автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизации параметров и режимов работы электролизно-водных генераторов работающих в агрессивных средах

На правах рукописи

003469594

ТИКАНОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

Автоматизация параметров и режимов работы электролизно-водпых генераторов работающих в агрессивных средах

Специальность 05.13.06 -Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (легкая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 г;: г.

Москва - 2009

003469594

Работа выполнена на кафедре информационных систем и технического сервиса Института государственного управления, права и инновационных технологий и кафедре автоматики МГУДТ.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Феоктистов Николай Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Прокопенко Анатолий Константинович кандидат технических наук, доцент Теодорович Наталья Николаевна

Ведущая организация: Московское производственное объединение «Гидромаш».

Защита состоится « час. мин. на

заседании диссертационного совета Д 212.144.03 при Московском государственном университете дизайна и технологии.

Адрес: 117997, г. Москва, ул. Садовническая 33, ауд. 156

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета дизайна и технологии.

Автореферат разослан

№ » "ил^си.Л 2ОС0Г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Андреенков Е.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Возможность и целесообразность использования электролюно-водных генераторов в технологии газопламенной обработки материалов и, в частности, для сварки и пайки металлов обсуждается в научной и технической литературе с конца прошлого века. Интерес к данному направлению связан с тем, что горючим материалом в установках на базе электролизно-водных генераторов является не органический материал (ацетилен, пропан, бензин и др.), а кислородно-водородная смесь, получаемая путем электролитического разложения воды. В технологическом процессе практически за исключением случаев использования органических горючих материалов в качестве добавок для изменения характера пламени (окислительный, восстановительный, нейтральный) исключается использование органических горючих материалов, применение которых в пожароопасных и загрязненных средах требует особых мер безопасности. Кроме того, цена на эти органические материалы постоянно растет. Следует отметить и улучшение экологической обстановки в месте проведения паяльно-сварочных работ, поскольку в процессе горения образуются лишь пары воды. Учитывая, что химическая активность среды характерна для многих процессов бытового обслуживания-в жидкостных процессах обработки изделий, на участках подготовки и жидкостной обработки кожевенного сырья, химическая активность жидкостей вынуждает изготавливать аппараты из нержавеющих материалов и средства автоматики выносят в отдельные помещения, кроме того в коммунальном хозяйстве приходится выполнять ремонтные работы в стесненных условиях-в помещениях малого объема, в текстильном производстве при большой запыленности производственных помещений взвешенными частицами отходов производства. Известны случаи реализации технологических установок от стационарных до переносных и миниатюрных вариантов, где электролизер совмещен конструктивно с газовой горелкой. Однако, судя по числу научных и

практических публикаций, наиболее востребованными являются переносные и передвижные установки мощностью в несколько киловатт. С помощью установок на базе электролизно-водных генераторов можно не только производить все виды работ, которые осуществляются на обычном газосварочном оборудовании, но и значительно продвинуться в область, где необходимо сочетание высоких температур (в факеле такого пламени зафиксированы температуры более 3000°С) и микроминиатюрности размеров активной зоны. Особенность использования электролизно-водного генератора в составе газопламенной установки для производства паялыю-сварочных работ состоит в том, что, во-первых, режим его работы должен легко и в широких пределах перестраиваться и, во-вторых, осуществляться это должно с помощью горелки, которая может находиться на большом расстоянии (обычно 5-10 м) от генератора. Если к сказанному добавить, что, во-первых, мы имеем дело с газовой смесью, отличающейся чрезвычайно высокой взрывоопасностью и, во-вторых, рабочей жидкостью электролизера является концентрированный раствор щелочи (КОН или ЫаОН), то приходим к выводу, что электролизно-водный генератор для производства паяльно-сварочных работ должен быть оснащен весьма сложной и надежной системой защиты и автоматического регулирования, включающего ряд датчиков состояния электролизера и газотранспортной системы в целом (температура, давление, взрывоопасность и др.). Последнее обстоятельство ограничивает использование этого сравнительно дешевого и простого способа получения пламени для локального нагрева при пайке и сварке. Для обеспечения более широкого использования смеси в обычных условиях возникает необходимость исследования и разработки эффективных методов и средств защиты и управления электролизно-водным генератором, обеспечивающих достаточную безопасность работы и охраны окружающей среды при длительной эксплуатации, стабильность и автоматическую регулировку параметров пламени.

При использовании кислородно-водородной смеси в промышленных и бытовых условиях, особенно в условиях загрязненности и трудностями соблюдения мер безопасности (шерстяные и другие возгораемые материалы, пух, пожароопасные примеси в составе воздуха, отсутствие соответствующей вентиляции и т.д.) возникают задачи по исследованию и разработке эффективных методов и средств управления и защиты электротехнологических установок на базе электролизно-водных генераторов, обеспечивающих надежность, безопасность их работы и охрану окружающей среды. Наряду с этими требованиями возникает необходимость в стабильности и автоматической регулировке параметров пламени, увеличения мощности и производительности ЭВГ, снижении уровня радиопомех, возникающих при регулировании и коммутации силовых полупроводниковых элементов в установках при увеличешш мощности. Решение этих задач позволило бы расширить спектр применения ЭВГ во многих областях (ремонт холодильного оборудования, автосервис, ремонт ювелирных изделий, при производстве товаров народного потребления, в стоматологии, ремонт труб в коммунальном хозяйстве и так далее), обеспечило бы возможность автоматизации технологических процессов при сварке и пайке.

Целью работы является исследование и повышение качества и надежности разработанных систем автоматизации поддержания заданных параметров и процессов работы электротехнологических установок большой мощности на базе электролизно-водного генератора кислородно-водородной смеси газов.

Методы исследований основаны на анализе и синтезе структурных схем генераторов кислородно-водородной смеси классическим методом, физическом и математическом моделировании систем автоматизации.

Научная новизна. На основании проведенных исследований впервые составлена структурная схема ЭВГ с двухуровневой газотранспортной системой, разработана новая и обширная система датчиков для контроля параметров с целью осуществления автоматизации управления процессом

производства газовой смеси и ббеспечения защиты оборудования при нарушении технологического процесса и агрессивных производственных условий, впервые предложено применение трехфазных вариантов схем тиристорного управления и защиты с применением микроЭВМ для установок большой мощности. Разработаны методики анализа схем управления и проектирования ЭВГ большой мощности.

Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в разработке более совершенных и эффективных методов и средств автоматизации контроля и управления режимами ЭВГ, установок на его основе, исследовании и разработке систем управления и защиты установок средней и большой мощности применительно к производству товаров народного потребления, автосервису и ремонту бытовой техники, в условиях, связанных с трудностями обеспечения мер безопасности.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Принципы построения средств контроля параметров ЭВГ и защиты элементов электрооборудования в эксплуатационных и аварийных режимах.

2. Принципы совмещения функций регулирования, коммутации и защиты ЭВГ схемными решениями с использованием одних и тех же элементов полупроводниковой электроники.

3. Разработана новая система управления, контроля и защиты электролизно-водных установок большой мощности с применением микроЭВМ.

4. Методики проектирования элементов электрооборудования ЭВГ, которые могут быть использованы при построении конструкции электролизера.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на VIII межвузовской научной конференции «Современные средства управления бытовой техникой» (2006 г.).

Результаты исследований использованы при разработке лабораторных работ курса «Основы функционирования систем сервиса» в ИГУПИТ, а также в МПО «Гидромаш».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка литературы, включающего 42 наименования и приложения. Работа изложена на 133 страницах текста, содержит 57 рисунков, 14 таблиц, а также результатов практического внедрения научных результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

- Во введении обоснована актуальность цель и основные задачи исследования.

В первой главе показано общее состояние исследований и разработок в области создания и применения электролизно-водных генераторов, их использования для сварки и пайки.

Эффективность первого этапа - электрохимического разложения воды — в значительной мере определяется конструктивными решениями, которые были приняты при реализации электролизера. Показано, что применительно к электролизно-водным генераторам для сварки и пайки, используется, как правило, электролизеры биполярного типа, где каждый из параллельно расположенных и соединенных в одну конструкцию рамами через изолирующие и уплотняющие прокладки электродов выполняет функцию анода и катода одновременно. Предпочтение биполярной конструкции в сравнении с однополярной, когда каждый электрод является или только анодом, или только катодом, связано со значительным упрощением конструкции и улучшением массо-габаритных показателей. Однако, это одновременно усложняет технологию вывода газа при необходимости организации раздельного вывода продуктов электролиза воды - кислорода и водорода. Эта проблема снимается, если в результате электролиза воды достаточно получить кислородно-водородную смесь (2Н2+Ог)- Но в этом случае очень остро встает другая проблема - проблема обеспечения взрывобезопасности. Процесс газовыделения в электролизере однозначно

связан с величиной протекающего тока законом Фарадея. Откуда, с точки зрения эффективности работы электролизера (которую можно оценить как отношение потребляемой мощности к массе установки) целесообразно увеличивать потребляемую мощность за счет увеличения плотности тока через активную площадь электродов (без увеличения их общей площади).

Однако, как следует из литературных источников, здесь существуют ограничения, связанные с физикой процесса электролиза, и преодоление которых лишь в некоторой степени может быть достигнуто выбором материала электродов.

Следующим весьма ответственным этапом в технологии получения горючей смеси газов является вывод продуктов электролиза (Н2 и 02) из межэлектродного пространства и накопление их в некоторой емкости, откуда затем, газ должен поступать в газотранспортную систему электролизно-водного генератора. Основной проблемой на этом этапе является заполнение пузырьками газа межэлекгродного пространства и, как следствие, уменьшение активной площади электродов и увеличение межэлектродного сопротивления. В решении этой проблемы идут по пути усложнения конструкции электродов и использования принудительной циркуляции электролита в электролизере. И то и другое, однако, в конечном счете, значительно усложняет конструкцию аппарата в целом и не дает существенного, повышения его энергетической эффективности.

Процесс электролиза связан с выделением большого количества тепла, что требует использования системы эффективного охлаждения. Охлаждение реализуют, в большинстве случаев, с помощью вентиляторов, создающих воздушный поток на внешней стороне электролизера, которая имеет развитую поверхность и на которую направлен тепловой поток из активной зоны электролизера посредством теплопроводности электродов. В системы с принудительной циркуляцией электролита для этих же целей встраивают теплообменник. Иногда для охлаждения электролизера его погружают в бак с охлаждающей жидкостью. Из электролизера газовая смесь нагретая до весьма

высокой температуры (~ 80°С и выше), насыщенная парами воды и содержащая некоторое количество щелочи поступает в газотранспортную систему, где смесь доводится до кондиции и направляется в горелку. В электролизере, таким образом, уровень электролита в процессе работы понижается и концентрация щелочного раствора повышается. Для восстановления оптимального режима работы электролизера, который был нарушен вследствие изменения активной площади электродов (изменяется плотность тока) и проводимости электролита в электролизер вручную или автоматически, периодически или квазипостоянно добавляют дистиллированную воду и некоторое количество щелочи. Из изложенного выше следует, что в газотранспортную систему поступает газовая смесь не пригодная для использования в технологическом процессе газовой сварки и пайки. Поэтому в состав газотранспортной системы электролизно-водного генератора входят ряд устройств, назначение которых - доведение рабочей смеси газов до необходимого состава. Эта готовая горючая газовая смесь под давлением ~ 105 Па, которая необходима по условиям технологии сварки и пайки, поступает в горелку. Заметим, что указанная выше величина давления оптимальна для процессов сварки и пайки и далеко не оптимальна для процесса электролиза, где целесообразно использовать давление существенно более высокое (~ 106 Па).

Технологические процессы газовой сварки и пайки сопровождаются частым возникновением так называемого «обратного удара», т.е. взрыва газовой смеси, который происходит в случае распространения волны горения от горелки по газотранспортной системе до электролизера.

Такая ситуация может возникнуть если скорость горения газа в горелке становится больше его скорости истечения из сопла горелки. Это явление наблюдается и при работе с обычным газосварочным оборудованием, но здесь проблема защиты становится более острой в связи со существенно большей скоростью горения кислородно-водородной смеси («гремучий газ») и чрезвычайно опасным составом электролита, что, в случае взрыва электролизера может привести к тяжелым последствиям. Большая скорость

горения гремучего газа приводит к тому, что методы и средства защиты от обратного удара, разработанные для традиционных технологий, далеко не всегда обеспечивают выполнение своей функции.

Питание электролизера осуществляется постоянным током, величина которого устанавливается регулировочным трансформатором с последующим выпрямлением или с помощью тиристорного регулятора. Построение современных схем управления и питания электролизно-водных генераторов существенно усложняет электросистему, поскольку с целью повышения надежности и безопасности работы генератора в нее должны быть включены дополнительные датчики давления, температуры электролизера, а также датчики для регистрации других важных параметров. Питание разработанных электролизно-водных генераторов обычно осуществляется от однофазной сети переменного тока 220 В.

