Устройство автоматического управления процессом электролиза воды для получения водорода и кислорода

 

Использование: изобретение относится к электролизу воды для получения водорода и кислорода для газопламенной сварки и пайки. Сущность: для обеспечения безопасности и надежности работы электролизера 4 датчики 6 и 7 давления и температуры, установленные в электролизере 4, выведены на блоки защиты по давлению 9 и температуре 11, снабженные соответствующими задатчиками 11 и 12 критического давления и критической температуры и блоками 16 и 17 сравнения .Выходы с блоков защиты 9 и 11 соединены с входами логического элемента ИЛИ 13, выход которого связан черезупрае ляемыйключ 14 с управляющими электрод - ми 15 тиристорного контактора 1, установленного на входе устройства. управления нормальной работой электролизера 4 регулятор давления 8 в зависимости у Ё ч| 2 vj О 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С КИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

° м

\ .1

:I .

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО- ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4877886/26 (22) 25,10.90 (46) 15.08.92. Бюл. ¹ 30 (71) Московский технологический институт

Министерства бытового обслуживания населения РСФСР . (72) И.B. Варламов и Н,А. Феоктистов (56) Авторское свидетельство СССР №

721289, кл. В 23 К 31/02, 1980., Авторское свидетел.ьство СССР №

889747, кл. С 25 В 15/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОЛИ3А ВОДЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И

КИСЛОРОДА (57) Использование: изобретение относится к электролизу воды для получения водорода

„„59„„1754798 А1 (я)5 С 25 B 15/02, G 05 D 27/00

2 и кислорода для газопламенной сварки и пайки. Сущность: для обеспечения безопасности и надежности работы электролизера

4 датчики 6 и 7 давления и температуры, установленные в электролизере 4, выведены на блоки защиты по давлению 9 и температуре 11, снабженные соответствующими задатчиками 11 и 12 критического давления и критической температуры и блоками 16 и

17 сравнения .Выходы с блоков защиты 9 и 11 соединены с входами логического элемента

ИЛИ 13, выход которого связан через управ ляемый ключ 14 с управляющими электрод ми 15 тиристорного контактора 1, установленного на входе устройства. " ля уп равления нормальйой работой электролизера 4 регулятор давления 8 в зависимости.

1754798 от поступающих сигналов с датчика давления 6 воздействует на регулятор потребляемой мощности 3, включая и отключая его и доводя таким образом давление газа в электролизере 4 до заданного уровня, При недопустимых значениях температуры и/или давления в электролизере 4 в случае отказа элементов схемы, превышающйх критиче4 ские значения, на выходе одного или обоих блоков защиты 9 и 11 появится сигнал, принимаемый логическим элементом ИЛИ 13, с которого электрический сигнал через управляемый ключ 14 поступает на управляющие электроды 15 тиристорного контактора 1, запирающие тиристоры и прекращающие подачу энергии из сети, 1 ил, Изобретение относитСя к электролизу воды с целью получения водорода и кислорода для газопламенной сварки и может .быть использовано в электронной, электротехнической, радиотехнической и других отраслях промышленности, где требуется локальный нагрев, микросварка и пайка различных металлов, преимущественно цветных.

Известно устройство получения водорода и кислорода при электролизе воды для газопламенной микросварки и пайки, Содержащее блок питания, соединенный с ним через регулятор потребляемой мощности электролизер с выходами на клапан обратного удара и регулятор давления, связанный с регулятором. потребляемой мощности и распределением управляющих импульсов. В описанном уСтройстве регулирование процесса электролиза проводится только в завйсимости от давления газовой смеси и не учитывается изменение температуры электролита, которое приводит к качественному изменению состава смеси, а именно к изменению концентрации водяных паров, влияющих на режйм газопламенной обработки путем поглощения части энергии пламени. I

Поэтому в устройстве автоматического управления процессом получения водорода и кислорода при электролизе воды, содержащем блок питания, соединенный через регулятор потребляемой мощности с электролизером, во внутренней полости последнего установлечы датчики давления и температуры, которые выведены соответственно на регуляторы давления и температуры, подключенные к регулятору потребляемой мощности.

Однакб датчики и регуляторы давления и температуры имеют пределы чувствительности, а выход за верхний предел возможностей датчиков и регуляторов грозит выводом электролизера из строя, тем более .что минимальная температура самовоспла10 менения смеси равна 400 С, а при повышенном давлении температура воспламенения снижается, Цель изобретения — обеспечение защиты устройства получения водорода и кислорода путем электролиза воды при недопустимых уровнях давления и температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве автоматического управления процессом электролиза воды для получения водорода и кислорода для газопламенной сварки и пайки, содержащем блок питания, к которому подключен через регулятор по15 требляемой мощности электролиэер с датчиком давления и температуры, при этом датчик давления подсоединен к регулятору давления, связанному с регулятором потребляемой мощности, датчики давления и

20 температуры с эадатчиками критического значения этих параметров подключены на соответствующие блоки защиты, имеющие выход на логический элемент ИЛИ, соединенный через управляемый ключ с цепями

25 управления тирйсторного контактора, вклю ченного на выходе устройства.

