專利名稱：包括由電子電路保護的延時的鍋爐安全裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于工業(yè)鍋爐的安全裝置，該裝置包括連接成一種機電式安全鏈的若干繼電器，以及至少一個通常是開路并與所述機電式繼電器的其中之一并聯(lián)的分路繼電器，所述分路繼電器由一個自動控制器控制，以便在延時期間閉合。
本發(fā)明尤其適用于包括用于生產(chǎn)，例如水蒸汽或過熱水的氣體燃燒器的工業(yè)鍋爐。這些鍋爐都裝有安全裝置，所述安全裝置位于安裝在鍋爐上的一個或多個傳感器與一個或多個執(zhí)行機構(gòu)之間，并且當至少一個傳感器檢測出鍋爐工作不正常時，通過執(zhí)行機構(gòu)觸發(fā)鍋爐停止運轉(zhuǎn)。故障可能是過壓、低水位或與燃燒器火焰有關(guān)的問題。每個傳感器都是，例如壓敏開關(guān)，該傳感器在230伏下提供交流電流，以便使串聯(lián)在裝置安全鏈中的相應(yīng)的機電式繼電器保持閉合。安全鏈是一種包括多個機電式繼電器的電路，所述多個機電式繼電器串聯(lián)連接以便形成這樣一個電路，所述電路在正常工作時閉合，而在傳感器檢測出故障時開路。執(zhí)行機構(gòu)可以是，例如電磁閥，所述執(zhí)行機構(gòu)被設(shè)計成一旦不再由電源電路供電，就觸發(fā)鍋爐停止運轉(zhuǎn)。因此，安全裝置對每個傳感器都包括一個繼電器，所述繼電器通過相應(yīng)的電源電流保持閉合，并且當安全鏈閉路時將電力供給到執(zhí)行機構(gòu)。在不正常工作的情況下，傳感器之一停止提供其電流，以便使安全鏈開路，這斷開了來自執(zhí)行機構(gòu)的電力供給，以觸發(fā)鍋爐停止運行。
背景技術(shù)：
某些傳感器需每天進行測試，以確認在鍋爐出現(xiàn)故障情況下，測試中的傳感器使相應(yīng)的繼電器開路。這些測試是在運行期間進行的，并且相應(yīng)的繼電器必須開路，但不會引起鍋爐停止運行。因此，把通常是開路的分路繼電器與相應(yīng)于測試中傳感器的繼電器并聯(lián)連接。分路繼電器通過一個自動控制器閉路一預(yù)定的延時，以便當傳感器的繼電器在測試期間開路時，安全鏈保持閉路。測試壓敏開關(guān)在于，例如，臨時閉合一個將裝有壓敏開關(guān)的室隔離的隔離閥，并增加室中的壓力，以便確認當室中壓力增加時安全鏈中相應(yīng)的繼電器開路。在關(guān)閉隔離閥時，分路繼電器在延時持續(xù)期間被自動控制器閉合。壓力增加造成傳感器的繼電器開路，但安全鏈由于分路繼電器閉合而保持閉路。然后，打開隔離閥，以便通過使室返回常壓而終止測試。因此，返回傳感器環(huán)境中的常壓使傳感器的繼電器閉路。然后，通過自動控制器解除延時，所述自動控制器命令分路繼電器開路，所述分路繼電器開路相應(yīng)于返回到測試之前的原始狀態(tài)。
延時產(chǎn)生的一個問題是它們只受自動控制器管理。因此，自動控制器工作不正?？梢允拱踩溨械睦^電器在延時持續(xù)期間之外保持閉路。在這種情況下，相應(yīng)的傳感器被中斷，因為如果它檢測出故障，則由于其分路繼電器閉合，所以傳感器繼電器開路不會造成安全鏈開路。因此，安全裝置檢測不出這種不正常工作，這種情況構(gòu)成裝置安全運行的主要危險。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是彌補這些缺點。
為此，本發(fā)明在于提供一種用于鍋爐的安全裝置，所述裝置包括若干機電式繼電器和至少一個常開的分路繼電器，所述若干機電式繼電器串聯(lián)連接形成一種機電式安全鏈，而所述至少一個常開分路繼電器與所述機電式繼電器之一并聯(lián)連接并受自動控制器控制，以使其在延時持續(xù)期間閉合，所述裝置的特征在于所述分路繼電器具有一連接到電子電路上的觸頭，并且所述電子電路在所述分路繼電器閉合時間超過所述延時持續(xù)時間的情況下，控制串聯(lián)連接在安全鏈中的機電式繼電器開路。
在這種構(gòu)造情況下，延時通過電子電路和通過自動控制器管理，以便保證裝置令人滿意的安全水平。
