Устройство автоматического управления процессом электролиза воды для получения водорода и кислорода

1754798 9 5 п 5 С 25 0 5 ПИСАН ИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКО(л 4 СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С КИХ РЕСПУБЛИК 4 Ф ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Московский технологический институт Министерства бытового обслуживания населения РСФСР .(72) И.В. Варламов и Н,А. Феоктистов (56) Авторское свидетельство СССР М 721289, кл, В 23 К 31/02, 1980.,Авторское свидетел.ьство СССР М 889747, кл. С 25 В 15/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА(57) 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 через управ ляемый ключ 14 с управляющими электродми 15 тиристорного контактора 1, установленного на входе устройства. "ля уп равления нормальйой работой электролизера 4 регулятор давления 8 в зависимости1754798 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 недопустим ь 1 х значениях температуры и/или давления в электролизере 4 в случае отказа элементов схемы, превышающйх критиче 4ские значения, на выходе одного или обоих блоков защиты 9 и 11 появится сигнал, прйнимаемый 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 пэров, влияющих на режйм газопламенной обработки путем поглощения части энергии пламени,Поэтому в устройстве автоматического управления процессом полученияводорода 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 самовоспла 10 менения смеси равна 400 С, а при повыщенном 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, чтов устройстве автоматического управления процессом электролиза воды для получения водорода и кислорода для газопламенной сварки и пайки, содержащем блок питания, к которому подключен через регулятор по 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 критическогозначения этих параметров подключены на соответствующие блоки защиты, имеющие выход на логическийэлемент ИЛИ, соединенный через управляемый ключ с цепями 25 управления тирйсторного контактора, включенного на выходе устройства.На чертеже представлена схема описываемого устройства,Устройство автоматического управле 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 установ лен датчик 6 давления и датчик 7температуры, Датчик 6 давления выведен на регулятор 8 давления, выход которого подключен к регулятору 3 потребляемой мощности, Датчики давления 6 и температуры 7 45 подсоединены к входам соответствующих,1754798 6блоков за иты; атчик 69 за иты ищ; д 6 давления - к блоку которого тиристоры запира ются. и происхоние устроиства от сети.щ о давлению с задатчиком 10 кри- дит отключениетического давления, датчик 7 температуры - Схема обк лаку защиты по температуре с задат- ройства при недопустимой по словиям экблоков 9 и 11пер туры. Выходы 5 плуатации температуре в электрол зе 4,пе т ы В,. и ретемпературы поступаетзащиты подсоединены к вхо- . Сигнал с датчика 7 тдам логического элемента ИЛИ 13, соеди- на вход схемы 17 бмы сравнения блока 11 защиненного через управляемый ключ 14 с ты по температуре, сравнивается с сигнауправляющими электродами 15 тиристор- лом задатчика 12 к итиченого контактора 1,а, . 10 и при превышении первого сигнала формистройство работает сле.дующим обра- руется выходной сигнал, поступающий наП иодин из входов транзисторното логического, с которого через управляри подключении устройства к .питаю- элемента ИЛИ 13щей электросети напряжение через тири- емый ключ 14 и и авлясторный контакго 1, вып ямитлюч и управляющие электроды 1 Ггор, выпрямительный мост 15 запирает тиристоры контактора 1, прерыва2, регулятор 3 потребляемой мощности по- ющие питание электролизера 4,ступает на электроды электролизера 4, Уп- Обеспечение за теспечение защиты электролизераравление режимом работы электролизера 4 при недопустимых поосуществляется с помо ыо г лтимых по условиям эксплуатат я с помощью регулятора 8 20 циидавленииитемпературепутемотключедавления, воспринимающего информацию . ния его эия его электронным контакторол 1 от сет. по уровню давения в электролизере 4 от позволяет повысить надежность и безопасдатчика 6 давления и воздействующего на ность работы с грег пята 3 потрегулятор потребляемой мощности, изме- ресурс работы электролизера без капиталь-няя напряжение, подаваемое на электроды 25. ного ремонта, срок сл жбыменьшения, П иа, в сторону увеличения или элементов и позволяет устанавливау е, При достижении определен- . личнь 1 е режимы работы электролизера.ивать разного уровня давления через датчик 6 давле- Ф о р м у а бо р мула и зоб рете н ияния поступает соответств ю аующая Устроиство автоматического управлеинформация на регулятор 8 давления, вы ния процессом электролиза воды для по- ности. При снижении авленияключающий регулятор 3 потребляемой мощ- учения во оности. ри снижении давления ниже газопламенной сварки, содержащее б .коптимальногоуровня регулятор 3 потребля- питания, к которому через регулятор емой мощности включается и через электро- требляемой мощности подключен эле грады электрол изера 4 и ротекает ток. Процесс 35 лизе р , в котором установлены датчикигазообразования возобновляется. Описан- давления и темпе ат ы вная схема позволяет поля т поддерживать давле- давления через регулятор давления сое иние в системе на оп е еленном а3 данном нен с управляющимвходом регулятора пония соедиуровне, Сигнал защиты электролизера 4 при требляемой ммои мощности, о т л и ч а ю щ е е с янедопустимом по условиям эксплуатации 40 тем, что, с целью илью повышения надежности идавлении, вызванном, например, отказом безопасностивработе,вегосоставвведеныэлементов регулятора 3 потребляемой мощ- . тиристорный контактор вкпючности или ег пято а 8р у р 8 давления, формиру- входу блока питания, блоки защиты по авются блоком 9 защиты по авпени, Сд вп нию, Сигнал: пению и температуре, снабженные соответщиты по давмы 16 с авнениясдатчика 6 давления поступает на входсхе ственно задатчиками к иравнения блока 9 защиты и сравни- давления и температуры, логический эле 10 критического давления, повается с электрическим сигналом задатчика мент ИЛИ и и авля мкритического давления, подаваемым на выход датчика температуры через блок задругой вход схемы 16 сравнения блока 9 щиты по температурепературе соединен с первымощ . ли первыи сигнал превысит вто входом логического элемента ИЛИ, выходсигнал пе е врой, то на выходе блока 9 защиты появится датчика давления че .бч рез. локзащиты подавдинен с вторым входом логичел, передаваемыйтранзисторнымлоги- . пению соединен сческим элементом ИЛИ 13 через управляе- ского элемента ИЛИ выхмый ключ 14 на и авляэ мента, выход которого черезуправляющие электроды 15,управляемый ключ соединен с и авлятиристорного контакто а 1 пора, под деиствием . щим входом тиристорного контактора.