Устройство искрозащиты

 

Изобретение относится к электроснабжению угольной химической и других отраслей промышленности, где возможно образование взрывчатых пылеи газовоздушных смесей, и может быть использовано при создании искробеэопасных цепей управления , контроля сигнализации и связи освещения Цель изобретения повышение искробезопасной мощности Цель достига ется введением в устройство силовых транзисторов 10 и 11 зашунтированных диодами 8 и 9 в обратном направлении и включенных между входными и выходными клеммами Также введено два управляющих транзистора 14 и 15 шунтирующих управля ющие переходы транзисторов 10 и 11 Два резистора 12 и 13 - датчики тока включен ные в эмигтерную цепь силовых трянзисто ров и реагирующие на изменение тока нагрузки Устройстяо позволяет ьтабилизи ровать выходную мошносгь на 5 при передаче как сигналов синусоидальной так и прямоугольной формы повышающей величину искробезопасной мощности В аварийных ситуациях устройство отключает источник питания от нагрузки и автоматичр ски подключает его при снижении амплитуды питающих импу;ьсор до нуля npi исчезновении ав рииног ситуации 2 ил со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 F 9/00, Н 02 Н 7/00

ГОС УДАР СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4785797/07 (22) 25,01.90 (46) 30,12.91. Бюл. N. 48 (71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института

"Гипроуглеавтоматизация" (72) А.А.Новиков, А.П.Овсиенко и Н.И.Скляров (53) 621.316,925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 855846, кл. Е 21 F 9/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N. 1511436, кл, Е 21 F 9/00, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ИСКРОЗАЩИТЫ (57) Изобретение относится к электроснабжению угольной, химической и других отраслей промышленности, где возможно образование взрывчатых пыле- и газовоздушных смесей, и может быть использовано при создании искробезопасных цепей управления, контроля, сигнализации и связи, „„5U„„ 1701941 А1 освещения, Цель изобретения — повышение искробезопасной мощности. Цель достигается введением в устройство силовых транзисторов 10 и 11, зашунтированных диодами 8 и 9 в обратном направлении и включенных между входными и выходными клеммами. Также введено два управляющих транзистора 14 и 15, шунтирующих управляющие переходы транзисторов 10 и 11, Два резистора 12 и 13 — датчики тока, включенные в эмиттерную цепь силовых транзисторов и реагирующие на изменение тока нагрузки. Устройс во позволяет стабилизировать выходную мощность на нагрузке 5 при передаче как сигналов синусоидальной, так и прямоугольной формы, повышающей величину искробезопасной мощности. В аварийных ситуациях устройство отключает источник питания от нагруэKè и автоматически подключает его при снижении амплитуды питающих импульсов до нуля при исчезновении ав:-рийной ситуации. 2 ил.

1 7 01941

Изобретение относи гся к электротехнике и может быть использовано для питания электрических цепей в<> взрывоопасных средах HB предприятиях горной, нефтехимической и газовой промышленности,, Э

Цепь изобретения -- IQBI шение искробезопасной мощности, На фиг,1 изобра>ке 1а:-.лектрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2временные диаграммы работы устрОйства. 10 устройство содержит входные клеммы

1 и 2 и выходные клеммы 3 и 4, к которым подключена нагрузка 5 и цепь встречно-последовательно соединенных стабилитронов

5 и 7, Между входньп::и клем. ;ами последа- 15 вательно вкл>очены диоды 8., 9 зашунтированные силовь ми;ранBècòopBIIII 10 и 11

n — р-п-типа, причем аноды,циодов 8 и 9 подключены к axo

15 flsyl-ITIIpyloT переходы эми-тер-база транзисторов 10 и I1 и резисторы 12 и 13, поичем коллекторы транзисторов 14 и 15 соединены соответственно с базами тран- 25 зис1 оров 10 и 1 и I<>рез резисторы 1 б и 1 1 с ВыхОДными I

18-21 состоят из последовательно соединенных резистора и стабнпитрона, причем цепочки 18 и 19 соедин;-:..;,ы соответственно 30 катодами стабlflnèтро . Ов с выходными клеммами 3 и 4, а peB»II;IopB: « — с базами транзисторов 14 и 15 и анодами стабилитронов цепочек 20 и 21, резисTоры которых соединены с выходнь:ми;<леммами 3 и 4. 35

Конденсаторы 22 и 23 подключены параллельно Диодам 24 Il 25, аноды которых соединены соответственно с первой и второй входными клеммами, B катоды — с точкой соединения катода стабилитрона и резисто- 40 ра цепочек 20 и 21.

Устоой;Tao pBoorB

При поцаче на входные клеммы 1 и 2 (фиг,1) сигналов прямоугольной формы on- 45 ределенной амплитуд;., при которой HB нагрузке 5 выделяется искробезопасная мощность, транзистооы 10 и 11, поочередно

oTi

В случае повь.шения ампли гуды входного сигнала до уровня У l (:;,If.2,а), при котором мощность на нагрузке 5 выше искробезопасной, длительность открытого состояния транзистора 10 регулируется с помощью транзистора 14. В момент времени "0" (фиг.2,в) конденсатор 22 начнет заряжаться по кривой А, а транзистор 10 открыт и через него протекает ток нагрузки, При этом на нагрузке будет напряжение U>fl (фиг.2,с). В момент времени "3" конденсатор

22 зарядится до напряжения срабатывания стабилитрона цепочки 20 и транзистор 14 откроется, закрывая при этом транзистор

10. Ток в нагрузке прекращается и напряжение на выходе устройства исчезает(фиг.2,с), Конденсатор 23 в этот момент разряжен до уровня напряжения на диоде 25. Когда полярность входного сигнала изменится на противоположную, откроется транзистор 11 и начнет заряжаться конденсатор 23 до уровня пробоя стабилитрона цепочки 21 (фи г.2, в).

