Пристрій для контролю полум’я

Устройство для контроля пламени, содержащее корпус, соединенный с источни Изобретение относится к области приборостроения и используется в системах управления топочными устройствами, в частности горелками котлоагрегатов. Известно устройство для контроля пламени, содержащее корпус, соединенный с источником избыточного давления сжимаемого рабочего тела, и импульсные трубки отбора давлений, соединенные с дифференциальным пневматическим преобразователем [1]. Недостатком указанного устройства является невысокая надежность вследствие того, что оно предназначено для работы в сравнительно "чистых" продуктах сгорания природного газа и авиационного керосина. При всасывании пробы газа с твердыми частицами или продуктами термической деструкции мазута, при сгорании более ком избыточного давления сжимаемого рабочего тела, импульсные трубки отбора давлений, соединенные с дифференциальным пневматическим преобразователем,отлич а ю щ е е с я тем, что оно содержит генератор основной закрученной струи и генератор экранной закрученной струи, связанный с рубашкой охлаждения, и щелевое сопло струйной завесы, причем генератор основной закрученной струи выполнен в виде последовательно соединенных цилиндрической камеры закручивания с тангенциальными соплами, цилиндрического и конического диффузоров, а генератор экранной закрученной струи выполнен в виде шнекового завихрителя. тяжелых топлив, эти продукты могут откладываться в проточной части сигнализатора. В основу изобретения поставлена задача повысить надежность работы устройства для контроля пламени путем обеспечения возможности контроля пламени вне зависимости от вида сжигаемого топлива за счет введения в устройство генераторов основной закрученной струи и экранной закрученной струи. Поставленная задача решается за счет того, что устройство для контроля пламени, содержащее корпус, соединенный с источником избыточного давления сжимаемого рабочего тела, импульсные трубки отбора давлений, соединенные с дифференциальным пневматическим преобразователем, согласно изобретению, содержит генератор основной закрученной струи и генератор экранной закрученной струи, связанный с ру С > ю ю со О 22131 башкой охлаждения, и щелевое сопло струйтелом устройства. При этом втекающий газ ной завесы, причем генератор основной затакже закручивается, и твердые частицы, сокрученной струи выполнен в виде держащиеся в основном потоке под дейстпоследовательно соединенных цилиндричевием центробежных сил отбрасываются к ской камеры закручивания с тангенциаль- 5 периферии цилиндрического диффузора ными соплами, цилиндрического и 11, где имеется высокочастотный пристенконического диффузоров, а генератор экный поток в направлении устройства. Тверранной закрученной струи выполнен в виде дые частицы отбрасываются пристенным шнекового завихрителя. потоком назад в топку. Глубина проникноОсобенности взаимодействия закру- 10 вения твердых частиц ограничена и при опченного потока рабочего тела со средой в тимальном соотношении размеров топочном объеме, -которые подробно описагенератора основного закрученного потока ны ниже, делают работу устройства нечувстони не могут достигнуть камеры 10 и там вительной к запыленности этой среды. отложиться. На фиг.1 приведена принципиальная 15 Крупные частицы имеют глубину просхема устройства; на фиг.2 - вид по стрелке никновения меньше, чем мелкие, а в камеру А на фиг.1. из топочного объема по приосевой зоне разУстройство для контроля пламени сорежения может попасть только чистый газ, держит источник 1 избыточного давления но и он после смешения с рабочим теплом сжимаемого рабочего тела (воздуха), диффе- 20 устройства выдувается назад в топку. ренциальный пневматический преобразоНа холодном, примерно изотермичеватель 2, корпус 3, соединенный с " ском, режиме в центре камеры устанавливаисточником 1, генератор 4 основной закруется разрежение, величина которого ченной струи, щелевое сопло 5 струйной зависит от расхода рабочего тела, избыточзавесы, отверстие б отбора статического 25 ного давления питания и соотношения геодавления основного закрученного потока, метрических размеров устройства. отверстия 7 отбора статического давления в Величина давления, отбираемого через оттопке, соединенных с импульсными трубкаверстие б, оказывается существенно меньми, генератор 8 экранной закрученной ше, чем давление, отбираемое через струи и рубашку 9 охлаждения. Генератор 4 30 отверстие 7. Дифференциальный пневматиосновной закрученной струи выполнен в вический преобразователь2, подсоединенный де последовательно соединенных цилиндк этим отверстиям, размыкает контакт. рической камеры 10 закручивания с После воспламенения из топочного обътангенциальными соплами, цилиндрическоема в цилиндрический диффузор 11 начинаго диффузора 11 и конического диффузора 35 ют вытекать горячие продукты сгорания. 