CS198903B1 - Zapojení pro zajištění bezpečného zapálení a provozu hořáku - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je zapojení pro zajištění bezpečného zapálení a provozu hořáku, které je vhodné pro průmyslové hořáky větSích výkonů, používané v návaznosti na technologické zařízení.

Hořáky určené pro spalování plynných a kapalných paliv jaou vybavovány zařízením, které zajišťuje jejich bezpečné zapálení a jiStění při provozu proti stavům, které by mohly způsobit ohrožení bezpečnosti esob nebo poSkození hořáku a zařízeni s ním souvisejícího. Funkce těchto zařízení se mění podle výkonu hořáku, jeho určení pro jistou oblaat použití a podle druhu paliva.

Vzhledem k tomu, že toto zařízení musí zajistit mimo jiné určité časové intervaly, to jé provětráni topeniště po stanovenou dobu, zapalování po. dobu ne delSÍ než je přípustné a podobně, jedná se vždy o sekvenční logický obvod.

Stávající zapojení pro automatickou regulaci hořáků se řeSÍ převážně mechanicky a využitím převodů, vaček a kontaktů, popřípadě e využitím bimetalových časových relé doplněných přísluSným počtem relé nebo stykačů tak, aby požadovaná sekvenční logičnost funkce byla splněna. Výstupními prvky bývají obvykle kontakty spínající elektrické obvody elektricky ovládaných ventilů, zapalovacího zařízeni a poruchová signalizace. V současná době se využívají také polovodičové obvody, a to jak pro vytvoření sekvenční logická funkce,

198 903

198 903 tak pro výstupní obvody napájející akční prvky, jako jsou na příklad elektricky ovládaná ventily a podobně. Mechanické prvky nevykazují dostatečnou spolehlivost vzhledem k opotřebení, obtížně se seřizují a mění nastavené parametry. Polovodičová prvky, zvláětě potom výstupní prvky napájející elektricky ovládané ventily vykazují značnou nespolehlivost v jednoduchých způsobech zapojení tím, že při jejich průrazech hrozí nebezpečné selhání zařízení. Obvyklá způsoby zajištění proti nežádoucím stavům, jako jsou zdvojení obvodů nebo použití kontrolních obvodů, jsou složité a vzhledem k charakteru zařízeni nepřijatelné .

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením pro zajištění bezpečného zapálení a provozu hořáku podle vynálezu, jehož podstata spočívá.v tom, že cívka prvního stykače β paralelně připojenou diodou je jednak připojena vývodem přes první tyristor a jednak paralelně přes druhý tyristor, kontakt druhého stykače a prvni kontakt vypínače na střídavé napětí a cívku druhého stykače je připojena jednak vývodem přes třetí týriator mezi druhý tyristor a kontakt druhého stykače, a jednak paralelně přes čtvrtý tyristor mezi první kontakt vypínače a kontakt druhého stykače.

Vývod cívky prvního stykače je připojen spolu a paralelní diodou přes paralelní kombinaci odporu, kontaktu prvního stykače a kondenzátoru na střídavé napětí a rovněž cívka druhého stykače je připojena vývodem spolu s diodou přes paralelní kombinaci odporu a diody na střídavé napětí, a kde vývod cívky prvního stykače a vývod cívky druhého stykače jsou jeětě propojeny diodou, přičemž řídicí elektrody prvního tyristoru, druhého tyri- » atoru, třetíhoa čtvrtého tyristoru jsou připojeny na tyristory logického obvodu přes sériové kombinace diod a odporů a vstupy řídicího logického odporu jaou připojeny na vývod cívky druhého stykače, před i za první kontakt vypínače na čidlo pojistky plamene umístěná v kontaktu a plamenem hořáku, druhý kontakt vypínače a spínací kontakt prvního stykače, a kde první kontakt vypínače a druhý kontakt vypínače jeou mechanicky spřsženy.

Současně jsou první a druhý kontakt vypínače mechanicky spřaženy a dalším kontaktem vypínače přes nějž, kontakt druhého stykače a kontakt prvního stykače na napští připojen elektricky ovládaný ventil, přičemž dalěí elektricky ovládaný ventil je připojen mezi kontakty prvního stykače a kontakty druhého stykače. Mezi kontakt vypínače a kontakt druhého stykače je připojen přea kontakt druhého stykače a rozpínací kontakt prvního stykače zapalovacího zařízení a poruchová signalizace je připojena mezi rozpínací kontakt prvního stykače a kontakt druhého stykače přea dalěí rozpínací kontakt druhého stykače.

