1 ) рабочего клапанаотсекателя 7 ( фиг. 1 -4 ). Нижняя подмембранная полость 23 ( фиг. 1) рабочего клапана-отсекателя 7 ( фиг. 1-4) соединена через каналы 38 (фиг.1} и импульсные трубки 1 4 (фиг. 1 -4) с датчиками пламени 3 ( фиг. 1,5) и тяги 4 (фиг.1, 2). Средняя полость, расположенная между малой мембранной 34 (фиг.1) и клапанным затвором 32 (фиг. 1), своим входом 8 (фиг.1 -4) подключена к сети подвода газа. А верхняя надклепанная полость 20 С фиг. 1) сообщается с
запальником 21 ( фиг К 5 } Для розжига запальника 21 (фш, 1.5) он снабжен биметаллической пластинкой 39 фш 5i, являющейся чувствительным элементом корпуса датчиков пламени 3 (фиг 1,5; и таги 4 (фиг 1,2). которые выполнены одинаково и cueio-ir из сопло с шариковым уплотнением (на чертеже не показаны) Для датчика пламени 3( фит 1,5 ) положение шарика определяется чуветвитетьчьтм элементом биметаллический пластинкой 39 (фиг 5 ) Датчик пламени 3{фиг L 5} и запальник 21 (фш ,1,5), закреплены на панели 40 (фиг. 2) г а зоюреличнол о устройства. Работа автоматики безопасности газоисгголъззтощих  и-тройств осуществляется следующим образом. Г т-.uv) юштиы) подастwd ч ч трой- гв через газопровод, подсоединенный в отверстие, на вход 8 которого подключен к сети подвода газа в блок защиты и регулироьания 1 я попадае-г в пространство между малой мембраной 34 и клапанным затвором 32 рабочего клапана-отсекаitjbi 7. Благодаря усилию, развиваемому давлением газа на маллто мембранл 34 клапанный затвор 32 рабочего клапаjrj-отсекагсля 7 питается полностью ткрг.пым, При уел аноЕке  управления 24 в положение «Розжиг через рычажный механизм 29 производится поднятие клапанного шгвора 32 от седла 31 вверх. Г-аз неправ ляс 1ся к -запальниi 1,где поджигаетсн с  спшгки или || акела В тоже самое время газ из верхней полости 19 управляющей клапана 2 продолжает плчаушгъ иод большую мембрану V в нижнюю полость 23, а также по импульсным цудждм 14 ь датчика. пламени 3 и тяти 4. В коллектор 17 т 1з не покупает, так как клапан рс1 лмрования температуры воды IО в положении  остается закрытым Гаким образом ос тдествляется блокировка подачи газа к основным горелкам при розжте запальника 21 При рочжиге газа в запальнике 21. пока горелка не работает, сопло датчика тяги 4 закрыто, а сопло датчика пламени 3 открыто и через него выходит газ. После прогрева пламени запальника 21 биметаллическая пластинка 39 деформируюсь прижимает клапан , выполненный в виде шарика, к седлу и закрывает клапан датчика пламени 3. Выход газа из импульсной трубки 14 прекращается, давление под большой мембраной 36 в нижней полости 23 рабочего клашна-отсекателя 7 возрастает, и она, преодолевая усилие малой мембраны 34 поднимается вверх, полностью открывает клапанный затвор 32 рабочего клапана-отсекагеля 7. Рабочий клапан-отсекатель 7 включен в работу автоматики, При установке ручки управления 24 на необходимую температуру происходит окрытие клапана регулирования температуры воды 10 и газ поступает в коллектор 1 7 и через сопла в горел очные трубы, где воспламеняется от пламени запальника 21, Нагрев воды в котле приводит к изменению температуры датчика температуры воды 11 и по импульсной трубке 14 передается сигнал на регулятор температуры воды. При прогреве воды в котле выше температуры, установленной ручкой управления 24, происходит срабатывание рычажного механизма 29 и клапан регулирования температуры воды 10 закрывается. Поступление газа на горелочные трубы прекращено. Запальник 21 продолжает гореть постоянно. При остывании воды в котле по сигналу от датчика температуры воды 11 происходит срабатывание рычажного механизма 29, клапан регулирования температуры воды 1 и открывается и газ поступает на горелочные трубы. Работа автоматики происходит в автоматическом режиме. Установка ручки управления 24 на другой температурный диапазон автоматически изменяет режим нагрева воды в котле,
Описание работы автоматики при аварийной ситуации. При отсутствии тяги из-за выхода продуктов сгорания происходит нагрев датчика тяги, приводящий к деформированию биметаллической пластинки 39 соответствующего датчика 3,4, позволяя шарику отойти от седла открыть сопло датчика. Давление в импульсной системе и под большой мембраной 36 рабочего клапана-отсекателя 7 падает, шток 30 с мембранами малой 34 и большой 36 опускается вниз и производится полная отоечка подачи газа на запальник 21 и под большую мембрану 36 рабочего клапана отсега те л ч 7. з следовательно и к горетке
При погасании запальника 21 происходи прекращение нагрев а биметаллической пластины 39 датчика пламени 3 и es остывание приводит к открытию сопла датчика пламени 3 и выходу газа из-под нижней большой мембраны 36 При кратковременном отключении подачи газа ( 15 сек, и более i с последующим восстановлением давления в газопроводе, происходит выход газа из-под нижней большой мембраны 36 через дроссель 6 по внутреннему каналу корпуса рабочего клапана-отсека геля 7
В следствии сброса давления из-под нижней большой мемраны 36 и закрытия клапанного затвора 32 к седлу 31 рабочею клапана-отсека еля 7 происходит полное отключение подачи газа на запальник 21 и горелочньте трубы. Конструкция датчиков автоматики обеспечивает их самовостановление 4cpej 15 минут после отключения котла по аварийной ситуации для возможности повторного розжига
Заявители S/ r 7 А.И.Пахомов
А, П. Ермолаев у О Г.Родионов