鍋爐控制器的製作方法

2023-05-27 10:41:41

專利名稱：鍋爐控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鍋爐水位的自動控制裝置。
鍋爐水位自動控制裝置有使用浮子光電式傳感器或磁鋼浮子磁控開關式傳感器的，這種式樣易因假水位而失誤。還有一種使用導電極作傳感器的，例如在離標準水位+50mm、+30mm、-30mm、-50mm四點各設一導電極作為傳感器，這種水位自動控制裝置工作時，導電極很快就會因電化腐蝕而損耗，不能正常工作。
本實用新型的目的是提出一種使用導電極作傳感器的水位自動控制器，水位電極腐蝕很小，能夠長期工作。
這種鍋爐控制器包括直流電源、降壓變壓器、水泵控制繼電器、低水位控制部件和高水位控制部件。低水位控制部件包括二極體整流裝置、集成電路反相器和開關三極體(NPN型)。上述二極體整流裝置的輸入端與低水位探測電極相接，二極體整流裝置的輸出端與集成電路反相器的觸發端相連，集成電路反相器的輸出端與開關三極體的基極相連，水泵控制繼電器的控制線圈串連在開關三極體的集電極迴路中。所述的高水位控制部件也包括一組二極體整流裝置、集成電路反相器、輸出三極體(PNP型)和一高水位控制繼電器。上述二極體整流裝置的輸入端與高水位探測電極相接，二極體整流裝置的輸出端與集成電路反相器的觸發端相連，集成電路反相器的輸出端與輸出三級管的基極相連，輸出三極體的集電極迴路中串聯高水位控制繼電器的線圈，此高水位控制繼電器的一個常閉觸點串聯在低水位控制部件中開關三極體的集電極迴路內。降壓變壓器的次級線圈的一端與高、低水位控制部件的地端相接，並通過一個導流二極體及二個限流電阻分別與低水位探測電極、高水位探測電極相連接，降壓變壓器的次級線圈的另一端接鍋爐爐體。上述導流二極體的正負極方向為流入探測電極的交流電流的一個半周能通過它回到降壓變壓器次級線圈，它的另一半周則能通過控制部件的二極體整流裝置回到降壓變壓器次級。直流電源供給高、低水位控制部件以直流電。
這種鍋爐控制器工作時，當水位高於低水位探測電極時，此探測電極中有電流，經低水位控制部件中的二極體整流裝置整流後使集成電路反相器的輸入端處於高電位，它的輸出端為低電位，開關三極體不導通，水泵控制繼電器線圈無電，不動作。當水位下降到低水位探測電極以下時，此探測電極中無電流，集成電路反相器的輸入端轉為低電位，輸出端轉為高電位，使開關三極體導通，水泵控制繼電器線圈得電，啟動水泵向鍋爐內加水。當水位上升到高水位探測電極時，高水位探測電極中有電流流過，經高水位控制部件中的二極體整流裝置整流，使相應的集成電路反相器的輸入端轉為高電位，輸出端為低電位，從而使與之相連的PNP輸出三極體導通，高水位控制繼電器的線圈得電，它的常閉觸點斷開，水泵停止工作。這種鍋爐控制器使用集成電路反相器，動作穩定可靠，熱穩定性好。此外，流入水位探測電極的交流電流其一個半周通過二極體整流裝置回到降壓變壓器次級，其另一半周通過限流電阻及與之相串聯的導流二極體也流回到降壓器次級。這樣，進入水位探測電極的探測電流是正負半周基本相同的交流電流，因而電極的電化腐蝕就很少，可以長期使用而不損壞。
附


圖1為這種鍋爐控制器的基本結構原理圖；附圖2為這種鍋爐控制器的另一種結構原理圖；附圖3為這種鍋爐控制器的又一種結構原理圖；附圖4為報警聲發生裝置的結構原理圖。
如
