Пристрій контролю відриву факела полум’я в багатопальникових агрегатах

Изобретение относится к средствам автоматики в системах защиты водогрейных, паровых котлов, а также печей и камер сгорания и осуществляет дистанционный контроль наличия пламени в топочном пространстве паровых или водогрейных котлоагрегате в различной мощности. Известно устройство контроля пламени, которое принято в качестве прототипа, содержащее источник питания, состоящий из понижающего трансформатора, двухполупериодного выпрямителя и компенсационного стабилизатора напряжения, к которому подключен транзисторный релейный усилитель, выходом нагруженный на электромагнитное реле, причем к источнику питания также подключен параметрический стабилизатор напряжения для создания опорного напряжения и технологического сигнала. Уровень сватового излучения продуктов горения в топочном пространстве преобразуется чувствительным элементом в электрический сигнал положительной полярности, который непрерывно сравнивается с заданным опорным напряжением. При снижении световой яркости пламени контролируемой горелки уменьшается амплитуда сигнала положительного напряжения на затвори входного транзистора"релейного усилителя, который при достижении порога уставки выдает сигнал на прекращение подачи топлива к горелкам котлоагрегата. Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает одновременный контроль многозвенных горелок. В основу изобретения поставлена задача создания устройства контроля отрыва факела пламени в многогорелочном котлоагрегате, обеспечивающего одновременный контроль нескольких объектов. Поставленная задача решается тем, что в устройство контроля отрыва факела пламени в многогорелочных котлоагрегатах, снабженное чувствительным элементом, оптически связанным с излучателем, согласно изобретению, введены три ключевых транзистора, двенадцать разделительных диодов, два чувствительных элемента, восемь конденсаторов, четыре настроечных резистора, четырнадцать токозадающих резисторов, два светодиода, в первичную обмотку трансформатора питания последовательно включен токовый ограничитель, одни разнополярные выводы третьей - четвертой, пятой - шестой, седьмой - восьмой вторичных обмоток объединены и соединены с нулевой шиной питания, другие разнополярные выводы соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым диодными выпрямительными мостами, включенными по схеме двухполупериодного выпрямителя, общие точки соединенных катодов и анодов второго, третьего, четвертого диодных мостов через второй, пятый, восьмой конденсаторы фильтров соединены между собой и через третий - четвертый, шестой - седьмой, девятый - десятый конденсаторы подключены к общей нулевой шине, причем катодные выводы первою емкостного фильтра соединены с выводами коллектора первого ключевого транзистора стабилизатора напряжения и первого токозадающего резистора, который другим выводом через первый стабилитрон соединен с нулевой шиной и с выводом базы первого ключевого транзистора, который эмиттерным выводом через одиннадцатый фильтрующий конденсатор соединен с общей нулевой шиной, катодные выводы второю диодного моста соединены с первым выводом второго токозадающего резистора, который вторым выводом через второй стабилитрон соединен с общей нулевой шиной, а через последовательно соединенные восьмой токозадающий резистор и первый, четвертый переменные резисторы - с анодом третьего стабилитрона и первым выводом третьего токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к анодным выводам второго диодного моста, катод третьего стабилитрона соединен с общей нулевой шиной, параллельно восьмому токозадающему резистору подключен первый чувствительный элемент светового излучения, катодные выводы третьего диодного моста соединены с первым выводом четвертого токозадающего резистора, который вторым выводом через четвертый стабилитрон соединен с общей нулевой шиной, а через последовательно соединенные девятый токозадающий резистор, пятый и второй переменные резисторы - с анодом пятого стабилитрона и первым выводом пятого токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к анодным выводам третьего диодного моста, катод пятого стабилитрона соединен с общей нулевой шиной, параллельно девятому токозадающему резистору подключен второй чувствительный элемент светового излучения, катодные выводы четвертого диодного моста соединены с первым выводом шестого токозадающего резистора, который вторым выводом через шестой стабилитрон соединен с общей нулевой шиной и через последовательно соединенные десятый токозадающий резистор, шестой и третий переменные резисторы подключен к аноду седьмого стабилитрона и к первому