UA153025U - Система зберігання та подачі водню - Google Patents

Abstract

Система зберігання та подачі водню містить газогенератор, зразок гідрореагуючого складу, датчик рівня води, підсилювач, тригер, підсилювачі потужності, електромагнітний клапан, ємність для компенсації, датчик тиску, ключі, електричний двигун, редуктор, заслінку, яка розміщена у вихідному отворі газогенератора, датчик положення заслінки, блок управління, генератор та вимірювач фази. При цьому вихід датчика рівня води через підсилювач, тригер та перший підсилювач потужності з'єднаний із входом управління електромагнітного клапана, через який порожнина газогенератора з'єднана із ємністю для компенсації, вихід датчика тиску з'єднаний із входом першого ключа, перший вихід якого з'єднаний із першим входом другого ключа, вихід якого через другий підсилювач потужності з'єднаний із обмоткою управління електричного двигуна, вал якого через редуктор з'єднаний із заслінкою, другий вихід першого ключа та другий вихід третього ключа з'єднані відповідно із другим та першим входами вимірювача фази, вихід датчика положення заслінки з'єднаний із входом третього ключа, а вихід блока управління з'єднаний із входами управління ключів. Додатково система містить генератор випадкових чисел, генератор, частота вихідного сигналу якого є керованою, вимірювач частоти та обчислювальний блок, вихід якого з'єднаний із входом блока управління, перший вихід якого через генератор випадкових чисел з'єднаний із входом генератора, його вихід з'єднаний із другим входом другого ключа та через вимірювач частоти з'єднаний із першим входом обчислювального блока, другий вхід якого з'єднаний із виходом вимірювача фази.

Description

Корисна модель належить до галузі водневої енергетики, зокрема до систем одержання, зберігання та подачі водню, і може бути використана як на рухомих, так і на нерухомих об'єктах.

Відома система зберігання та подачі водню, яка містить газогенератор, зразок гідрореагуючого складу, датчик рівня води, підсилювачі, тригер, підсилювачі потужності, електромагнітний клапан, ємність для компенсації, датчик тиску, комутатори, електричний двигун, редуктор, заслінку, блок управління, пристрої для порівняння амплітуди та частоти та елемент І, вихід якого з'єднаний із входом блока управління, перший вихід якого з'єднаний із входами управління комутаторів, другий його вихід з'єднаний із другим входом пристрою для порівняння амплітуди, третій його вихід з'єднаний із другим входом пристрою для порівняння частоти, виходи пристроїв для порівняння амплітуди та частоти з'єднані із відповідними входами елемента І, перші входи пристроїв порівняння амплітуди та частоти з'єднані із виходом другого підсилювача та із другим входом другого комутатора, перший вхід якого з'єднаний із першим виходом першого комутатора, другий вихід якого підключений до входу другого підсилювача, при цьому вихід датчика тиску з'єднаний із входом першого комутатора, вихід другого комутатора через другий підсилювач потужності з'єднаний із обмоткою управління електричного двигуна, ротор якого через редуктор з'єднаний із заслінкою, що розміщена у вихідному отворі газогенератора, порожнина якого через електромагнітний клапан з'єднана із ємністю для компенсації, а вихід датчика рівня води через перший підсилювач, тригер та перший підсилювач потужності з'єднаний із входом управління електромагнітного клапана (11.

Недоліком такої системи зберігання та подачі водню є те, що точність регулювання тиску в порожнині газогенератора обмежена параметрами датчика тиску, зокрема шириною зони нечутливості його статичної характеристики.

Найбільш близьким аналогом є система зберігання та подачі водню, яка містить газогенератор, зразок гідрореагуючого складу, датчик рівня води, підсилювач, тригер, підсилювачі потужності, електромагнітний клапан, ємність для компенсації, датчик тиску, комутатори, генератор, електричний двигун, редуктор, заслінку, яка встановлена у вихідному отворі газогенератора, датчик положення заслінки, вимірювач фази, цифро-аналоговий перетворювач, пристрій для порівняння та блок управління, вихід якого з'єднаний із входами управління комутаторів, вихід датчика рівня води через підсилювач, тригер та перший

Зо підсилювач потужності з'єднаний із входом управління електромагнітного клапана, через який порожнина газогенератора з'єднана із ємністю для компенсації, вихід датчика тиску з'єднаний із входом першого комутатора, перший вихід якого з'єднаний із першим входом другого комутатора, вихід якого через другий підсилювач потужності з'єднаний із обмоткою управління електричного двигуна, вал якого через редуктор з'єднаний із заслінкою, при цьому датчик положення заслінки з'єднаний із входом третього комутатора, другий вихід першого комутатора з'єднаний із першим входом вимірювача фази, відповідні виходи якого з'єднані із відповідними входами цифро-аналогового перетворювача, другий вхід другого комутатора з'єднаний із виходом генератора, перший вхід пристрою для порівняння з'єднаний із виходом цифро- аналогового перетворювача, другий вхід пристрою для порівняння з'єднаний із джерелом еталонного сигналу, другий вихід третього комутатора з'єднаний із другим входом вимірювача фази, а вихід пристрою для порівняння з'єднаний із входом блока управління (21.