圖1所示，這種鍋爐控制器的低水位控制部件8(外虛線框所示)包括二極體整流裝置3(內虛線框所示)、集成電路反相器4，NPN型的開關三極體9。低水位探測電極2(例如位於-30mm水位處的探測電極)與二極體整流裝置3的輸入端相接，二級管整流裝置的輸出端接到集成電路反相器4的觸發端。集成電路反相器可以採用555或556時基集成塊，它的輸出端接到開關三極體9的基極。水泵控制繼電器J1的線圈6接在開關三極體9的集電極迴路中。當鍋爐內的水位降到低水位探測電極2以下時，低水位電極內無電流流入，集成電路反相器4的觸發端轉為低電位，輸出端轉為高電位，開關三極體9導通，水泵控制繼電器線圈6得電，繼電器吸合，水泵啟動，向鍋爐內打水。水泵控制繼電器的常開觸點10並聯在開關三極體9上是為了起到自鎖的作用一旦控制繼電器吸合後，此觸點即閉合，維持繼電器線圈有電，當水位上升，浸沒低水位探測電極2，二極體整流裝置3輸出高電位，反相器4輸出低電位，三極體9截止時，水泵不會立即停止，而仍繼續打水，直至水位升高到達高水位探測電極。繼電器線圈6上所並聯的二極體是給繼電器釋放時提供線圈放電通路的。高水位控制部件22包括二極體整流裝置21、集成電路反相器23、PNP型的輸出三極體11和高水位控制繼電器J2。高水位探測電極19接到二極體整流裝置21的輸入端，二極體整流裝置的輸出端接到集成電路反相器23的觸發端，集成電路反相器的輸出端接輸出三極體11的基極，因為此控制部件動作時集成電路反相器輸出的是低電位，所以輸出三極體採用PNP型。高水位控制繼電器的線圈12串聯在輸出三極體11的集電極電路內。高水位控制部件22的工作過程與低水位控制部件相似高水位探測電極(例如位於+30mm處的電極)被水浸沒時，有電流流入，經整流、反相，使輸出三極體11導通，高水位控制繼電器J2得電吸合，串聯在開關三極體9集電極迴路中的常閉觸點7斷開，水泵電源被切斷。降壓變壓器14的次級提供一個低壓交流電信號，次級線圈的一端16與控制部件的地端相聯，並通過導流二極體18和限流電電阻15、20分別與低水位探測電極2和高水位探測電極19相接，次級線圈的另一端1接到鍋爐的爐體A上。這樣的結構，當探測電極被水浸沒時，電流的一個半周通過二極體整流裝置3或21構成通路，電流的另一半周經由限流電阻15或20再經導流二極體18形成通路，使得探測電極內流過的是交流電而不是單向脈動電流，探測電極的電化腐蝕現象可大為減弱。圖中二極體17是為了防止交流進入控制裝置的直流工作部分，以免誤動作。控制裝置所用的直流電源圖中未畫出，可以單獨設置，也可以在降壓變壓器上另加一組次級線圈再經整流、濾波而得到。
如圖2所示，這種鍋爐控制器還可以包括一超高水位控制部件29，此超高水位控制部件包括二極體整流裝置27、集成電路反相器26、輸出三極體(PNP型)24和一控制繼電器J3。二極體整流裝置27的輸入端與超高水位探測電極30相接，二極體整流裝置27的輸出端與集成電路反相器26的觸發端相連，集成電路反相器26的輸出端與輸出三極體24的基極相連，控制繼電器J3的線圈25串聯在輸出三極體24的集電極迴路中。控制繼電器J3的常閉觸點13串聯在開關三極體9的集電極迴路中。超高水位探測電極30通過一限流電阻28接到導流二極體18上，再通過此二極體與降壓變壓器次級的一端16相連。此超高水位控制部件是在高水位控制部件萬一失靈時起作用的，當水位升高到超高水位探測電極30位置時，(例如+50mm處)電極中流入電流，經整流、反相，使輸出三極體24導通，控制繼電器J3吸合，常閉觸點13斷開，切斷水泵控制繼電器線圈6的電源，水泵停止工作。超高水位探測電極中通過的電流與前述相同亦為交流。
