CS271038B1

CS271038B1 - Device for gas automatic mixing

Info

Publication number: CS271038B1
Application number: CS883701A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Behounek; Zdenek Ing Nozicka; Josef Ing Vyskocil
Original assignee: Ladislav Behounek; Nozicka Zdenek; Vyskocil Josef
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1990-08-14
Also published as: CS370188A1

Abstract

This device solves the issue of a quick and safe combustion of gases by means of an under stoichiometric method, including control of ignition and combustion. The device consists of a main gas pipe (29) with safety elements (2,6), regulating (7,8,10) and measuring (4,9) units and the main air pipe (30) with measuring (12) and regulating (13) elements. Both these main air pipes (29, 30) connect into a joint pipe (31) of a mixture provided with a puncture-proof fuse (17). Behind this, there is a transport machine (16) for the mixture. The joint mixture pipe (31) is connected to a main burner (19) which leads to a combustion chamber (20), into which an auxiliary burner (21) is also led, connected to an adjoining mixture pipe (35) with relevant regulating elements (22) and safety units (27,23). Based on the pressure circumstances in the combustion chamber (20), the facility is equipped with an additional transport machine for air or gas (24,25) situated in the adjoining air pipe, gas pipe (34,33) where, in particular, the adjoining pipes (34,33) are connected to the adjoining mixture pipe (35).<IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení pro automatické směšování plynů zejména u vyvíječů řízených atmosfér vyráběných exotermicky ve spalovací komoře.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic gas mixing apparatus, particularly in controlled atmosphere generators produced exothermically in a combustion chamber.

Dosud známá řešení neumožňují při výrobě řízené atmosféry vyráběné podstěchiometrickým spalováním uvést zařízení do provozu s plným výkonem během krátkého času. U těchto řešení je nutno nejprve uvést do provozu zařízení v oblasti stěchiometrického nebo nadstechiometrického spalování a teprve po dosažení požadované reakční teploty ve spalovací komoře se přestavuje spalovací poměr na žádanou hodnotu převážně ručně, pokud se použije automatického systému pro změnu spalovacího poměru a výkonu, děje se tak pomocí složitého systému dálkově ovládaných armatur, popřípadě dopravních strojů. Ruční zásah snižuje bezpečnost provozu, zvyšuje nároky na obsluhu a vybavenost pracoviště kontrolními přístroji pro vyhodnocení regulačního zásahu a ztěžuje dosažení žádaného složení podstechiometricky vyráběné řízené atmosféry. Automatický systém změny spalovacího poměru je náročný na investiční náklady, údržbu zařízení a velký počet nutných automatických prvků snižuje spolehlivost zařízení.Previously known solutions do not allow the plant to be operated at full power in a short time in the production of a controlled atmosphere produced by sub-chiometric combustion. With these solutions, the stoichiometric or nadstoichiometric combustion equipment must first be commissioned, and only after the desired reaction temperature in the combustion chamber has been reached is the combustion ratio predominantly adjusted manually if an automatic system for changing the combustion ratio and power is used. by means of a complicated system of remote-controlled valves or transport machines. Manual intervention reduces the safety of operation, increases the demands on operation and equipment of the workplace with control instruments for evaluation of the regulatory intervention and makes it difficult to achieve the desired composition of the substoichiometric produced controlled atmosphere. The automatic combustion ratio change system is costly, maintenance-intensive, and the large number of automatic elements required reduces the reliability of the system.

