Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3792
.pdf
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): 13 ноября 2024 г.
243,013 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): ноябрь. 13, 1925. № 28668/25.
Полное подтверждение принято; Фе. 14, 1927.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в автоматических системах управления паровыми котлами или относящиеся к ним.
Мы, компания BAIRSY METER COMPANY, корпорация штата Массачусетс, Соединенные Штаты Америки,
расположенная по адресу: 2015, Ист 46-я улица, Кливленд, Огайо, Соединенные Штаты Америки,
правопреемники Эрвина Джорджа Бейли, гражданина Соединенных Штатов Америки, расположенного по
адресу: 2015, Ист 46-я улица, Кливленд, Огайо, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к системам автоматического управления паровыми котлами и имеет своей
целью создание системы управления, с помощью которой работа топки автоматически регулируется для
поддержания практически постоянного, или желаемого, давления пара при любых условиях эксплуатации, а
также для обеспечения эффективной работы топки, чтобы необходимая мощность подавалась при
минимальном расходе топлива.
Изобретение также относится к усовершенствованному способу эксплуатации печи для сжигания порошкового
угля с помощью системы автоматического управления.
В соответствии с данным изобретением предлагается автоматическая система управления для одного или
нескольких паровых котлов, включающая механизм для первоначального регулирования подачи топлива и
воздуха в указанный котел или котлы, когда давление пара отклоняется от нормального, и механизм для
предотвращения дальнейшего регулирования подачи топлива и воздуха до истечения времени, необходимого
для проверки первоначального регулирования.
Изобретение также предлагает усовершенствованный способ эксплуатации печей, работающих на
порошковом угле, с помощью указанной выше автоматической системы управления, который заключается в
автоматическом изменении подачи угля и воздуха в ответ на изменения спроса на электроэнергию и
автоматическом увеличении [Цена 1/-] соотношения воздуха к топливу в периоды, когда скорость подачи
топлива изменяется, например, увеличивается.
Для того чтобы данное изобретение было понятным и легко осуществимым, оно будет описано более
подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие один из вариантов осуществления
изобретения, на которых:
На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация общего расположения различных компонентов системы
управления друг относительно друга и регулируемой паровой установки; показана достаточная часть одного
котла и топки, чтобы продемонстрировать взаимосвязь с другими устройствами; на фиг. 2 представлена
схематическая иллюстрация взаимодействия различных приборов и механизма передачи управления от
одного прибора к другому; на фиг. 3, 4 и 5 представлены схематические иллюстрации различных вариантов
соединений цепей, которые будут объяснены далее; на фиг. 6 и 7 показаны, соответственно, вид сзади и с
торца вторичного контроллера, демонстрирующие достаточную часть расходомера пара и воздуха для
понимания его взаимосвязи с другими компонентами вторичного регулирующего прибора; и на фиг. 8 и 9
показаны вид сбоку и с торца части первичного регулирующего прибора; часть фиг. 9 показана в разрезе для
иллюстрации конструктивной особенности, которая будет объяснена далее.
ОБЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ.
Общая организация компонентов и их взаимодействие друг с другом показаны на рис. 1 в применении к
топочной камере котла 200, которая может быть одним из батареи или нескольких котлов, генерирующих пар
для общего источника питания, при этом интенсивность огня или подвод тепла, как показано в этом примере,
регулируется в основном заслонкой 201 в воздухозаборнике 202, вал 20u, или лебедочной заслонкой, которая
предназначена для управления червячным механизмом 204, регулируемым валом 205, который, в свою
очередь, приводится в действие механизмом управления или корректировки, показанным на 100, который
также управляет реостатом 206, регулирующим работу двигателя 207 для устройства подачи
порошкообразного угля 208, из которого порошкообразный уголь или топливо подается через воздуховод 209
в топочную камеру. Таким образом, подвод тепла из печи может быть увеличен за счет увеличения скорости
вращения двигателя подачи топлива 207, что позволит подавать топливо с большей скоростью, а также за
счет увеличения тяги или подачи воздуха путем расширения отверстия заслонки в воздухозаборнике 202.
И наоборот, подвод тепла уменьшается за счет снижения скорости двигателя, 207, и уменьшения площади
канала для газов во впускном патрубке, 202.
Основное управляющее устройство, относящееся ко всей батарее котлов, обозначено цифрой 2 и включает в
себя пароизмерительный манометр или индикатор, реагирующий на изменения давления пара,
передаваемого по трубе 212 из котла, тем самым указывая характер и величину отклонения от нормы и,
следовательно, характер и величину необходимой коррекции; а также устройства, которые частично
регулируют работу механизма привода корректора 100 таким образом, чтобы увеличить подачу топлива и
поток воздуха в ответ на снижение давления пара от нормы или уменьшить подачу топлива и поток воздуха в
ответ на повышение давления в котле.
