SU729417A1 - Устройство зажигани и контрол горени - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ЗАЖИГАНИЯ И КОНТРОЛЯ ГОРЕНИЯ

I

Изобретение предразначено дл  обеспечени  безопасности бытовой и коммунальной газовой аппаратуры, но может быть применено и в промышленности при автоматизации процессов дистанционного воспламенени  газовоздушной смеси и контроле горени  ее на выходе горелок широкого назначени .

Известно устройство зажигани  и контрол  горени , использующее взаимосв занные системы обнаружени  и восстановлени  пламени дл  автоматического воздействи  на запальные электроды горелки в зависимости от состо ни  степени ионизации воздушного промежутка между горелкой и контрольным электродом, установленным в зоне открытого пламени 1.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  устройство, содержащее блок питани , блок коммутации, электромагнитный запорный орган на линии подачи газа с целью управлени , ав7огенераторную систему обнаружени  и восстановлени  пламени с ограничительным резистором и первичной обмоткой индукционной катушки 2.

Целью изобретени   вл етс  повышение безопасности устройства.

Это достигаетс  тем, что устройство снабжено интегратором из последовательно соединенных диода в направлении проводимости выпр .мите.л  блока питани , резистора и конденсатора, подключенных параллельно первичной обмотке индукционной катушки, а точка соединени  резистора и конденсатора подключена к цепи управлени  электромагнитного запорного органа.

10

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема (стрелкой отмечено место и направление подачи магистрального газа).

Напр жение блока питани  (на чертеже

15 не показан) промышленной частоты прикладываетс  к входным зажимам проводников 1 и 2. В разрыв любого,например 1 проводника , вмонтировано последовательное соединение нормально-замкнутой 3 и разомкнутой 4 кнопок, образующих с однополупериод.ным выпр мителем на полупроводниковом диоде 5, ограничительным резистором 6, функциональным конденсатором 7 и первичной обмоткой 8 индукционной катушки 9 неразветвленный контур зар дной цепи функционального конденсатора 7.

Гальванически разв занна  вторична  обмотка 10 индукционной катушки 9 последовательно соединена а разделительным конденсатором 11, другой вывод которого электрически объединен с трубопроводом 12 на линии подачи газа к горелке 13.

Механическое соединение трубопровода 12 с горелкой 13 предполагает наличие электрического контакта и надежного заземлени  14. Границей раздела между входным патрубком 15 трубопровода 12 и горелкой 13  вл етс  электромагнитный запорный орган 16.

Обмотка 17 возбуждени  соленоида электромагнитного запорного органа 16 последовательно соединена с обмоткой возбуждени  блокировочного реле 18. Свободные выводы обмотки 17 и обмотки реле 18 соответственно присоединены к выводам сглаживающего конденсатора 19, помещенного в диагональ между зажимами попарно соединенных ветвей катода диода 5 с проводником 2 источника питающей сети и ограничительного резистора б с общим дл  проводника 2 выводом первичной обмотки 8 индукционной катущки 9.

Параллельно обмотке блокировочного реле 18, нормально открытые контакты 20 которого шунтируют цепь разомкнутой кнопки 4, помещен тиристор 21 чувствительного элемента деблокировки газоэлектроснабжени . Ориентаци  тиристора 21 относительно проводника 2 выполнена так, что анод тиристора 21 соединен с узлом соединени  обмоток 17 и 18.

Образование автогенераторной системы обнаружени  и восстановлени  пламени достигаетс  на базе указанных элементов зар дной цепи функционального конденсатора 7 путем использовани  резистора 22, взаимоув занного гальванической св зью тиристорного коммутатора 23 и запального электрода 24 в цепи искрообразовани  вторичной обмотки 10 индукционной катущки 9.

Объединение катода тиристорного коммутатора 23 с нижним выводом первичной обмотки 8, индукционной катущки 9 (проводник 2) предполагает соединение управл ющего электрода 25, тиристора 23 с узлом соединени  резисторов 26,27, где дл  повышени  защитных свойств входа и температурной стабильности коммутатора резистор 26 щунтирует управл ющий переход, тогда как резистор 27 через переключающийс  элемент типа неоновой лампы 28 примыкает к узлу реостатно-емкостной врем задающей цепи резистора 29 и конденсатора 30, а также резистора 22.