В заключение данного раздела отметим, что электролизно-водные генераторы обладают весьма большой массой, что становится серьезным тормозом в их применении. По имеющимся в нашем распоряжении данным отношение потребляемой мощности аппаратов в киловаттах и их массе аппарата обычно не превышает 0,07 (кВт/кг). Представляется, что этот параметр можно использовать как оценку эффективности преобразования электрической энергии в энергию теплового источника.

По результатам рассмотрения материала данной главы можно сформулировать основные направления исследований, от решения которых в значительной мере зависит расширение областей применения электролизно-водных генераторов.

Первым, основным направлением исследований, безусловно, должны быть поиск путей повышения энергетической эффективности генераторов, здесь можно выделить две основные задачи:

во-первых, это увеличение допустимой плотности тока через электролизер путем выбора оптимального режима питания;

во-вторых, это оптимизация распределения давления в газовой системе генератора;

Вторым направлением исследований нужно назвать повышение надежности системы регулирования, контроля и защиты электролизно-водного генератора в агрессивных производственных средах. Здесь можно выделить:

во-первых, это выбор и разработка системы датчиков основных параметров режима работы электролизера и электролизно-водного генератора в целом;

во-вторых, это использование датчиков температуры и давления, способных работать в специфических условиях — возможного контакта с агрессивной средой;

в-третьих, это совершенствование системы защиты от обратного

удара.

Третьим направлением исследования нужно определить поиск схемотехнических решений, снижающих потери в силовой части электропитания и повышающих надежность системы управления в условиях сильных помех, неизбежно возникающих в результате коммутационных процессов в сильноточной части самого устройства.

Во второй главе приведена блок-схема электролизно-водного генератора, составленная на базе одного из разработанных, при непосредственном участии автора, аппаратов. С целью повышения надежности и эффективности работы генератора в схему введены новые элементы, которые являются предметом исследования данной работы (рисунок 1).

В соответствии с рисунком электролизно-водный генератор подключается к однофазной (или многофазной) сети через устройство защиты (8) (контактор), напряжение с которого подается на блок питания (1), где осуществляется преобразование переменного тока в постоянный. Затем, через регулятор мощности (2) напряжение прикладывается ко входным клеммам электролизера (3). Генерируемый гремучий газ по трубопроводу попадает в

отстойник (9) и, затем, в осушитель (10), в котором продолжается очистка газа от паров воды и частиц щелочи. Далее гремучий газ проходит через редуктор (11), который отделяет часть газотранспортной системы высокого уровня давления от ее части низкого уровня давления, где осуществляется насыщение части газового потока парами углеводородных соединений (12). Другая часть

Рисунок 1 - Блок-схема устройства для автоматического управления процессом

электролиза

1 - блок питания; 2 - регулятор потребляемой мощности; 3 - электролизер; 4 - блок защиты по давлению; 5 - блок защиты по температуре; 6 - регулятор давления; 7 - блок контроля и управления; 8 - устройство защиты; 9 - отстойник; 10 - барбатёр двойного действия; 11 - осушительный затвор с пламягасителем; 12 - барбатёр двойного действия для насыщения парами углеводородных соединений; 13 - газосмеситель; 14 - горелка; 15 - аварийный датчик давления; 16 - газовый баллон (пропан) с редуктором; 17 - вентиль.

гремучего газа с целью надежной защиты от обратного удара проходит через оптоэлектронное защитное устройство (13). Если в качестве добавок в газовую смесь требуется добавить газообразный материал, то к генератору подключается баллон с пропаном, оснащенный газовым редуктором.

Автоматическое поддержание заданного режима работы электролизера осуществляется с помощью установленных на нем датчиков температуры и

давления, сигналы с которых поступают на соответствующие блоки защиты и управления (4 и 5). Через некоторое время после начала работы электролизера температура его достигает рабочего значения и по сигналу с блока управления (5) включается в работу система охлаждения (6). Если в процессе работы температура продолжает повышаться и достигает критического значения Т,р, поступает сигнал на блок контроля и управления (7), который отключает питание электролизера. Датчики давления, установленные на электролизере настроены на три уровня. Срабатывание датчика низкого давления инициирует подачу питания на электролизер. При достижении максимального уровня рабочего давления Ртах подача питания на электролизер прекращается. В случае аварийной ситуации, когда давление в электролизере, по каким-либо причинам достигает критического значения с блока управления и защиты (4) сигнал поступает в блок защиты (7), который отключает электролизно-водный генератор от сети питания. В функциональной схеме генератора предусмотрена защита и от аварийного сброса давления (например, обрыв газовых шлангов). Это реализуется встраиванием дополнительного датчика давления в газовый тракт на выходе генератора (16).

На основании результатов детального анализа процессов, происходящих в электролизере, а также с учетом полученных экспериментальных данных сделаем вывод, что с увеличением электрического тока через электролизер, его энергетическая эффективность проходит максимум. Отсюда следует, что питание электролизера целесообразно осуществлять электрическим током определенной величины, соответствующей максимуму эффективности, независимо от расхода газовой смеси. Это, в свою очередь, делает предпочтительной релейную схему управления током электролизера, которая определяет наличие двух релейных датчиков давления: датчик высокого давления и датчик низкого давления. Первый датчик ограничивает рабочее давление в системе, а второй определяет момент включения генератора, когда давление в системе по мере расхода газа снизится до уровня минимального.

Выход газовой смеси из электролизера в соответствии с законом Фарадея зависит от величины протекающего через электролизер тока и, в расчете на одну пару электродов (анод - катод), составляет 2,54 ■ 10^ литра на 1 Кл при нормальном давлении. Отсюда следует целесообразность повышения потребляемой, а значит (отдаваемой, соответственно) мощности при сохранении массо-габаритных показателей. Однако здесь имеются ограничения и, в первую очередь связанные с эрозией электродов, которая резко возрастает при достижении некоторой плотности протекающего через электролизер тока. Эрозия электродов приводит к загрязнению электролита и пенообразованию. В таких случаях установка снимается с эксплуатации, проводится тщательная промывка всей газотранспортной системы и осуществляется замена электролита. Очевидно, что избежать или сделать достаточно редкими такие ситуации, можно лишь ограничивая плотность тока через электролизер. Из сказанного следует, что повышение величины тока, протекающего через электролизер, возможно лишь при соответствующем увеличении площади электродов, т.е. при увеличении массы и габаритов электролизера. Продвижение по пути решения данной проблемы, как нам представляется, нужно искать в комплексном подходе. Это, во-первых, поиск формы электрода электролизера, которая бы при тех же массо-габаритных показателях имела большую поверхность активной зоны. С этой целью активной зоне электродов была придана гофрированная форма, что (рисунок 2) увеличило площадь активной зоны на 25% при сохранении гладкой поверхности электродов, способствующей быстрому удалению пузырьков газа с поверхности (в отличие от применяемой иногда пористой структуры электродов).