Вторичный или регулировочный контроль обеспечивается устройством, показанным на фиг. 1 под номерами
40 и 45. Это устройство относится к каждому отдельному котлу и печи и показано здесь как прибор,
определяющий соотношение между потоком воздуха через печь и потоком пара 350 через котел. Для целей
настоящего дела достаточно заявить, что прибор, показанный на фиг. 1 под номером 40, обеспечивает
регулировку.
1
-. также включает механизм символьного затвора в некоторых отношениях, аналогичный тому, который
содержится в основном управляющем приборе. 2, который также частично заменяет действие =- тухе.
_or-%eto d(lriviu mechlanism, 100, -и модифицирует действие, которое - было бы результатом прямого
управления основным управляющим прибором 2, если бы он действовал иначе..- -. =:
Указанные выше компоненты организованы таким образом, что: а) падение давления в котле, указывающее
на недостаточную подачу тепла, приводит к тому, что основное управляющее устройство воздействует на
корректор таким образом, что увеличивает подачу топлива, воздействуя через реостат 206 на двигатель
подачи топлива 207, и одновременно воздействуя через вал 203 на заслонку 201, увеличивает подачу
воздуха; и наоборот, повышение давления в котле приводит к уменьшению подачи топлива и воздуха.
Вторичный контроллер 75 постоянно регулирует поток воздуха посредством воздействия вала 203 на
заслонку, при этом это воздействие может, при необходимости, происходить одновременно с действием
первичного контроллера 80 (в силу дифференциального соединения в приводе между управляемыми
механизмами регулировки воздуха первичного и вторичного контроллеров соответственно. 85 Действие
корректирующих мер, осуществляемых основным контроллером, продолжается до тех пор, пока давление не
будет восстановлено до нормального уровня, и работа парогенератора будет продолжаться при более
высоком номинальном давлении и с достаточным запасом топлива для поддержания этого более высокого
номинального давления.
Когда же, с другой стороны, давление повышается выше нормы, указывая на более низкий номинальный
уровень U5 или потребность в мощности, первичный регулятор через корректирующий драйвер 100
аналогичным образом уменьшает подачу топлива и воздуха до тех пор, пока тепловая мощность не станет
достаточной только для поддержания котла 01 X на более низком номинальном уровне, но при этом давление
возвращается к норме и поддерживается на этом уровне до тех пор, пока не потребуется дальнейшее
изменение номинального уровня, а вторичный контроллер обеспечивает корректировку подачи воздуха 1] (
для поддержания эффективного сгорания.
Прежде чем описывать различные средства, с помощью которых достигаются желаемые результаты, следует
отметить, что принцип действия регулятора заключается в том, что основной регулятор увеличивает подачу
воздуха раньше или быстрее, чем увеличивается подача топлива при увеличении тепловой мощности печи
для удовлетворения большей потребности в энергии, а с другой стороны, при уменьшении выходной
мощности подача топлива уменьшается раньше или быстрее, чем увеличивается подача воздуха, так что при
любом изменении скорости подачи топлива возникает аномальный избыток воздуха.
Следует отметить, что, особенно в случае использования газообразного или жидкого топлива, или
измельченного твердого топлива, любое из которых практически одновременно с его поступлением в камеру
сгорания, желательно постоянно поддерживать небольшой избыток воздуха по сравнению с тем, что показано
на диаграмме 2 на рис. 2. Теоретически, 65U химически соединяет показанную часть механизма с топливом, и
это особенно важно. Подробнее: на рис. 8 и 9, соответствующие требованиям для обеспечения того, чтобы
такой избыток топлива не возникал, за исключением случаев изменения скорости подачи топлива, поскольку
любой избыток топлива, поступающего в котел, тепловая мощность которого должна превышать 70 мкг
топлива, будет смешиваться с контролируемым, что может привести к неэффективному использованию этого
прибора, например, обычного парового манометра и дымохода, и в противном случае может быть даже
опасным или вызвать взрыв. На рис. 2 показано, что он включает в себя трубку Бурдона, 3, соединенную
трубой, 4.
(212, Рис. 1) с батареей котлов 75. В то время как управляющее устройство должно контролироваться и
работать, в зависимости от изменений давления, избыток воздуха во время внесения изменений, действие
вторичного или регулирующего устройства на его конце, показанного на рис. 8, имеет такую конструкцию,
которая вызывает увеличение или уменьшение потока воздуха в ответ на изменения давления, и действие
вторичного или регулирующего устройства, которое в своей регулировочной точке 40 представляет собой
подшипниковый элемент 6, лучше всего показанный на рис. 8, положение которого соответствует давлению в
котле.
топливо для эффективного сгорания, которое взаимодействует с индикатором, реагирующим на поток пара и
воздуха, датчик 7, также лучше всего показанный на рис. 8, который имеет непрерывный медленный поток
пара и воздуха - правильное для эффективного действия при любой скорости генерации, деталь 6,
индикатора.
