專利名稱：一種數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒機(jī)，具體地，涉及一種數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)。
技術(shù)背景
目前，在廣義的燃燒器概念中，家用的熱水器、煤氣灶，乃至打火機(jī)等都可以認(rèn)為是燃燒器(或燃燒機(jī))的一種。按其工作原理，可以將燃燒器定義為是一種將物質(zhì)通過(guò)燃燒這一化學(xué)反應(yīng)方式轉(zhuǎn)化熱能的一種設(shè)備，即將空氣與燃料通過(guò)預(yù)混裝置按適當(dāng)比例混兌以使其充分燃燒。
燃?xì)馊紵龣C(jī)(如天然氣燃燒機(jī))是一種使用氣體燃料的加熱設(shè)備，使燃?xì)夂涂諝庖砸欢ǚ绞絿姵龌旌?或混合噴出)燃燒的裝置統(tǒng)稱；燃?xì)鈾C(jī)按類型和應(yīng)用領(lǐng)域分工業(yè)燃?xì)鈾C(jī)、民用燃?xì)鈾C(jī)、特種燃?xì)鈾C(jī)幾種。
常規(guī)比例調(diào)節(jié)式燃?xì)馊紵魅鐖D1所示，包括鼓風(fēng)機(jī)1、減壓閥2、燃?xì)廨斎腴y3、燃?xì)廨敵鲩y4、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5、電動(dòng)執(zhí)行器6、電機(jī)轉(zhuǎn)向控制器7、燃?xì)鈬娮?、高壓點(diǎn)火電極9、 擴(kuò)散片10、預(yù)燃室11、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥12、空氣入口 13、燃?xì)馊肟?14、火焰出口 15、火焰監(jiān)視器 16、壓力開關(guān)17、檢漏裝置18、燃?xì)恻c(diǎn)火槍19、點(diǎn)火電磁閥20、專用控制器21與鼓風(fēng)風(fēng)壓開關(guān)22。
在圖1中，空氣入口 13、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥12與鼓風(fēng)機(jī)1依次配合設(shè)置，構(gòu)成空氣輸入通道；燃?xì)馊肟?14、減壓閥2、燃?xì)廨斎腴y3、燃?xì)廨敵鲩y4、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5與燃?xì)鈬娮?依次配合設(shè)置，構(gòu)成燃?xì)廨斎胪ǖ?；點(diǎn)火電磁閥20、高壓點(diǎn)火電極9、燃?xì)恻c(diǎn)火槍19配合組成點(diǎn)火單元；擴(kuò)散片10、預(yù)燃室11、火焰出口 15組成燃燒通道；電動(dòng)執(zhí)行器6、電機(jī)轉(zhuǎn)向控制器 7與風(fēng)量調(diào)節(jié)閥12、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5配合設(shè)置，構(gòu)成比例調(diào)節(jié)單元；壓力開關(guān)17、檢漏裝置18、 火焰監(jiān)視器16、鼓風(fēng)風(fēng)壓開關(guān)22與專用控制器21共同組成安全的控制系統(tǒng)。
在點(diǎn)火及燃燒通道中，燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5的輸出管道連接至燃?xì)鈬娮?，高壓點(diǎn)火電極 9與燃?xì)恻c(diǎn)火槍19配合設(shè)置在擴(kuò)散片中心靠近鼓風(fēng)機(jī)一側(cè)；從燃?xì)廨斎腴y3與燃?xì)廨敵鲩y 4之間的管道，引出點(diǎn)火電磁閥20，管道連接至燃?xì)恻c(diǎn)火槍19;燃?xì)廨斎腴y3、燃?xì)廨敵鲩y 4、點(diǎn)火電磁閥20，分別與專用控制器21的輸出端相連；擴(kuò)散片10環(huán)狀對(duì)稱地設(shè)置在預(yù)燃室的內(nèi)側(cè)；燃?xì)鈬娮?的出口不局限在擴(kuò)散片的內(nèi)側(cè)；火焰監(jiān)視器16設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)1與擴(kuò)散片10之間。
在比例調(diào)節(jié)單元中，電機(jī)轉(zhuǎn)向控制器7經(jīng)電動(dòng)執(zhí)行器6后，帶動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥12與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5同步調(diào)節(jié)；專用控制器21控制交流接觸器連接至鼓風(fēng)機(jī)1 ；壓力開關(guān)17自減壓閥2與燃?xì)廨斎腴y3之間引出，信號(hào)連接至專用控制器21的輸入端；檢漏裝置18自燃?xì)廨斎腴y3與燃?xì)廨敵鲩y4之間引出，信號(hào)也連接至專用控制器21的輸入端。
上述常規(guī)比例調(diào)節(jié)式燃?xì)馊紵鞯幕鹧嬲{(diào)節(jié)方式，是由機(jī)械式的風(fēng)門和燃?xì)忾y組成聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)同步改變風(fēng)門與氣閥開度的方法，控制火焰的強(qiáng)度。由于機(jī)械式風(fēng)門開度與空氣流量是非線性的，而且不能精確量化，所以調(diào)節(jié)起來(lái)較為繁瑣，空燃比的控制也不可能十分精準(zhǔn)，不僅熱效率會(huì)受到影響，而且使用中操作人員也很難掌控。另外此種方式要求氣源壓力十分穩(wěn)定，否則氣壓的波動(dòng)會(huì)造成空燃比的改變。由于國(guó)內(nèi)很多用戶的氣源是高壓或液化天然氣，氣罐切換時(shí)氣壓經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的情形。即便是管道供氣，當(dāng)用氣的高峰期氣壓也會(huì)發(fā)生波動(dòng)。燃?xì)鈮毫Σ环€(wěn)流量自然就會(huì)發(fā)生變化，直接影響到燃燒與熱效率。