Do obvodu může být podle potřeby zařazen souhrn kontaktů, který svou funkcí vytváří blokovací podmínky, a to tak, že pro splnění dané blokovací podmínky je třeba sepnutí příslušného kontaktu. V opačném případě dojde k odstavení hořáku z provozu a k tak zvanému zablokování. Zablokováním se rozumí stav, který před dalším uvedením do provozu může odstranit pouze zásah obsluhy.

Tímto zapojením podle vynálezu se dosáhne jednoduchého splnění logické funkce s využitím polovodičů a možnosti použití silně dimenzovaných kontaktů pro výstupní obvody.

191 903

Přitom jsou všechny polovodiče v takovém zapojení, že při jejich nejčastějěí poruše, to jo obousměrný zkrat, nedojde k nebezpečné funkci automatiky, ale k přepůlení tavné pojistky v napájecím zdroji střídavého napětí.

Zapojení je voleho· >.e ohledem na minimalizaci mechanických spínacích prvků při současném zachování vysoká bezpečnosti. Nebezpečný stav v důsledku selhání mechanických spínačů, to jo unikání paliva hlavním ventilem, je možný teprve při selhání obou stykačů.

Zapojení umožňuje zapojení stykačů obvyklých vlastností, která potřebují po sepnutí sériového odporu k cívce při jednoeestnáa usměrnění. Js respektována taká skutečnost, žo většina vyráběných stykačů a polostykačů pouze tři silová spínací kontakty, dva spínací a dva rozpínací.kontakty.

Současné je uvažováno s tím, že některá typy stykačů jsou schopná zůstat v sepnutém stavu i při průchodu velmi malých stejnosměrných proudů cívkou a tím způsobit poruchový stav. Tato možnost je v zapojení podle vynálezu odstraněna superpozicí pulsující složky napětí v opačném směru.

Velmi výhodná je to, že je možno provést silovou část obvodu automaticky a ovládaoí část galvanicky, odděleně, popřípadě β jinou hodnotou napájecího střídavého napětí.

Na výkresu je příklad zapojení podle vynálezu. V horní částí liniového schématu je ovládací obvod, v dolní části je potom příklad využití kontaktních stykačů, která jsou výstupem ovládacího obvodu pro vytvoření žádané funkce silového obvodu.

Příkladné provedení zapojení podle vynálezu sestává z cívky Sl prvního stykače s paralelně připojenou diodou 2.» která je připojena jednak vývodem £ přee první tyristor 1 a jednak paralelně přee druhý tyristor 2*

Kontakt 1-S2 druhého stykače a první kontakt 28 vypínače na střídavé napětí a cívka S2 druhého stykače je připojena jednak vývodem £ přes třetí tyristor 2 mezi druhý tyristor 2 a kontakt 1-S2 druhého stykače a jednak paralelně přes čtvrtý tyristor £ mezi první kontakt 28 vypínače a kontakt 1-S2 druhého stykače.

Vývod B cívky Sl prvního stykače je připojen spolu s paralelní diodou 2. přes paralelní kombinaci odporu 2 ⁸ kontaktu 1-S1 prvního stvkače a kondenzétoru 6 na střídavé napětí.

Rovněž cívka S2 druhého stykače je připojena vývodem B spolu s paralelní diodou 10 přes paralelní kombinaci odporu 8 a diody 2 na střídavé napětí. Vývody B cívky Sl prvního stykače a cívky S2 druhého stykače jsou ještě propojeny diodou 22« Řídicí elektrody prvního, druhého, třetího a čtvrtého tyristorů 1,2.3.4 jsou připojeny na výstup řídicího logického obvodu 27 Pře® sériové kombinace diod 11,12.15.16 a odporů 17.18,21.22,

Na vstup řídicího logického obvodu 27 jsou připojeny cívka 32 druhého stykače, oba póly prvního kontaktu 28. vypínače, čidlo 37 pojistky plemene, druhý kontakt 38 vypínače '4

198 903 a spínací kontakt 4-S1 prvního stykače. První kontakt 28 a druhý kontakt £8 vypínače jsou mechanicky spřaženy.