пара в пределах мощности установки. Указанный щуп установлен на скользящем элементе B5. Таким
образом, когда регулировка скорости расхода топлива осуществляется в ответ на действие ролика 9, на
который воздействует кулачок 10, который непрерывно вращается с низкой скоростью в устройстве 2, поток
воздуха будет регулироваться вторичным червячным механизмом 12, приводимым в движение червяком, и
дополнительно регулироваться вторичным червячным механизмом 13 от вала 14 устройства регулировки 40 к
непрерывно работающему двигателю, указанному на схеме 15 на рис. 2. 95 для эффективного сгорания. Щуп
7, таким образом, периодически перемещается в сторону подшипникового элемента индикатора 6, но когда
отображаемое давление находится в нормальном положении 5', скорость корректирующего действия, или
повторной регулировки, увеличивается по мере увеличения требуемой величины регулировки. Конструкция
управляющих устройств, кроме того, имеет такой характер, что скорость корректирующего действия, или
повторной регулировки, увеличивается по мере увеличения нормального положения индикатора.
Путь глубокой выемки или углубления, 16, в том случае, если давление пара должно быть скорее щупом,
который, следовательно, не имеет внезапного снижения на величину двух или трех процентов, увеличение
подачи топлива и воздуха в печь будет иметь какое-либо эффективное воздействие на корректирующий
инструмент, поскольку очевидно, что никакой коррекции не требуется, если давление упало только на один
процент или его часть при нормальных условиях.
Конструкция основного регулирующего устройства такова, что корректирующее действие зависит от того,
происходит ли изменение давления пара. Кроме того, если происходит повышение или понижение давления в
котле, то корректирующее действие переместит щуп в одну или другую сторону, при этом на рис. 8 показано,
что учтена задержка или необходимое время между моментом, когда поступает корректирующее сообщение,
например, увеличение количества топлива. Если, однако, происходит повышение или падение давления в
котле, то корректирующее действие зависит от того, происходит ли изменение давления пара в направлении к
или от нормального значения, щуп перемещается в ответ на снижение давления в котле, указывая на
необходимость увеличения количества топлива. и время, когда давление в котле. В этом движении
индикатора он реагирует на это, что будет представлять собой некий подшипниковый элемент (, который
перемещается между моментом времени позже, поскольку вода не может мгновенно передатчик привода и
частью, 18, 120 поглощать - и реагировать на увеличение - щупа, 7, на одной стороне глубокого нагрева.
Контроллер, таким образом, предвосхищает зазубрину; так что при следующем движении результата, который
последует за его действием, и щуп, направленный к подшипнику индикатора, ожидает появления
результирующего элемента 6, щуп переместит указанный элемент, прежде чем предпринять дальнейшие
действия: - - подшипниковый элемент с ним и через 125 - - '-'=' ': указанный подшипниковый элемент
переместит исполнительный механизм PrtiM.k-fy -CONTROL, INSTRUMENT, RIM Rv -CO1TaOo INSTRUMENT.'
раму или направляющую, 20, которая управляет прибором управления pia, показанным на рисунке,
контроллером или передатчиком в приборе управления pia на рис. 1 и так далее, управление правильным
устройством в нем lrety на управляющем устройстве ins ent. ey t2i i.tadsm, которое должно быть
задействовано, в данном случае для увеличения подвода тепла.
Как показано в данном случае, передатчик представляет собой замыкатель цепи 22, имеющий контактную
пластину, расположенную на основном или корпусном элементе 23 замыкателя цепи, в то время как другой,
или относительно подвижный, контакт расположен на выступе 24, шарнирно соединенном с указанным
корпусным элементом в точке 25 и воздействующем на него пружиной 26, стремящейся разъединить контакты
и поддерживать цепь разомкнутой.
В данном случае указанный передатчик одновременно управляет двумя чувствительными приборами
(электромагнитами или соленоидами в управляющем приборе 100), которые воздействуют один на подачу
топлива, а другой на подачу воздуха, и одновременно осуществляют постепенное увеличение подачи топлива
и воздуха до тех пор, пока цепь остается замкнутой на 22, как будет описано далее.
Действие драйвера 100 на корректирующие устройства происходит медленно и постепенно, так что величина
корректирующего воздействия зависит от времени, в течение которого драйвер активирует корректирующие
устройства, которое, в свою очередь, зависит от продолжительности времени, в течение которого цепь
остается замкнутой в точке 22, благодаря передатчику первичного контроллера.
Возвращаясь к щупу 7, можно увидеть на деталях 18, 19, что боковые стороны неактивной выемки 16 имеют
кулачковую форму или различную высоту, и в данном случае показаны в виде ряда ступеней, одна или другая
из которых входит в зацепление с подшипником индикатора 6 в зависимости от того, насколько индикатор
перемещен от нормального положения.
- Как показано на рис. 8, подшипниковый узел.
:- 6, находится в положении, позволяющем задействовать его на втором шаге от выемки, и, таким образом,
вызывает большее перемещение привода 20, чем если бы он был перемещен только на первый шаг, но
меньшее, чем если бы он был перемещен на третий шаг или на любой шаг дальше.