由于常規(guī)燃?xì)鈾C(jī)的控制裝置十分簡(jiǎn)單，只能按照固定的模式運(yùn)行，不可能實(shí)現(xiàn)大型及高性能燃燒器需要的高自動(dòng)化、高安全性、高穩(wěn)定性和高智能的連鎖控制及智能報(bào)警， 明顯存在著空燃比精度低、熱轉(zhuǎn)換效率低、穩(wěn)定性安全性較差與操作過(guò)程復(fù)雜等缺陷。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，以實(shí)現(xiàn)空燃比的精確量化，大幅提高燃燒過(guò)程控制的自動(dòng)化，提高穩(wěn)定性、安全性和熱轉(zhuǎn)換效率，以及簡(jiǎn)化調(diào)試與操作過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，包括配合設(shè)置的燃?xì)忾y門組、燃?xì)庥?jì)量單元、鼓風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火裝置、火焰探測(cè)裝置與高智能數(shù)控系統(tǒng)；
工作中，所述高智能數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)火焰探測(cè)裝置和燃?xì)庥?jì)量單元反饋的溫度或壓力等信號(hào)及手動(dòng)指令，通過(guò)預(yù)設(shè)的控制指令(如預(yù)設(shè)燃燒機(jī)的火焰開度)，控制燃?xì)忾y門組輸出與火焰開度相適應(yīng)的燃?xì)饬髁?；并根?jù)燃?xì)庥?jì)量單元提供的燃?xì)饬髁亢忘c(diǎn)火裝置所需的空燃比(空氣與燃?xì)庵?，計(jì)算并調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，確保鼓風(fēng)機(jī)在大范圍的火焰調(diào)節(jié)過(guò)程中始終輸出最佳的配風(fēng)量。
進(jìn)一步地，所述高智能數(shù)控系統(tǒng)，包括信號(hào)采集模塊、運(yùn)算及控制模塊、以及人機(jī)交互模塊，以及分別與所述信號(hào)采集模塊連接的自控儀表、及文字和/或聲光報(bào)警模塊；其中
所述信號(hào)采集模塊，用于采集燃?xì)庥?jì)量單元輸出的燃?xì)鈮毫π盘?hào)、鼓風(fēng)機(jī)輸出的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓開關(guān)信號(hào)、火焰探測(cè)裝置輸出的火焰信號(hào)及溫度或壓力信號(hào)、以及自控儀表的輸出信號(hào)；
所述運(yùn)算及控制模塊，用于根據(jù)信號(hào)輸入模塊采集的信號(hào)，結(jié)合用戶通過(guò)人機(jī)交互模塊設(shè)定的輸入?yún)?shù)，進(jìn)行運(yùn)算處理后，控制燃?xì)忾y門組輸出相應(yīng)的燃?xì)饬髁?；同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的變頻器輸出頻率，來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)送出與燃?xì)饬髁肯嗥ヅ涞娜紵枳罴雅滹L(fēng)量；
所述人機(jī)交互模塊，用于用戶設(shè)定并輸入相應(yīng)參數(shù)，以及實(shí)時(shí)顯示運(yùn)算及控制模塊輸出的燃燒狀態(tài)參數(shù)；
所述自控儀表，用于向運(yùn)算及控制模塊輸入至少包含溫度信號(hào)的自控儀表信號(hào)；
所述文字和/或聲光報(bào)警模塊，用于在燃燒系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警，以通知用戶及時(shí)采取相應(yīng)措施。
進(jìn)一步地，所述運(yùn)算及控制模塊，包括可編程邏輯控制器PLC、單扳機(jī)與計(jì)算機(jī)。
進(jìn)一步地，所述人機(jī)交互模塊包括觸摸屏，或操作按鍵與LED顯示模塊。
進(jìn)一步地，所述燃?xì)忾y門組，包括通過(guò)管道順序設(shè)置的燃?xì)廨斎腴y、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥、 燃?xì)廨敵鲩y；高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸出端，控制著所述燃?xì)廨斎腴y、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥和燃?xì)廨敵鲩y；
所述燃?xì)忾y門組將燃?xì)廨斔偷饺細(xì)鈬娮欤細(xì)鈬娮煸賹⑷細(xì)鈬娙腩A(yù)燃室，三者配合設(shè)置形成了燃?xì)廨斎胪ǖ馈?br> 進(jìn)一步地，所述點(diǎn)火裝置包括點(diǎn)火閥、點(diǎn)火槍和高壓點(diǎn)火器，燃?xì)庾运鋈細(xì)廨斎腴y與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥之間引出的管道，經(jīng)點(diǎn)火閥連通至點(diǎn)火槍，從點(diǎn)火槍噴出的燃?xì)獗桓邏狐c(diǎn)火器點(diǎn)燃后噴入預(yù)燃室；高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸出端，控制著所述點(diǎn)火閥、點(diǎn)火槍/高壓點(diǎn)火ο
進(jìn)一步地，所述壓力變送器配合高智能數(shù)控系統(tǒng)，組成燃?xì)饬髁坑?jì)量單元，用于對(duì)燃?xì)忾y門組進(jìn)行檢漏測(cè)試、以及對(duì)燃燒過(guò)程中的燃?xì)饬髁窟M(jìn)行計(jì)量；
所述壓力變送器，設(shè)置在所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥與燃?xì)廨敵鲩y之間；所述壓力變送器的輸出信號(hào)，引入到高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸入端；根據(jù)該信號(hào)算求得燃?xì)獾膶?shí)際流量，再經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算后的輸出信號(hào)，控制著所述的燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥以及鼓風(fēng)機(jī)的變頻器。