在本發(fā)明的一個特定實施例中，一種用于工業(yè)鍋爐的安全裝置包括若干機電式繼電器，所述機電式繼電器串聯(lián)連接，以形成一個鍋爐執(zhí)行機構(gòu)的電源電路，并且所述繼電器之一由自動控制器控制，以便在接收延時開始指令時打開一段延時持續(xù)時間，所述裝置的特征在于一電子電路控制另一機電式繼電器，所述另一機電式繼電器也串聯(lián)在所述電源電路中，并在接收所述延時開始指令時使所述另一機電式繼電器開路所述延時持續(xù)時間。在這種安排下，還必須保證最少延時持續(xù)時間，如在投入使用之前所必須的最少初步清除持續(xù)時間。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，由電子電路控制的繼電器當用電子電路供電時閉合，否則開路。利用這種安排，在電子電路發(fā)生故障情況下，延時持續(xù)時間趨向于零，以便在這種情況下使安全鏈立即開路。這個特點進一步改善了延時管理系統(tǒng)的工作安全性。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，各繼電器和所述電子電路安裝在一個印刷電路板形式的支承件上。利用這種安排，安全裝置可以安裝在一個緊湊的系統(tǒng)中，該緊湊系統(tǒng)被封閉在一個室內(nèi)，所述室可以密封，以防操作人員改變其構(gòu)造。
在本發(fā)明的另一個特定實施例中，電子電路包括一個PAL電路。利用這種安排，電子電路可以用較低的費用生產(chǎn)。
下面將參照附圖更詳細地說明本發(fā)明，所述附圖作為非限制性實例示出本發(fā)明的一個實施例。


圖1是本發(fā)明的簡略示圖；圖2是本發(fā)明第一實施例的簡略示圖；圖3是本發(fā)明裝置的電子電路的簡略示圖；及圖4是本發(fā)明第二實施例的簡略示圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的安全裝置連接到至少一個傳感器PTn和至少一個執(zhí)行機構(gòu)EVm上。傳感器和執(zhí)行機構(gòu)一般安裝在工業(yè)鍋爐CHA中。在這個實例中，傳感器PTn是一種壓敏開關(guān)，它將電流In發(fā)送到安全裝置DS，在這個實例中，所述安全裝置DS被安裝在一個電氣設(shè)備柜AE中。當接收電流In時，安全裝置將一個第二電流Jm發(fā)送到執(zhí)行機構(gòu)EVm，以便使執(zhí)行機構(gòu)保持在正常工作位置，在這個實例中，所述執(zhí)行機構(gòu)EVm是一個電磁閥。如果未接收到電流In，則安全裝置DS命令繼電器使執(zhí)行機構(gòu)EVm的電源電路開路，以便切斷電流Jm并由此觸發(fā)鍋爐停止運行。電流In和Jm一般是230伏下的大功率交流電流。
圖2十分簡略地示出了安全裝置DS的構(gòu)造，它包括多個機電式繼電器REn，串聯(lián)連接以形成一個安全鏈CH1。每個繼電器REn都由一相應(yīng)傳感器PTn供給的相應(yīng)電流In保持閉合。安全鏈由此構(gòu)成一個電路，該電路在正常運行時閉路，而當任何傳感器PTn檢測出一個故障時就立即開路。為了能定期檢測傳感器，將一個常開分路繼電器RTn與傳感器的繼電器REn并聯(lián)連接。分路繼電器由一個自動控制器API控制，并從測試開始的一段延時持續(xù)時間內(nèi)閉合。延時持續(xù)時間例如最多為30秒。當操作人員通過關(guān)閉相應(yīng)隔離室CIn的隔離閥VIn并增加該室的壓力而測試壓敏開關(guān)PTn時，測試延時開始。隔離閥VIn一般裝備有一個電觸頭，所述電觸頭連接到自動控制器API上，以便閥VIn一關(guān)閉就立即命令分路繼電器RTn閉路。然后，分路繼電器在延時持續(xù)時間一結(jié)束就立即根據(jù)自動控制器的指令開路。在自動控制器或分路繼電器RTn工作不正常的情況下，分路繼電器可以保持閉合一段時間，該時間超過延時持續(xù)時間。在這種情況下，相應(yīng)的傳感器被終止，因為如果它檢測出故障，則由于它的分路繼電器閉合，所以使其繼電器開路將不會造成安全鏈開路。因此，這種不正常工作不能用安全鏈檢測出來，這種情況構(gòu)成安裝操作安全的主要危險。