Таким образом, величина перемещения, передаваемого исполнительному механизму 20, и
продолжительность замыкания цепи в точке 22 изменяются в зависимости от величины изменения давления в
котле относительно нормального, влияющего на индикатор 5, который накапливается в период между
последовательными перемещениями щупа.
Это изменение величины перемещения исполнительного механизма 20, создаваемое щупом, влияет на
изменение длительности контакта замыкателя цепи 22 и, следовательно, на величину корректирующего
воздействия следующим образом.
Корпус 28 устройства замыкания цепи крепится к трубчатому валу 28.
который приводится в движение трением с низкой скоростью относительно скорости кулачка 10, приводящего
щуп в движение, посредством зубчатой передачи 29 от вала 14 двигателя 15, который приводит в действие
щуп, причем действие заключается в том, чтобы стремиться к более тесному сближению цепи (оба элемента
вместе, независимо от того, находятся ли они в соединении).
(контакт друг с другом или нет) в направлении перемещения подвижного элемента 24 к приводу 20, этот
телесный элемент 7.
Перемещение замыкателя цепи, ограниченное упором 30 (см. рис. 8), происходит в таком положении, что он
обычно остается неподвижным, а контакты разъединяются под действием пружины 26, когда привод 80 20
находится в нормальном положении, как это происходит, когда щуп 7 принимает подшипниковый элемент 6 в
свою выемку 16, или когда указанный щуп находится в конце или около конца своего перемещения от
указанного контактного элемента 85.
Когда индикатор находится вне нормального положения, как показано на рис. 8, и щуп 7 совершает движение
в направлении подшипникового элемента 6 указанного индикатора, последний будет зацеплен ступенькой
выступающей части 18 щупа и, в свою очередь, будет зацеплен и перемещен ползунок привода 20, который
сначала переместит подвижный элемент замыкателя цепи 24 к корпусу до тех пор, пока контакты не сойдутся
в точке 22, замыкая цепь, после чего дальнейшее движение привода 20 преодолеет фрикционное зацепление
между замыкателем цепи 100 и его приводным механизмом и затем вызовет поворот всего замыкателя цепи
вокруг оси вала 29 в направлении, обратном тому, в котором замыкатель цепи перемещается 105 за счет
фрикционного привода указанного вала 28.
цепь остается замкнутой в течение периода, когда исполнительный механизм 20 вращает указанный затвор
цепи вокруг своей оси. - 110 В момент, когда исполнительный механизм 20 начинает свое обратное движение,
в ходе обратного хода щупа 7, подвижный элемент 24 затвора цепи отделяется от основного элемента и
размыкает цепь 115, период действия которой, таким образом, зависит от длины перемещения
исполнительного механизма 20 щупом 7, которая, в свою очередь, зависит от шага или части кулачка или
модификатора 18 щупа 120, который зацепился с подшипником затвора 6, в зависимости от величины
отклонения от нормального давления, указанного во времени, затраченном на обратное движение щупа 125.
Таким образом, медленное падение давления, перемещающее индикатор только из нормального положения в
первое положение щупа за время, затраченное на одно движение щупа вперед и назад, вызовет лишь очень
короткий период замыкания цепи и, следовательно, очень короткий период корректирующего воздействия,
которого может быть достаточно для коррекции незначительного изменения выходного сигнала, на которое
указывает медленное изменение давления; но большее изменение давления за тот же интервал времени,
указывающее на необходимость большей коррекции, вызовет более длительное движение исполнительного
механизма и, следовательно, более длительный период замыкания и, соответственно, большее
корректирующее воздействие, вытекающее из этого; Поскольку существует некоторая временная задержка
между корректировкой или изменением подачи топлива и тяги и изменением давления, соответствующим
этому, может не потребоваться дальнейшая корректировка, даже если индикатор в конце не вернется в
нормальное положение, поскольку может оказаться, что уже произведенная корректировка без дальнейшего
добавления восстановит давление до нормального уровня, как только корректировка успеет повлиять на
выработку пара.
Следовательно, контрольный прибор сконструирован таким образом, что при следующем воздействии
датчика 7 на исполнительный механизм 20 не будет дальнейшей коррекции, соответствующей той, которая
была произведена при первом корректирующем воздействии датчика, поскольку это происходит из-за
медленного возвратного движения цепи ближе к ее нормальному положению в зацеплении с упором 30.
Следовательно, если при следующем срабатывании датчика давления не произошло дальнейшего
отклонения от нормы, контакты замыкателя цепи будут соединены лишь на очень короткий промежуток
времени вблизи крайнего положения привода 20 по направлению к замыкателю цепи, но замыкатель цепи
снова переместится на то же расстояние от нормы, и, следовательно, при следующем срабатывании датчика
давления, если не было обнаружено изменения давления, замыкатель цепи будет замкнут лишь на очень
короткий промежуток времени, обычно недостаточный для того, чтобы оказать существенное влияние на
корректирующие устройства. Однако, если первоначальные корректирующие действия окажутся
недостаточными, будут приняты небольшие корректирующие меры, достаточные для восстановления
нормального давления.