進(jìn)一步地，所述鼓風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)量，是由變頻器控制鼓風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的；變頻器的輸入端與高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸出端相連，變頻器的輸出端與鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)相連；
所述鼓風(fēng)機(jī)輸出的空氣，經(jīng)擴(kuò)散片送入預(yù)燃室，形成空氣輸入通道。
進(jìn)一步地，所述點(diǎn)火槍、擴(kuò)散片、預(yù)燃室與火焰出口配合設(shè)置，形成點(diǎn)火及燃燒通道。
所述點(diǎn)火槍包括點(diǎn)火電極和燃?xì)鈬娮?，組合配置安裝在擴(kuò)散片中心靠近鼓風(fēng)機(jī)一側(cè)，并與預(yù)燃室及火焰出口依次連通；燃?xì)廨斎胪ǖ浪蛠?lái)的燃?xì)夂涂諝廨斎胪ǖ浪蛠?lái)的空氣經(jīng)擴(kuò)散片預(yù)混后被點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃，并從預(yù)燃室的火焰出口噴出。
進(jìn)一步地，所述火焰探測(cè)裝置包括火焰探頭和火焰放大器，火焰探頭安裝在鼓風(fēng)機(jī)與擴(kuò)散片之間，所述火焰探頭連接在火焰放大器的輸入端，火焰放大器的輸出信號(hào)連接到數(shù)控系統(tǒng)的輸入端。
在上述實(shí)施例中，所述高智能數(shù)控單元的輸入/輸出端，是按下述方式與外部設(shè)備連接的
所述壓力開關(guān)，壓力變送器，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓開關(guān)信號(hào)、溫度信號(hào)或壓力信號(hào)，火焰監(jiān)視器的火焰信號(hào)，以及自控儀表的控制信號(hào)，分別連接至運(yùn)算及控制模塊(優(yōu)選為可編程控制器PLC)的輸入端；用數(shù)據(jù)線與PLC相連的人機(jī)交互模塊(優(yōu)選為觸摸屏)可隨時(shí)修改和顯示數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)的各種參數(shù)；燃?xì)廨斎腴y、燃?xì)廨敵鲩y、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥、點(diǎn)火閥及變頻器、以及點(diǎn)火槍/高壓點(diǎn)火器，分別連接至PLC的輸出端。
在上述實(shí)施例中，所述變頻器帶動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)安裝于空氣輸入通道內(nèi)，為燃燒提供氧氣。
在上述實(shí)施例中，所述燃?xì)廨斎腴y、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥和燃?xì)廨敵鲩y順序安裝組成了燃?xì)庵魍ǖ?，為燃?xì)鈬娮熘械闹鲊娮焯峁┤剂稀?br> 在上述實(shí)施例中，所述壓力變送器安裝在燃?xì)廨敵鲩y與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥之間，為高智能數(shù)控系統(tǒng)提供燃?xì)忾y門組檢測(cè)、檢漏及流量計(jì)量等信號(hào)。
在上述實(shí)施例中，所述點(diǎn)火閥也置于燃?xì)廨斎腴y與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥之間，為數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)點(diǎn)火及運(yùn)行中的長(zhǎng)明火提供氣源。
在上述實(shí)施例中，所述壓力開關(guān)安裝在燃?xì)廨斎腴y前端，用于對(duì)輸入氣壓進(jìn)行判斷。
優(yōu)選地，在上述實(shí)施例中，所述高智能的數(shù)控系統(tǒng)，由可編程控制器PLC組成，
所述人機(jī)交互模塊由觸摸屏和操作按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)；
所述燃?xì)廨斎胪ǖ?，包括通過(guò)管道順序設(shè)置的燃?xì)廨斎腴y、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥、燃?xì)廨敵鲩y與燃?xì)鈬娮?；所述空氣輸入通道，包括順序設(shè)置的鼓風(fēng)機(jī)和擴(kuò)散片；所述鼓風(fēng)機(jī)與燃?xì)鈬娮炫浜显O(shè)置；所述點(diǎn)火及燃燒通道，包括預(yù)燃室、擴(kuò)散片和設(shè)置在擴(kuò)散片內(nèi)側(cè)的燃?xì)恻c(diǎn)火槍；在所述空氣輸入通道內(nèi)，還設(shè)置了火焰監(jiān)視器；所述火焰監(jiān)視器，設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)與擴(kuò)散片之間。
本發(fā)明各實(shí)施例的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，點(diǎn)火及燃燒通道，分別連通至空氣輸入通道與燃?xì)廨斎胪ǖ?，?shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)內(nèi)的風(fēng)壓、氣壓、火焰、溫度和其他被控信號(hào)則輸入到高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸入端；高智能數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)輸入指令給出的燃燒機(jī)火焰開度和與之適應(yīng)的燃?xì)庑枰?，再通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)閥的開度使燃?xì)獾膶?shí)際流量與需要量相吻合。
