RU105413U1 - Автоматизированная система регулирования и обеспечения безопасности для газовых приборов - Google Patents

Abstract

Автоматизированная система регулирования и обеспечения безопасности для газовых приборов, содержащая датчик тяги, термостат, датчик температуры, газовый клапан, датчик контроля пламени, отличающаяся тем, что в систему введены блок питания, электроды розжига, электронный блок управления, первый вход которого соединен с выходом блока питания, второй вход электронного блока управления соединен с выходом термостата, третий вход электронного блока управления соединен с выходом датчика тяги, четвертый вход электронного блока управления соединен с выходом датчика контроля пламени, первый и второй высоковольтные выходы электронного блока управления соединены со входами соответственно первого и второго электродов розжига, третий выход электронного блока управления соединен с управляющим входом газового клапана, вход которого подключен к подаче газа, а выход газового клапана подключен к горелке.

Description

Полезная модель относится к автоматизированным системам регулирования и обеспечения безопасности для газовых приборов и может быть использована для регулирования процессов сгорания газа в бытовых отопительных аппаратах и газогорелочных устройствах, работающих на природном и сжиженном газе.

Известна система регулирования газового котла - «Автоматика ЭКО-1» [http://volis-mebel.rbs.ru/view/termopara-s-avtomatikoy-eko-dlya-kotla-otopitelnogo/KK00DV2N-KPKKQFWWKPKKQFR6.html]. Эта система содержит газовый клапан, датчик тяги, основную горелку, запальную горелку, термопару. Признаками, общими с заявляемой системой, являются датчик тяги и газовый клапан.

Причинами, препятствующими достижению в этом аналоге технического результата, обеспечиваемого полезной моделью, являются:

- большая продолжительность запуска газового котла, связанная с необходимостью использования запальной горелки;

- опасность для пользователя котла с этой системой, вызванная возможностью получения ожога;

- недостаточная экономичность потребления газа.

Также известна система регулирования газового котла - «Клапан 820 Nova mv» [http://ros-teplo.ru/product_info.php?products_id=229]. Эта система содержит газовый клапан, датчик тяги, основную горелку, запальную горелку, термопару. Признаками, общими с заявляемой системой, являются датчик тяги и газовый клапан.

Причинами, препятствующими достижению в этом аналоге технического результата, обеспечиваемого полезной моделью, являются длительный запуск газового котла, связанный с необходимостью использования запальной горелки и недостаточная экономичность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой системе техническим решением (прототипом) является автономное устройство безопасности и регулирования для газового котла, защищенное патентом РФ №2256856 кл. F24Н 9/20.

Это техническое решение содержит газовый клапан, датчик пламени, запальную горелку, датчик тяги, датчик температуры и термостат.

Все перечисленные элементы прототипа, кроме запальной горелки, входят в состав заявляемой системы.

Причинами, препятствующими достижению в прототипе технического результата, обеспечиваемого полезной моделью, являются:

- опасность получения ожога и взрыва;

- недостаточная экономичность;

- меньшая точность регулирования;

- опасность самопроизвольного выключения котла, вследствие затухания запальной горелки.

Технической задачей, на решение которой направлено создание полезной модели, является уменьшение расхода газа, упрощение эксплуатации котла и повышение безопасности его работы.

Для достижения технического результата в известное устройство, содержащее датчик тяги, термостат, датчик температуры, газовый клапан, датчик контроля пламени, введены блок питания, электроды розжига, электронный блок управления, первый вход которого соединен с выходом блока питания, второй вход электронного блока управления соединен с выходом термостата, третий вход электронного блока управления соединен с выходом датчика тяги, четвертый вход электронного блока управления соединен со входом датчика контроля пламени. Первый и второй высоковольтные выходы электронного блока управления соединены со входами соответственно первого и второго электродов розжига, третий выход электронного блока управления соединен с управляющим входом газового клапана, вход которого подключен к подаче газа, выход которого подключен к горелке.

Сущность работы системы поясняется фиг.1. На фиг.1 представлена структурная схема автоматизированной системы регулирования и обеспечения безопасности для газовых приборов. Система содержит датчик тяги 1, термостат регулируемый 2, датчик температуры 3, источник питания 4, электронный блок управления 5, газовый клапан 6, высоковольтные электроды розжига 7.1 и 7.2, датчик контроля пламени 8.

