RU9988U1 - Устройство контроля загазованности - Google Patents

Description

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАГАЗОВАННОСТИ

Полезная иодель относр1тся к сигнальной технике и предназначенБ для непрерывного звтоиа.тического контроля содержания топливнын и горичик гв.зов в воздуке бытовык и коииунальннн-бнтовых помещений, тяги, давления газа и температуры воды в газовын тетю генераторах, горения основной и запальной горелок и автоматического отключения подачи газа, включения вытяжной вентиляции и подачи сигнала аварии при превышении допустимой концентрации газов в воздуне, а также отсутствии тяги,превышении давления газа и температуры воды выше установленный значений или погасания пламени и отключении электроэнергии.

Известен сигнализатор загазованности бытовык помещений, содержащий газовый датчик (сенсор) бдЕок звуковой и световой сигнализации, блок питания и блок управления с сукигоГ контактами для продк,ч1счения внеиших исполнительный устройств (Отчет института ГИПРОНИИГАЗ г.Саратова 1ЭЗОг. по исследованию сигнализатора загазованности типа Kim-Kim моде.чи GC-88HW-C Riken Kelki Fine instr-ument CO, LTD. MADE in JAPAN ). Устройство не позволяет непосредственно автоматически отключать подачу газа как в случае недопустимой загазованности помещения, так и другмк параметров газового оборудования, характеризующих безопасность его эксплуатации.

Известен сигнализатор газа бытовой Омского АО ПО Электроточприбор Х22 ТУ 25.7.54.0109.89 С Перечень продукции, выпускаемой Омским АО ПО Злектроточприбор и предлагаемой для реализации 1Э94-1995Г.). Он содержит датчик газа, блок звуковой и световой сигнализации , блок питания и блок управления с сухими контактами, кнопку контроля, расположенную в корпусе сигнализатора. Недостатком этого сигна..1изатора такяда является отсутствие механиз113 прерывания подачи газа в случае возникновения аварийной ситуации и подачи при этом электрический сигналов на внешнюю нагрузку,

Расположение кнопки в сигнализаторе, который обычно расположен под потолкои, создает неудобство пользования ев.

Известно устройство контроля загазованности бнтовык помещений, состоящие из сигнализатора загазованности и электроггагнитного клапана С Сигнализатор индивидуального контроля загазованности СИКЗ- разработка ГНПП Алиаз и АО ТИПРОНИИГA3 г.Саратова, 1995г. Свидетельство на полезную иодель N 3653 с приоритетом от 30 мая 19Э5г, Устройство контроля загазованности бытовых помещений, выданное ТОО Элга-й, г.Саратов),служа.щее прототипом предлагаемой полезной модели.

Сигнализатор содержит тернокаталитический датчик газа, блок звуковой и световой сигнализации, электронный ключ управления электромагнитным клапаном импульсного типа, электронный клвч с выводами для подключения внешних исполните.чьнык устройств. Сигнализатор питается от б,чока питания, выполненого paздev ьнo с сигнализатором Блок сигнализации состоит из высокочастотного и низкочастотного генераторов, звукового преоброзова.теля и светодиода, которые включаются при поступлении сигнала от газового датчика через компаратор.

Электромагнитный клапан импульсного типа С г1КГ-3015,1КГ-3020, МКГ- 3025 ) состоит из электроггагнита с якорем, катушка электромагнита подключена к удвоителю напряжения источника питания, затем по с vie до вате ль но через электронный ключ замыкается на общий минусовой вывод.

к одному из недостатков известного устройства следует отнести невозможность при кеобкодимости вынужденного закрывания клапана, а также автоматического прекращения подачи газа при отк чючении электроэнергии, что снияяет безопасность эксплуатации теплогенераторов и неудовлетворяет требованян ГОСТ 21204-97 Торелки газовые промышленные и ГОСТ 16569-86 Устройства га.зогорелочннё для отопительный бытовмк печей к такому типу автоматики.