Do výše popsaného obvodu jsou v případě potřeby zařazeny kontakty realizující blokovací podmínky. Tyto kontakty při rozepnutí zajistí odstavení hořáku z provozu. V konkrétní) případě příkladného provedení vynálezu jsou kontakty 2£ zapojeny na střídavé napětí před celý zhora popsaný obvod. Kontakty 24 zajišťující blokovací podmínky jsou zařazeny před první tyristor 1. Kontakty 25 jsou zařazeny před kontakt 1-S2 stykače. Kontakty- 26 jsou zařazeny před napájecí vstup řídicího logického obvodu 27. Kontakty 36 jeou zařazeny za čtvrtý tyristor £.

První kontakt 28 vypínače a druhý kontakt £8 vypínače jsou mechanicky spřaženy a dalším kontaktem 35 vypínače. Přes kontakt 35 vypínače. kontakt 2-S2 druhého stykače a kontakt 2-.S1 prvního stykače je na napětí připojen elektricky ovládaný ventil £0. KLsktrii· ky ovládaný ventil £1 je připojen mezi kontakty 2-S1 prvního stykače a kontakty 2-S2 druhého stykače.

Mezi kontakt 35 vypínače a kontakt 2-S2 druhého stykače je připojen přes kontakt 4-S2 druhého stykače a rozpínací kontakt 3-S1 prvního stykače zapalovací zařízení 32. Poruchové signalizace 34 je připojena mezi rozpínací kontakt 3-S1 prvního stykače a kontakt 4-S2 druhého stykače přes rozpínací kontakt 3-S2 druhého stykače.

Uvedené zapojení realizuje následující funkce. Tak zvaný start hořáku je automatický cyklus, který sestává z provětráni topeniště po určitou nastavenou dobu, zapalování paliva po určitou dobu a odstavení hořáku z provozu s poruchovou signalizací pro případ,jestliže se nepodaří hořák zapálit. Hořák musí být odstaven z provozu s poruchovou signalizací i při zhasnutí plamene při provozu nebo při přerušení příslušných kontaktů, které zajišťují realizaci blokovacích podmínek.

Před startem musí být sepnuta cívka Sl prvního stykače přea první tyristor X, kontakty 23 a 24 a v řídicím logickém obvodu 27 se sepne přídržný obvod, který se přidrží kontaktem 4-S1 prvního stykače a tím zůstane sepnut první tyristor 1 i po rozepnutí druhého kontaktu 38 vypínače. Po sepnutí kontaktů 28.35 vypínače a rozepnutí druhého kontaktu 38 vypínače nastane doba provětrání topeniště odměřená časovým obvodem v řídicím logickém obvodu 27. Po uplynutí určené doby otevře řídicí logický obvod 27 čtvrtý tyristor £ a po uzavření obvodu mezi kontakty 36 se sepne, druhý stykač. Zároveň odpadne přídržný obvod v řídicím logickém obvodu 27 a tím se uzavře první tyristor 1 a odpadne první stykač.

Současné začne časový obvod v řídicím logickém obvodu 27 odměřovat čas zapalováni.

Dojde-li k zapálení a pojistka plamene v řídicím logickém obvodu 27 zjistí pomocí čidla 37 plamen, potom je sepnut druhý a třetí tyristor 2 a £, sepnou oba stykače, které se i po uplynutí stanovené doby zapalování a uzavření čtvrtého tyristoru £ přidrží přes kontakt 1-S2 druhého stykače. Jestliže nedojde k zapálení a nebo v době provozu zhasne plamen, uzavře ae první a druhý tyristor £,£, druhý stykač odpadne a vypne se jeho přídržný ι>· ses kontakt 1-S2. Současně odpadne i první stykač. Nový start je možný jen při zopakováni celého výěe uvedeného cyklu. Před startem je eepnut první stykač pro sepnutí prvního kontaktu 28 vypínače nastane provětrání, kdy je sepnut stále jen první stykač.

Při provozu po zapálení jeou sepnuty oba stykače. Podle táto výstupní funkce stykačů jsou řazeny jejich kontakty tak, aby při zapalování byl eepnut ventil JI, který otevírá palivo do zapalovacího hořáku a bylo v činnosti zapalovací zařízení 32. Bo zapálení ee zapalovací zařízení odpojí, ventil 31 zapalovacího hořáku zůstane sepnut a navíc se otevře ventil 30 hlavního hořáku.

Obvod poruchové signalizace 34 ae zapíná vždy, když jsou aepnuty kontakty 28 a 35 a oba stykače odpadnou. Výstupní obvody tvořená kontakty stykačů mohou být doplnány nebo pozměněny podle potřeb hořáků a zařízení s ním souvisejícího.