Tyto nevýhody odstraňuje zařízení pro automatické směšování plynů zejména u vyvíječů řízených atmosfér, vyráběných exotermicky ve spalovací komoře, vybavené hlavním potrubím plynu a hlavním potrubím vzduchu, kterážto hlavní potrubí jsou napojena na společné potrubí směsi, zavedené do hlavního hořáku spalovací komory, podle vynálezu, jehož podstata je v tom, že hlavní potrubí plynu, které je napojeno na přívod plynu přes hlavní uzavírací armaturu, je vybaveno Jednak hlavním elektromagnetickým ventilem a jednak v úseku mezi hlavní uzavírací armaturou a hlavním elektromagnetickým ventilem hlídačem tlaku, vzorkovací armaturou, tlakoměrem a armaturou, a za hlavním elektromagnetickým ventilem ve směru proudění vzduchu je první regulační armatura, za ní regulátor tlaku, dále průtokoměr plynu a konečně druhá regulační armatura, za kterou je к hlavnímu potrubí plynu připojeno hlavní potrubí vzduchu, napojené na přívod vzduchu přes hlavní filtr, a dále, ve směru proudění plynu, je vybaveno průtokoměrem vzduchu a třetí regulační armaturou, za kterýmižto regulačními armaturami se obě hlavní potrubí spojují ve společné potrubí směsi, vybavené neprúbojnou pojistkou a ústící do hlavního hořáku ve spalovací komoře, přičemž zařízení je vybaveno dopravním strojem, umístěným za spojením obou hlavních potrubí.These disadvantages are overcome by an automatic gas mixing device, in particular in controlled atmosphere generators produced exothermically in a combustion chamber, equipped with a main gas pipe and a main air pipe, the main pipes being connected to a common mixture pipe introduced into the main burner of the combustion chamber. the main gas line being connected to the gas supply via the main shut-off valve is equipped, on the one hand, with a main solenoid valve and, on the other hand, in the section between the main shut-off valve and the main solenoid valve with a pressure monitor, sampling valve, pressure gauge and valve; downstream of the main solenoid valve in the air flow direction is the first control fitting, followed by the pressure regulator, the gas flow meter, and finally the second control fitting, followed by the main air duct, air flow through the main filter, and further, in the direction of gas flow, it is equipped with an air flow meter and a third control fitting, behind which the control fitting connects the two main ducts in a common mixture pipe equipped with a non-penetrating fuse and flowing into the main burner in the combustion chamber wherein the apparatus is equipped with a transport machine located downstream of the connection of the two main pipes.

Výhody dosažené vynálezem spočívají v tom, že umožňuje automatické uvedení zařízení do provozu na plný výkon při podstechiometrickém spalování ve spalovací komoře. Tím se snižují nároky na obsluhu a údržbu zařízení, snižují se investiční náklady na zařízení i na kontrolní a měřicí techniku a zvyšuje se bezpečnost a spolehlivost provozu. zařízení dle vynálezu rovněž umožňuje automatickou plynulou změnu spalovacího poměru podle požadavků technologie provozu a svou koncepcí umožňuje použití u přetlakových i podtlakových systémů spalování.The advantages attained by the invention are that it allows the device to be put into full operation automatically at substoichiometric combustion in the combustion chamber. This reduces the need for equipment operation and maintenance, reduces investment costs for equipment and inspection and measurement equipment, and increases operational safety and reliability. The device according to the invention also allows for an automatic continuous change of the combustion ratio according to the requirements of the technology of operation and by its conception it can be used in both overpressure and underpressure combustion systems.

Příklad provedení vynálezu je na připojeném výkrese, kde je zobrazeno schéma zařízení.An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, in which a diagram of the apparatus is shown.