Кроме того известное устройство не позволяет вести контроль за другими параметрами, ответственными за безопасность эксплуатации тепрлогенераторов в котельных: наличия тяги в дымоноде, номинального давления газа в трубопроводе и температуры воды в нагревательной системе, горения основной и запальной горелок, возникновения пожара, появление угарного газа и т.д.

И далее, часто необходимо подклЕчение нескольких сигнализаторов для управления одним клапаном и одного или нескольких сигнализаторов, дублирующих сигнал аварии на некотором расстоянии от котельной, например, в другом помещении, что не предусмотрено в известной конструкции.

К следующему недостатку известного устройства относится недостаточные размеры проходных отверстий клапанов СДК 15,Ж 20, ДМ 25) для коммуникаций в котельнын. К,шапаны этого ряда с большими размерами не известны. Известен клапан электромагнытнмй импульсный, который позволяет расширить диапазон размеров проходннн отверстий в сторону их увеличения С ПОхЧожительное решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 15 ИЕНЯ 19д8г. по заявлении на полезную модель Клапан электрогтагнитный импульсный газовый, per. номер 98106049 от 9 апреля 1998г. ТОО Микрорэал г.Саратов j.Однако для управления клапанаии больших размеров необходима повышенная энергия в электрическом импульсе на электромагнит, что не обеспечивается сигнализаторами прототипа.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение,является повышения безопасности в котельных за счет своевременного отКгЧвчения подачи газа на теплогенератор при концентрации его в помещении выше допустимого уровня и других нарушениях безопасности,регистрируемых внешними датчиками, (например, при достижении давления газа и температуры воды опасных значений, при отсутствии тяги в дымоходе и горения газа, при образовании угарного газа) с выдачей cигнavla аварии базовым , дополнительными и дублирующими сигнализаторами, подачи сигнала на вк,1Ечение вентиляции, а также отключения подачи газа через Фиксируемый промежуток времени noCvie выключения электроэнергии.

Поставленная задача решается в устройстве контроля загазованности, состоящем из клапана электромагнитного импульсного, содержащего запорное устройство и катушку электромагнита с якорем,базового сигна-лиззторэ. загазованности, содержэ.щего измерительный иостик с термокэ.талитическим датчиком, когшаратор, электронные ключи удвоитель напряжения,блок световой и звуковой сигнализаций и блок питания с общим iiMHVcoBHii проводником, внешнего устройства, подсоединенного к электронному ключу, и кнопки контроля,тем, что, устройство выполнено в виде комбинированной системы безопасности, включавшей дополнительные датчики и сигнализаторы, электктрически соединееные с базовым сигнализатором, в клапан введен конденсатор, электрически подсоединенный положительным выводом к удвоителю напряжения и катушке электромагнита,а отрицательным-к общему минусовому проводнику, в клапан введена кнопка с нориальноразомкнутыми контактами, подсоединенными соответственно ко вноду компаратора и общещ минусовому проводнику, в электронный ключ управления клапаном введены автономный источник питания и блок задержки.

Дополнительные датчики и сигнализаторы могут быть ЭvЧeктpичecки соединенны с выкодом компаратора; дополнительные датчики могут быть выполнены с норнальнозамкнутыми контактами, электрически соединенные последовательно с одним из плеч измерительного мостика дополнительные датчики могут быть выполнены с нормальноразомкнутыми контактами, электрически соединеными с входом компаратора и общим минусовым проводником дополнительные датчики могут быть выполнены в виде бР1иеталлической вогнутой диафрагмы и электрической кнопки, механически связанной с диафрагмой; внешнее исполнительное устройство может быть выполнено в ввиде блока вентиляции, электрически соединенного с электронным ключом с гальванической развязкой; вентиляции может быть выполнен в виде оптосиммистра и вентилятора; упрзвлявщая цепь оптоскимистра момжт быть последовательно соединена с электронный ключом и блоком питания, а силовая цепь оптосиммистра - с вентилятором; автоногшый блок питания электронного ключа управления клапаном может быть выполнен в виде конденсатора и диода,электрически подсоединенные к блоку питания системы, а 6viOK задержки в виде резистивно-емкостной цепочки, подсоединенной по скеме триггера клапан иожет быть выполнен с перпендикулярным расположением катушки электромагнита и якоря к запорному устройству. Фиксируемое

якорей Б веркнеи положении:

Полезнэя модель поясняется чертежом, где нз Фиг покэзанй блок-схема устройства.