Недоліком такої системи зберігання та подачі водню є те, що достовірність контролю її технічного стану не є високою, що обумовлено проведенням контролю лише на одній фіксованій при кожній його реалізації частоті тест-сигналу.

В основу корисної моделі поставлена задача стосовно підвищення достовірності контролю її технічного стану.

Поставлена задача вирішується тим, що в систему зберігання та подачі водню, яка містить газогенератор, зразок гідрореагуючого складу, датчик рівня води, підсилювач, тригер, підсилювачі потужності, електромагнітний клапан, ємність для компенсації, датчик тиску, ключі, електричний двигун, редуктор, заслінку, яка розміщена у вихідному отворі газогенератора, датчик положення заслінки, блок управління, генератор та вимірювач фази, при цьому вихід датчика рівня води через підсилювач, тригер та перший підсилювач потужності з'єднаний із входом управління електромагнітного клапана, через який порожнина газогенератора з'єднана із ємністю для компенсації, вихід датчика тиску з'єднаний із входом першого ключа, перший вихід якого з'єднаний із першим входом другого ключа, вихід якого через другий підсилювач потужності з'єднаний із обмоткою управління електричного двигуна, вал якого через редуктор з'єднаний із заслінкою, другий вихід першого ключа та другий вихід третього ключа з'єднані відповідно із другим та першим входами вимірювача фази, вихід датчика положення заслінки з'єднаний із входом третього ключа, а вихід блока управління з'єднаний із входами управління 60 ключів, згідно з корисною моделлю, додатково введено генератор випадкових чисел, генератор,

частота вихідного сигналу якого є керованою, вимірювач частоти та обчислювальний блок, вихід якого з'єднаний із входом блока управління, перший вихід якого через генератор випадкових чисел з'єднаний із входом генератора, його вихід з'єднаний із другим входом другого ключа та через вимірювач частоти з'єднаний із першим входом обчислювального блока, другий вхід якого з'єднаний із виходом вимірювача фази.

На кресленні наведена схема системи зберігання та подачі водню, де зображено: 1 - газогенератор; 1.1 - вода; 2 - зразок гідрореагуючого складу; З - датчик рівня води; 4 - підсилювач; 5 - тригер; 6, 12 - підсилювачі потужності; 7 - електромагнітний клапан; 8 - ємність для компенсації; 9 - датчик тиску; 10, 11, 18 - ключі; 13 - електричний двигун; 14 - редуктор, 15 - вихідний отвір газогенератора; 16 - заслінка; 17 - датчик положення заслінки; 19 - блок управління; 20 - датчик випадкових чисел; 21 - генератор; 22 - вимірювач частоти; 23 - вимірювач фази; 24 - обчислювальний блок. Вихід датчика рівня води З через підсилювач 4, тригер 5 та підсилювач потужності б з'єднаний із входом управління електромагнітного клапана 7, через який порожнина газогенератора 1 з'єднана із ємністю для компенсації 8. Вихід датчика тиску 9 з'єднаний із входом ключа 10, перший вихід якого з'єднаний із першим входом ключа 11, вихід якого через підсилювач потужності 12 з'єднаний із обмоткою управління електричного двигуна 13. Вал цього електричного двигуна через редуктор 14 з'єднаний із заслінкою 16, яка розміщена у вихідному отворі 15 газогенератора 1. Вихід датчика положення 17 заслінки 16 з'єднаний із входом ключа 18, другий вихід якого з'єднаний із першим входом вимірювача фази 23, другий вхід якого з'єднаний із другим виходом ключа 10. Перший вихід блока управління 19 через датчик випадкових чисел 20 та генератор 21 з'єднаний із другим виходом ключа 11 та входом вимірювача частоти 22, вихід якого з'єднаний із першим входом обчислювального блока 24. Другий вхід цього блока з'єднаний із виходом вимірювача фази 23. Вихід обчислювального блока з'єднаний із входом блока управління 19, а його другий вихід з'єднаний із входами управління ключів 10, 11 та 18.

Система зберігання та подачі водню працює наступним чином.

Процес генерації водню здійснюється внаслідок взаємодії води 1.1 із зразком гідрореагуючого складу 2. Рівень води 1.1 в порожнині газогенератора 1 контролюється за допомогою датчика рівня води 3. При перевищенні рівня води вище нормативного значення за сигналом від датчика рівня води 3, який надходить через підсилювач 4, тригер 5 та підсилювач потужності б на вхід управління електромагнітного клапана 7, вода із порожнини газогенератора 1 надходить до ємності для компенсації 8. Нормативне значення тиску в порожнині газогенератора 1 підтримується шляхом управління положенням заслінки 16, яка розміщена у вихідному отворі 15 газогенератора 1. При відхиленні величини тиску в порожнині газогенератора 1 від нормативного значення за сигналом від датчика тиску 9, який через ключі 10, 11 та підсилювач потужності 12 надходить на обмотку управління електричного двигуна 13, редуктор 14 змінює положенням заслінки 16, внаслідок чого змінюється величина тиску в порожнині газогенератора 1, наближаючись до нормативного значення.