Вторым направлением является уменьшение (замедление) процесса газонаполнения межэлектродного пространства, которое приводит к уменьшению эффективной площади активной зоны электродов. Реализация этого достигается повышением рабочего давления в электролизере. Опыт показывает, что в рассматриваемых элекгролизно-водных генераторах давление в электролизере следует поддерживать на уровне 6 атм (0,6 Па).

Рисунок 2 - Электрод электролтера 1 - отверстие для забора та. 2 - отверстия для выравнивания уровня электролита

Повышение давления в электролизере (первый уровень газотранспортной системы) является положительным фактором с тех позиций, что приводит к уменьшению величины анодного и катодного падения напряжения, и. соответственно, снижению напряжения на электролизере, что непосредственно связано с коэффициентом полезного действия генератора.

Проведен анализ (на основе собственных экспериментальных данных автора) эффективности работы электролизно-водного генератора с подробным рассмотрением энергетических преобразований при электролизе в водно-щелочной среде, а так же в процессе транспорта горючей смеси я показано, что максимальное значение коэффициента полезного действия может составлять не более 42%. Это значение КПД близко к данным, полученным при проведении нами испытаний экспериментального образца электролизно-водного генератора.

Реализация электролизно-водного генератора, структурная схема которого приведена на рисунке !, требует разработки системы датчиков, которые могут быть объединены в три основные группы: датчики давления, датчики температуры и датчики устройств защиты от обратного удара. В настоящее время разработан и предлагается весьма широкий спектр датчиков

давления, который, однако, значительно сужается применительно к рассматриваемым условиям: возможный контакт с агрессивной средой (концентрированный раствор щелочи) и взрывной характер изменения давления. Из известных датчиков нами отобраны и испытаны в реальных условиях авиационные сигнализаторы давления типа МСТ. Это устройства релейного типа с установленной в заводских условиях величиной давления, при которой происходит срабатывание сигнализатора. Таким образом, в системе электролизера необходима установка нескольких сигнализаторов (к примеру, в генераторе АГАТ-П нами установлено три таких прибора). К тому же перестройка уровней давления в системе в данном случае возможна лишь путем замены сигнализаторов, что не всегда удобно. В связи с изложенным, нам представляется предпочтительным использование оптоэлектронного аналогового датчика давления (рисунок 3).

Рисунок 3 - Оитоэлектронный датчик давления

1 - корпус; 2 - основание; 3 - крепежное кольцо; 4 - оптический зонд; 5 - цанговый зажим;

6 - регулировочная гайка; 7 - стакан; 8 - мембрана; 9 - возвратная пружина.

Датчик легко перестраивается на различный диапазон давления. Без особых трудностей перестраивается и характер зависимости фоноответа от изменения давления. Это осуществляется соответствующим выбором жесткости возвратной пружины и параметров оптического зонда, в частности, путем выбора излучающего элемента с соответствующей диаграммой направленности излучения.

Еще большим разнообразием отличаются предлагаемые термочувствительные приборы. Среди них применительно к исследованному диапазону температур можно выделить три основные группы: термопары, терморезисторы и приборы на базе неоднородных полупроводниковых структур. Применение приборов первой и второй групп связано с определенными трудностями, вызванными существенной нелинейностью зависимости величины измеряемого параметра от температуры. Это приводит к необходимости усложнения схемной реализации системы контроля и управления, а также к весьма трудоёмкой операции градуировки. Нам представляется наиболее удачным использование температурной зависимости напряжения на прямосмещенном р-п-переходе. При правильном выборе диодной структуры зависимость £/„ = /(Т) линейна и легко поддается градуировке. Нами разработана и приведена в диссертации соответствующая методика.

В системе регулирующих и защитных устройств особо стоят устройства, предназначенные для защиты электролизно-водного генератора от обратного удара. Это явление, как мы уже отмечали, состоит в распространении горения от горелки к источнику газовой смеси по шлангам, где в результате детонации происходит взрыв, следствием которого, как правило, является выход из строя аппаратуры. Разработанные для защиты от обратного удара, применительно к традиционной газовой сварки устройства (пламягасящая керамика, гидрозатвор и механический затвор) в случае горения «гремучего газа» далеко не всегда оказываются эффективными из-за чрезвычайно высокой скорости движения волны горения. Для более надежного решения данной проблемы нами предлагается использовать один из факторов, которые сопровождают движение волны горения по шлангам газотранспортной системы, а именно, кратковременное, локальное, но сильное (в десятки раз больше рабочего) возрастание давления. Регистрация этого импульса давления должна осуществляться прибором, который, с одной стороны, обладает малой инертностью, а с другой, не выходит из строя под действием такого импульса.

Мы пришли к выводу, что оптимальным вариантом такого устройства является использование оптоэлектронного датчика давления (о котором уже шла речь выше), в котором стакан и абсолютно гибкая мембрана заменены плоской металлической мембраной, работающей в режиме больших перемещений (подробно конструкция и методика расчета такого оптоэлектронного датчика приведены в диссертации). Здесь же мы только отметим, что идея построения защитного устройства на базе оптоэлектронного датчика давления состоит в том, что датчик давления фиксирует волну горения и передает сигнал управления на электроклапан, установленный на таком расстоянии по ходу движения волны горения, которое волна горения проходит за время большее времени срабатывания электромеханической системы. Таким путем достигается практически 100% гарантия защиты от обратного удара.