Блок питания 1 подсоединен к измерительному мостику 2 вместе с каталитическим датчиком 3 компаратору 4, удвоителв напряжения 5, конденсатору автономного блока питания 6 и задерживающей цепочке 7.

Ко Бкоду компаратора 4 подсоединены блок сигнализации 8 и электронные кличи 9,10, К электронному кличу 9 управления клапаном подсоединены автономный блок питания 6 и цеь задержки 7.

Конденсатор 1Ь встраиваемый в клапан 12, э,1ектрически подсоединен параллельно к цепочке: катушка электр01тагнита 13-кл оч 9 пОгМжительным выводом к удвоителю напряжения 5.

Кнопка 14 на клапане электрически посоединена ко вноду компаратора.

Дополнительные датчики и сигнализаторы 15,16,17 электрически подсоединены соответственно в разрыв одного из плеч измерительного мостика 2, ко входу компаратора 4, к выходу ко1 шаратора.

К электронному нормальноразомкнутоку кличу 10 и положительнощ выводу источника питания 1 подключен последовательно блок вентиляции IS, состоящий из последовательно соединенных оптосиммистра 19 и вентилятора 20причем управпяищая цепь оптосимиистра 19 последовательно подсоединена к источнику питания 1 и з«11ектронному ключу 10, а силовая - к вентилятору

Полезчная модель работает следующим образом.

Применение в системе клапана с перпендикулярным расположением катушки электромагнита и якоря к запорному устройству. Фиксируемое якорем Б верхнем положениии, позволяет увеличивать пронодные отверстия клапана, т.к. размеры клапана не влияют на энергию срабатывания клапана ( выхода якоря из-под торца запорного устройства ),сохраняя основные достоинства системы - малое потребление электроэнергии и отсутствие опасных напряжений на клапане. Для повышения надежности закрывания клапана в аварийных ситуациях и особенно при одиночном импульсе во время выключения электроэнергии в клапан введен электролитический конденсатор, который во время присутствия питания системы заряжается до напряжения, равного сумме напряжения на удвоителе 2 и амплитуды переменного напряжения блор:э. питания 1, т. е. увеличивает рабочее напряжение в 1,5 раза, что гарантирует закрывание к.тапана при разряде конденсатсфа через катушку электроиагнита во вреия открывания электронного клвча 9 в аварийный ситуациям.

Кроме того введение в клапан 3v4eKTpH4ecKou кнопки Н делает его управляемым в случае необходимости отключить газ, а также дает возможность вести контроль работоспособности всей системы. При нажатии кнопки происходит ра.збалансирОБка мостика 2, появление лoгJ Iчecкoй Г на выходе компаратора, срабатывание сигнэгчизатора загазованности - включение всем БИДОН сигнализации, закрывание клапана и включение вентиляции.

Введение автономного блока питания 6 и задерживающей цепочки 7 в электронный клич 9 управления клапаном позволяет питать микросхемы ключа после выключения э«чектроенергии и поддерживать логическую 1 на его элементах, необходимую для поддержания его в закрытом состоянии. По мере разрядки конденсатора задерживающей цепочки 7 достигается значение напряжения, при которой ключ приоткрывается, срабатывает эффект триггера и конденсатор 11 скачком разряжается через электромагнит клапана, якорь выдергивается из под запорного устройства и клапан закрывается. Видно, что клапан закрывается не сразу после выключения энергии, а с некоторой задержкой, что важно при кратковременных случайный ее отключениях.