Составные-элементы врем задающего релаксационного интегратора командных посылок функционального конденсатора 7 выступают в качестве ограничител  временной

продолжительности процесса искрообразовани  системы восстановлени  пламени. Представл   собой смешанное соединение из двух участков последовательно параллельной ветви, каждый из них соответственно подключен к выводам первичной обмотки 8 индукционной катушки 9 со стороны узлов соединени  ее с функциональным конденсатором 7 и общего привода 2. Первый, т.е. последовательный участок образован полупроводниковым диодом 31 и резистором 32,

причем пол рность диода 31 однозначно выбираетс  в направлении проводимости диода 5 (анод диода31 присоединен к узлу конденсатора 7 и обмотки 8).

Участок параллельных ветвей релаксаj ционного генератора примыкает к резистору 32 и образован двум  цеп ми, где одна, например , неонова  лампа 33 последовательно соединена с резистором 34 канала управлени  чувствительного элемента деблокировки газоэлектроснабжени  по промежутку управл ющий электрод 35 - катод тиристора 21, тогда как друга  образована накопительным конденсатором 36.

Исключа  установку искрового запальника 24, одновременно выступающего в качестве датчика наличи  пламени и расположенного в непосредственной близости от газовой горелки 13, а также-обмотку 17 возбуждени  соленоида, размещенную с целью упрощени  кинематических звеньев вблизи запорного органа 16 подачи газа, расположение других комплектующих элементов принципиальной электрической схемы устройства относительно друг другу практически не ограничено и в каждом конкретном случае может выбиратьс  исход  из соображений удобства проведени  профилактических работ, допустимых температур в местах предполагаемого встраивани , конструктивной целесообразности к т.п.

Включение устройства в действие достигаетс  кратковременным замыканием кнопки

управлени  4. Выпр мленное диодом 5 и частично сглаженное фильтрующим конденсатором 19 посто нное напр жение положительной пол рности прикладываетс  к врем задающим элементам 29-30 тиристорного коммутатора 23 зар дной цепи 6-8 функционального конденсатора 7 автогенераторной системы обнаружени  и восстановлени  пламени, а также узлами последовательно соединенных обмоток 17 и 18 возбуждени  соленоида электромагнитного запорного органа 16 и блокировочного реле.

Результатом последующего срабатывани  запорного органа 16  вл етс  подключение питающего трубопровода 12 горелки 13 к входному патрубку 15 магистрального газа , тогда как замыкание контактов 20 реле 18 осуществл ет самоблокировку электроснабжени , определ   при этом продолжительность пускового (принудительно-замкнутого ) состо ни  кнопки 4.

Таким образом, открытое положение запорного органа 16 находитс  в непосредственной зависимости от электроснабжени  устройства, нарушение которого,с одной стороны , искусственно выбираетс  оператором посредством нажати  .кнопки отключени  3 исход  из условий объективной продолжительности работы горелки 13, а с другой стороны, автоматически нормируетс  врем задающей цепочкой резистора 32 и конденсатора 36 релаксационного интегратора неоновой лампы 33 благодар  управл ющему воздействию на тиристор 21 деблокировки реле 18 при накоплении безуспешных попыток восстановить горение.

По вление положительного напр жени  на выходе выпр мител  5 сопровождаетс  протеканием зар дного тока в цепи функционального и врем задаюшего конденсаторов 7 и 30.Если посто нна  времени конденсатора 7 исчисл етс  дол ми секунды, то значение посто нной зар да конденсатора выбираетс  на один пор док больше (значение номинала резистора 29 устанавливаетс  в пределах 15-20мОм). Накопление электростатической энергии в конденсаторе 7 предполагает более раннее становление анодного напр жени  на силовых электродах тиристора 23 по сравнению с установившимис  критическими значени ми напр жени  на обкладках конденсатора 30, когда оно достигает величины зажигани  неоновой лампы 28.

Разр д конденсатора 30 через зажженную лампу 28 и резистор 27 на управл юший электрод 25 тиристора 23 приводит к лавинообразному открыванию последнего (состо ние близкое к короткому замыканию) и характеризуетс  интенсивным разр дом ранее зар женного функционального конденсатора 7 на индуктивность первичной обмотки 8 индукционной катушки. Возникновению апериодического колебательного процесса преп тствует четырехслойна  структура тиристора 23 (смена пол рности на электродах анод-катод приводит к его закрытию).

