(3)反馈调压部件设计采用了反馈采样,闭环调节的独特结构方案。从而避免了因管路流量变化引起出口燃气压力波动,使燃气出口压力稳定,保证了燃烧的平衡性和高效性。
(4)关键元件材料的选用
对影响阀体工作可靠性和性能一致性的关键控制元件—膜片,选用进口特种橡胶,并采取表面涂层工艺。该种材料不仅在天然气、液化石油气、人工煤气及其添加物中性能稳定,抗撕裂强度高,无黏结性,且能在-15℃~+60℃的工作温度下,保持质地柔软。保证产品在不同地域、不同温度环境下正常安全工作。
燃气安全比例控制器的具体结构及组成部件如图2所示。
3 工作原理
如图2,燃气由进气口1经过滤网2进入V1二位二通常闭电磁直动阀,前端闭环导磁回路在磁场作用下向最小磁阻方向靠拢,通电后V1主阀口5打开,燃气进入6气腔B。
V2为先导比例阀,V2具有出口流向转换及比例调节功能。由于V2下端磁间隙最大,V2动铁芯具有向下的吸合力且吸合力随着通入电压的增加而增加,并将阀口打开,气体进入先导阀腔。当电压从O到额定值时,燃气先从10直接排至出口,期间通过调节螺钉调节10通道的大小,直接控制出口的流量。
随着V2电压增加,向下推力增加,阀口开度不断增加,进入先导阀腔内的气体大于经10、11通道排出的气体,压力逐渐升高,导致燃气经管道9进入12气腔C内,这样使膜片14受压力增加的影响向上顶,打开主阀口20。燃气由6经20进入出气口21,终使阀体完全打开。当10通道排放调节到最小时,在进气口压力不变的情况下,先导阀腔内气压增加速度加快,导致经9后到达12气腔C内气压增加速度加快,使主阀快速打开。相反,当排放调节最大时,使主阀慢速打开,故10内的调节螺钉具有延时慢开的调节功能。
如图25为伺服压力调节器。膜片下腔中间经通道24及通道9与气囊相连,外围经通道23与出口相连,膜片上腔与大气连通。通过调节弹簧的压力,达到调节气囊内压力的目的,保证主阀行程稳定,达到出口压力稳定。
具体工作过程为当21出气口出气压力过高时,气体经通道23进入膜片外围,当出口压力大于预先调定的弹簧压力时,将膜片托起,使通道24与23连通,气腔C内的气体经通道9、24及23排出,使气腔C内的压力减小,膜片14回落,使先导主阀口20开度减小,从而使燃气流量及压力减小。故伺服调压器起到出口压力设定,输出压力稳定的功能。
在电磁阀正常工作关闭时,V1、V2内线圈断电,Vl、V2阀口关闭。气囊内气体经10、11排出,先导主阀口关闭。
4 创新点
(1)采用V1直动式紧急切断开关控制阀和V2比例先导阀控制气囊式先导主阀串联结构,二次开阀,具有通过直动式电磁阀实现快速关闭,通过先导式控制阀的气囊膨胀原理实现慢速开启的特点,在保证使用安全可靠的前提下结构紧凑合理。而国内往往采用串联两个直动式加一个永久磁铁控制的比例阀。
(2)在比例调节上较好地利用流体力学的流道原理结合比例电磁铁采用电压控制,与永久磁铁电压控制的方式相比,比例控制精度有了很大提高,故障率亦大大降低。
(3)具有延时功能,通过双流道及气囊贮气缓冲的共同作用,使流经该控制器的燃气流量缓慢地由零渐增至额定值,开启时间可根据需求在0~30S内调节。
(4)具有伺服调压作用,采用反馈采样,闭环调节的方式,稳定出口燃气压力于设定值,保证了燃烧的平稳性,避免了火焰冲击现象的产生,节能效果十分明显。
燃气安全比例控制器已研制成功并进入市场,但要其在市场中成长,被用户完全接受还有许多工作要做。不断提高产品质量、完善产品的功能、改进产品的设计、拓展使用领域还任重道远。我们将继续为此作出不懈的努力。
参考文献
1 关景泰,机电液控制技术,上海.同济大学出版社,2003.2; 113~114