Однако, если давление еще больше упадет до следующего срабатывания датчика 7, слуховой аппарат 6
будет задействован на более высоком уровне, и исполнительный механизм 20 будет перемещен на большее
расстояние, тем самым снова замыкая цепь на уровне 0,2 и перемещая цепь еще дальше от нормального
положения, при этом время контакта будет практически одинаковым для второго стержня, как и для первого,
поскольку замыкатель цепи не срабатывает на втором уровне до тех пор, пока исполнительный механизм не
совершит движение, равное движению, достигнутому на первом уровне.
Таким образом, непрерывное, но относительно небольшое изменение давления от нормы в том же
направлении приведет к дальнейшей, но относительно небольшой поправке в том же направлении, и такие
поправки будут...
Продолжать действовать, пока изменение медленно продолжается в том же направлении, 7U, но когда
результат коррекции начинает проявляться и индикатор начинает двигаться в сторону нормы, его движение
представляет собой подшипниковый элемент, 6, для последовательного снижения значений модуля, 18,
щупа, и, следовательно, никаких дальнейших корректирующих действий не происходит во время возвратного
движения индикатора к норме, хотя фактическое отклонение давления от нормы в том же направлении может
продолжаться некоторое время, если. Если бы давление было внезапным и относительно большим, как в
случае внезапного значительного увеличения спроса, индикатор в интервале EetWeen перемещения щупа
переместился бы в положение относительно щупа, что привело бы к тому, что исполнительный механизм WO
произвел бы относительно длительное непрерывное движение цепи, замыкая ее.
В момент достижения или вблизи максимального перемещения, вызванного щупом, вследствие индикации
очень большого изменения давления, замыкатель цепи будет перемещаться на 1100 градусов против
податливого упора 89, который поддастся относительно значительному перемещению замыкателя цепи, но
при обратном перемещении привода 20 преодолеет фрикционное соединение 105 между замыкателем цепи и
его приводным механизмом и, таким образом, вернет замыкатель цепи в нормальное положение в
достаточной степени, чтобы вызвать еще одно существенное замыкание цепи при 100 градусах при
следующих перемещениях привода 2G, если только индикатор не начнет реагировать на коррекцию и не
начнет возвращаться в нормальное положение. 115 Основной управляющий прибор включает в себя еще
один замыкатель цепи, 220 (см. рис. 0), во всех отношениях аналогичный замыкателю цепи 22, который был
описан ранее, за исключением того, что его привод, 2000, управляется (129) индикаторным щупом (6) и
ступенчатой поверхностью (19) щупа, когда отклонение давления от нормального направления
противоположно тому, которое приводит в действие замыкатель цепи 22.
126 Этот второй замыкатель цепи, 220, аналогичным образом передает данные и управляет реагирующими
приборами в корректирующем драйвере 10, которые вызывают противоположное изменение или коррекцию
подачи топлива и воздуха по сравнению с 180.
то, что производится частями, реагирующими на замыкание цепи, 22.
Исполнительный механизм 20 приводит в зацепление подвижный элемент 24 устройства закрытия цепи с
помощью подшипникового узла 35, регулируемо закрепленного в желаемой точке в пазу указанного элемента
устройства закрытия цепи, так что, устанавливая его на большее или меньшее расстояние от оси
перемещения устройства закрытия цепи, в результате того же перемещения исполнительного механизма
будет происходить соответствующее меньшее или большее угловое перемещение устройства закрытия цепи.
Возвратное движение приводов и щупа обеспечивается пружинами ELM 36, которые удерживают ролик
кулачка 9 прижатым к приводному кулачку 10. Узорчатые или ступенчатые участки щупа 18, 19 являются
модификатором корректирующего действия, величина коррекции которого зависит от скорости изменения
давления пара или переменного фактора, для которого производится коррекция. Если колебания происходят
медленно, корректирующие действия будут незначительными, но если за тот же период времени происходят
гораздо большие колебания, то коррекция будет соответственно более значительной.
Замедлитель или устройство, обеспечивающее относительно медленное возвращение контура в нормальное
положение после каждой операции, представляет собой превентивное устройство, поскольку оно
задерживает дальнейшее срабатывание корректирующего устройства в ожидании результата,
обусловленного внесенной коррекцией. Благодаря этим средствам, модификатору в первоначальном
корректирующем действии и замедлителю для последующих действий, обычно предотвращается чрезмерная
коррекция; и когда происходит изменение номинальной мощности или увеличение или уменьшение
потребности в мощности относительно нормального или среднего значения, происходит коррекция подачи
топлива, достаточная для того, чтобы давление стало нормальным, после чего все части остаются в
нормальном положении до тех пор, пока не произойдет дальнейшее изменение фактора, подлежащего
контролю, когда будет произведена соответствующая коррекция.