Б этот момент времени транзистор 15 открывается, шунтируя эмиттер-базовый переход транзистора 11, и он закрывается (фиг,2,c), Таким образом, на нагрузке формируется сигнал длительностью tul, меньшей, чем длительность входного сигнала, а между положительным и отрицательным импульсами напряжения на нагрузке возникает пауза tul, во время которой происходит деиониэаиия плазмы взрывоопасной смеси, При увеличении входного сигнала (фиг.2,а) до величины U2 конденсатор 22 начинает заряжаться до уровня пробоя стабилизатора цепочки 20 за более короткий промежуток времени (фиг.2,s) и транзистор

10 будет закрываться раньше, формируя при этом сигнал на нагрузке длительностью

tu, меньшей, чем tul (фиг,2,с), а пауза между импульсами увеличится. TBvoe автомати-;еское регулирование длительности импульсов и пауз приводит к тому, что средняя искробезопасная мощность до определенного уровня повышения входного сигнала будет постоянной величиной, При увеличении тока на|рузки выше предельной величины, определяемой условиями искробезопасности, на резисторах 12 (13) увеличивается падение напряжения до уровня срабатывания стабилитронов в цепочках 18 (19) и через эмиттер-базовые переходы транзистороь 14 (15) будет протекать TOI<. Транзисторы 14 (15), открываясь, шунтируют эмиттер-базовые переходы транзисторов 10 (11), которые. закрываясь, отключают нагрузку от источника пита .Ощего напряжения.

При аварийном снижении сопротивления нагрузки или повыше-:ии амплит,ды питающего напряжения откл;очение нагрузки

1701941 от источника происходит в момент появления аварийного режима и до конца полупериода питающего напряжения нагрузка будет отключена, что обеспечивает в этот промежуток времени безыскровую комму- 5 тацию на выходе устройства и благоприятные условия для рассеивания выделенной ранее коммутационной энергии. Все это повышает величину допустимой искробезопасной мощности, 10

Таким образом, предлагаемое устройство существенным образом отличается от известного тем, что исключается зависимость уставки тока отсечки от коэффициента усиления транзисторов (ток базы 15 выбирается из расчета минимального коэффициента усиления данного тип- транзи,— стора и необходимого номинального тока нагрузки), Ток отсечки зависит только от разброса величины сопротивления резисто- 20 ров-датчиков 12 (13) тока в цепи эмиттера силового транзистора, что позволяет увеличить искробезопасную мощность.

Устройство стабилизирует энергию импульса при изменении напряжения питания 25 как при синусоидальной форме сигнала, так и при прямоугольной, повышающей допустимую величину искробезопасной мощности.

Таким образом, повышение искробезо- 30 пасной мощности по сравнению с известным устройством достигается также за счет того, что можно увеличить уставку по току отсечки за счет введения паузы между импульсами выходного напряжения, которая 35 автоматически регулируется в зависимости от тока нагрузки и амплитуды входного напряжения.

Формула изобретения

Устоойство искрозащиты, содержащее два резистора, первые выводы которых соединены соответственно с второй и первой входными клеммами, первый диод, анод когорого соединен с первой входной, а катод — с первой выходной клеммами, второй диод, анод которого соединен с второй входной, а катод — с второй выходной клеммами, четыре цепочки из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, первые две из которых соединены катодами стабилитронов соответственно с первой и второй выходными клеммами, четыре транзистора

n— - р — n-проводимости. первые два из которых коллекторами соединены соответственно с первой и второй выходными клеммами, а базами — с коллекторами третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых соединены соответственно с первой и второй входными клеммами, а базы — с резисторами первой v. второй цепочек, два встречно-последовательно соединенных стабилитрона, катодами соединенных соответственно с первой и второй выходными клеммами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности, в него введены третий и четвертый диоды, два конденсатора и третий и четвертый резисторы, при этом аноды указанных диодов соединены соответственно с первыми выводами первого vi второго резисторов и конденсаторов. а катоды -- с другими Bblводами конденсаторов L1 точками соединения катода стабилитрона и резистора третьей и четвертой цепочек, в которых аноды стабилитронов ".îåäèíåíû соответственно с базами третьего и четвертого транзисторов. другие выводь. резисторов

ЭТИХ ЦЕПОЧЕК вЂ” С ВтОРОй Pl ПЕРВОЙ ВЫХОДНЫМИ кгеммами и первыми выводами..и третьего и четвертого резисторов, другие выводы которых соединены соответственн з с базами первого p. BTopof.o транзисто.;.38 а вторые выводы первого и второго резисторов подключены к э иттерам соответственно первого и второго транзисTopoB.

1701941

Составитель К, Шилан

Редактор Н, Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор H. Ревская

Заказ 4522 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101