Hlavní potrubí 29 plynu je napojeno na přívod 37 plynu přes hlavní uzavírací armaturu £. Ve směru proudění plynu je hlavní potrubí 29 plynu vybaveno hlídačem 2 tlaku, vzorkovací armaturou 3 a tlakoměrem 4 s armaturou 5,dále hlavním elektromagnetickým ventilem 6, první regulační armaturou 7, dále regulátorem 8 tlaku, za kterým je hlavní potrubí 29 plynu opatřeno průtokoměrem 9 plynu a za ním druhou regulační armaturou 10. Přitom hlídač 2 tlaku, vzorkovací armatura 3 a armatura 5 s tlakoměrem 4 mohou být umístěny v úseku hlavního potrubí 29 plynu, vymezeném hlavní uzavírací armaturou £ a hlavním elektromagnetickým ventilem 6 v libovolném pořadí. Za regulační armaturou 10 se na hlavní potrubí 29 plynu napojuje hlavní potrubí 30 vzduchu, připojené na přívod 38 vzduchu přes hlavní filtr 11. Hlavní potrubí 30 vzduchu Je vybaveno průtokoměrem £2 vzduchu a za ním, ve směru proudění vzduchu, umístěnou třetí regulační armaturou 13. Za druhou regulační armaturou 10 a za třetí regulační armaturou 13 se obě hlavní potrubí 29, 30 spojují ve společné potrubí 31 směsi. Toto Je vybaveno neprúbojnou pojistkouThe main gas line 29 is connected to the gas supply 37 via the main shut-off valve 6. In the gas flow direction, the main gas line 29 is equipped with a pressure monitor 2, a sampling fitting 3 and a pressure gauge 4 with a fitting 5, a main solenoid valve 6, a first control valve 7, a pressure regulator 8 behind which the main gas line 29 is equipped with a flowmeter 9 The pressure monitor 2, the sampling fitting 3 and the fitting 5 with the pressure gauge 4 can be located in the section of the main gas line 29 defined by the main shut-off valve 6 and the main solenoid valve 6 in any order. Downstream of the control fitting 10, a main air pipe 30 is connected to the main gas pipe 29 connected to the air inlet 38 via the main filter 11. The main air pipe 30 is equipped with an air flow meter 52 and downstream of the third control fitting 13. Downstream of the second control armature 10 and downstream of the third control armature 13, the two main conduits 29, 30 are joined in a common mixture conduit 31. This is equipped with a non-break fuse