由于本發(fā)明各實(shí)施例的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)可以實(shí)時(shí)測(cè)量燃?xì)獾膶?shí)際流量，當(dāng)氣源壓力發(fā)生變化造成燃?xì)饬髁坎▌?dòng)時(shí)，高智能數(shù)控系統(tǒng)可以自動(dòng)改變調(diào)節(jié)閥的開度，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定燃?xì)饬髁康哪康?。同時(shí)，高智能數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)燃?xì)饬髁亢涂杖急鹊挠?jì)算，然后自動(dòng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使鼓風(fēng)風(fēng)量與空燃比相適應(yīng)，因此實(shí)現(xiàn)了空燃比(空氣與燃?xì)庵?的精確量化(精確到)。這樣在大范圍的火焰調(diào)節(jié)過(guò)程中，根據(jù)燃?xì)獾牧髁客脚滹L(fēng)，使燃燒效率始終處于最佳狀態(tài)。從而克服現(xiàn)有技術(shù)中穩(wěn)定性差、安全性差、空燃比精度低、熱轉(zhuǎn)換效率低與操作過(guò)程復(fù)雜的缺陷，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性好、安全性好、空燃比精確量化、熱轉(zhuǎn)換效率高與操作過(guò)程簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，可通過(guò)說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)體會(huì)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)ο
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中
圖1為常規(guī)比例調(diào)節(jié)式燃?xì)馊紵龣C(jī)的工作原理示意圖2為本發(fā)明數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)的工作原理示意圖3為根據(jù)本發(fā)明數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)中噴嘴前燃?xì)鈮毫εc流量的關(guān)系曲線示意圖4為根據(jù)本發(fā)明數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)的工作流程示意圖。
結(jié)合附圖，本發(fā)明實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下
1-鼓風(fēng)機(jī)；2-減壓閥；3-燃?xì)廨斎腴y；4-燃?xì)廨敵鲩y；5-燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥；6-電動(dòng)執(zhí)行器；7-電機(jī)轉(zhuǎn)向控制器；8-燃?xì)鈬娮欤?-高壓點(diǎn)火電極；10-擴(kuò)散片；11-預(yù)燃室； 12-風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；13-空氣入口 ； 14-燃?xì)馊肟?； 15-火焰出口 ； 16-火焰監(jiān)視器；17-壓力開關(guān)；18-檢漏裝置；19-燃?xì)恻c(diǎn)火槍；20-點(diǎn)火電磁閥；21-專用控制器；22-鼓風(fēng)風(fēng)壓開關(guān)； 23-觸摸屏；24-可編程控制器；25-變頻器；26-壓力變送器；27-被控溫度或壓力信號(hào)源； 28-儀表自控信號(hào)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖2、圖3和圖4所示，提供了一種數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，包括配合設(shè)置的燃?xì)忾y門組、燃?xì)庥?jì)量單元、鼓風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火裝置、火焰探測(cè)裝置與高智能數(shù)控系統(tǒng)。 工作中，高智能數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)火焰探測(cè)裝置反饋的火焰信號(hào)及被控對(duì)象的溫度或壓力信號(hào)，通過(guò)預(yù)設(shè)的控制指令，控制燃?xì)忾y門組輸出與火焰開度相適應(yīng)的燃?xì)饬髁浚徊⒏鶕?jù)燃?xì)庥?jì)量單元提供的燃?xì)饬髁亢忘c(diǎn)火裝置所需的空燃比，計(jì)算并調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速，確保鼓風(fēng)機(jī)1在大范圍的火焰調(diào)節(jié)過(guò)程中始終輸出最佳的配風(fēng)量。