выводу седьмого токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к анодным выводам четвертого диодного моста; катод седьмого стабилитрона соединен с общей нулевой шиной, параллельно десятому токозадающему резистору подключен третий чувствительный элемент светового излучения, подвижный вывод четвертого переменного резистора соединен с первым выводом одиннадцатого токозадающего резистора, второй вывод которого соединен с затвором второго ключевого транзистора и через двенадцатый конденсатор линейного фильтра с общей нулевой шиной, подвижный вывод пятого переменного резистора соединен с первым выводом двенадцатого токозадающего резистора, второй вывод которого соединен с затвором третьего ключевого транзистора и через тринадцатый конденсатор линейного фильтра с общей нулевой шиной, подвижный вывод шестого переменного резистора соединен с первым выводом тринадцатого токозадающего резистора, второй вывод которого соединен с затвором четвертого ключевого транзистора и через четырнадцатый конденсатор линейного фильтра с общей шиной, истоковые выводы второгочетвертого ключевых транзисторов соединены между собой и через семнадцатый резистор автосмещения подключены к общей нулевой шине и непосредственно к эмиттеру пятого ключевого транзистора и к первому выводу двадцать третьего токозадающего резистора, второй вывод которого через двадцатый разделительный диод соединен с эмиттерным выводом шестого ключевого транзистора, стоковые выводы второго, третьего, четвертого ключевых транзисторов соответственно через четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый токозадающие резисторы подключены к общей коллекторной шине, а соответственно через семнадцатый, восемнадцатый, девятнадцатый разделительные диоды - к первому выводу. девятнадцатого разделительного диода и к первым выводам параллельно соединенных восемнадцатого времязадающего резистора и пятнадцатого запоминающего конденсатора, вторые выводы которых подключены к общей нулевой шине, второй вывод девятнадцатого токозадающего резистора соединен с базой пятого ключевого транзистора, коллектор которого через последовательно соединенные двадцать первый токозадающий резистор и первый светодиод подключен к коллекторной шине, а через последовательно соединенные восьмой стабилитрон и двадцатый токозадающий резистор к базе шестого ключевого транзистора, коллектор которого через последовательно соединенные обмотку электромагнитного реле, двадцать второй Токозадающий резистор и второй светодиод подключен к общей коллекторной шине, которая гальванически соединена с эмиттерным выводом первого ключевого транзистора, параллельно обмотке электромагнитного реле, подключен двадцать первый защитный диод. Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.). Устройство контроля отрыва факела пламени в многогорелочных агрегатах содержит преобразовательный блок 1 и транзисторнорелейный каскад 2. Такое построение схемы разрешает устанавливать параметрические датчики на значительном расстоянии от источников излучения, вследствие чего они не обугливаются от воздействия раскаленных частей котлоагрегате и не засоряются продуктами горения, причем длина соединительных линий устройства с чувствительными элементами не нуждается в экранировке проводов, длина которых не оказывает заметное влияние на точность измерения интенсивности горения, что дает возможность устанавливать прибор в дистанционных системах автоматики. Преобразовательный блок 1 включает в себя первую, вторую входные клеммы 3, 4, токовый ограничитель 5, силовой трансформатор 6 имеет первую входную обмотку 7, вторую - восьмую понижающие обмотки 8 - 14, первый - четвертый диоды 15 - 18 первого, пятый - восьмой диоды 19 22 второго, девятый - двенадцатый диоды 23 - 26 третьего, тринадцатый - шестнадцатый диоды 27 30 четвертого двухполупериодных мостов, первый конденсатор 31 первого емкостного фильтра, второй - четвертый конденсаторы 32 - 34 второго емкостного фильтра, пятый седьмой конденсаторы 35 - 37 третьего емкостного фильтра, восьмой - десятый конденсаторы 38 - 40 четвертого емкостного фильтра, первый - седьмой токозадающие резисторы 41 - 47, первый стабилитрон 48, второй - седьмой стабилитроны 49 - 54 первого - шестого параметрических стабилизаторов, первый ключевой транзистор 55 компенсационного стабилизатора, одиннадцатый конденсатор 56 пятого емкостного фильтра, первый - третий чувствительные элементы 57 - 59 параметрических датчиков контроля излучения пламени, восьмой - десятый токозадающие резисторы 60 - 62, первый - третий 63 - 65, четвертый - шестой 66 - 68 переменные резисторы первого - третьего реверсивных нуль-органов сравнения. В