.. КОРРЕКТОР. ВОДИТЕЛЬ.
«Соответствующие корректировки вносятся в систему подачи топлива и воздуха для обеспечения увеличения
или уменьшения подвода тепла с помощью исполнительного механизма, обозначенного в целом цифрой 100
на рис. 1, причем один такой механизм относится к каждой отдельной топке котла». Основные компоненты
машины показаны в перспективе на рис. 2. Общий характер механизма таков, что он вызывает
корректирующее действие или движение объекта или объектов, подлежащих коррекции (в данном случае –
подача топлива, воздуха и т.п. в том или ином направлении с относительно низкой скоростью и в течение
периодов времени, которые контролируются основным управляющим устройством 2, описанным выше, и
вторичным управляющим устройством 40, как будет объяснено далее). На фиг. 2 показано, что привод
корректора включает в себя соединенную механическую передачу, обычно поддерживаемую в непрерывном
рабочем состоянии двигателем 110, который в основном приводит в движение вал 112, являющийся одним из
шести валов 75, пронумерованных соответственно от 111 до 116 (которые вместе с соответствующими
деталями далее будут обозначаться как первый, второй и так далее для удобства и краткости), все из которых
приводятся в движение зубчатой передачей 8, 117, таким образом, что валы каждой из нескольких пар, 111,
112, 113, 114 и 115, 116, вращаются в противоположных направлениях и с эффективной относительной
скоростью, которая будет объяснена далее.
На всех указанных валах свободно закреплены муфтовые элементы 118, каждый из которых снабжен
шестернями, а шестерни пары муфт на первом и втором валах 9g (зацепляются с шестерней 119 на валу 120,
соединенном червячной передачей с одним элементом 121 дифференциальной передачи, другой элемент
122 которой аналогично соединен с валом, содержащим шестерню 95 128, зацепляющуюся с муфтовыми
шестернями промежуточной пары валов 113, 114.
Дифференциальная передача может иметь обычный, хорошо известный характер, при этом шестерни 10 (121
и 122) свободно закреплены на валу 131 и включают конические шестерни, зацепляющиеся с
противоположными сторонами промежуточной шестерни 130, которая вращается вокруг оси, закрепленной на
валу 131. Следовательно, если 105 один из элементов, 121 или 122, неподвижен, а другой вращается, то
промежуточный элемент будет катиться по периферии неподвижного элемента и заставит вал 131 вращаться
со скоростью, равной половине скорости подвижного элемента. Если оба элемента вращаются с одинаковой
скоростью, но в противоположных направлениях, промежуточный элемент 130 будет просто вращаться вокруг
своей оси, не вращая вал 131, тогда как если оба элемента 115 вращаются с одинаковой скоростью в одном
направлении, промежуточный элемент будет действовать лишь как шпонка, соединяющая их с валом 131,
который затем будет вращаться в том же направлении и с той же скоростью, что и 120 два элемента
дифференциала. При всех промежуточных соотношениях скорости и направления между двумя элементами
121, 122 вал 1-31 будет вращаться соответственно со средней скоростью, или половиной алгебраической
суммы 125 вращений двух элементов.
— Третья пара муфт аналогично соединена с шестерней 125 на валу 126, соединенном червяком 127 и
соответствующим образом дополнительно соединенном с управляющим валом реостата 206, который
изменяет скорость двигателя подачи топлива 207 и, таким образом, является корректором подачи топлива
для удовлетворения потребностей топки и котла.
Вал 131, несущий промежуточный элемент 130 между дифференциальными шестернями 120, 122, соединен
через любую подходящую зубчатую передачу, например, ту, которая обычно показана на рисунках 132, 204, с
демпфером 201 или регулятором подачи воздуха и, таким образом, является корректором потока воздуха,
используемого с подачей топлива, который регулируется реостатом 206.
Из этой конструкции видно, что если одна из муфт первой пары включена и, следовательно, соединена с
соответствующим валом, это приведет к вращению соответствующей шестерни 119 в одном направлении
(при этом другой элемент муфты будет вращаться на своем валу в режиме холостого хода), тогда как если
включена муфта другого вала указанной первой пары, указанная шестерня 119 будет вращаться в
противоположных направлениях, то же самое справедливо для второй и третьей пар муфт и шестерен 123 и
125, приводимых ими в движение соответственно.
В конструкции машины предусмотрен блокировочный упор, как показано (только для первой пары) на рисунке
140, между муфтами каждой пары, который предотвращает случайное включение второй муфты пары, когда
одна из них находится в зацеплении, и, таким образом, предотвращает возможность столкновения шестерен и
повреждения или поломки, которые могли бы возникнуть в результате этого.
