Устройство искробезопасной коммутации рудничных электрических цепей

 

Изобретение относится к электротехнике . Устройство содержит источник 1 питания , два резистора 2, 5, нагрузку 3, транзистор 4, переключатель 6. Цель - повышение надежности искробезопасной коммутации 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ" (21) 4842814/03 (22) 27.06.90 (46) 15.06,92, Бюл. ¹ 22 (71) Государственный макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) П.B,Ëàïïà, В.П,Колосюк, B.П,Коптиков, В.C.Çàìæèöêèé, А.В.Кошман, B,С,Файнштейн и О,Г,Волтунов (53) 621,311.69(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1003231, кл. E 21 F 9/00, 1983, Авторское свидетельство СССР

N 1367792, кл. E 21 F 9/00, 1985.

„„5U „„1740694 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ИСКРОБЕЗОПАСНОЙ

КОММУТАЦИИ РУДНИЧНЬИ.ЭЛЕКТРИЧЕ- СКИХ ЦЕПЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике. Устройство содержит источник 1 питания. два резистора 2, 5; нагрузку 3, транзистор 4, переключатель 6. Цель — повышение надежности искробезопасной коммутации, 1 ил.

1740694

Недостатком известного устройства является невысокая надежность обеспечения искробезопасности режимов коммутации, 5 так как существует возможность одновременного срабатывания контактов обоих коммутирующих устройств, что может привести к коммутации параллельными контактами токов нагрузки, достаточных для

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на предприятиях со взрывоопасной атмосферой, в частности на предприятиях горной, нефтехимической и газовой промышленности в рудничных взрывозащищенных устройствах электропитания.

Известен генератор, в котором искробезопасность коммутации источника питания достигается введением в силовую цепь транзисторного ключа. Механические контакты выключателя введены в базовую цепь транзисторного ключа, малые токи которой не воспламеняют взрывоопасную смесь, Недостатком известного технического решения является невозможность отклю ить источник питания в случае пробоя транзисторного ключа. Кроме того, для реализации устройства необходима дополнительная группа контактов, подсоединенная параллельно первой группе контактов дополнлтельного выключателя.

Наиболее близким к изобретению является устройство для искробезопасной комму...->ции нагрузки, подключенной к источнику питания, содержащее источник постоянного тока, транзистор, резистор смещения, базовый резистор и дополнительные коммутиру ощие устройства, Параллельно соединенные замыкающие контакты этих кОМмутирующих устройств включены между положительным выводом источника постояннОГО TQKG и коллектором транзистора, а последовательно соединенные замыкающие контакты коммутирующих устройств включены последовательно между коллектором транзистора и резистором смещения.

При включении любого из коммутирующих устройств замыкаются один из параллельно соединенных и один из последовательно соединенных контактов, Напряжение от источника питания подается на коллектор транзисторного ключа, который остается запертым, При включении второго коммутирующего устройства замыкается второй последовательно соединенный контакт и через резистор смещения на базу подается отпирающее напряжение.

Транзисторный ключ отпирается и нагрузка подсоединяется к источнику, воспламенения взрывоопасной смеси, т,е, нарушению искробезопасности устройства.

Цель изобретения — повышение надежности искробезопасной коммутации.

5 Поставленная цель достигается тем, что устройство искробезопасной коммутации рудничных электрических цепей, содер>кащее транзистор, эмиттер которого подключен к первому выводу нагрузки, к второму

10 выводу которой подключена о-рицательная шина источника питания, два резистора, первые выводы которых обьединены, снабжено четырехполюсным трехпозиционным галетным переключателем, подвижные кон15 такты первого, третьего и четвертого полюсов которого обьединены и подключены к коллектору транзистора, база которого подключена к первым выводам резисторов, а второй вывод первого резистора подключен

20 к подвижному контакту второго полюса галетного переключателя, третий неподвижный вывод первого полюса и второй и третий неподвижный вывод четвертого nonIoca обьединены и подключены к положи25 тельной шине источника питания, к отрицательной шине которого подключен второй вывод второго резистора, а третий вывод второго полюса галетного переключателя и второй и Третий выводы третьего

30 полюса так>ке обьединены, На чертеже представлена принципиальíà" электрическая схема устройства искробезонасной коммутации, Устройство содержит источник 1 пита35 ния. соединенный отрицательной шиной с вторым выводом резистора 2 и первым выводом нагрузки 3, транзистор 4 и-р-и проводимости, подключенный эмиттером к второму выводу нагрузки, а базой — к пер40 вым выводам резистора 2 и резистора 5, четырехполюсный трехпозиционный галетный переключатель б, у которого подвижные контакты 6.1, 6.3 и 6.4 соответственно первого, третьего и четвертого полюсов объ45 единены и подключены к коллектору транзистора 4, а третий неподвижный вывод

6.1.3 первого полюса и второй 6.4.2 и третий

6.4.3 неподвижные выводы четвертого полюса соединены.с положительной шиной ис50 точника 1 питания. подвижный контакт 6,2 второго полюса соединен с вторым выводом резистора 5, а третий неподвижный вывод

6,2.3 второго полюса, второй 6,3.2 и третий

".3.3 неподвижные выводы третьего полюса

5 обьединены.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении, как показано на чертеже, подвижные контакты переключателя 6 контактируют с неподвижными выво-. l740694 дами 6,1.1, 6.2.1 и 6.3.1 и 6.4.1 соответственно,. При этом цепь между коллектором и положительным выводом источника 1 питания гальванически разорвана, цепь резистора 5 отключена от цепи коллектора транзистора 4 и база транзистора через резистор 2 подключена к отрицательной шине источника 1. TpBHSMGTop 4 закрыт, и нагрузка 3 обесточена.

