Регулятор концентрации озона Советский патент 1982 года по МПК G05D21/02 

(54) РЕГУЛЯТОР КОНЦЕНТРАЦИИ ОЗОНА

Изобретение относнтся к автомат ческому регулированию, .а именно к уст ройствам позволяющим регулировать концентрацию озона на выходе озонатора путем изменения электрического режима работы озонатора, и может быть использовано в ряде химических производств, использующих озон.. Известен регулятор концентрации озо; на, содержащий источник питания,. служа щий для создания электрического разряда в рзонаторе 1 1 Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является регулятор, содержащий управляющий элемент, связанный с последовательно соединенным управляемым генератором импульсов, инвертором тока и озонатором 2 . Недостатком данного регулятора яьляется то, что при повыщении частоты питающего озонатора напряжения регулирование концентрации становится неэффективным - рост концентрации озона заметно отстает от роста частоты (т.е. при регулирования.концентрации озона путем изменения частоты питающего озонатора напряжения невозможно обеспе- . чить линейность регулирования концентрации озона, а в определенном диапазоне частот концентрация озона с ростом частот падает). Это связано с тем, что с ростом частоты все большая часть мощности электрического разряда в озонаторе расходуется на разложение озона; Когда части мощности электрического разрада в озонаторе, расходуемые на электросинтез и разложение озона, оказываются равными друг другу, рост концентрации озона на выходе озонатора прекращается. Дальнейшее увеличение частоты приводит к -снижению концен- трации озона. Цель изобретения - повышение надеж|ности регулятора концентрации озона путем получения на выходе озонатора линейного закона изменения концентрации озона. Поставленная цепь достигается тем, что устройство, соцержащее управляющий элемент и последовательно соединенные управляемый генератор импульсов, инвертор тока и озонатор, содержит формирователь прймруголЫаого напряжения, датчик в задатчик концентрации озона, двухконтактный переключатель и блок сравнен|1я, входы которого подключены соответственно к датчику и задатчику концентрации озона, а выход через формирователь прямоугольного напряжения к одному контакту двухконтактного пере , ключателя, другой контакт которого связан с выходом управляющей) элемента. На фиг. 1 представлен предлагаемый регулятор; на фиг, 2 - временная диаграмма его работы.. Регулятор содерйсит систему 1 воэДУХОПОДГОТОВ.КИ, необходимую для снижения содержаний паров воды в используемом воздухе и присоединенную к озона тору 2. Инвертор тока (источ ник питания ) 3, также присоединенный к озонатору 2, служит для создания электрического разряда в озонаторе. К выходу озонатора 2 присоединен датчик 4 концентрации озона в озоно-воздущной смеси, выход которого присоединен к одном из входов блока сравнения 5. К другому входу блока сравнения 5 присоединен аадатчик 6 концентрации озона, на выходе которого формируется сигнал, соответствующий требуемому уровню концентрации озона. Выход блока сравнения 5 подключен ко входу формирователя 7 прямоугол ного напряжения (генератора) с регулиру емой скважностью. К выходу двухпозиционного переключателя 8подключен вход управляемого . генератора 9 импульсов управления ин, вертором . двум контактам переключателя 8 подключены выход генерато ра 7 и выход управляющего элемента 10, позволяющего плавно регулировать частоту следования импульсов управления инвертором выходе генерато ра 9. Устройство работает следующим обра зом. В режиме регулирования концентрации озона посредством чйстртной модуляции последовательности импульсов управления инвертором на выходе генератора 7 формируется управляющее напряжение прямоугольной формы. В течение периода регулирования Т высокий потенциал на выходе генератора 7 поддерживается в течение промежутка времени С, , а низкий потенциал - в течение промежутка времени - .Tj. Скважность 3 { Q - - ) прямоугольного .