В третьей главе приведены принципы построения и разработки элементов и узлов системы автоматического управления ЭВГ большой мощности. Как уже отмечалось, с целью расширения возможностей практического применения аппаратов на базе ЭВГ для газопламенной обработки изделий и материалов целесообразность увеличения мощности генераторов не вызывает сомнений. Дня электропитания и управления ЭВГ большой мощности целесообразно использовать трехфазную сеть и трехфазные системы электропитания и управления. С целью автоматического регулирования параметров ЭВГ целесообразно включение регулирующих элементов (тиристоров и транзисторов) в цепи переменного тока. Тогда функции регулирования, защиты и коммутации ЭВГ можно совместить на одних и тех же элементах, что позволяет упростить систему управления и зашиты, повысить надежность и снизить стоимость аппаратов на основе ЭВГ. Приведены упрощенные варианты схем системы электропитания, и управления и эквивалентная схема электролизера ЭВГ (рисунок 4).

-è-

в)

I, я э Е<>

э

«-»

и<,а

0 хГ

Рисунок 4 - Системы электропитания и управления с упрощенными регулирующими органами (а, б) и вольтамперная характеристика идеализированной схемы замещения

электролизера (в).

Разработана принципиальная схема трехфазного упрощенного варианта системы управления и защиты, реализующей принцип числоимульсного управления, при котором время открытого состояния системы составляет более одного периода питающего напряжения.

Ток электролизера

] - "ошр 3 тп +п

"откр хор

где пст,р, п^р - число периодов открытого и закрытого состояния.

В качестве управляющего релейного элемента может быть использовано быстродействующее электромеханическое или электронное реле, которое коммутирует цепи управления тиристоров.

Произведен анализ электромагнитных процессов при регулировании с помощью шести и трех тиристоров, и работе на мостовую и кольцевые схемы с нагрузкой на ЭВГ. Получены аналитические выражения мгновенных, средних и действующих значений токов через электролизер и тиристоры, построены зависимости средних значений токов. При применении трансформатора для согласования параметров сети и ЭВГ включение тиристоров на первичной стороне вносит существенные особенности в режимы работы трансформаторного оборудования. Приведенные в приложении осциллограммы показывают, что регулированию подвергается не только нагрузочная

составляющая первичного тока, но и намагничивающая. Применение трехфазных систем электропитания и управления обеспечивает не только повышение мощности и производительности ЭВГ, но и сглаженный ток нагрузки по сравнению с однофазными системами. Однако с увеличением импульсов токов и напряжений в системах с тиристорами возникают колебания напряжения в широком диапазоне частот. Система управления с тиристорами по отношению к сети является источником несинусоидального напряжения. Расчет уровня помех можно определить как совокупность гармоник:

где п - номер гармонической составляющей;

ия = Ь\ - амплитуда и-ой гармонической составляющей;

f f н - высшая и низшая частоты в полосе пропускания сигнала. Как показали экспериментальные исследования в полосе измерителя ИРТ - 8МУ - 6,1 максимальный уровень помех соответствует углу включения тиристоров а = 90°. В таблице 1 приведены результаты измерений на входе системы электропитания и управления, изображенной на рисунке 4а, по фазам.

Таблица 1

Уровень радиопомех

Фазы МГц 0,15 0,25 0,5 1 1,5 3 6 10

А дБ 129 128 114 105 100 88 61 57

В дБ 129 128 114 106 100 86 62 47

С дБ 129 128 115 106 96 84 67 47

Результаты измерений показали, что при частотах выше 6-7 мГц радиопомехи в исследованной системе ниже регламентированных «норм». Включаемые на входе емкостные фильтры не обеспечивают регламентированных норм во всем диапазоне. Проведены эксперименты с Г-образными и П-образными ЬС-фильтрами, которые при определенном соотношении Ь и С обеспечивают требуемый уровень по всей шкале частот защищаемого диапазона.

Основную роль при пайке и сварке металлов играют технические параметры пламени газовой горелки - температура и интенсивность. Эти параметры не поддаются непосредственно контролю из-за отсутствия соответствующих датчиков. Регулировка количества газа, подводимого к горелке, осуществляется регулировочным вентилем, расположенным на горелке. На практике технические параметры пламени определяются лишь визуально, по цвету и длине пламени. Для достаточно точного определения параметров пламени необходимо измерить количество газа поступающего зону горения. Измерения в газопроводе могут быть выполнены посредством датчика для измерения проходящего количества газа в газопроводе. С использованием подобного датчика появляется возможность контролировать объем газа. В систему управления вводится дополнительная обратная связь, позволяющая поддерживать производительность электролиза в соответствии с необходимыми техническими параметрами. Контроль давления в системе удобно производить с помощью разработанного оптоэлектронного датчика давления, обеспечивающего на выходе ток, величина которого эквиваленша величине давления газа, воздействующего на датчик. В качестве вспомогательных датчиков системы служат датчики температуры и уровня электролита в электролизере. Приведенный перечень датчиков достаточен для построения системы с применением главного управляющего узла - микроЭВМ. Актуальность применения ее в подобной системе оправдана существенным объемом сложных вычислений величин напряжений, поступающих с датчиков, управлением производительностью электролизера. Наряду с этим появляется возможность задания и поддержания необходимых технических параметров пламени горелки в зависимости от обрабатываемого материала, обусловленных возможностью долговременного хранения программ для конкретных режимов работы и быстрое их воспроизведение по мере возникновения потребности, коррекция показаний датчиков. Блок-схема системы приводится на рисунке 5.

Работа всей системы обусловлена выполнением программы, в которой предусмотрены действия системы в аварийных случаях, режим работы для

достижения требуемых температуры и интенсивности пламени, калибровка и соответствующая коррекция результатов измерений, вывод показаний на индикатор в удобном виде.

Программу, по которой функционирует система условно можно разделить на три логических блока:

1. Блок первичного запуска системы при холодном электролите в

электролизере.

2. Блок функционирования.

3. Блок аварийного состояния.

Рисунок 5 - Блок-схема системы управления и защиты ЭВГ с применением микроЭВМ

1 - электролизер с датчиком уровня (У) и температуры (0; 2 - регулятор мощности; 3 -

система управления с микро-ЭВМ; 4 - индикатор давления, температуры, уровня электролита и аварийных ситуаций; 5 - клавиатура микро-ЭВМ для ввода управляющих команд; 6 - осушитель газа с датчиком расхода (Р), объема (V) газа; 7 - барбатер; 8 - горелка с датчиком объема (V) и расхода (Р) газа.

Для установки на конкретную модель газосварочного аппарата достаточно изменить константы программы обработки результатов, поступающих от датчиков. Это уменьшает производственные затраты при выпуске широкой номенклатуры газосварочных аппаратов, и в конечном счете, снизит стоимость прибора.