Однако, принима  во внимание коэффициент трансфор.мации индукционной катушки 9 и незначительный импеданс первичной обмотки 8, действующее значение искрозапального напр жени  на выходе вторичной обмотки 10. достигает значений 25-30 кВ, что оказываетс  достаточным дл  гарантированного пробо  воздушного промежутка (4-6 мм) между электродом искрового запальника 24 и горелкой 13.

Ограничение допустимой величины тока выпр мител  5 в момент открытого состо ни  тиристора 23 дополнительно осуществл етс  резистором 6. Описанна  последовательность процесса искрообразовани  системы восстановлени  пламени автоматически возобновл етс  с частотой 0,5-1,5 Гц и при отдельных услови х аварийного характера может продолжатьс  в течение фиксированного интервала, установленного релаксационным интегратором, истечение которого приводит к автоматическому отключению устройства от питающих цепей газо- и электроснабжени . Повторное включение устройства возможно при очередном начатии кнопки 4.

Работа релаксационного интегратора базируетс  на порционном накоплении электростатической энергии между обкладками врем задающего конденсатора 36 в резульютате периодического суммировани  зар дных посылок функционального конденсатора 7. Такое накопление становитс  возможным благодар  тому, что любому искрообразованию на электроде запальника 24 однозначно соответствует подготовительна  стади , . заключающа с  в по влении экспоненциально падающего броска зар дного тока цепей у функционального и врем задающего конденсаторов 7 и 36. Абсолютные величины этих посылок преимущественно определ ютс  соотношением номинала резистора 32 и реактивного сопротивлени  обмотки 8. Диод 31 предотвращает возможность самопроизвольного разр да конденсатора 36 на сопротивление первичной обмотки 8 индукционной катушки 9 в период прохожде5 ни  паузы между смежными посылками командных импульсов. Ступенчатое повыщение напр жени  на конденсаторе 36 продолжаетс  до зажигани  неоновой лампы 33. Разр дный ток конденсатора 36 в неразветвленO ной цепи провод щей лампы 33, резистора 34 и управл ющего электрода 35 переключает тиристор 21 в открытое состо ние.

Это приводит к шунтированию обмотки возбуждени  реле 18, что сопровождаетс  размыканием блокировочных контактов 20.

5 Питание обмотки соленоида 17 электромагнитного запорного органа 16 и других элементов устройства автоматически прекращаетс , поэтому горелка 13 отключаетс  от газовых коммуникаций патрубка 15.

л Фактическое воспламенение газовоздущной с.меси происходит на первом-втором искрообразовании и, если горение не наблюдаетс , то это свидетельствует о наличии объективных причин, а именно об отсутствии магистрального газа, чрезмерном загр знении огневых отверстий горелки 13 или конструктивных дефектах в цепи искрозапального контура вторичной обмотки 10.

В результате устранени  отмеченных причин повторное включение кнопки 4 приводит к ответному воспламенению газовоздущной смеси. Возникновение открытого пламени в зоне расположени  электрода искрового запальника 24 мгновенно сопровождаетс  ионизацией указанного промежутка, после чего проводимость участка запальник 24 - горелка 13 увеличиваетс  более чем в 10 раз. Готовность системы обнаружени  пламени определ етс  этим моментом, так как автоматическое шунтирование конденсатора 30

сопрогивлением обратной св зи последовательно соединенной цепи резистора 22 и ионизированного участка горелки 13 (исчисл етс  4-ЮмОм) стабилизирует уровень напр жени  на конденсаторе 30 ниже значени  зажигани  лампы 28.

Система восстановлени  пламени автоматически переходит в дежурный режим, искрообразование на запальнике 24 прекращаетс . Такое состо ние не  вл етс  устойчивым и продолжаетс  до тех пор, пока существует горение. Достаточно пламени погаснуть, как система восстановлени  пламени автоматически возобновл ет искрообразование и, воспламен   газ, отключаетс  до поступлени  новой информации о состо нии горени .

Использование зар дных посылок функционального конденсатора дл  регистрации временной продолжительности работы искроконденсаторной системы зажигани  способствует значительному расширению области применени  изобретени , дает возможность максимально сочетать высокие показатели надежности, низкой стоимости и веса искроконденсаторных систем зажигани  с реализацией новых качеств эксплуатационной безопасности по горению. f JL . 00 / HLJ - / /5 /6

Claims (2)

1.Патент США № 3632285, кл. 431-264, 1969.

2.Патент США № 3520645, кл. 431-78, 1968. и