12. Картина течения в генераторе основного заУстройство работает следующим обракрученного потока не меняется: твердые чазом. При отсутствии горения в месте устастицы и продукты термической деструкции новки устройства, т.е. в потоке основной топлива по-прежнему отбрасываются к пегорелки, температура рабочего тела устрой- 40 риферии диффузора и выдуваются в топку. ства и температура потока основной горелОднако, горячие продукты сгорания, проники низки и примерно равны (если кающие в диффузор 11 и камеру 9 вступают устройство питается воздухом, отбираемым в теплообмен с рабочим телом устройства, перед шибером основной горелки, то в точнагревая последний, а это приводит к увелиности равны). В закрученной потоке камеры 45 чению приведенного расхода смеси - пара10 и цилиндрического диффузора 11 элеметра, определяющего гидравлическое ментов генератора основной закрученной сопротивление выходной части тракта геструи 4 и приосевой части устанавливается нератора основной закрученной струи, разрежение, при оптимальном соотношении преимущественно цилиндрического дифразмеров генератора величина разрежения 50 фузора. Последнее приводит к повышению значительна и может достигать 140% от велидавления перед ним, разрежение пропадачины избыточного давления сжигания. ет и давление перед отверстием 6 станоПод действием этого разрежения газ вится выше давления перед отверстием 7. (воздух) из топочного объема втекает в циМембрана дифференциального пневматилиндрический диффузор (здесь термин 55 ческого преобразователя 2 прогибается в "диффузор" используется, чтобы подчеркпротивоположную сторону и замыкает коннуть особенность рабочего процесса в элетакт, т.к. знак перепада давления меняется менте 11, в котором имеет место повышение на противоположный. статического давления в направлении течеУпомянутые особенности взаимодейстния) и вступает в массообмен с рабочим вия закрученного потока рабочего тела со 22131 средой в топочном объеме делают работу устройства нечувствительной к запыленности этой среды. Конический диффузор 12 служит для эвакуации отработавшего рабочего тела в виде тонкой расширяющейся струи конической формы с тем, чтобы освободить путь для протока горячих продуктов сгорания к цилиндрическому диффузору. Полный угол конического диффузора целесообразно выполнять в пределах (90180)°. Если устройство устанавливается под углом или спутно по отношению к потоку горелки, то угол диффузора делают относительно малым (90-120)°, а если устройство используется во встречных потоках, то большим (120-180)°. Рабочее тело, покидающее цилиндрический диффузор, благодаря эффекту прилипания струи к стенке (эффект, известный о аэродинамике как "эффект Коанда") следует в направлении, заданном стенками диффузора, при этом скорость в нем уменьшается, а статическое давление растет. При отсутствии конического диффузора в неблагоприятных условиях (обдув боковым уносящим потоком) струя может оторваться от стенок, и холодное рабочее тело может попасть в цилиндрический диффузор, что может нарушить работу устройства. Если же поток, горение в котором контролируется, направлен навстречу струи, истекающей из устройства, то подо 5 10 15 20 25 30 бное исключено, и в коническом диффузоре нет необходимости. Генератор 8 закрученной струи, выполненный в виде шнекового завихрителя, служит для эвакуации в виде расширяющейся струи конической формы той части рабочего тела, которая протекает через рубашку охлаждения части устройства, погружаемой в зону горения. Если это рабочее тело выпускать в виде кольцевой струи без закрутки, то при взаимодействии этой струи с основной струей может образоваться замкнутая рециркуляционная зона, заполненная холодным рабочим телом, приток горячих продуктов сгорания к цилиндрическому диффузору прекратится и работа устройства нарушается. Закрутка экранной струи приводит к тому, что экранная струя не смыкает основную струю в замкнутую рециркуляционную зону и работа устройства не нарушается. Щелевое сопло 5 служит для формирования наружной струйной завесы для защиты погружаемой в топку части устройства от воздействия высокотемпературных продуктов сгорания. Кроме того, наружная струйная завеса способствует уменьшению отложений продуктов термической деструкции на погружаемой в топку части устройства при работе на мазуте. J Упорядник Замовлення 4470 Техред М.Келемеш Коректор М.Самборська Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101