Устройство для контроля наличия пламени

Устройство для контроля наличия пламени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

п11552471

О П И С

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 26.04.74 (21) 2019608/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 11.04.77 (51) М Кч F 23N 5,/24

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.555.6 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В, И. Михайленко, И. К. Надь, Г. Н. Мендрул, Г. В. Кибец, В. А. Безсчастный, А. А. Романика, A, C. Лагутин и 3. В. Клыгуль (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ ПЛАМЕНИ

Изобретение относится к области энергетики, в частности к системам контроля турбореактивного двигателя, и может быть применено в котельных и топочных установках, работающих на газообразном, жидком или твердом топливе.

В настоящее время для контроля наличия пламени в камерах сгорания газовых турбин и подобных им тепловых агрегатах применяются устройства, использующие явление ионизации в пламени и фиксирующие электрическую проводимость, возникающую под действием высокой температуры этого пламени.

Они содержат электродный датчик наличия пламени, тиратроны с холодным катодом и реле (1, 2). С целью повышения надежности, датчик включен в цепь катода тиратрона параллельно-последовательно соединенным диоду, реле и резистору, а к средней точке соединения последних подключен стабилитрон, образующий с резистором делитель напряжения.

Известно также наиболее близкое по техническому решению к изобретению устройство для контроля наличия пламени, содержащее последовательно соединенные датчик пламени, источник переменного тока, фильтр, основной элемент сравнения и исполнительный элемент (3).

Недостатками указанных устройств являются низкая надежность и точность выдачи сигнала о наличии пламени в условиях длительного воздействия резко изменяющихся климатических и механических факторов, а также при колебаниях интенсивности пламени.

5 Кроме того, они не исключают возможности ложной выдачи сигнала о наличии пламени при незначительном уменьшении величины сопротивления изоляции цепи датчика пламени, что вообще свойственно всем устройствам для

10 контроля наличия пламени при питании датчика пламени от источника постоянного тока.

Проведенные исследования и работы по контролю наличия пламени в камерах горения турбореактивного двигателя показали, что под

15 воздействием высокой температуры, порядка несколько сот градусов (С), а также из-за образования нагара (копоти) на элементах датчика пламени величина сопротивления изоляции цепи датчика пламени может резко умень20 шиться. При питании датчика пламени от источника постоянного тока (нли через диод от источника переменного тока) это приводит к ложной выдаче сигнала о наличии пламени.

Такой существенный недостаток, общий для

25 всех перечисленных известных устройств, не позволяет применить их для контроля наличия пламени в камере горения турбореактивного двигателя.

Цель изобретения — повышение надежности

30 и точности устройства.

552471

Это достигается тем, что в устройство введены дополнительный исполнительный элемент, блок задания уставки, блок формирования эталонного напряжения, блоки задания переменных коэффициентов, делитель напряжения, дополнительный элемент сравнения, один вход которого через делитель напряжения подсоединен к выходу источника переменного тока, а другой вход через блок задания уставки — к своему выходу, который подключен к входу дополнительного исполнительного элемента и через первый блок задания переменных коэффициентов к первому входу блока формирования эталонного напряжения, выход последнего через основной элемент сравнения и второй блок задания переменных коэффициентов соединен с вторым своим входом.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Функционально устройство состоит из двух каналов — канала контроля наличия пламени и канала контроля исправности сопротивления изоляции цепи датчика пламени.

Канал контроля наличия пламени содержит основной элемент 1 сравнения, на один из входов которого через датчик 2 пламени и фильтр

3 поступает напряжение от источника 4 переменного тока, К второму входу основного элемента 1 сравнения подключен выход блока 5 формирования эталонного напряжения. Сигналы с выхода основного элемента сравнения проходят на исполнительный элемент б и через блок 7 задания переменных коэффициентов на второй вход блока 5 формирования эталонного напряжения.

Канал контроля исправности сопротивления изоляции цепи датчика 2 пламени содержит дополнительный элемент 8 сравнения, первый вход которого через делитель 9 напряжения подключен к выходу источника 4 переменного тока, а другой вход — к выходу блока 10 задания уставки.

Выход дополнительного элемента 8 сравнения подсоединен к входам дополнительного исполнительного элемента 11 и блока 10 задания уставки и через блок 12 задания переменных коэффициентов к первому входу блока 5 формирования эталонного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При наличии пламени и подаче на датчик 2 плам ни переменного напряжения от источника 4 переменного тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных источника переменного тока, датчика пламени и фильтра 3, возникает пульсирующий сигнал, обусловленный наличием пламени в зоне установки датчика пламени.