На чертеже представлена схема описываемого устройства, Устройство автоматического управле30 ния процессом получения водорода и кислорода при электролизе воды содержит установленный на входе и включенный в сеть тиристорный контактор 1, к выходу которого подключен блок 2 питания, например

35 выпрямительный мост, соединенный с регулятором 3 потребляемой мощности, подключенный к электролизеру 4, газопровод которого направлен в предохранитель 5 обратного удара. В электролизере 4 установ40 лен датчик 6 давления и датчик 7 температуры. Датчик 6давления выведен на регулятор 8 давления, выход которого подключен к регулятору 3 потребляемой мощности. Датчики давления 6 и температуры 7

45 подсоединены к входам соответствующих

5,1754798..6 блоков за иты: атчик 6

9 за иты и щ: д 6 давления — к блоку которого тиристоры запира ются. и происхоние устроиства от сети. щ о давлению с задатчиком 10 кри- . дит отключение тического давления, датчик 7 температуры — Схема об к лаку защиты по температуре с задат- ройства при недопустимой по словиям эк блоков 9 и 11 пер туры. Выходы 5 плуатации температуре в электрол зе 4, пе т ы В . . и ре температуры поступает защиты подсоединены к вхо- . Сигнал с датчика 7 т дам логического элемента ИЛИ 13, соеди- на вход схемы 17 б мы сравнения блока 11 защиненного через управляемый ключ 14 с ты по температуре, сравнивается с сигнауправляющими электродами 15 тиристор- лом задатчика 12 к итиче ного контактора 1. а .. - . 10 и при превышении первого сигнала формистройство работает сле .дующим обра- руется выходной сигнал, поступающий на

П один из входов транзисторното логического, с которого через управляри подключении устройства к питаю- элемента ИЛИ 13 щей электросети напряжение через тири- емый ключ 14 и и авля сторный контакго 1, вып ямит люч и управляющие электроды 1Г

rop, выпрямительный мост 15 запирает тиристоры контактора 1, прерыва

2, регулятор 3 потребляемой мощности по- ющие питание электролизера 4, ступает на электроды электролизера 4. Уп- Обеспечение за т еспечение защиты электролизера равление режимом работы электролизера 4 при недопустимых по осуществляется с помо ыо г л тимых по условиям эксплуатат я с помощью регулятора 8 20 циидавленииитемпературепутемотключедавления, воспринимающего информацию . ния его э ия его электронным контактором от с81п . по уровню давления в электролизере 4 от позволяет повысить надежность и безопасдатчика 6 давления и воздействующего на ность работы с гр ег пята 3 пот регулятор потребляемой мощности, изме- ресурс работы электролизера без капиталь-, няя напряжение, подаваемое на электроды 25. ного ремонта, срок сл жбы меньшения. П и а, в сторону увеличения или элементов и позволяет устанавлива у е . При достижении определен- . личные режимы работы электролизера. ивать разного уровня давления через датчик 6 давле- Ф о р м у а б ормула изобретения ния поступает соответств ю а ующая Устроиство автоматического управлеинформация на регулятор 8 давления, вы- 30 ния процессом электролиза воды для по ности. При снижении авления ключающий регулятор 3 потребляемой мощ- учения во о ности. ри снижении давления ниже газопламенной сварки, содержащее б зк оптимальногоуровня регулятор3 потребля- питания, к которому через регулятор емой мощности включается и через электро- требляемой мощности подключен эле грады электролизера 4 протекает ток. Процесс 35 лизе р, в котором установлены датчики газообразования возобновляется. Описан- давления и темпе ат ы в

Р ур дд ля т поддерживать давле- давления через регулятор давления сое иние в системе íà оп е еленном а з данном нен с управляющим входом регулятора пония соедиуровне. Сигнал защиты электролизера 4 при требляемой м мои мощности, о т л и ч а ю щ е е с я с недопустимом по условиям эксплуатации 40 тем, что, с целью и лью повышения надежности и давлении, вызванном, например, отказом безопасностивработе,вегосоставвведены элементов регулятора 3 потребляемой мощ- . тиристорный контактор вкпюч ности или ег пято а 8 р у р 8 давления, формиру- входу блока питания, блоки защиты по авются блоком 9 защиты по авпени, С д вп нию, Сигнал: пению и температуре, снабженные соответщиты по давмы 16 с авнения сдатчика 6 давления поступает на входсхе- 45 ственно задатчиками к и равнения блока 9 защиты и сравни- давления и температуры, логический эле10 критического давления, по вается с электрическим сигналом задатчика мент ИЛИ и и авля м критического давления, подаваемым на выход датчика температуры через блок задругой вход схемы 16 сравнения блока 9 щиты по температуре пературе соединен с первымо щ . ли первыи сигнал превысит вто- 50 входом логического элемента ИЛИ, выход сигнал пе е в рой, то на выходе блока 9 защиты появится датчика давления че .б ч рез. локзащиты подавдинен с вторым входом логичел, передаваемыйтранзисторнымлоги- . пению соединен с ческим элементом ИЛИ 13 через управляе- ского элемента ИЛИ вых мый ключ 14 на и авля э мента, выход которого через управляющие электроды 15, управляемый ключ соединен с и авля тиристорного контакто а 1 по ра, под деиствием . щим входом тиристорного контактора.