Датчик с нормальнозамкнутыми контактами И в отсутствии нарушений норм безопасности не влияет на сбалансированное состояние измерительного мостика 2. При пояВхИении сигнала аварии контакты датчика разгшкаЕтся, появляется разбалансировка мостика, на выходе компаратора 4 появляется логическая , которая дает команду на включение всех видов сигнализаци и ка заимкание контактов электронных ключей 9,10. При срабатывании ключа 9 через катушку электромагнита 13 клапане 12 протекает ток и клапан закрывается. Одновременно срабатывание ключа 10 приводит к заиыканию цепи управления оптосиммистра на источник питания 1, при этом силовая цепь оптосиммистра замыкается, включая вентилятор.

общий минусовой проводник при сфабэ.тывании дз.тчикэ равносильно рэзбэлэн сировке иостика, что приводит к вклЕчению всей систеиы защиты.

В качестве датчика с нориальнозажнутыни и нормальноразоикнутыии контаЕтами предлагается датчик, состоящий из вогнутой биметаллической диафрагмы и электрической кнопки. Кнопка распологается соосно с диэ.Фраг иой При нагреваниР бипластинки до определенной температуры диафрагма скачкообразно перегибается и вклвчэет (выЕЛюает) кнопку. В зависимости от скеиы подклЕчения кнопки имеем датчик с нормальнозажнутыги или нормальнора.зоикнутыии контактами. Такой датчик целесообразно использовать в качестве датчика тяги в дымоходе. Датчик распологакт в зоне забора воздуха. В случае, если тяга снизилась, температура датчика повышает, он срабатывает и включает систему защиты.

Подача положительного сигнала аварии с выхода компаратора базового сигнализатора на выход компаратора дублирующего сигнализатора 16 подобного типа поволяет вести контроль за состоянием безопасности в котельной на некотором расстоянии от нее. Если подсоединенный внешний сигнализатор снабжен датчиком газа, то вырабатываемый им положительный сигнал аварии приводит в действие базовый сигнализатор загазованности, отключая подачу газа, оповевщя об этой звуковым и световьш сигналами и включая вентиляцию. Такие активные дoпOv1нитeльныe сигнализаторь обычно необходимо устанавливать в котельных с большой площадью. Кроме того, положительные сигналы аварии могут быть поданы на компаратор от других типов сигнализаторов и датчиков.

Изготовлена система безопасности для котельных, состоящая из базового сигнэхлизатора загазованности типа СЗБО-1, электромагнитного импульсного газового клапана с ДН 100 типа КЭМИГ (см. Заявление на полезную модель per. номер 98106049 от 9 апреля 1998г. 3, дублирующего активного сигнали затора загазовакности типа СЗБ, вмяод компаратора которого бмл соединен с выходом компаратора базового сигнализатора СЗБО-1, датчика тяги в виде вогнутой биметаллической пластинки и кнопки типа , соединенной с входом когшаратора, и последовательной цепочки источника питания, оптосиммистра и вентилятора. В корпус клапана был встроен электролитический конденсатор емкостью 44000 inkF, подсоединенный положительным выводом к электромагниту и удвоителю напряжения, а отрицательным к гшнусоБоиу проводнику, в результате чего конденсатор заряжался при Бключекнои сигнализаторе до напряжения 34 В что позволяло надежно выдергивать якорь из-под запорного устройства к лапанэ при открывании электронного ключа. Испытания датчика проводили на водонагревателе с установкой датчика в зоне забора воздуха. Во время штатного состояния вытяжки, бипластинка нагревалась горячий потокои газа, одновременно охлаждаясь холодным потоком воздуха в дымоходе, до тегшературы 70-80 , бипластинка накодИгЧась в вогнутом состоянии и не касалась кнопки с нормальноразомкнутнми контактам. При закрывании вытяжки горячий поток газа направлялся на датчик, охлаждение датчика воздухом резко уменьшалось. Температура бипластинки повышалась до иоиента скачкообразного перегиба С 100-110 3, диафрагма давила на кнопку, замъшая ее контакты. При этом вход компаратора сигнализатора соединялся с минусовым поводником, имитируя разбалансировку мостика. Сигнализатор срабатывал, включая все виды защиты.

Подобный эффект достигался при подаче контрольной газовой смеси как на основной, так и дублирующий сигнализаторы.