управляющего напряжения изменяется пропорционально сигналу с выхода блока 5. Через контакты перегслючателя 8 управляющее напряжение с выхода генератора 7 поступает на вход генератора 9. Если на входе генератора 9 высокий потенциал, то на его выходе формируется последовательность импульсов управления инвертором с периодом , . При этом : мощность электрического разргзда равна Р (см. фиг. 2). Если на ,входе гене- patopa 9 низкий потенциал, : то на его выходе форм1фуется последовательность импульсов управления силовым инвертором с периодом Сз. , а мощность электрического разряда в озонаторе равна p,j, причем;;. Концентрация озона на выходе озонатора прямо пропорциональна средней MOIUHOOти озонатора R- за период регул фова- ния Т Средняя мощность электрического разряда F линейно изменяется при регулировании скважности Q управляющего прямоугольного напр51жения следующим образом .Pcp--PjtbO- i)+d., где - скважность прямоугольного напряжения генератора -Qг Таким образом, изменяя скважность прямоугольного напряжения, можно регулировать концентрацию озона на выходе озонатора. Например, при уменьшении концентрации озона на выходе озонатора 2 уменьщается уровень сигнала на выходе измерителя 4 и на выходе блока сравнения 5 формируется уровень нагпряжения пропорциональный разности сигналов, соответствующий действительному и требуемому уровням концентрации озона. Напряжение с выхода блока сравнения 5 управляет работой генератора 7 пр5Ш оугольного напряжения с регулируемой скважностью. В данном происходит уменьщение скважности управляющего прямоугольного напряжения, что приводит к увеличению средней мощности электрического разряда в озонаторе, и следовательно, и концентрации озона. Уменьшение скважности управл5пощего прямоугольного напряжения происходит до тех пор, пока уровень сигналов на выходе блоков 6 и 4 не ока жутся равными друг другу. В режиме обычного частотного регулирования концентрации озона напряжение на выходе блока 1О через контакты переключателей 8 поступает на вход управляемого генератора 9 импульсов управления инвертором тока. Увеличение напряжения на выходе блока 10 приводит к увеличению частоты следования импульсов управления инвертором ;тока, а. следовательно, к увеличению мощности электрического, разряда в озонаторе и увеличению конпентрации озона. Частотное регулирование концентрации озона осуществляется озонатором. Переход от частотного регулирования Концентрации озона к регулированию поЬредством частотной модуляции последовательности импульсов управления инвертором тока производится оператором озонаторной установки в зависимости от условий- протекания технологического процесса.в котором используется озон. Например, это бывает необходимо при и пользовании озона в процессе флотации, Ьбогащения руд редкоземельных металлов..: Прямо пропорциональная зависимость между скважностью управл5пощего напря жения игконцентрацией рзона на выходе озонатора подтверждена э кспериментально в результате проведенных исследований .и лабораторных испытаний. . Таким образом, предлагаемый регуля тор озона позволяет значительно повысить надежность работы схемы путем получения линейного закона изменения концентрации озона, причем регулирование концентрации озона возможно как посредством частотной модуляции последовательности импульсов управления силовым инвертором, так и путем обычного частотного регулирования. Формула из обр 8 т е н Регулятор концентрации озона, содержа щий управляющий элемент и последовательно соединенные управляемый генератор импульсов, инвертор тока и озонатор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, он содержит формирователь npsiMoyironbного напряжения, датчик и задатчик концентрации озона, двухпозиционный переключатель и блок сравнения, входы которого подключены соответственно к датчику и задатчику концентрации озона, а выход через формирователь прямоугольного напряжения -. к одному контакту двухпозиционного переключателя, другой контакт которого связан, с выходом управляющего элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1..Патент Швейцарии, № 526473, кл. G051) 21/О2, 1978. 2. Habernickel J.V. Spezlele Копstruktionen von Ozonosatpreh elektronarme international, 28 (1970), 12, S. 7O4-709 (прототип). ,

TL

э -tUlllflflO Я М fl flJ

/

Pf

-

фа. г

Гг

Ji