Промышленные электролизеры, применяемые для получения водорода и кислорода, обычно выполняются стационарными с биполярным включением электродов, количество которых выбирают из расчета трансформаторного или бестрансформаторного включения в трехфазную сеть 380 В. Как известно, при разных уровнях электролита и разной температуре вольтамперная характеристика электролизера сильно отличается. Если по результатам эксперимента с известным числом пластин N3 получены вольтамперные характеристики электролизера при максимальном уровне электролита и его максимальной температуре, то можно получить уравнение линейных участков этой характеристики:

и,=иа + ы„

где электрическое сопротивление электролизера, 1э - ток через электролизер.

Вольтамперная характеристика одной ячейки:

и0 я,

Л -_£р_1 г

Число пластин электролизера

и, т.

N =

_ Сщ.

где: истах - амплитуда напряжения сети.

Исходя из максимально допустимого тока через электролизер I, < определяется число пластин электролизера. Величины Ал*- позволяют обосновано выбрать полупроводниковые и коммутационные элементы системы электропитания и управления электролизно-водного генератора. Площадь реакторной части электродов(пластин) электролизера:

¿•о— и

где - плотность тока электролизера (= 0,3 А/см2). Производительность генератора

л

где д - электрохимический эквивалент воды (0,627 а/час )

Последнее соотношение позволяет произвести инженерный расчет производительности дня известных конструкций и допустимому току.

Выводы

1. На базе анализа разработок и результатов проведенных нами исследований составлена структурная схема электролизно-водного генератора, основной функциональной особенностью которой является двухуровневая (по давлению) газотранспортная система.

2. Показана целесообразность питания и управления электролизера постоянным током оптимальной величины с помощью релейной схемы управления.

3. Анализ энергетических преобразований в электролизере позволил определить предельное значение коэффициента полезного действия электролизно-водного генератора, которое соответствует полученным экспериментальным данным.

4. Обоснована система датчиков, обеспечивающих контроль параметров электролизно-водного генератора и используемых для управления процессом производства горюче-газовой смеси и для защиты оборудования при нарушении технологического процесса.

5. Показано, что в условиях работы с агрессивной средой (КОН и №ОН) и возможным взрывным характером повышения давления оптимальным является использование оптоэлектронных датчиков. Для контроля статического давления целесообразно использовать линейный датчик на базе «абсолютно гибкой» мембраны и цилиндрической возвратной пружины. Для регистрации волны горения (при возникновении обратного удара) целесообразно использовать датчик с плоской металлической мембраной в области больших перемещений.

6. Обоснована целесообразность использования коллекторного перехода биполярного транзистора в качестве датчика температуры.

Предложена методика оценки пригодности и градуировки выбранного биполярного транзистора (по конструктивному исполнению) в качестве линейного датчика температуры.

7. Предложен принцип совмещения функций регулирования, коммутации и защиты электролизно-водного генератора одними и теми же управляемыми полупроводниковыми элементами. Произведен анализ схемных решений при питании от трехфазной сети и электромагнитных процессов в системах управления ЭВГ, получены аналитические выражения токов и напряжений, позволяющие обоснованно выбрать элементы электрооборудования и обеспечить оптимальное управление ЭВГ большой мощности.

8. Проведены исследования уровня радиопомех при работе трехфазной тиристорной системы управления ЭВГ и предложены рекомендации по выбору помехоподавляющего устройства.

Предложен принцип управления параметрами ЭВГ и защиты элементов электрооборудования, а также автоматизации режимов работы сварочных аппаратов на базе ЭВГ с применением микроЭВМ, которая позволяет строить системы автоматизации параметров и режимов в агрессивных производственных условиях.

9. Предложена инженерная методика расчета количества пластин и производительности электролизера ЭВГ большой мощности.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в следующих работах:

1. Тиканов A.A., Феоктистов H.A. Система электропитания и управления электролизно-водного генератора большой мощности. Сб. «Современные средства управления бытовой техникой». Материалы VIII Межвузовской научно-технической конференции под ред.проф.Маслова Ю.Н., М., ГОУ ВПО МГУ с, 2006, с.94-96.

2. Варламов И.В., Тиканов A.A., Феоктистов H.A. О выборе конструкционных параметров и режиме питания электролизера ЭВГ для паяльных и сварочных работ. Материалы VIII Межвузовской научно-технической конференции под ред.проф.Маслова Ю.Н., М., ГОУ ВПО МГУ с, 2006, с.38-41.

3. Тиканов A.A., Феоктистов H.A., Варламов И.В. Методика расчета количества пластин и производительности электролизера генератора большой мощности. Материалы VIII Межвузовской научно-технической конференции под ред.проф.Маслова Ю.Н., М., ГОУ ВПО МГУ с, 2006, с.36-37.

4. Ларин Е.В., Тиканов A.A., Феоктистов H.A. Принципы управления и защиты электротехнологических установок на базе электролизно-водного генератора с применением микроЭВМ. Межвузовский тематический сб. научн. трудов «Инновационные технологии», М., НОУ ВПО «ИГУПИТ», НОУ ВПО «РосНОУ», 2007, вып.1„ с.12-19.

5. Тиканов A.A., Варламов И.В., Феоктистов H.A. Пути улучшения энергетических показателей сварочной установки на базе электролизно-водного генератора большой мощности. Межвузовский тематический сб. научн. трудов «Инновационные технологии», М., НОУ ВПО «ИГУПИТ», НОУ ВПО «РосНОУ», 2007, вып.1., с.31-37.

6. Будницкий Ю.М., Тиканов A.A. О связи между структурой и микротвердостью полиэтилена. Доклады АН СССР, 1988,т.301, № 3, с.628.

7. Тиканов A.A., Ларин Е.В., Феоктистов А.Н., Феоктистов H.A. Электролизно-водные генераторы кислородно-водородной смеси в технологии пайки и сварки, журнал «Естественные и технические науки» 2008 г., №6, стр.292-297.

ТИКАНОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

Автоматизация параметров и режимов работы электролизно-водных генераторов работающих в агрессивных средах.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Усл. печ. -1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №21/09 Издательство ООО «Би-Эдь Принт» 111024, г. Москва, ул. Авиамоторная, д. 5 5, кор. 31

Введение.

Глава 1 Современное состояние исследований и разработок электролизно-водных генераторов для сварки и пайки. ^

1.1 Состояние исследования и разработки электролизно-водных генераторов.

1.2 Постановка задачи диссертации и ее общая характеристика

Глава 2 Научное обоснование выбора структурной схемы генератора и его элементной базы.