релейно-транзисторный каскад 2 входят одиннадцатый тринадцатый токозадающие резисторы 69 - 71, двенадцатый четырнадцатый конденсаторы 72 - 74 первого третьего линейных фильтров, четырнадцатый шестнадцатый токозадающий резисторы 75 - 77, второй - шестой ключевые транзисторы 78 - 82, семнадцатый резистор автосмещения 83, восемнадцатый времязадающий (разрядный) резистор 84, девятнадцатый - двадцать второй токозадающие резисторы 85 - 88, семнадцатый девятнадцатый разделительные диоды 89 - 91, восьмой стабилитрон 92, двадцатый разделительный диод 93, двадцать первый защитный диод 94, первый, второй светодиоды 95, 96, пятнадцатый запоминающий конденсатор 97, электромагнитное реле 98 с третьими одиннадцатыми выводами релейной группы 99 107, двадцать третий токозадающий резистор 108. Устройство работает следующим образом. Напряжение питания 220В 50Гц подается на клеммы 3, 4 и через токовый ограничитель поступает в сетевую обмотку 7 силового трансформатора 6, имеющего магнитную связь с вторичными обмотками 8 - 14, при помощи которых напряжение питания понижается до требуемой величины, затем выпрямляется диодными мостами 15 - 18, 19 - 22, 23 - 26, 27 - 30, фильтруется конденсаторами 31 - 40 и подается на компенсационный стабилизатор напряжения, собранный на транзисторе 55 для питания пороговых усилителей 69 - 108, а также на параметрические стабилизаторы 42 54 преобразования управляющих и опорных напряжений для их подачи в реверсивные нульорганы 57 - 68. Несимметричный триггер, содержащий элементы 69 - 108, имеет входную логическую схему "ИЛИ", собранную на транзисторах 78 - 80. Сигнал на выходе ячейки присутствует при наличии сигнала хотя бы на одном из ее входов. Чувствительные элементы 57 59 ориентируют в пространстве таким образом, чтобы на них воздействовал контролируемый факел пламени. На выходе датчиков 57 - 59 появляется положительное напряжение сигнала, изменяющегося с частотой пульсации пламени, которое через резисторы 69 - 71 поступают на затворы полевых транзисторов 78 - 80, удерживая их в открытом состоянии. Транзистор 81 находится в состоянии отсечки. Положительный потенциал его коллектора через стабилитрон 92 и резисторы 86 поступает на базу транзистора 82, вследствие чего он открыт, электромагнитное реле 98 включено и контактами 99 - 107 удерживает катушку отсекателя топлива в пропускном состоянии. Светодиод 96 указывает на "наличие пламени" в топках котлоагрегата. При уменьшении горения топлива; например, среднего горелочного устройства, увеличивается сопротивление чувствительного слоя фоторезистора 58, что понижает уровень положительного напряжения сигнала на затворе транзистора 79 и с дальнейшим уменьшением интенсивности горения топлива уровень сигнала достигает зоны термостабильной точки переключения релейного усилителя, собранного на транзисторах 79, 81, 82. Транзистор 79 выходит из области насыщения, амплитуда сигнала на его стоке увеличивается и через дозирующий диод 90 поступает на запоминающий конденсатор 97 и прикладывается к базе транзистора 81, который выходит из состояния отсечки, напряжение на его коллекторе падает. В несимметричном триггере развивается лавинообразный процесс переключения. Положительный перепад напряжения, возникший на стоке транзистора 79, через разделителъный диод 90 поступает на запоминающий конденсатор 97, запирает диоды 89, 91 и через резистор 85 открывает транзистор 81, вызывая максимальный ток в его коллекторной цепи. Отрицательный перепад напряжения на его коллекторе прикладывается к базе транзистора 82, он выходит из области насыщения и закрывается, светодиод 96 гаснет, зажигается светодиод 95 "отсутствие пламени", электромагнитное реле 98 обесточивается, его контакты 99 - 107 размыкают цепь питания катушки электромагнитной защелки, которая, срабатывая, отключает подачу топлива к горелкам. Происходит изменение полярности управляющего сигнала на подвижном выводе потенциометра 67, появляется отрицательный уровень смешения, которое надежно запирает затвор транзистора 79. Аналогично работают и релейные триггеры, образованные транзисторами 78, 81, 82 - 80, 81, 82. Установка на заданный технологический и эксплуатационный уровень контроля горения топлива, а также отстройка от воздействия раскаленных частей в топочных камерах котлоагрегата и светового фона близкорасположенных горелок производится потенциометрами грубой 63 - 65 и точной 66 - 68 настройки. Устройство позволяет одновременно контролировать наличие пламени в трех топках котлоагрегата, обеспечивая каждому из них независимость контроля заданного режима сжигания топлива, и может уверенно фиксировать излучение пламени в диапазоне от 0,1лк до 50000лк.