上述高智能數(shù)控系統(tǒng)，包括依次信號(hào)連接的信號(hào)采集模塊、運(yùn)算及控制模塊、以及人機(jī)交互模塊，以及分別與信號(hào)采集模塊信號(hào)連接的自控儀表、及文字和/或聲光報(bào)警模塊；其中信號(hào)采集模塊，采集用于燃?xì)庥?jì)量單元輸入的燃?xì)鈮毫π盘?hào)、鼓風(fēng)機(jī)1輸出的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓開關(guān)22信號(hào)、火焰探測(cè)裝置輸出的火焰信號(hào)、被控對(duì)象的溫度或壓力信號(hào)、以及自控儀表的輸出信號(hào)；運(yùn)算及控制模塊，用于根據(jù)信號(hào)采集模塊輸入的信號(hào)，結(jié)合用戶通過(guò)人機(jī)交互模塊設(shè)定的輸入?yún)?shù)，進(jìn)行運(yùn)算處理后，控制燃?xì)忾y門組輸出相應(yīng)的燃?xì)饬髁?；同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)1變頻器25的輸出頻率，來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)1送出與燃?xì)饬髁肯嗥ヅ涞娜紵枳罴雅滹L(fēng)量；人機(jī)交互模塊23，用于設(shè)定并輸入相應(yīng)參數(shù)，以及實(shí)時(shí)顯示運(yùn)算及控制模塊輸出的燃燒狀態(tài)參數(shù)，還可顯示文字和聲光報(bào)警模塊在燃燒系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的報(bào)警信息，以通知用戶及時(shí)采取相應(yīng)措施；自控儀表觀，用于顯示被控點(diǎn)的溫度或壓力等參數(shù)， 并向控制模塊輸入端輸出儀表的自動(dòng)控制信號(hào)；
上述運(yùn)算及控制模塊，包括可編程邏輯控制器(PLC) Μ、單扳機(jī)與計(jì)算機(jī)；上述人機(jī)交互模塊包括觸摸屏23，或操作按鍵與LED顯示模塊。
上述燃?xì)忾y門組，包括通過(guò)管道順序設(shè)置的燃?xì)廨斎腴y3、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5、燃?xì)廨敵鲩y4 ；燃?xì)忾y門組與燃?xì)鈬娮?配合設(shè)置，形成燃?xì)廨斎胪ǖ馈?br> 上述點(diǎn)火裝置包括點(diǎn)火閥20與點(diǎn)火槍19 ；自燃?xì)廨斎腴y3與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5之間引出的管道，通過(guò)點(diǎn)火閥連通至點(diǎn)火槍。點(diǎn)火槍安裝在擴(kuò)散片中心靠近鼓風(fēng)機(jī)1 一側(cè)，并與預(yù)燃室11及火焰出口 15依次連通；點(diǎn)火閥20、擴(kuò)散片、預(yù)燃室11與火焰出口 15配合設(shè)置， 形成點(diǎn)火及燃燒通道。
上述燃?xì)庥?jì)量單元包括壓力變送器沈和PLC24 ；壓力變送器沈，設(shè)置在燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5與燃?xì)廨敵鲩y4之間；壓力變送器沈的輸出信號(hào)，引入到高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸入端；高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸出端，控制著燃?xì)廨斎腴y3、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5、燃?xì)廨敵鲩y4、點(diǎn)火閥20、點(diǎn)火槍19以及鼓風(fēng)機(jī)1的變頻器25 ；壓力變送器沈配合高智能數(shù)控系統(tǒng)，用于對(duì)燃?xì)忾y門組進(jìn)行檢漏處理、以及對(duì)燃燒過(guò)程中的燃?xì)膺M(jìn)行計(jì)量。
上述鼓風(fēng)機(jī)變頻器25的輸入端與高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸出端相連，變頻器25的輸出端與鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)相連；鼓風(fēng)機(jī)1與空氣入口 13配合設(shè)置，形成空氣輸入通道。
上述火焰探測(cè)裝置包括火焰監(jiān)視器16，火焰監(jiān)視器16設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)1與擴(kuò)散片之間。
如圖2所示，本實(shí)施例的點(diǎn)火及燃燒通道，連通至空氣輸入通道與燃?xì)廨斎胪ǖ溃?各種信號(hào)分別連接至數(shù)控調(diào)節(jié)單元；高智能的數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際的燃?xì)饬髁?，自?dòng)調(diào)節(jié)空氣輸入通道的配風(fēng)量，以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制點(diǎn)火及燃燒通道輸出的火焰。8
在上述實(shí)施例中，上述數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出端，是按下述方式與外部連接的
壓力開關(guān)17、壓力變送器沈、鼓風(fēng)風(fēng)壓開關(guān)22、溫度或壓力信號(hào)采集模塊27、火焰信號(hào)16、與儀表自控信號(hào)觀，分別連接至可編程控制器(PLC)M的輸入端；用數(shù)據(jù)線與PLC 相連的人機(jī)交互模塊23 (如觸摸屏23)可隨時(shí)修改和顯示系統(tǒng)的各種參數(shù)；燃?xì)廨斎腴y3、 燃?xì)廨敵鲩y4、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5、點(diǎn)火閥20及變頻器25、高壓點(diǎn)火電極9通過(guò)點(diǎn)火閥(如點(diǎn)火電磁閥20)高壓點(diǎn)火器，分別連接至可編程控制器M的輸出端。
上述壓力開關(guān)17設(shè)置在燃?xì)馊肟?14與燃?xì)廨斎腴y3之間，壓力變送器沈設(shè)置在燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5與燃?xì)廨敵鲩y4之間；自燃?xì)廨斎腴y3與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5之間引出管道，連通至點(diǎn)火電磁閥20及點(diǎn)火槍19。