2.1 Автоматизация выбора структурной схемы генератора.

2.2 Обоснование выбора конструкционных параметров и оптимального режима электропитания электролизера ЭВГ

2.3 Научное обоснование системы датчиков и защитных 39 автоматизированных устройств ЭВГ.

2.3.1 Система датчиков давления в ЭВГ.

2.3.2 Система датчиков температуры в ЭВГ.

2.3.3 Комплекс датчиков устройств системы защиты от обратного удара.

2.3.4 Экспериментальная модель элекролизно-водного генератора «АГАТ-П», разработанная при непосредственном участии автора.

Глава 3 Научное обоснование принципов построения и разработки системы автоматического управления и защиты аппаратов на основе ЭВГ большой мощности.

3.1 Разработка системы электропитания и управления ЭВГ большой мощности.

3.2 Исследования электромагнитных процессов в системах электропитания и управления ЭВГ.

3.3 Анализ уровня радиопомех и выбор схемы помехоподавляющего устройства.

3.4 Автоматизация управления электротехнологическими установками на базе ЭВГ с применением микроЭВМ.

3.5 Методика расчета количества пластин и производительности электролизера генератора большой мощности.

Актуальность проблемы.

Возможность и целесообразность использования электролизно-водных генераторов в технологии газопламенной обработки материалов и, в частности, для сварки и пайки металлов обсуждается в научной и технической литературе уже с 70-х - 80-х годов прошлого века. Повышенный интерес к данному научно-техническому направлению связан, прежде всего, с тем, что горючим материалом в установках в электролизно-водных генераторах (ЭВГ) является не традиционный органический материал (ацетилен, пропан, бензин и др.), а кислородно-водородная смесь, получаемая путем электролитического разложения воды. При сгорании кислородно-водородной смеси вновь образуется вода. Таким образом, в технологическом процессе практически (за исключением случаев использования органических горючих материалов в качестве добавок для изменения характера пламени (окислительный, восстановительный, нейтральный)) исключается использование органических горючих материалов, стоимость которых непрерывно растет. Очень важным социальным фактором является улучшение экологической обстановки в месте проведения паяльно-сварочных работ, поскольку в процессе горения образуются лишь пары воды. Учитывая, что химическая активность среды характерна для многих процессов бытового обслуживания - в жидкостных процессах обработки изделий, на участках подготовки и жидкостной обработки кожевенного сырья, химическая активность рабочих жидкостей вынуждает изготавливать аппараты из нержавеющих материалов и средства автоматики выносят в отдельные помещения, кроме того, в коммунальном хозяйстве приходится выполнять сварочные работа в стесненных условиях - в помещениях малого объема, в текстильном производстве при большой запыленности производственных помещений взвешенными частицами отходов производства. Обращает на себя внимание и чрезвычайно широкий диапазон возможного уменьшения массо-габаритных и улучшения энергетических характеристик установок на базе ЭВГ, поскольку это зависит лишь от величины активной площади электролизера. Известны случаи реализации технологических установок от стационарных до переносных и миниатюрных вариантов, где электролизер совмещен конструктивно с газовой горелкой. Однако, судя по числу научных и практических публикаций, наиболее востребованными в настоящее время являются переносные и передвижные установки мощностью в несколько киловатт. Что касается теплофизических параметров пламени таких установок, то здесь мы имеем значительное расширение возможностей газопламенной обработки материалов и изделий. С помощью установок на базе ЭВГ возможно не только производить все виды работ, которые осуществляются на обычном газосварочном оборудовании, но и значительно продвинуться в область, где необходимо сочетание высоких температур (в факеле такого пламени зафиксированы температуры более 3000°С) и малых размеров активной зоны. Особенность использования ЭВГ в составе газопламенной установки для производства паяльно-сварочных работ состоит в том, что, во-первых, режим его работы должен легко и в широких пределах перестраиваться и, во-вторых, осуществляться это должно с помощью горелки, которая может находиться на большом расстоянии (обычно 5-10 м) от генератора. Так как в ЭВГ мы имеем дело с газовой смесью, отличающейся чрезвычайно высокой взрывоопасностью и рабочей жидкостью электролизера является концентрированный раствор щелочи (КОН или NaOH), то ЭВГ для производства паяльно-сварочных работ должен быть оснащен весьма сложной и надежной системой защиты и автоматического регулирования, включающего ряд датчиков состояния электролизера и газотранспортной системы в целом (температура, давление, взрывоопасность и др.). Последнее обстоятельство ограничивает использование этого сравнительно дешевого и простого способа получения пламени для локального нагрева при пайке и сварке. Поэтому создание и автоматизация управления ЭВГ, обеспечивающих достаточную безопасность работы и охраны окружающей среды при длительной эксплуатации, стабильность и автоматическую регулировку параметров пламени является актуальной.

Целью работы является исследование и повышение качества и надежности разработанных систем автоматизации поддержания заданных параметров и процессов работы электротехнологических установок большой мощности на базе электролизно-водного генератора кислородно-водородной смеси газов.

Методы исследований основаны на анализе и синтезе структурных схем генераторов кислородно-водородной смеси классическим методом, физическом и математическом моделировании систем автоматизации.

Научная новизна. На основании проведенных исследований впервые составлена структурная схема ЭВГ с двухуровневой газотранспортной системой, разработана новая и обширная система датчиков для контроля параметров с целью осуществления автоматизации управления процессом производства газовой смеси и обеспечения защиты оборудования при нарушении технологического процесса, впервые предложено применение трехфазных вариантов схем тиристорного управления и защиты с применением микроЭВМ для установок большой мощности. Разработаны методики анализа схем управления и проектирования ЭВГ большой мощности.

Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в разработке более совершенных и эффективных методов и средств автоматизации контроля управления режимами ЭВГ, установок на его основе, исследовании и разработке систем управления и защиты установок средней и большой мощности применительно к производству товаров народного потребления, автосервису и ремонту бытовой техники, в условиях, связанных с трудностями обеспечения мер безопасности.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Принципы построения средств контроля параметров ЭВГ и защиты элементов электрооборудования в эксплуатационных и аварийных режимах.

2. Принципы совмещения функций регулирования, коммутации и защиты ЭВГ схемными решениями с использованием одних и тех же элементов полупроводниковой электроники.

3. Разработана новая система управления, контроля и защиты электролизно-водных установок большой мощности с применением микроЭВМ.

4. Методики проектирования элементов электрооборудования ЭВГ, которые могут быть использованы при построении конструкции электролизера.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на VIII межвузовской научной конференции «Современные средства управления бытовой техникой» (2006 г.).