Постоянная составляющая этого сигнала выделяется фильтром 3 и в виде постоянного напряжения подается на первый вход основного элемента 1 сравнения. На второй вход основного элемента сравнения попадает напряжение с выхода блока 5 формирования эталонного напряжения.

4

При наличии пламени, когда величина напряжения на первом входе превышает установленную заранее величину эталонного напряжения на втором входе, на выходе основного элемента сравнения возникает сигнал.

Этот сигнал вызывает срабатывание исполнительного элемента б и второго блока 7 задания переменных коэффициентов. Исполнительный элемент б, срабатывая, выдает на выход устройства сигнал о наличии пламени. При срабатывании блока 7 задания переменных коэффициентов из него в блок 5 формирования эталонного напряжения поступает сигнал на понижение величины эталонного напряжения, подаваемого из этого блока на второй вход основного элемента 1 сравнения. Понижение величины эталонного напряжения обеспечивает выдачу сигнала о наличии пламени при колебаниях интенсивности пламени в заранее установленных пределах.

Информация о величине сопротивления изоляции цепи датчика 2 пламени в виде пульсирующего напряжения поступает через делитель 9 напряжения на первый вход дополнительного элемента 8 сравнения. На его второй вход попадает опорное напряжение с выхода блока 10 задания уставки.

В случае значительного уменьшения величины сопротивления изоляции цепи датчика пламени, когда величина напряжения с выхода делителя 9 напряжения превышает величину опорного напряжения, дополнительный элемент 8 сравнения срабатывает и на его выходе появляется управляющий сигнал. Этот сигнал подается одновременно на дополнительный исполнительный элемент 11, блок 10 задания уставки и первый блок 12 задания переменных коэффициентов. Исполнительный элемент 11, срабатывая, выдает на выход устройства сигнал о нарушении сопротивления изоляции цепи датчика пламени.

Поступление управляющего сигнала в блок

10 задания уставки вызывает понижение величины опорного напряжения, подаваемого на второй вход элемента 8 сравнения. Понижение величины опорного напряжения до установленного заранее уровня способствует устойчивой работе элемента 8 при колебаниях величины сигнала с делителя 9 напряжения.

При поступлении управляющего сигнала с выхода элемента 8 сравнения на вход блока

12 задания переменных коэффициентов, последний срабатывает и через блок 5 понижает величину эталонного напряжения, попадающего на второй вход элемента 1 сравнения.

Понижение величины эталонного напряжения на втором входе элемента 1 сравнения при наличии управляющего сигнала на выходе элемента 8 сравнения обеспечивает устой",èâîñòü работы основного элемента 1 и сохраняет выдачу устройством сигнала о наличии пламени при уменьшении величины сопротивления изоляции цепи датчика пламени, так как уменьшение величины сопротивления изоляции вызывает пропорциональное ее измене552471 нию умень.пение величины постоянной составляющей сигнала на выходе фильтра 3, однозначно определяющей наличие пламени в зоне установки датчика пламени.

Применение предлагаемого устройства, по сравнению с известными, позволит повысить надежность и точность контроля наличия пламени.

Полученный эффект от применения устройства в настоящее время не может быть оценен, но предотвращение одной катастрофы, при учете гибели летательного аппарата, составляет экономию в сумме нескольких сот тысяч рублей.

Устройство для контроля наличия пламени может найти применение в качестве сигнализатора (погасания) пламени в котельных и топочных установках, работающих на газообразном и жидком топливе, для контроля наличия пламени в агрегатах, использующих твердое топливо (например, порох), а также в системах управления розжигом пламени.

Формула изобретения

Устройство для контроля наличия пламени, содержашее последовательно соединенные датчик пламени, источник переменного тока, фильтр, основной элемент сравнения и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности устройства, в него введены дополнительный исполнительный элемент, блок задания уставки, блок формирования эталонного напряжения, блоки задания переменных коэффициентов, делитель напряжения, дополнительный элемент сравнения, один вход которого

10 через делитель напряжения подключен к выходу источника переменного тока, а другой вход через блок задания уставки соединен со своим выходом, который подключен к входу дополнительного исполнительного элемента и

15 через первый блок задания переменных коэффициентов к первому входу блока формирования эталонного напряжения, выход которого через основной элемент сравнения и второй блок задания переменных коэффициентов

20 соединен с вторым своим входом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авт. св. № 375450, кл. F 23 Х 5/24, 1972.

2. Литвин В. П. Автоматическая аварийная

25 защита в системах управления. Изд-во «Энергия», 1973, с. 76, рис. 39 в, г.

3. Авт. св. ¹ 357422, кл. F 23 N 5/24, 1970 (прототип).