Обращаясь к третьей паре приводных валов 115, 116 и расположенных на них муфт, можно увидеть, что при
включенной муфте вала 115 реостат 206 будет работать в одном направлении, например, для увеличения
подачи топлива, тогда как при включенной другой муфте на валу 116 реостат будет работать в
противоположном направлении, осуществляя обратное вращение или обеспечивая меньшую подачу топлива
в единицу времени.
350 На рисунке показано, как различные муфты приводятся в действие приборами 141, 142, 143, 144, 145,
146, которые реагируют на...
Передатчики от первичного и вторичного контрольных приборов, показанные в виде соленоидов, находятся
под управлением замыкателей цепи 22 и 220 первичного контрольного прибора 2, описанного выше, и
несколько аналогичного передатчика, являющегося частью вторичного контрольного прибора, или, при
необходимости, под полным контролем оператора, как будет описано ниже.
Если предположить, что элемент 2q C5 дифференциала неподвижен, то вращение элемента 121 под
действием вала 120 вызовет движение вала 131 и соответствующее движение демпфера или коррекцию
воздушного потока, и будет видно, что движение будет происходить в том или ином направлении, чтобы
увеличить или уменьшить воздушный поток в зависимости от того, включена ли муфта на одном из первого и
второго валов 111, 112. 74 В данном примере работа системы управления подачей воздуха, приводимой в
действие первым валом 111, увеличивает подачу воздуха, а со второго вала 112 — уменьшает ее;
аналогично, работа вала 126 с помощью пятого вала 115 увеличивает скорость подачи топлива, в то время
как работа шестого вала 116 уменьшает скорость подачи топлива. 85 Соленоиды 141, 145, соответствующие
валам 111 и 115, соединены с замыкателем цепи 22 основного управляющего прибора таким образом, что в
момент замыкания указанного замыкателя цепи 90 муфты на указанных валах будут включены, и будет
произведена коррекция путем одновременного увеличения подачи топлива и воздуха.
Аналогичным образом соленоиды 142 и 146, 95, связанные с валами 112 и 116, соединены с цепью
замыкателя 220.
Основной прибор (который реагирует, когда давление в котле превышает норму), и когда указанный
замыкатель контура замыкается, указанные «100» валов будут работать, одновременно уменьшая подачу
топлива и воздуха.
Кроме того, относительная скорость вращения нескольких валов такова, что при увеличении подачи топлива и
воздуха за счет действия первого и пятого валов 111, 115, увеличение подачи воздуха происходит с
относительно большей скоростью, чем увеличение подачи топлива, и наоборот, относительная скорость
второго и шестого валов 112 и 116 такова, что при уменьшении подачи воздуха и топлива подача топлива
уменьшается с относительно большей скоростью, чем подача воздуха, так что при внесении любого
изменения, будь то увеличение или уменьшение огня, избыток воздуха сверх того, что требуется для
идеального сгорания, увеличивается во время внесения изменения, насколько это касается воздействия
приборов, управляемых основным регулирующим прибором.
Зубчатые соединения между валами 112 и 116, а также от указанных валов соответственно к корректору
регулирования воздуха 125 или демпферу 201 и корректору регулирования топлива или реостату 206,
устроены таким образом, что когда муфты на втором и шестом валах 112 и 116 включены, работа реостата
206 будет относительно быстрее, чем работа демпфера 201, так что подача топлива будет уменьшаться с
относительно большей скоростью, чем подача воздуха: вал 111, который при включении его муфты вызывает
увеличение подачи воздуха, приводится в движение зубчатой передачей 117 с большей скоростью, чем
остальные (с помощью несколько большей ведущей шестерни, чем остальные в механизме), и,
следовательно, когда первый и пятый валы работают для увеличения подачи воздуха и топлива
соответственно, устройство корректировки воздуха будет перемещаться с большей скоростью. относительно
более высокая скорость приводит к относительно большему увеличению количества воздуха, чем топлива.
Промежуточная пара валов, 113 и 114, находится под управлением вторичного управляющего прибора,
который будет описан позже, хотя уже сейчас следует отметить, что он содержит два замыкателя цепи,
аналогичных по характеру замыкателям первичного контроллера: один из них, q-, управляет соленоидом 148,
который приводит в действие муфту, связанную с третьим валом 118, а другой соленоид 144 приводит в
действие муфту, связанную с четвертым валом 11.4. Таким образом, когда одна из муфт второй пары
находится в рабочем состоянии, элемент 122 дифференциала будет работать в направлении увеличения
воздушного потока, в то время как другая муфта указанной пары, будучи соединенной со своим валом,
аналогичным образом вызовет уменьшение воздушного потока, и через дифференциальное соединение
движение или изменение движения демпфера, обусловленное действием любого из валов 118 или 114, может
происходить одновременно с действием любого из валов 111 или 112 под управлением основного
управляющего устройства, или может происходить в любое время, когда валы 111 и 112 находятся в
состоянии покоя.