CS 271038 Bl a za ní, ve směru proudění směsi, umístěným teplotním čidlem 18. Společné potrubí 31 směsi je vedeno do hlavního hořáku 19 spalovací komory 20. Tato vyústuje odvodem 36 zreagovaných plynů. Za ním je umístěn dopravní stroj 16 směsi. Společné potrubí 31 směsi je s hlavním potrubím 30 vzduchu pro možnost automatické změny spalovacího poměru propojeno obtokovým potrubím £2, vybaveným čtvrtou regulační armaturou 14 a elektricky ovládanou armaturou 1£. Toto obtokové potrubí 32 muže propojovat místo hlavní potrubí 30 vzduchu a společné potrubí 31 směsi hlavní potrubí 29 plynu a společné potrubí 31 směsi nebo muže být též vyvedeno z hlavního potrubí 30 vzduchu před třetí regulační armaturou 13 a napojeno zpět na hlavní potrubí 30 vzduchu za touto třetí regulační armaturou 13,anebo může být vyvedeno z hlavního potrubí 29 plynu před druhou regulační armaturou 10 a napojeno zpět na hlavní potrubí 29 plynu za touto druhou regulační armaturou 10. Do spalovací komory 20 je zaveden též pomocný hořák 21 s jiskřištěm. к pomocnému hořáku 21 je připojeno vedlejší potrubí 35 směsi, ke kterému je přes poměrový regulátor 22 připojeno jednak vedlejší potrubí 33 plynu a vedlejší potrubí 34 vzduchu, u jehož ústí je pomocný filtr 26. Vedlejší potrubí 33 plynu je připojeno k hlavnímu potrubí 29 plynu v úseku mezi hlavní uzavírací armaturou £ a hlavním elektromagnetickým ventilem 6. Oe vybaveno vedlejší uzavírací armaturou 28 plynu a za ní, ve směru proudění plynu, umístěným pomocným elektromagnetickým ventilem 27. Obě tato vedlejší potrubí 33, 34 jsou propojena hlídačem 23 tlakové diference. Na základě tlakových poměrů ve spalovací komoře 20 může ve vedlejším potrubí 34 vzduchu být umístěn dopravní stroj 24 vzduchu, a to mezi pomocným filtrem 26 a připojením hlídače 23 tlakové diference a/nebo může být ve vedlejším potrubí 33 plynu umístěn dopravní stroj 25 plynu, a to mezi pomocným elektromagnetickým ventilem 27 a připojením hlídače 23 tlakové diference, v případě, že se dopravní stroj 16 směsi místo za odvodem 36 zreagovaných plynů umístí do společného potrubí £1 směsi, a to před neprůbojnou pojistkou 17, pak musí být ve vedlejším potrubí 34 vzduchu další dopravní stroj 24 vzduchu, přičemž i vedlejší potrubí 33 plynu muže být vybaveno dopravním strojem 25 plynu.CS 271038 B1 and thereafter, in the direction of mixture flow, by a temperature sensor 18. The common line 31 of the mixture is routed to the main burner 19 of the combustion chamber 20. This results in a discharge of 36 reacted gases. Behind it is a conveying machine 16 of the mixture. The common mixture line 31 is connected to the main air line 30 for the possibility of automatic change of the combustion ratio by a bypass line 12 equipped with a fourth control armature 14 and an electrically controlled armature 18. This bypass line 32 may interconnect, instead of the main air line 30 and the common mixture line 31, the main gas line 29 and the common line 31, or may also be discharged from the main air line 30 before the third control valve 13 and reconnected to the air main line 30 after this. or it may be discharged from the main gas line 29 upstream of the second control valve 10 and reconnected to the main gas line 29 downstream of the second control valve 10. An auxiliary burner 21 with a spark gap is also introduced into the combustion chamber 20. A secondary conduit 35 is connected to the auxiliary burner 21 to which a secondary gas conduit 33 and an air conduit 34 are connected via a ratio regulator 22, at the mouth of which there is an auxiliary filter 26. The auxiliary gas conduit 33 is connected to the main gas conduit 29. The auxiliary solenoid valve 27 is located downstream of the main shut-off valve 6 and the main solenoid valve 6. Oe. The two shut-off valves 33, 34 are connected by a differential pressure monitor 23. Due to the pressure conditions in the combustion chamber 20, an air transport machine 24 may be located in the sub-air duct 34, between the auxiliary filter 26 and the connection of the pressure difference monitor 23 and / or a gas transport machine 25. this is between the auxiliary solenoid valve 27 and the connection of the differential pressure monitor 23, in the case that the mixture conveyor 16 is placed in the common mixture piping 41 before the blow-off fuse 17 before the blow-off 36, then it must be in the secondary piping 34 The gas conduit 33 may also be equipped with a gas conveyor 25.