Результаты исследований использованы при разработке лабораторных работ курса «Основы функционирования систем сервиса» в ИГУПИТ, а также в МПО «Гидромаш».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка литературы, включающего 42 наименования и приложения. Работа изложена на 133 страницах текста, содержит 57 рисунков, 14 таблиц, а также результатов практического внедрения научных результатов работы.

Выводы по главе 3.

1. Предложен принцип совмещения функций регулирования, коммутации и защиты электролизно-водного генератора одними и теми же элементами полупроводниковой электроники.

2. Произведен анализ схемных решений и электромагнитных процессов в системах управления ЭВГ, получены аналитические выражения токов и напряжений, позволяющие обоснованно выбрать элементы электрооборудования и обеспечить оптимальное управление ЭВГ большой мощности.

3. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что для тиристорных преобразователей при работе с ЭВГ эффективным средством помехоподавления, обеспечивающим требования общесоюзных норм, является П-образный фильтр с электрическими параметрами: L = 20 мкГ, С = 2 мкФ.

4. Предложен принцип управления параметрами ЭВГ и защиты элементов электрооборудования, а также автоматизации режимов работы сварочных аппаратов на базе ЭВГ с применением микроЭВМ.

5. Предложена методика расчета количества пластин и производительности электролизера генератора большой мощности при однофазной и трехфазной сети.

1. На базе анализа литературных данных и результатов ранее нами проведенных исследований составлена структурная схема электролизно-водного генератора, основной функциональной особенностью которой является двухуровневая (по давлению) газотранспортная система.

2. Показана целесообразность питания электролизера постоянным током оптимальной величины с помощью релейной схемы управления.

3. Анализ энергетических преобразований в электролизере позволил определить предельное значение коэффициента полезного действия электролизно-водного генератора, которое соответствует полученным экспериментальным данным.

4. Разработана система датчиков, обеспечивающих контроль параметров электролизно-водного генератора и используемых для управления процессом производства горюче-газовой смеси и для защиты оборудования при нарушении технологического процесса.

5. Показано, что в условиях работы с агрессивной средой (в нашем1 случае КОН и NaOH) и возможным взрывным характером повышения давления оптимальным является использование оптоэлектронных датчиков. Для контроля статического давления целесообразно использовать линейный датчик на базе «абсолютно гибкой» мембраны и цилиндрической возвратной пружины. Для регистрации волны горения (при возникновении обратного удара) целесообразно использовать датчик с плоской металлической мембраной в области больших перемещений.

6. Обоснована целесообразность использования коллекторного перехода биполярного транзистора в качестве датчика температуры. Предложена методика оценки пригодности и градуировки выбранного биполярного транзистора (по конструктивному исполнению) в качестве линейного датчика температуры.

7. Предложен принцип совмещения функций регулирования, коммутации и защиты электролизно-водного генератора одними и теми же элементами полупроводниковой электроники. Произведен анализ схемных решений и электромагнитных процессов в системах управления ЭВГ, получены аналитические выражения токов и напряжений, позволяющие обоснованно выбрать элементы электрооборудования и обеспечить оптимальное управление ЭВГ большой мощности.

8. Предложена методика расчета уровня радиопомех тиристорного преобразователя и разработаны практические рекомендации по подавлению помех для обеспечения требования норм.

9. Предложен принцип управления параметрами ЭВГ и защиты элементов электрооборудования, а также автоматизации режимов работы сварочных аппаратов на базе ЭВГ с применением микроЭВМ.

10. Предложена методика расчета количества пластин и производительность электролизера ЭВГ большой мощности при однофазной и трехфазной сети.

1. "Прикладная электрохимия", под ред.Н.Т.Кудрявцева. Москва, "Химия", 1975.

2. Корж В.Н., Дыхно С.Л. Обработка металлов водородно-кислородным пламенем. К., "Техника", 1984.

3. В.Н.Хромов и др. Электролизеры для получения водородно-кислородного пламени, применяемого при газопламенной обработке металлов (обзор), "Сварочное производство", 2005, № 5.

4. Варламов И.В., Феоктистов Н.А. Система электропитания, управления и защиты электролизно-водного генератора для пайки и сварки. Журнал «Сварочное производство», М., 1990, № 9.

5. О.Е.Капустин, Ю.К.Родин. Разработка и испытание защитных устройств, предохраняющих газовые системы от распространения взрыва. "Сварочное производство", 1999, № 6.

6. Феоктистов Н.А., Варламов И.В., Теодорович Н.Н. Режимы работы систем управления и источников электропитания бытовых электролизно-водных генераторов. Москва, МГУС, 2004.

7. Варламов И.В, Феоктистов Н.А. и др. Устройство автоматического управления процессом электролиза воды для получения водорода и кислорода. Авт.свид-во № 1754798. Бюлл.изобр. № 30, 1992.

8. Ссылка на отоэлектролизное защитное устройство.

9. Варламов И.В., Феоктистов Н.А., Теодорович Н.Н. Электролизно-водные генераторы кислородно-водородной смеси в технологии пайки и сварки // Теоретические и прикладные проблемы сервиса. М., МГУс, 2001, № 1.

10. Феоктистов Н.А. Научные основы создания ЭВГ для сварки и пайки. Журнал "Теоретические и прикладные проблемы сервиса", М., 2001, №1.

11. Зане М.И. Сварочные выпрямители. JL, Энергоатомиздат, 1983, 96с.

12. НИИ "Электромера". Полупроводниковые датчики давления, (сайт: www.elektromera.ru).

13. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника. Ростов,н/Д.: Феникс, 2005704с.

14. Хренов К.К. Атомно-водородная сварка. Большая Советская Энциклопедия (БСЭ).

15. И.В.Варламов, В.К.Душин "Оптоэлектронный клапан защиты газогенераторных установок от обратного удара" в сб."Электронные приборы и устройства в машинах и аппаратах бытового назначения", МТИ, Москва, 1991.

16. Феоктистов А.Н. "Исследование и разработка систем импульсного и импульсно-фазового управления бытовых электротехнологических установок". Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2006.

17. Андреева JI.E. "Упругие элементы приборов", Машгиз, 1962.

18. И.В.Варламов, А.Н.Феоктистов, Н.А.Феоктистов. К расчету оптоэлектронного датчика давления бытового электролизно-водного генератора обработки металлов", МГУ сервиса, компания АББ.