這種鍋爐控制器還可以包括一超低水位控制部件35，此超低水位控制部件包括二極體整流裝置36、集成電路反相器37、控制三極體(NPN型)38和停爐控制繼電器J4。二極體整流裝置36的輸入端與超低水位探測電極32相接，它的輸出端與集成電路反相器37的觸發端相連，集成電路反相器37的輸出端與控制三極體38的基極相連，停爐控制繼電器J4的線圈39串聯在控制三極體38的集電極迴路中。超低水位探測電極32通過限流電阻41和導流二極體18相連。此超低水位控制部件用在萬一低水位控制部件失靈時自動停爐的。當鍋爐內水位降到超低水位的探測電極32以下時(例如在-50mm處)，二級管整流裝置36無電流輸入，使其輸出為低電位，經反相，促使控制三極體38導通，停爐控制繼電器J4動作，使由它所控制的風機、爐排傳動裝置的控制電器失電，達到自動停爐的目的。與前幾個控制部件相似，超低水位探測電極中流過的仍為交流電。
為了使停爐保護性能更為可靠，這種鍋爐控制器還可以包括一個超低水位延時控制部件31，此超低水位延時控制部件包括二極體整流裝置33、延時電容40、集成電路反相器34，二極體整流裝置33的輸入端也接到超低水位探測電極32上，它的輸出端與集成電路反相器34的觸發端相連，集成電路反相器34的輸出端也接到超低水位控制部件中的控制三極體38的基極，為了防止與超低水位控制部件中的集成電路反相器37的輸出端互相干擾，在集成電路反相器37的輸出端接有一個隔離二極體42。延時電容40接到集成電路反相器34的觸發端與地之間。當鍋爐內水位降到超低水位探測電極32以下時，超低水位延時控制部件的二極體整流裝置輸出亦轉為低電位，但需經延時電容40放電延時後集成電路反相器34的觸發端才能轉為低電位，反相後輸出高電位，使控制三極體38導通，達到停爐的目的。此超低水位延時控制部件31是在超低水位控制部件35失靈時才起作用的。
如圖3所示，這種鍋爐控制器的各水位探測電極的限流電阻15、20、28、41處皆可以串聯一個發光二極體47、5 1、50、43，用以指示鍋爐內的水位；此外高水位探測電極19、超高水位探測電極30和爐體A之間可以各並聯一個常開按鈕49、52，作為控制部件的檢測按鈕，低水位探測電極2，超低水位探測電極32上可以各串聯一個常閉按鈕46、44，作為控制部件的檢測按鈕。在超低水位控制部件35中的控制三極體38的基極和電源正極之間還可以接一個蒸汽超壓開關45，當鍋爐內蒸汽壓力超過規定值時，能啟動停爐控制繼電器J4自動停爐，以確保安全。圖中高水位控制部件中的繼電器J2用三極體48來替代，能達到同樣的效果。
圖4所示為一互補自激多諧振蕩發聲裝置，它可以附加到鍋爐控制器上，它的B、C、D三個輸入端與圖3中的B、C、D三個信號輸出端相接，在蒸汽超壓、超高水位或超低水位時能發出報警聲。由於控制器上B、C、D三點的信號電壓和阻抗都不相同，三種報警信號聲也就有明顯區別。
權利要求1.一種鍋爐控制器，包括直流電源、降壓變壓器(14)、水泵控制繼電器(J1)、低水位控制部件(8)、高水位控制部件(22)，其特徵在於所述的低水位控制部件(8)包括二極體整流裝置(3)、集成電路反相器(4)和開關三極體(9)(NPN型)，所述的二極體整流裝置(3)的輸入端與低水位探測電極(2)相接，二極體整流裝置(3)的輸出端與集成電路反相器(4)的觸發端相連，集成電路反相器(4)的輸出端與開關三極體(9)的基極相連，水泵控制繼電器(J1)的控制線圈(6)串連在開關三極體(9)的集電極迴路中；所述的高水位控制部件(22)包括二極體整流裝置(21)、集成電路反相器(23)、輸出三極體(11)(PNP型)和一高水位控制繼電器(J2)，所述的二極體整流裝置(2 