При совмещении подвижных контактов переключателя 6 с неподвижными выводами 6.1.2, 6,2.2. 6.3.2 6.4.2 на коллектор транзистора 4 подается положительный потенциал по цепи: "плюс" источника 1 — неподвижный вывод 6.4.2 — подвижный контакт 6.4 — коллектор транзистора 4. Одновременно замыкается цепь: коллектор транзистора 4 — подвижный контакт 6.3— неподвижный вывод 6,3Л вЂ” неподвижный вывод 6.2.3. Однако ме>кду неподвижным выводом 6.2.3 и подвижным контактом 6.2 пока еще существует гальванический разрыв, на резистор 5 положительный потенциал не подается, и транзистор 4 закрыт.

Через нагрузку 3 ток не протекает.

При совмещении подви>кных KQHTBKTQB переключателя б с неподвижными выводами 6,1.3, 6.2.3, 6.3.3, 6.4.3 замыкается цепь: коллектор транзистора 4 — подвижный контакт 6,3 — неподвижный вывод 6.3.3 — неподвижный вывод 6.2.3 — подвижный контакт

6,2 — резистор 5 — база транзистора 4. Транзистор 4 открывается и через нагрузку 3 протекает ток. Искробезопасность цепи:

"плюс" источника 1 — неподвижный вывод

6.4.2 — подвижный контакт 6.4 — подвижный контакт 6.3 — неподвижный вывод 6,2.3— подвижный контакт 6.2 — резистор 5 — резистор 2 — "минус" источника 1, осуществляется за счет выбора сопротивления резисторов 2 и 5, т.е. за счет ограничения базового тока транзистора 4 до искробезопасного. Так как транзистор 4 открывается за единицы микросекунд, то коммутация нагрузки происходит без воспламенения взрывчатой газовой смеси (время формирования минимального ядра пламени для метановоздушной смесл составляет 100 мкс, для водородовоздушной — 10 мкс, типовое время отключения транзлсторов КТ827

0,5 мкс).

Процесс отключения нагрузки происходит следующим образом, При совмещении подвижных контактов

6,1, 6.2, 6,3, 6.4 переключателя с неподвижными выводами 6,1,2; 6,2,2, 6.3.2 и 6,4.2 разрывается цепь: "плюс" источника 1 неподвижный вывод 6.4.2 — подвижный контакт 6,4 — коллектор транзистора 4 — по20

30 дежно обеспечивается искробезопасность гии от нагрузки.

50

5

10 движный контакт 6.3 — неподвижный вывод

6.3.2 — неподвижный вывод 6.2.3 — подвижный контакт 6,2 (место разрыва) — резистор

5 — резистор 2 — "минус". источника 1, Транзистор 4 запирается, так как база оказывается подсоединенной через резистор 2 к отрицательной шине источника. Прекращается протекание -.îêà через нагрузку 3. Таким образом, за время выключения транзистора 4(для транзистора КТ827 типовое время отключения 4 мкс) осуществляется отключение нагрузки.

Одновременно разрывается цепь:

"плюс" источ ик- 1 — подвижный вывод

6.1.3 — подвижный контакт 6,1 (место разрыва) — коллектор транзистора 4. Однако на коллекторе транзистора 4 сохраняется потенциал, равный напряжению источника 1, т.е. нагрузка отключена, но гальванически еще не отсоединена от источника 1. После перевода подвижных контактов 6.1, 6.2, 6,3 и 6.4 переключателя в положение 6.1.1, 6.2.1, 6.3.1, б.л.1 цепь коллектора транзистора 4 отсоединяется от источника 1 (место разрыва — неподвижный вывод 6.4,2 — подвижный контакт 6,4), т,е, осуществляется гальванический разрыв обесточенной цепи, так как ранее цепь нагрузки 3 была отключена транзистором 4. Таким образом, нанормально искрящего контакта и гальваническое отключение источника опасной знерФормула изобретения

Устройство искробезопасной коммутации рудничных электрических цепей, содержащее транзистор, змиттер которого подключен к первому-выводу нагрузки, к второму выводу которой подключена отрицательная шина источника питания и два резистора, первые выводы которых обьединены, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности искробезопасной коммутации, устройство снабжено четырехполюсным тоехпозиционным галетным переключателем, подвижные контакты первого, третьего и четвертого полюсов которого обьединены и подключены к коллектору транзистора, база которо о подключена к первым выводам резисторов, а второй вывод первого резистора подключен к подвижному контакту второго полюса галетного переключателя, третий неподвижный вывод первого полюса и второй и третий неподвижный вывод четвертого полюса обьединены и подключены к положительной шине источника питания, к отрицательной шине которого подключен

1740694

Составитель В, Файнштейн

Редактор M. Келемеш Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 2064 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 второй вывод второго резистора. а третий вывод второго полЮса галетного переключателя и второй и третий выводы третьего полюса также обьединены.