Б качестве автоногвдого источника питания электронного ключа управления клапаном был использован конденсатор емкостью 470 mkF, а в задерживающей цепочке были применены конденсатор 1 mkF и резистор 1 шОй, При этом после отключения системы от сети питания клапан срабатывал через 5-8 с.

В корпус клапана была также встроена кнопка КИД1-1 с нормальноразомкнутыии контактами, подсоединенными ко входу компаратора и общему минусовому проводнику. При нажатии кнопки клапан закрывался при срабатывании всек видов защиты, т.к. происходила разбалансировка гюстика.

Таким образом, выпOv1нeниe устройства загазованности в виде комбинированной системы безопасности, включащей дополнительные датчики и сигнализаторы, которые электрически соединены с базовым сигнализатором, позволяет в случае нарушения контролируемых норм безопасности сигнализировать об этом потребителя, перекрывать подачу газа,включать вентиляцию. Далее, введение дополнительного конденсатора в клапан позволяет применение в устройстве более мощного и крупногабаритного клапана не только за счет увеличения напряжения питания катушки электромагнита.

но и за счет уиеньшекия потерь энергии в проводэк при разряде в дйннои случае конденсатор непосредсственно соединен с катушкой. Введеmie электрической кнопки в клапан позволяет при необходимости закрыть клапан или проконтролировать работу всего устройства. Далее, введение в базоБш сигнализатор автоноиного источника питания позволяет автоматически закрыть клапан при отклвчении электроэнергии, а введенный блок задержки это закрытие делает с некоторой задержкой, что важно при краткоБременнын отключениях электроэнергии. И, наконец, вентиляции позволяет проветривать помещение при недопустииой его загазованности.

Claims (9)

1. Устройство контроля загазованности, состоящее из клапана электромагнитного импульсного, содержащего запорное устройство и катушку электромагнита с якорем, базового сигнализатора загазованности, содержащего измерительный мостик с термокаталитическим датчиком, компаратор, электронные ключи, удвоитель напряжения, блок световой и звуковой сигнализаций и блок питания с общим минусовым проводником, внешнего исполнительного устройства, подсоединенного к электронному ключу, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде комбинированной системы безопасности, включающей дополнительные датчики и сигнализаторы, электрически соединенные с базовым сигнализатором, в клапан введен конденсатор, электрически подсоединенный положительным выводом к удвоителю напряжения и катушке электромагнита, а отрицательным - к общему минусовому проводнику, в клапан введена электрическая кнопка с нормально разомкнутыми контактами, подсоединенными соответственно к входу компаратора и общему минусовому проводнику, в электронный ключ управления клапаном введены автономный источник питания и блок задержки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные сигнализаторы и датчики электрически соединены с выходом компаратора.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные датчики выполнены с нормальнозамкнутыми контактами, электрически соединенные последовательно с одним из плеч измерительного мостика.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные датчики выполнены с нормально разомкнутыми контактами, электрически соединенные с входом компаратора и общим минусовым проводником.

5. Устройство по пп.1, 3 и 4, отличающееся тем, что дополнительные датчики выполнены в виде биметаллической вогнутой диафрагмы и электрической кнопки, механически связанной с диафрагмой.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешнее исполнительное устройство выполнено в виде блока вентиляции, электрически соединенного с электронным ключом с гальванической развязкой.

7. Устройство по пп.1 и 6, отличающееся тем, что блок вентиляции выполнен в виде оптосиммистра и вентилятора, управляющая цепь оптосиммистра последовательно соединена с электронным ключом и блоком питания, силовая цепь оптосиммистра соединена с вентилятором.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что автономный блок питания электронного ключа управления клапаном выполнен в виде конденсатора и диода, электрически подсоединенных к блоку питания устройства, а блок задержки - в виде резистивно-емкостной цепочки, подсоединенной по схеме триггера.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клапан выполнен с перпендикулярным расположением катушки электромагнита и якоря к запорному устройству, фиксируемое якорем в верхнем положении.