根據(jù)本發(fā)明，由自動控制器API控制的分路繼電器RTn具有其延時，該延時由一個控制機電式繼電器RS的電子電路CEn保證(secured)，所述機電式繼電器RS與安全鏈CH1串聯(lián)，以便如果繼電器REn保持閉合一段超過延時持續(xù)時間的時間，使安全鏈CH1開路。電子電路具有一個輸入E，該輸入連接到分路繼電器RTn的一個觸頭上，以便當檢測出繼電器RTn閉合時，它立即觸發(fā)一個延時；如果繼電器RTn在延時結(jié)束時仍然閉合，則它命令繼電器RS開路。因此，電子電路CEn能與自動控制器API無關(guān)地并在檢測超過延時持續(xù)時間時觸發(fā)鍋爐停止運行。根據(jù)本發(fā)明，由自動控制器API所控制的延時通過電子電路CEn保證，以便在延時管理方面實現(xiàn)多種硬件冗余。
以上以保證相應(yīng)于傳感器測試的延時為實例對這個實施例進行了說明，但該實施例也可以同等地應(yīng)用于保證其它類似的延時。例如，在啟動順序期間，火焰?zhèn)鞲衅鹘?jīng)受一個類似的延時，因為它必須在從供氣到燃燒器開始最多5秒鐘內(nèi)檢測燃燒器火焰的存在，否則，必須使鍋爐或其起動器裝置安全。
電路CEm可以采取各種不同的形式，例如，用若干受邏輯集成電路控制的電容器或電阻器，以便根據(jù)使電容器充電的時間來計數(shù)延時持續(xù)時間。
圖3十分簡略地示出了電子電路CEn的一個實施例，它包括一個邏輯集成電路CIL，該集成電路具有一個輸入E和一個輸出S，所述輸入E連接分路繼電器RTn的一個觸頭，而所述輸出S用于如果輸入E供電一段超過延時的時間，則命令繼電器RS開路。所述邏輯集成電路連接到一個12伏直流電源上，并且還連接到一個電阻器R及電容器C1和C2上，用于控制電容器C1的充電，以便管理延時持續(xù)時間。在E處接收一個開始延時的指令時，邏輯集成電路開始電容器C1的充電。邏輯集成電路還具有一個輸入，所述輸入連接到電阻器R和電容器C1之間的一點V上，并且在電容器C1充電期間，當延時持續(xù)時間結(jié)束時該輸入改變狀態(tài)。因此，如果當延時結(jié)束時分路繼電器RTn仍然閉合，則邏輯集成電路的輸出S命令繼電器RS開路。
有利的是，邏輯集成電路SIL可以利用例如一個PAL電路來實現(xiàn)。PAL電路在12V下工作，并且以低成本在輸入通道和輸出道之間產(chǎn)生邏輯算子。它們通過用電“燃燒”它們永久成形。
更具體地說，如果繼電器RS由輸出S供電，則它閉路，否則開路，因此，電路CE的不正常工作觸發(fā)繼電器RS開路。因此，在電子電路中出現(xiàn)故障的情況下，延時持續(xù)時間趨向于零，以便在這種情況下即時使安全鏈開路。這個特點進一步改善了延時管理系統(tǒng)操作的安全。
在本發(fā)明的一個不同的實施例中，各種各樣的電子電路和繼電器在一個裝有若干支承件的室中以印刷電路板形式集中在一起，所述各種電子電路和繼電器焊接在印刷電路板上。這種室包括一個或多個印刷電路，形成電磁鏈的繼電器安裝在所述印刷電路上，其結(jié)果是各繼電器不是通過硬接線邏輯相互連接，而是通過印刷電路的導(dǎo)電跡線相互連接。因此，各電路可以形成一個緊湊的組件，所述緊湊的組件被包含在一個室中，該室可以密封，以防操作人員改變其構(gòu)造。有利的是，多個電路插入背板上的連接器中，所述背板還裝備有提供與傳感器和執(zhí)行機構(gòu)電氣連接的連接器。
所述種類鍋爐的啟動要經(jīng)過一個順序，所述順序也包括延時。例如，在鍋爐啟動之前，在完成初步清除燃燒室以便排空任何殘留的氣體之前，燃燒器一定不能點火。在初步清除順序完成之前，必須防止電磁閥打開供氣給燃燒器。這種啟動順序由一個自動控制器處理，所述自動控制器控制初步清除順序，以便在初步清除順序結(jié)束時命令供氣電磁閥電源電路的繼電器閉合。只是在相應(yīng)于初步清除的最少延時持續(xù)時間之后才命令繼電器閉合。自動控制器可以是基于微處理器的可編程自動控制器，或是一種裝有控制順序的伺服電機的“黑匣子”。
在保證安全鏈的一種類似方式中，本發(fā)明的裝置可以在其啟動順序中具有延時，所述延時由一個或多個電子電路保證。為了管理初步清除延時，圖4所示的自動控制器API管理一個延時，在這種情況下，所述延時是在它命令機電式鏈CA的繼電器REm閉合之前必須過去的最少持續(xù)時間。這里保證的鏈CA是一個執(zhí)行機構(gòu)EVm的電源電路，所述執(zhí)行機構(gòu)EVm是例如燃燒器供氣電磁閥。