Plyn se přivádí do zařízení přes otevřenou hlavní uzavírací armaturu £. Jeho tlak se měří tlakoměrem 4 a sleduje hlídačem £ tlaku. Odběr vzorku plynu se provádí vzorkovací armaturou 3. Při uvádění zařízení do provozu se nejprve spustí dopravní stroj 16 směsi, který dopravuje vzduch do spalovací komory 20 přes hlavní filtr 11» Množství proudícího vzduchu se měří průtokoměrem 12 vzduchu. Vzduch dále proudí otevřenou třetí regulační armaturou 13 do hlavního hořáku 19 a do spalovací komory 20. Po propláchnutí spalovací komory 20 vzduchem je dán impuls obsluhou nebo časovým programem k otevření pomocného elektromagnetického ventilu 27 a uvedení do chodu dopravního stroje 24 vzduchu a dopravního stroje 25 plynu a spuštění jiskřiště pomocného hořáku 21. Dopravní stroje 24 a 25 nasávají vzduch, resp. plyn přes pomocný filtr 26, resp. přes otevřenou vedlejší uzavírací armaturu 28 plynu a dopravují je do poměrového regulátoru 22. Na tomto poměrovém regulátoru 22 se nastaví požadované množství vzduchu a plynu pro jejich stechiometrické nebo nadstěchiometrické spalování v pomocném hořáku 21, kam je směs plyn _ vzduch přiváděn vedlejším potrubím 35 směsi, po zapálení směsi v pomocném hořáku 21 je dán automatikou pomocného hořáku 21 impuls k otevření hlavního elektromagnetického ventilu 6. Tím je do společného potrubí 31 směsi přiváděn plyn přes otevřenou první a druhou regulační armaturu 7, 10 a tlak plynu je regulován regulátorem 8 tlaku. Regulační armatury 7, 10, 13 jsou přitom nastaveny tak, aby do spalovací komory 20 byl přiváděn plyn a vzduch v požadovaném množství a poměru odpovídajícímu plnému výkonu zařízení a požadovanému podstěchiometrickému spalování. Směs plyn - vzduch je vedena do hlavního hořáku 19 přes neprůbojnou pojistku 17. V hlavním hořáku 19 dochází k zapálení směsi od plamene pomocného hořáku 21. Průběh podstěchiometrického spalování je za provozu jištěn proti nepřípustnému poklesu tlaku plynu hlídačem £ tlaku, proti poklesu tlaku plynu nebo vzduchu doprovázených dopravními stroji 24, 25 prostřednictvím hlídače 23 tlakové diference, dále proti zpětnému prohoření směsi plyn - vzduch neprůbojnou pojistkou 17 a teplotním čidlem 18. Hoření směsi v hlavním hořáku 19 je zabezpečováno plamenemThe gas is supplied to the plant via an open main shut-off valve 6. Its pressure is measured with a pressure gauge 4 and monitored by a pressure monitor 6. The sampling of the gas is performed by a sampling fitting 3. When commissioning the device, the mixture conveyor 16 is first started, which transports air to the combustion chamber 20 via the main filter 11. The amount of air flow is measured by an air flow meter 12. The air continues to flow through the open third control valve 13 to the main burner 19 and to the combustion chamber 20. After the combustion chamber 20 has been purged with air, an impulse is given by the operator or time program to open the auxiliary solenoid valve 27 and start the air conveyor 24 and the gas conveyor 25 and lowering the auxiliary burner spark gap 21. gas through the auxiliary filter 26, respectively. via the open secondary gas shut-off valve 28 and transport them to the ratio regulator 22. At this ratio regulator 22, the required amount of air and gas is set for their stoichiometric or super-stoichiometric combustion in the auxiliary burner 21 where the gas-air mixture is fed through the mixture conduit 35. After the mixture is ignited in the auxiliary burner 21, the auxiliary burner 21 is triggered by an impulse to open the main solenoid valve 6. Thus, gas is supplied to the common conduit 31 through the open first and second control valves 7, 10 and gas pressure is controlled by the pressure regulator 8. The control valves 7, 10, 13 are adjusted in such a way that gas and air are supplied to the combustion chamber 20 in the required quantity and ratio corresponding to the full output of the plant and the required pecho-combustion combustion. The gas-air mixture is led to the main burner 19 via a non-firing fuse 17. In the main burner 19, the mixture is ignited from the flame of the auxiliary burner 21. The course of subchiometric combustion is protected against inadmissible pressure drop by gas of air accompanied by conveying machines 24, 25 by means of pressure difference monitor 23, further against back-burning of the gas-air mixture by an impermeable fuse 17 and a temperature sensor 18. The combustion of the mixture in the main burner 19 is provided by flame

CS 271038 Dl pomocného hořáku 21, který je automaticky jištěn proti zhasnutí. Žádoucí změna spalovacího poměru vyvolaná, technologickými požadavky je zajišťována prostřednictvím čtvrté regulační armatury 14 a elektricky ovládané armatury 15.CS 271038 D1 of the auxiliary burner 21, which is automatically protected against extinguishing. The desired change in combustion ratio caused by the technological requirements is provided by the fourth control valve 14 and the electrically operated valve 15.

