4. Регулирование мощности нагрева в газовых тепловых аппаратах.

Автоматика газовых технологических аппаратов должна обеспечи­вать безопасность их эксплуатации и регулирование теплового режима.

Объектами контроля безопасности эксплуатации являются: нали­чие пламени запальной свечи, наличие тяги в дымоходе, геометричес­кое положение аппаратов, имеющих поворотные приспособлениями т.д.

Автоматика может выполнить функции обеспечения безопасности или регулирования либо совмещать то и другое. В первом случае, ес­ли она контролирует только один объект – пламя, тягу или положение варочного сосуда, тогда она будет одноканальной по системе защиты, либо одновременно нескольких объектов (пламя, тягу и поворот) и тог­да она будет многоканальной.

Регулирующая автоматика, применяемая для газовых аппаратов, выполняется как двухпозиционной (например, максимальный и минимальный расход газа), так и пропорциональной (расход газа меняется плавно в соответствии с регулируемым параметром).

Для тепловых аппаратов предприятий общественного питания при­меняются следующие вида автоматики: электромагнитная, дилатометри­ческая и мембранно-импульсная (пневмоавтоматика).

Конструкция и принцип действия электромагнитной автоматики.

Для предохранения газового пищеварочного котла от отсутствия пламени в газогорелочной камере на нем устанавливается электромаг­нитная автоматика безопасности, состоящая из стационарного запаль­ника, термопары и термомагнитного клапана (ТМК).

Стационарный запальник служит для нагрева спая термопары (соз­дания ЭДС) и зажигания газа, выходящего из горелки.

Термопара устанавливается на кронштейне горелки (в топке) и является источником ЭДС для термомагнитного клапана.

Электрическая схема соединения клапана с ЭКМ (схема регулирования горения)

Перед началом работы аппарата с помощью специального ключа, вра­щая винт головки, устанавливают передвижной контакт "А" на "тихое кипение" (малый расход газа) и контакт "Б" – на режим разогрева (боль­шой расход газа).

Схема регулирования горения приведена на рис. 4. Она состоит из понижающего трансформатора 220/12 ТР, соленоидного клапана СК, электроконтактного манометра ЭКМ, двух реле IP с тремя парами кон­тактов 1P1, 1P2 и 1P3 и 2Р с одной парой нормально замкнутых (НЗ) контактов 2P1.

При включении в сеть тумблера ВК ток от понижающего трансфор­матора ТР пойдет по всему контуру через (НЗ) контакты 1Р2, катушку соленоидного клапана СК – ТР, сердечник СК втянется и откроет пода­чу газа к основной горелке, которая зажигается от вспомогательной.

За счет горения газа (максимальный расход в режиме разогрева;) в парогенераторе вырабатывается пар, давление которого фиксируется ЭКМ. Подвижная стрелка ЭКМ начнет двигаться по часовой стрелке и поворачивать скользящий контакт "С". Когда давление в рубашке дос­тигнет контакта "А", скользящий контакт "С" замкнется с ним, но так как 1Р3 нормально открыт (НО), то вновь образованная электрическая цепь будет разорвана и никаких изменений в работе горелок не произойдет. Когда давление в рубашке достигнет верхнего предела и подвижная стрелка, поворачиваясь, замкнет своим контактом "С" контакт "Б" образуется новая электрическая цепь – ТР-ЭКМ - скользящий контакт "С" - контакт "Б" - катушка реле 1Р - контакты 2Р1 – ТР. Т.е. катушка реле 1Р получит питание и его контакты (1P1, 1P2 и 1Р3) займут противоположное положение.

Контакты 1P2 разомкнутся и отключат питание соленоида, кла­пан опустится и перекроет подачу газа к основной горелке, контакты 1P3 замкнутся, подготовив к работе реле 2Р, а контакты 1Р1 замкнутся, взяв питание катушки реле 1Р на самоблокировку.

Когда скользящий контакт "С" вместе с подвижной стрелкой отой­дет от контакта "Б", катушка соленоида не включится за счет самобло­кировки, а следовательно не загорится основная горелка, так как ка­тушка реле 1Р будет оставаться под напряжением. В топке горит толь­ко вспомогательная горелка, поэтому давление в пароводяной рубашке будет падать, подвижная стрелка манометра со скользящим контактом "С" будет двигаться против часовой стрелки до тех пор, пока не зам­кнется с контактом "А". За счет этого образуется новая электричес­кая цепь ТР-ЭКМ - контакт "А" - катушка реле 2Р - НЗ контакты 1Р3 -обмотка ТР. Так как запитывается током катушка реле 2Р, то пара кон­тактов 2P1 разомкнётся. При этом обесточится катушка реле 1Р и ее контакты займут первоначальное положение, т.к. контакты 1P2 замк­нутся, включат соленоид, загорится основная горелка, а контакты 1Р3 и 1Р1 разомкнутся, обесточивая катушки реле 2Р и 1P. Ток пойдет, как и при первоначальном положении. При повышении давления снова прои­зойдет отключение основной горелки.

Недостаток описанной автоматики регулирования – возможность "залипания" четырех контактов, входящих в два реле, а также сочета­ние газа и электроэнергии в одном устройстве, что не рекомендуется с позиций техники безопасности. По этой причине были разработаны неэлектрические типы автоматики безопасности и регулирования.

Это мембранные приборы, принцип действия которых заключается в следующем: эластичная мембрана герметично разделяет две полости, в одну из них поступает газ с сетевым давлением, другая свободно со­единяется с внешней атмосферой.

С одной стороны, на мембрану действует сила давления газа, с другой – упругое усилие пружины или веса тяжести клапана. В зависи­мости от того, какое усилие больше мембрана может прогибаться в ту или другую сторону, а вместе с ней перемещается и исполнительный орган (клапан). Как правило, это клапан, который жестко непосредственно или через шток крепится к мембране. За счет перемещения клапана может происходить подача и прекращение подачи газа из сети в соответствующую полость или канал.

Дилатометрическая автоматика регулирования (рис. 5)

Схема дилатометрической автоматики регулирования.

1 – сосуд с жидкостью, температура которой регулируется; 2 – оболочка-дилатометра; 3 – внутренний стержень дилатометра (инваровый); 4 – газопровод сетевой; 5 – газопровод к горелке; 6 – пружина клапана; 7 – клапан; 8 – седло; двойная пружина.

Рис. 5.

Применяется в основном в газовых тепловых аппаратах типа АГВ-80. Работает автоматика следующим образом. В резервуар с водой 1 введена и уплотнена в нем стальная трубка дилатометра 3, к глухому торцу которой прикреплен инваровый (сплав Fe , Ni ) стержень 3, имеющий малый коэффициент линейного расширения. Стержень упирается в двойную пружину 9, конец которой давит на клапан 7, нагруженный с обратной стороны пружиной 6. При повышении температуры воды сверх заданной трубка дилатометра (стальная) удлиняется значительно больше, чем стер­жень 3, в результате чего ослабляется нажим на пружину 9 и клапан 7 закрывает проход газу к горелке, которая зажигается от постоянно работающего стационарного запальника.

Таким образом, температура воды в резервуаре поддерживается на заданном уровне с набольшими отклонениями от него. Для изменения это­го уровня служит муфта - регулятор, позволяющая ввертывать инваровый стержень в резьбовую втулку или вывертывать его. (на схеме не показана), таким образом изменяемся длина наконечника инварового стерж­ня.