根據(jù)本發(fā)明，把開始初步清除延時的指令并聯(lián)發(fā)送到自動控制器API和電子電路CEm中，所述初步清除延時在T處接收到。在接收指令開始延時時，電子電路CEm命令另一個機電式繼電器RS開路最少的持續(xù)時間。結(jié)果，在自動控制器造成繼電器REm過早閉合的不正常工作情況下，執(zhí)行機構(gòu)EVm不再供電，因為電源電路CA通過繼電器RS保持開路，所述繼電器RS受電子電路CEm控制。這里繼電器RS構(gòu)成一種啟動授權(quán)繼電器。
更具體地說，啟動順序包括構(gòu)成各繼電器必須運行的最少持續(xù)時間和最大持續(xù)時間的延時。因此，保證整個的這種啟動順序包括用多個電子電路來并行管理自動控制器的兩種類型的延時。
管理這種初步清除延時的電子電路CEm，可以是，例如圖3所示類型的電路，但受與上述不同的邏輯電路控制，所述初步清除延時是最少的持續(xù)時間。該電路使啟動授權(quán)繼電器RS在接收延時指令時保持開路，并在延時持續(xù)時間之后命令繼電器閉合。
更具體地說，繼電器RS當用輸出S供電時閉合和，否則開路，以便電路CE工作不正常觸發(fā)繼電器RS開路。因此，在電子電路有故障的情況下，延時持續(xù)時間趨向于無限大，以便阻止燃燒器在這種情況下起動。這個特點進一步改善了延時管理系統(tǒng)的操作安全性。
顯然，本發(fā)明的安全裝置通過在所述延時管理方面提供不同的冗余，提供了一種改善的安全延時管理系統(tǒng)的安全水平。
權(quán)利要求
1.一種用于工業(yè)鍋爐(CHA)的安全裝置，所述裝置包括機電式繼電器(REn，RS)和至少一個常開的分路繼電器(RTn)，所述機電式繼電器(REn，RS)串聯(lián)連接，以形成一機電式安全鏈(CH1)，而所述至少一個常開的分路繼電器(RTn)與所述機電式繼電器(REn)之一并聯(lián)，并受自動控制器(API)的控制，以便它閉路一段延時持續(xù)時間，所述安全裝置的特征在于所述分路繼電器(RTn)具有一連接到電子電路(CEn)上的觸頭，并且在所述機電式繼電器(RS)在所述分路繼電器(RTn)閉合一段超過所述延時持續(xù)時間的時間時，所述電子電路(CEn)控制一串聯(lián)連接在安全鏈中的機電式繼電器(RS)開路。
2.一種用于工業(yè)鍋爐(CHA)的安全裝置，所述裝置包括機電式繼電器(REm，RS)，所述機電式繼電器(REm，RS)串聯(lián)連接，以形成鍋爐執(zhí)行機構(gòu)(EVm)的電源電路(CA)，并且所述繼電器之一(REm)由一自動控制器控制，以便在接收延時開始指令時，開路一段延時持續(xù)時間，所述安全裝置的特征在于電子電路(CEm)控制也串聯(lián)在所述電源電路(CA)中的另一機電式繼電器(RS)并在接收所述延時開始指令時立即使所述另一機電式繼電器(RS)開路所述延時持續(xù)時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中當由電子電路供電時，所述由電子電路(CEn)控制的繼電器(RS)閉和，否則開路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的安全裝置，其中所述繼電器(REn，REm，RS)和所述電子電路(CEn，CEm)都安裝在一個印刷電路板形式的支承件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的安全裝置，其中所述電子電路(CEn，CEm)包括PAL電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于工業(yè)鍋爐(CHA)的安全裝置，所述安全裝置包括機電式繼電器(RE
文檔編號F23N5/20GK1522352SQ02813379
公開日2004年8月18日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月6日
發(fā)明者C·雅各勃格, C 雅各勃格 申請人:阿爾斯通瑞士有限公司