Таким образом, в то время как основной регулирующий прибор 2, как указано выше, всегда стремится
увеличить избыточный поток воздуха во время внесения каких-либо изменений, вторичный регулирующий
прибор, действующий через дифференциал, всегда находится под управлением расходомера пара,
входящего в состав вторичного прибора, относящегося к каждому котлу, и работает для корректировки потока
воздуха для топки своего котла, и он может работать одновременно с операцией, выполняемой основным
регулирующим прибором, или после ее завершения. Фактически, оно всегда готово корректировать поток
воздуха в соответствии с требованиями для эффективного сгорания.
Как указано на вторичном контрольном приборе, требуется ли впуск или выпуск воздуха.
ВТОРИЧНЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИБОР.
Принцип работы вторичного контрольного прибора, обозначенного на рис. 1 как блок 40, лучше всего показан
на рис. 6 и 7.
Как и основной инструмент, он имеет показатель 70.
Имеется индикатор, изменение положения которого указывает на характер и степень необходимой коррекции,
в данном случае — увеличение или уменьшение подачи воздуха в печь. 75 Он также включает в себя щуп,
аналогичный по своим характеристикам уже описанному основному прибору, а также исполнительные
механизмы и замыкатели цепи, управляемые им аналогичным образом, за исключением того, что в нем нет
замедлителя или устройств для обеспечения временной задержки в реакции на коррекцию, поскольку они не
требуются для облегчения регулировки подачи воздуха при использовании топлива, такого как пылеугольный
порошок. 85 Обращаясь к рис. 6, на котором показаны рабочие компоненты расходомера воздуха и пара,
входящего в состав вторичного контрольного прибора 40, компонент, реагирующий на поток воздуха через
печь 90, воздействует на рычаг 41, закрепленный на шарнире в точке 42 и воздействующий через
соответствующий рычажный механизм на указатель 48, при этом рычаг 41 качается в одном направлении при
увеличении и в противоположном направлении при уменьшении потока воздуха 95 через печь.
Деталь, реагирующая на поток пара, воздействует на рычаг 44, закрепленный на шарнире 45 и через
соответствующий механизм воздействующий на указатель или индикатор 46. - 100Разница давлений,
благодаря которой детали становятся чувствительными к скорости потока пара и воздуха, передается по
трубам 216, 217 (см. рис. 1) от паропровода 215 и печи. Давление пара 105 измеряется в паропроводе с
противоположных сторон препятствия, например, диафрагмы в месте соединения 218, в то время как
давление, необходимое для измерения расхода воздуха, измеряется внутри печи с противоположных сторон
перегородки или отклоняющей перегородки, как показано пунктирными линиями на рис. 1, где разница
давлений увеличивается и уменьшается в ответ на увеличение и уменьшение скорости потока газов из печи,
и, таким образом, обеспечивает основу для измерения количества и скорости подачи воздуха в печь. 120
Рычаги 41 и 44, реагирующие соответственно на поток воздуха и поток пара, соединены звеньями 47, 48 с
плавающим стержнем или звеном 49, имеющим подшипниковый элемент 50 (см. рис. 7), расположенный
между щупом 51 и держателями или приводами для подвижных элементов двух замыкателей цепи.
C0. 61, обычно неподвижные24B3,013 или наковальни которых поддерживаются с помощью упругой опоры,
как показано в случае верхнего элемента под номером 62 на рис. 7. Щуп 51 приводится в движение
непрерывным медленным движением вперед и назад кулачком 52, который, в свою очередь, приводится в
действие через соответствующую зубчатую передачу, обозначенную цифрой 53, постоянно работающим
двигателем 55.
Этот паровоздушный расходомер, который сам по себе не является частью настоящего изобретения,
предназначен для индикации соотношения между потоком пара и потоком воздуха, при котором
поддерживается эффективное сгорание, при этом стрелки или индикаторы паровоздушного расходомера 43,
46 практически совпадают, когда существует соответствующее соотношение, и оба являются подвижными в
ответ на изменения потока пара и потока воздуха.
До тех пор, пока движение указателей практически совпадает, как это происходит при сохранении
надлежащего соотношения (хотя оба фактора могут изменяться по отдельности), плавающее звено 49 будет
просто поворачиваться вокруг своей центральной точки, где расположен подшипниковый элемент 50, и не
изменит вертикальное положение этого подшипникового элемента. Однако если один из указателей движется,
когда другой не движется, или движется с другой скоростью, что указывает на отклонение от надлежащего
соотношения между потоком пара и потоком воздуха, один конец звена 49 поднимется или опустится в
большей степени, чем другой, и, следовательно, подшипниковый элемент 50, расположенный в середине
звена или около нее, будет подниматься или опускаться в зависимости от ситуации. Например, если поток
воздуха меньше, чем должен быть при существующем расходе пара, подшипниковый узел будет перемещен
вверх, а если поток воздуха больше, чем требуется для поддержания существующего расхода пара в
процессе сгорания, подшипниковый узел будет перемещен вниз.
Соседние файлы в папке патенты