При контролі технічного стану системи зберігання та подачі водню по команді від блока управління 19 здійснюється перекомутація ключів 10, 11 та 18. Внаслідок цього виходи датчика тиску 9 через ключ 10 та датчик положення заслінки 17 через ключ 18 підключаються до входів вимірювача фази 23. По команді від блока управління 19 запускається генератор випадкових чисел 20, який видає команду на генератор 21 і на його виході буде мати синусоїдальний сигнал частоти Фі. Цей сигнал через ключ 11, підсилювач потужності 12, електричний двигун 13 та редуктор 14 надходить до заслінки 16, яка буде коливатись із частотою 01. Одночасно із цим значення частоти ої вимірюється за допомогою вимірювача частоти 22 і ця інформація, а також інформація стосовно значення фазово-частотної характеристики ф(0ї) газогенератора 1, на цій частоті надходять до обчислювального блока 24. За сигналом з виходу цього блока блок управління 19 видає команду на генератор випадкових чисел 20, внаслідок чого на виході генератора 21 буде мати місце синусоїдальний сигнал частоти 02. Значення цієї частоти вимірюється вимірювачем частоти 22, а на виході вимірювача фази 23 буде мати сигнал, який несе інформацію стосовно значення фазово-частотної характеристики ф(ошг) газогенератора 1 на цій частоті. Ця інформація надається в обчислювальний блок 24.

Для фазовро-частотної характеристики ф(0)) газогенератора 1 можна записати вираз

Ф(Ф) - сот 2) де т. та постійна часуз внаслідок чого має місце співвідношення

Фі(Фі)ю1 7 - ф(Фо)юо т і- (2)

В бчислюв льному;блоці 24 перевіряється виконання умови (що витікає із (2))

Фіс ФІ прог) ее ; (3) де У - апріорі задане число.

При виконанні умови (3) обчислювальний блок 24 видає команду в блок управління 19, по сигналу від якого здійснюється перекомутація ключів 10, 11 та 18 і система зберігання та подачі водню переходить до штатного режиму роботи.

При кожному наступному контролі технічного стану системи зберігання та подачі водню за допомогою генератора випадкових чисел 20 та генератора 21 забезпечується вибір іншої пари частот, (значення яких належать діапазону робочих частот газогенератора 1), на яких визначаються значення фазово-частотної характеристики газогенератора 1. Внаслідок такого контролю технічного стану системи зберігання та подачі водню здійснюється підвищення його достовірності.

Таким чином, введення генератора випадкових чисел, генератора, частота вихідного сигналу якого є керованою, вимірювача частоти і обчислювального блока та зв'язків, що ними обумовлені, забезпечують підвищення достовірності контролю технічного стану системи зберігання та подачі водню.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Патент України Ме128070, МПК СО18 3/06, 2018. 2. Патент України Ме148864, МПК СО18 3/06, 2021.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Система зберігання та подачі водню, яка містить газогенератор, зразок гідрореагуючого складу, датчик рівня води, підсилювач, тригер, підсилювачі потужності, електромагнітний клапан, ємність для компенсації, датчик тиску, ключі, електричний двигун, редуктор, заслінку, яка розміщена у вихідному отворі газогенератора, датчик положення заслінки, блок управління, генератор та вимірювач фази, при цьому вихід датчика рівня води через підсилювач, тригер та перший підсилювач потужності з'єднаний із входом управління електромагнітного клапана, через який порожнина газогенератора з'єднана із ємністю для компенсації, вихід датчика тиску з'єднаний із входом першого ключа, перший вихід якого з'єднаний із першим входом другого ключа, вихід якого через другий підсилювач потужності з'єднаний із обмоткою управління електричного двигуна, вал якого через редуктор з'єднаний із заслінкою, другий вихід першого ключа та другий вихід третього ключа з'єднані відповідно із другим та першим входами вимірювача фази, вихід датчика положення заслінки з'єднаний із входом третього ключа, а вихід блока управління з'єднаний із входами управління ключів, яка відрізняється тим, що додатково містить генератор випадкових чисел, генератор, частота вихідного сигналу якого є керованою, вимірювач частоти та обчислювальний блок, вихід якого з'єднаний із входом блока управління, перший вихід якого через генератор випадкових чисел з'єднаний із входом генератора, його вихід з'єднаний із другим входом другого ключа та через вимірювач частоти з'єднаний із першим входом обчислювального блока, другий вхід якого з'єднаний із виходом вимірювача фази.