上述燃?xì)廨斎胪ǖ?，包括通過(guò)管道順序設(shè)置的燃?xì)廨斎腴y3、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5、燃?xì)廨敵鲩y4與燃?xì)鈬娮? ；燃?xì)廨斎腴y3、調(diào)節(jié)閥5和燃?xì)廨敵鲩y4順序安裝組成了燃?xì)庵魍ǖ?，為主噴?如燃?xì)鈬娮?)提供燃料。
上述燃?xì)鈮毫ψ兯推魃蛑糜谌細(xì)廨敵鲩y4與調(diào)節(jié)閥5之間，為高智能數(shù)控系統(tǒng)提供燃?xì)忾y門組檢測(cè)、檢漏及流量計(jì)量信號(hào)。
上述空氣輸入通道，包括順序設(shè)置的空氣入口 13 (可設(shè)置消音器)與鼓風(fēng)機(jī)1 ’鼓風(fēng)機(jī)1安裝于空氣入口 13側(cè)通道內(nèi)，由變頻器25驅(qū)動(dòng)，為燃燒提供氧氣?；鹧姹O(jiān)視器16 安裝在鼓風(fēng)機(jī)1與預(yù)燃室11之間，作用于常溫狀態(tài)下的火焰檢測(cè)。
上述點(diǎn)火裝置，包括配合安裝在擴(kuò)散片(如擴(kuò)散片10)附近的高壓點(diǎn)火電極9與點(diǎn)火槍(如燃?xì)恻c(diǎn)火槍19)，燃?xì)恻c(diǎn)火槍19通過(guò)管道與點(diǎn)火電磁閥20的輸出側(cè)相連，點(diǎn)火電磁閥20的輸入側(cè)，連接在燃?xì)廨斎腴y3與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5之間引出的管道上。
上述燃燒通道，包括擴(kuò)散片、預(yù)燃室11，來(lái)自燃?xì)馔ǖ赖娜細(xì)夂蛠?lái)自空氣輸入通道的空氣，在預(yù)燃室11內(nèi)混合后開始燃燒，最終火焰從火焰出口 15噴出。
上述實(shí)施例中圖2顯示的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)的火焰調(diào)節(jié)原理為根據(jù)數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)的高智能數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)到的實(shí)際燃?xì)饬髁?，同步給出鼓風(fēng)機(jī)1的供風(fēng)量，當(dāng)氣源壓力波動(dòng)造成燃?xì)饬髁科x預(yù)定值時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)糾偏，從而實(shí)現(xiàn)1 10調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的精準(zhǔn)配風(fēng)。
為實(shí)現(xiàn)上述功能，上述實(shí)施例的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，在硬件上配備了測(cè)量燃?xì)饬髁康膲毫ψ兯推?6、以及可精確定位閥門開度的燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥5和變頻器25調(diào)速的鼓風(fēng)機(jī)1。 軟件上由可編程控制器M，將計(jì)算出的燃?xì)饬髁颗湟院线m的空燃比，然后調(diào)節(jié)變頻器25的輸出頻率，控制鼓風(fēng)機(jī)1給出適合燃燒所需的風(fēng)。這樣，操作者在觸摸屏23上就可輕易實(shí)現(xiàn)空燃比的量化調(diào)整(可精確到)，在大范圍的火焰調(diào)節(jié)中確保燃燒熱效率始終處于最佳狀態(tài)。
圖1顯示的常規(guī)比例調(diào)節(jié)式燃?xì)馊紵龣C(jī)與圖2顯示的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)相比，兩者最大的不同之處在于
(1)圖2顯示的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，能夠自動(dòng)測(cè)量燃?xì)獾膶?shí)際流量，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了空燃比的精確量化與燃燒狀態(tài)的數(shù)字控制。由于配風(fēng)的基礎(chǔ)不再是常規(guī)比例調(diào)節(jié)式燃?xì)馊紵龣C(jī)的閥門開度而是實(shí)際的燃?xì)饬髁?，所以?dāng)氣源壓力發(fā)生變化時(shí)，數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)的控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度(穩(wěn)定燃?xì)饬髁?，因此允許氣源壓力有較大范圍的波動(dòng)。
(2)上述實(shí)施例的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，由西門子CPU2MXP可編程控制器24，組成了高智能數(shù)控系統(tǒng)。它取代了常規(guī)燃?xì)鈾C(jī)簡(jiǎn)單固化的專用程控器。因此燃燒控制已經(jīng)不再是個(gè)單一燃燒器的概念了，可以根據(jù)設(shè)備的整體需要組成一套完整的高智能數(shù)控系統(tǒng)；在燃油燃?xì)舛喙δ苋紵龣C(jī)功能的轉(zhuǎn)換時(shí)、在需要外加尾氣檢測(cè)及補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合，擴(kuò)展應(yīng)用也會(huì)更加方便快捷。
(3)上述實(shí)施例的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，還可以加入大量故障診斷程序，運(yùn)行中一旦出現(xiàn)異常系統(tǒng)立即發(fā)出聲音與文字的報(bào)警信息，并根據(jù)故障的嚴(yán)重程度對(duì)數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)所在控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連鎖保護(hù)，在確保安全的基礎(chǔ)上幫助操作人員盡快排除故障恢復(fù)運(yùn)行。