1)的輸入端與高水位探測電極(19)相連，二級管整流裝置(21)的輸出端與集成電路反相器(23)的觸發端相連，集成電路反相器(23)的輸出端與輸出三極體(11)的基極相連，輸出三極體的集電極迴路中串聯高水位控制繼電器的線圈(12)，上述高水位控制繼電器的一個常閉觸點(7)串聯在開關三極體(9)的集電極迴路內，降壓變壓器(1 4)的次級線圈的一端(16)與控制部件的地端相接，並通過導流二極體(18)、限流電阻(15)、(20)與低水位探測電極(2)、高水位探測電極(19)相連接，次級線圈的另一端(1)接鍋爐爐體。
2.如權利要求1所述的鍋爐控制器，其特徵在於它還包括一超高水位控制部件(29)，此超高水位控制部件包括二極體整流裝置(27)、集成電路反相器(26)、輸出三極體(24)(PNP型)和控制繼電器(J3)，二極體整流裝置(27)的輸入端與超高水位探測電極(30)相連接，二極體整流裝置(27)的輸出端與集成電路反相器(26)的觸發端相連，集成電路反相器(26)的輸出端與輸出三極體(25)的基極相連，控制繼電器(J3)的線圈(25)串聯在輸出三極體(24)的集電極迴路中，控制繼電器的一個常閉觸點(13)串聯在所述的開關三極體(9)的集電極迴路中，超高水位探測電極(30)通過一限流電阻(28)接到導流二極體(18)上。
3.如權利要求1或2所述的鍋爐控制器，其特徵在於它還包括一超低水位控制部件(35)，此超低水位控制部件包括二極體整流裝置(36)集成電路反相器(37)、控制三極體(38)(NPN型)和停爐控制繼電器(J4)，二極體整流裝置(36)的輸入端與超低水位探測電極(32)相接，二極體整流裝置(36)的輸出端與集成電路反相器(37)的觸發端相連，集成電路反相器(37)的輸出端與控制三極體(38)的基極相連，停爐控制繼電器(J4)的線圈(39)串聯在控制三極體(38)的集電極迴路中，超低水位探測電極(32)通過一個限流電阻(41)和導流二極體(18)相連。
4.如權利要求3所述的鍋爐控制器，其特徵在於它還包括一個超低水位延時控制部件(31)，此超低水位延時控制部件包括二極體整流裝置(33)，延時電容(40)和集成電路反相器(34)，二極體整流裝置(33)的輸入端接到超低水位探測電極(32)上，二極體整流裝置(33)的輸出端與集成電路反相器(34)的觸發端相連，集成電路反相器(34)的輸出端接到超低水位控制部件中的控制三極體(38)的基極，延時電容(40)接在集成電路反相器(34)的觸發端與地之間。
5.如權利要求4所述的鍋爐控制器，其特徵在於各限流電阻(15)(20)、(28)、(41)處皆各串聯一個發光二極體(47)、(51)、(50)、(43)，在高水位探測電極(19)和超高水位探測電極(30)與爐體之間各並聯一個常開按鈕(49)、(52)，在低水位探測電極(2)和超低水位探測電極(32)上各串聯一個常閉按鈕(46)、(44)。
專利摘要鍋爐控制器,一種鍋爐水位的自動控制裝置,包括直流電源、降壓變壓器14、水泵控制繼電器J1和由二極體整流裝置、集成電路反相器、開關三極體,輸出三極體組成的低水位控制部件(8)和高水位控制部件22。使用導電極作傳感器,能根據鍋爐內水位的高低自動控制水泵停開,保持鍋爐內有合適的水位。並且導電極腐蝕很小,能長期工作。
文檔編號F22D5/00GK2282124SQ9622316
公開日1998年5月20日 申請日期1996年12月25日 優先權日1996年12月25日
發明者黃熊 申請人:黃熊