Выход датчика температуры 3 соединен со входом термостата 2. Первый вход электронного блока управления 5 соединен с выходом блока питания 4. Третий вход электронного блока управления 5 соединен с выходом датчика тяги 1. Второй вход электронного блока управления 5 соединен с выходом термостата 2. Четвертый вход электронного блока управления 5 соединен с выходом датчика контроля пламени 8. Первый и второй выходы электронного блока управления 5 соединены соответственно с первым и вторым электродами розжига 7.1 и 7.2. Третий выход электронного блока управления 5 соединен с управляющим входом газового клапана 6. Выход газового клапана 6 подключен к горелке. Сигнальный вход газового клапана 6 соединен со входом 9 подачи газа. Горелка на фиг.1 не показана.

Работа системы заключается в следующем.

Значение требуемой температуры устанавливается на термостате. С выхода датчика тяги 1 на первый вход электронного блока управления поступает двухуровневый сигнал. Если сигнал приходит с уровнем логической единицы, значит тяга есть. Сигнал с датчика температуры поступает на термостат. В термостате значение температуры с датчика сравнивается со значением заданной температуры. Если температура датчика меньше заданной, то с термостата сигнал с уровнем логической единицы приходит на электронный блок управления.

Электронный блок управления содержит генератор высокого напряжения. Под действием сигнала с термостата электронный блок управления подает на электроды розжига высокое напряжение от 6000 до 12000 В. В результате электроды розжига формируют искру. Электронный блок управления с задержкой по времени, равной 2 с, подает сигнал с уровнем логической единицы на газовый клапан. Газ поступает на горелку и воспламеняется от искры. Температура теплоносителя начинает повышаться. Если с датчика пламени на электронный блок поступает сигнал с уровнем логической единицы (т.е. пламя горит), то высокое напряжение на электроды розжига не подается.

При достижении заданного значения температуры сигнал с датчика температуры поступает на термостат, в котором происходит сравнение текущей температуры с заданной. Если температура равна заданной, то сигнал с термостата с уровнем логического нуля поступает на электронный блок управления, который подает сигнал с уровнем логического нуля на управляющий вход газового клапана. Происходит отключение подачи газа. Идет остывание теплоносителя на 3-4°С. Затем процесс повторяется.

Пределы регулирования температуры разработанной системы составляют от 40°С до 90°С. Точность регулирования температуры составляет 1°С.

Электронный блок управления может быть реализован на ПЛИС типа Altera.

При погасании горелки на электронный блок управления с датчика пламени поступает сигнал с уровнем логического нуля. Электронный блок управления осуществляет защитное отключение подачи газа в течение 5 секунд. В этом случае перезапуск системы автоматического регулирования и безопасности проводится вручную пользователем.

При нарушении тяги с датчика тяги приходит сигнал с уровнем логического нуля на электронный блок управления. Электронный блок управления осуществляет защитное отключение подачи газа в течение 60 сек, при помощи подачи сигнала с уровнем логического нуля на газовый клапан.

Макет системы применяется при проведении лабораторных работ на кафедре САПР Технологического института Южного федерального университета и в филиале Московского государственного открытого университета в г.Кропоткине.

Практика показала, что разработанная система обеспечивает регулирование температуры в диапазоне от 40°С до 90°С с точностью регулирования 1°С.

Claims (1)

1. Автоматизированная система регулирования и обеспечения безопасности для газовых приборов, содержащая датчик тяги, термостат, датчик температуры, газовый клапан, датчик контроля пламени, отличающаяся тем, что в систему введены блок питания, электроды розжига, электронный блок управления, первый вход которого соединен с выходом блока питания, второй вход электронного блока управления соединен с выходом термостата, третий вход электронного блока управления соединен с выходом датчика тяги, четвертый вход электронного блока управления соединен с выходом датчика контроля пламени, первый и второй высоковольтные выходы электронного блока управления соединены со входами соответственно первого и второго электродов розжига, третий выход электронного блока управления соединен с управляющим входом газового клапана, вход которого подключен к подаче газа, а выход газового клапана подключен к горелке.