(4)上述實(shí)施例的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，還具有工作狀態(tài)的時(shí)實(shí)記錄功能，數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)所在控制系統(tǒng)的各種重要參數(shù)和多達(dá)數(shù)十條的報(bào)警信息都會(huì)記錄在其中，這就相當(dāng)于給燃燒機(jī)安裝了類似飛機(jī)上的黑匣子，一旦發(fā)生質(zhì)量或安全事故，取出原始數(shù)據(jù)既可一目了然。而且燃燒機(jī)的這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)還可方便的與外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)通訊，這對(duì)于無(wú)論是給何種設(shè)備配套都是至關(guān)重要的大型燃燒機(jī)而言，無(wú)疑更增加了它的安全性與實(shí)用性，此種人性化高智能的功能更符合現(xiàn)代化大型燃?xì)馊紵龣C(jī)的需要，也更適合國(guó)情。此機(jī)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和優(yōu)異的整體性能，無(wú)疑會(huì)給用戶帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益，大幅提升了整機(jī)的自動(dòng)化、安全性、穩(wěn)定性、和節(jié)能環(huán)保水平。
在上述實(shí)施例中，數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)具有以下特點(diǎn)
(1)壓力傳感器(如壓力變送器26)的應(yīng)用
①開機(jī)前通過(guò)測(cè)量各閥門(開或關(guān))不同狀態(tài)下的氣壓，就可以方便的判斷包括調(diào)節(jié)閥5開度在內(nèi)各閥門的狀態(tài)和撿漏，此方法比不能直觀量化的常規(guī)檢漏裝置18的檢漏法要好很多。
②當(dāng)燃?xì)鈬娮?的通徑確定之后，噴嘴前的氣壓與流量就會(huì)有著基本的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此通過(guò)測(cè)量噴嘴前管道內(nèi)的氣壓，即可對(duì)氣流進(jìn)行標(biāo)定(參見(jiàn)圖3)。
根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于包括配合設(shè)置的燃?xì)忾y門組、燃?xì)庥?jì)量單元、鼓風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火裝置、火焰探測(cè)裝置與高智能數(shù)控系統(tǒng)；工作中，高智能數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)溫度或壓力反饋信號(hào)及手動(dòng)指令，通過(guò)預(yù)設(shè)燃燒機(jī)的火焰開度，控制燃?xì)忾y門組輸出與火焰開度相適應(yīng)的燃?xì)饬髁浚徊⒏鶕?jù)燃?xì)庥?jì)量單元提供的燃?xì)饬髁亢涂杖急?，?jì)算并調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，確保鼓風(fēng)機(jī)在大范圍的火焰調(diào)節(jié)過(guò)程中始終輸出最佳的配風(fēng)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于所述高智能數(shù)控系統(tǒng)，包括依次信號(hào)連接的信號(hào)采集模塊、運(yùn)算及控制模塊、以及人機(jī)交互模塊，以及分別與所述信號(hào)采集模塊信號(hào)連接的自控儀表、及文字和/或聲光報(bào)警模塊；其中所述信號(hào)采集模塊，用于采集燃?xì)庥?jì)量單元輸出的燃?xì)鈮毫π盘?hào)、鼓風(fēng)機(jī)輸出的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓開關(guān)信號(hào)、火焰探測(cè)裝置輸出的火焰信號(hào)和被控對(duì)象的溫度或壓力信號(hào)、以及自控儀表的輸出信號(hào)；所述運(yùn)算及控制模塊，用于根據(jù)信號(hào)采集模塊輸入的采集信號(hào)，結(jié)合用戶通過(guò)人機(jī)交互模塊設(shè)定的輸入?yún)?shù)，進(jìn)行運(yùn)算處理后，控制燃?xì)忾y門組輸出相應(yīng)的燃?xì)饬髁浚煌瑫r(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的變頻器輸出頻率，來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)送出與燃?xì)饬髁肯嗥ヅ涞娜紵枳罴雅滹L(fēng)量；所述人機(jī)交互模塊，用于用戶設(shè)定并輸入相應(yīng)參數(shù)，以及實(shí)時(shí)顯示運(yùn)算及控制模塊輸出的燃燒狀態(tài)參數(shù)；所述自控儀表，用于顯示被控點(diǎn)的溫度或壓力參數(shù)，并向數(shù)控系統(tǒng)的輸入端送出儀表的自動(dòng)控制信號(hào)；所述文字和/或聲光報(bào)警模塊，用于在燃燒系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警，以通知用戶及時(shí)采取相應(yīng)措施。