Odpory 2, 8 jsou řazeny do obvodu cívek Sl, S2, po jejich sepnutí rozepnutím kon taktu 1-S1. aby nedošlo k přehřátí cívek S1.S2 obou stykačů. Diody 2» 10 přemosťují cívky S1.S2 obou stykačů a vedou proud vzniklý indukcí při zániku elektromagnetického pole v cívkách stykačů v půlperiodách střídavého proudu, kdy jsou tyristory v závěrném směru. Obvod je doplněn diodami 29. 2 tak, aby vždy byla splněna podmínka, že při průrazu kteréhokoliv tyristoru projde opačná půlvlna proudu než ta, která prochází tyristory, a protože projde pouze diodami polarizovanými pro ni v propustném smáru, dosáhne proud taková velikosti, že přeruší pojistku střídavého napájecího zdroje.

Kondenzátor 6 slouží k účinnému omezeni opalování a jiskřeni kontaktu 1-S1.

Řídicí logický obvod 27 obsahuje známá zapojení zesilovače pojistky plamene regulující pomoci čidla 37 přítomnost plamene v hořáku, časová obvody pro odměřeni Sasu zapalování a provětrání, přídavný obvod a napojení zdroje elektrických obvodů.

Zapojení podle vynálezu lze přizpůsobit vhodnou volbou funkoe řídicího logického obvodu 27. využitím příslušných blokovacích podmínek a výstupních podmínek stykačů pro všechny druhy průmyslových hořáků.

Claims (4)

1. Zapojení pro zajištění bezpečného zapálení a provozu hořáku, vyznačující se tím, že cívka (Sl) prvního stykače a paralelně připojenou diodou (9) je připojeno jednak vývodem (A) přes první tyristor (1) a současně paralelně přes druhý tyristor (2), kontakt (1-S2) druhého stykače a první kontakt (28) vypínače na střídavá napětí a cívku (S2) druhého stykače je připojena vývodem (A) přes třetí tyristor (3) mezi druhý tyristoř (2)a kontakt (1-S2) druhého stykače a současně paralelně přes čtvrtý tyristor (4) mezi první kontakt (28) vypínače a kontakt (1-S2) druhého stykače, a jednak vývod (B) cívky (Sl) prvního stykače je připojen spolu s paralelní diodou (9) přes pax*alelní kombinaci odporu (5),

198 903 kontaktu (1-S1) prvního stykače a kondensátoru (6) na střídavé napětí a rovněž cívka (S2) druhého stykače je připojena vývodem (B) spolu a diodou (10) přes paralelní kombinaci odporu (8) a diody (7) na střídavé napětí, a kde vývod (B) cívky (Sl) prvního stykače a vývod (B) cívky (S2) druhého stykače jsou ještě propojeny diodou (29), přičemž řídicí elektrody prvního tyristoru (1), druhého tyristoru (2), +*etího tyristoru (3) a čtvrtého tyristoru (4) jsou připojeny na výstupy řídicího logického obvodu (2?) přes sériové kombinace diod (11,12,15,16) a odporů (17,18,21,22) a vstupy řídicího logického obvodu (27) jsou připojeny na vývod (A) cívky (S2) druhého stykače, před i za první kontakt (28) vypínače, na čidlo (37) pojistky plamene umístěné v kontaktu s plamenem hořáku, druhý kontakt (38) vypínače a spínací kontakt (4-S1) prvního stykače, a kde prvrii kontakt (28) vypínače a druhý kontakt (38) vypínače jsou mechanioky spřažený.

2. Zapojení pro zajiětění bezpečného zapálení a provozu hořáku podle bodu 1, vyznačující se tím,že první kontakt (28) vypínače a druhý kontakt (38) vypínače jsou mechanicky spřažený s kontaktem (35) vypínače, přičemž přes kontakt (35) vypínače, kontakt (2-S2) druhého stykače a kontakt (2-S1) prvního stykače je na napětí připojen elektricky ovládaný ventil (30), přičemž elektricky ovládaný ventil (31) je připojen mezi kontakty (2-S1) prvního stykače a kontakty (2-S2) druhého stykače, a kde mezi kontakt (35) vypínače a kontakt (2rS2) druhého stykače je připoj-en přea kontakt (4-S2) druhého stykače a rozpínaeí kontakt

(3-SD prvního stykače zapalovací zařízeni (32), přičemž poruchová signalizace (34) je připojena mezi rozpínaeí kontakt (3-S1) prvního stykače a kontakt

(4-S2) druhého stykače přes rozpínaeí kontakt (3-S2) druhého stykače.