Zařízení dle vynálezu lze využít nejen и vyvíječů řízených atmosfér, ale i и všech technologických pochodu, kde se využívá podstěchiometrického spalování.The apparatus according to the invention can be used not only for the control of atmospheric generators, but also for all technological processes where the sub-chiometric combustion is used.

Claims

1. Apparatus for the automatic mixing of gases, in particular for controlled atmosphere generators produced exothermically in a combustion chamber, having a main gas pipe and a main air pipe, the main pipes being connected to a common mixture pipe introduced into the main burner of the combustion chamber; the gas line (29) which is connected to the gas supply (37) via the main shut-off valve (1) is equipped with a main solenoid valve (6) and a section between the main shut-off valve (1) and the main solenoid valve (6) the pressure regulator (2), the sampling valve (3), the pressure gauge (4) with the valve (5), and downstream of the main solenoid valve (6), in the gas flow direction, is the first control valve (7), followed by the regulator (8) pressure, a gas flow meter (9) and finally a second control valve (10), after which the main an air jacket (30) connected to the air inlet (38) through the main filter (11) and further, in the air flow direction, is equipped with an air flow meter (12) and a third control valve (13), followed by the control valves (10, 13) the two main pipes (29, 30) are connected in a common mixture pipe (31) equipped with a non-biased fuse (17) and opening into the main burner (19) in the combustion chamber (20), the apparatus being equipped with a conveying machine (16) mixture located downstream of the connection of the two main pipes (29, 30).

An automatic gas mixing device according to claim 1, characterized in that the mixture conveyor (16) is located downstream of the exhaust gas (36) from the combustion chamber (20).

An automatic gas mixing device according to Claims 1 and 2, characterized in that a secondary gas pipe (33) equipped with a main gas line (29) is connected between the main gas shut-off valve (1) and the main solenoid valve (6). an auxiliary solenoid valve (27) and a secondary gas shut-off valve (28) and connected to a ratio regulator (22) to which is also connected an auxiliary air duct (34) whose mouth is an auxiliary filter (26), 22) A secondary line (35) of the mixture is connected, connected to an auxiliary burner (21) opening into the combustion chamber (20).

An automatic gas mixing device according to Claims 1 to 3, characterized in that at least one secondary line (33, 34) is provided with a conveying machine (25, 24).

An automatic gas mixing device according to Claims 1 and 3, characterized in that the common mixture pipe (31) is equipped with a mixture conveyor (16) located upstream of the non-biasing fuse (17), the secondary air pipe (34) being provided with a conveying device. by an air machine (24).

An automatic gas mixing device according to claim 5, characterized in that the common mixture pipe (31) is equipped with a mixture conveyor (16) located upstream of the non-resilient fuse (17), the secondary air pipe (34) being provided with a conveying machine. 24) of the air and the secondary gas line (33) is provided with a gas conveying machine (25).

CS 271038 Bl

An automatic gas mixing device according to claim 1, characterized in that a bypass pipe (32) equipped with a fourth control valve (14) and an electrically operated valve (15) is connected to the main air pipe (30). 32) is connected to the main air duct (30) between the air flow meter (12) and the third control valve (13) ·

Apparatus according to claim 1, characterized in that a bypass line (32) equipped with a fourth control valve (14) and an electrically operated valve (15) is connected to the main gas line (29). 32) is connected to the main gas line (29) between the gas flow meter (9) and the second control valve (10).

9. An automatic gas mixing device according to claim 7 or 8, characterized in that the bypass line (32) is connected to a common mixture line (31).

10. The device for automatic gas mixing according to claim 1, characterized in that the common mixture pipe (31) is equipped with a temperature sensor (18) downstream of the non-biased fuse (17).

Apparatus for automatic gas mixing according to claim 1, characterized in that the secondary air duct (34) and the secondary gas duct (33) are connected by a differential pressure monitor (23).