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于所述運(yùn)算及控制模塊，包括可編程邏輯控制器PLC、單扳機(jī)與計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于所述人機(jī)交互模塊包括觸摸屏，或操作按鍵與LED顯示模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于所述燃?xì)忾y門組， 包括通過(guò)管道順序設(shè)置的燃?xì)廨斎腴y、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥、燃?xì)廨敵鲩y；所述燃?xì)忾y門組的所有閥門均與數(shù)控系統(tǒng)的輸出端相連；所述燃?xì)忾y門組將燃?xì)廨斔偷饺細(xì)鈬娮?，燃?xì)鈬娮煸賹⑷細(xì)鈬娙腩A(yù)燃室，三者配合設(shè)置形成了燃?xì)廨斎胪ǖ馈?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于所述點(diǎn)火裝置包括點(diǎn)火閥、點(diǎn)火槍和高壓點(diǎn)火器，燃?xì)庾运鋈細(xì)廨斎腴y與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥之間引出的管道，經(jīng)點(diǎn)火閥連通至點(diǎn)火槍，從點(diǎn)火槍噴出的燃?xì)獗桓邏狐c(diǎn)火器點(diǎn)燃后噴入預(yù)燃室；點(diǎn)火閥、點(diǎn)火槍和高壓點(diǎn)火器均與數(shù)控系統(tǒng)的輸出端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于所述壓力變送器配合高智能數(shù)控系統(tǒng)組成燃?xì)饬髁坑?jì)量單元，用于對(duì)燃?xì)忾y門組進(jìn)行檢漏測(cè)試、以及對(duì)燃燒過(guò)程中的燃?xì)饬髁窟M(jìn)行計(jì)量；所述燃?xì)鈮毫ψ兯推?，設(shè)置在燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥與燃?xì)廨敵鲩y之間；所述壓力變送器的輸出信號(hào)，引入到高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸入端；根據(jù)該信號(hào)算求得燃?xì)獾膶?shí)際流量，再經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算后的輸出信號(hào)，控制著所述的燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥以及鼓風(fēng)機(jī)的變頻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于所述鼓風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)量，是由變頻器控制鼓風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的；變頻器的輸入端與高智能數(shù)控系統(tǒng)的輸出端相連，變頻器的輸出端與鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)相連；所述鼓風(fēng)機(jī)輸出的空氣，經(jīng)擴(kuò)散片送入預(yù)燃室，形成空氣輸入通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于所述點(diǎn)火裝置、擴(kuò)散片、預(yù)燃室與火焰出口配合設(shè)置，形成點(diǎn)火及燃燒通道；所述點(diǎn)火槍包括點(diǎn)火電極和燃?xì)鈬娮欤M合配置安裝在擴(kuò)散片中心靠近鼓風(fēng)機(jī)一側(cè)， 并與預(yù)燃室及火焰出口依次連通；燃?xì)廨斎胪ǖ浪蛠?lái)的燃?xì)夂涂諝廨斎胪ǖ浪蛠?lái)的空氣經(jīng)擴(kuò)散片預(yù)混后被點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃，并從預(yù)燃室的火焰出口噴出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，其特征在于鼓風(fēng)機(jī)與擴(kuò)散片之間還安裝有火焰監(jiān)視器，所述火焰監(jiān)視器的信號(hào)輸出到數(shù)控系統(tǒng)的輸入端；所述火焰監(jiān)視器包括紫外、離子及光敏器件組成的探頭和與之配套的火焰放大器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)控燃?xì)馊紵龣C(jī)，包括配合設(shè)置的燃?xì)忾y門組、燃?xì)庥?jì)量單元、鼓風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火裝置、火焰探測(cè)裝置與高智能數(shù)控系統(tǒng)；工作中，高智能數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)溫度或壓力等反饋信號(hào)及手動(dòng)指令，通過(guò)預(yù)設(shè)燃燒機(jī)的火焰開度，控制燃?xì)忾y門組輸出與火焰開度相適應(yīng)的燃?xì)饬髁?；根?jù)燃?xì)庥?jì)量單元提供的燃?xì)饬髁亢涂杖急?，?jì)算并調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，確保鼓風(fēng)機(jī)在大范圍的火焰調(diào)節(jié)過(guò)程中始終輸出最佳的配風(fēng)量。高智能數(shù)控系統(tǒng)完全不同于常規(guī)燃?xì)鈾C(jī)的專用控制器，能夠隨時(shí)監(jiān)控并記錄整個(gè)燃燒過(guò)程和被控對(duì)象的重要參數(shù)，出現(xiàn)故障時(shí)可發(fā)出聲、光和文字信息報(bào)警；還可根據(jù)故障的嚴(yán)重程度，自動(dòng)控制燃燒機(jī)采取相應(yīng)的措施確保人身與設(shè)備的絕對(duì)安全。
文檔編號(hào)F23D14/60GK102519041SQ20111043709
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者李延新 申請(qǐng)人:李延新