Реле, контролирующие неэлектрические параметры
В настоящее время существует большое многообразие реле, контролирующих различные неэлектрические параметры. К ним относятся реле перемещения, размеров, уровня, скорости, давления, температуры и др. Ниже рассмотрены некоторые типы реле, применяемые в судовых установках. Температурные реле. Термоизвещатель типа ТРВ-1 является автоматическим прибором, реагирующим на изменение температуры. Он предназначается для сигнализации о повышении температуры выше допустимой в различного рода судовых помещениях, в том числе и взрывоопасных. Принцип действия прибора основан на различии линейных удлинений латунной трубки и инварового стержня при нагревании.
На рис. 5.3.4 показана схема прибора. На конце латунной трубки 5, выходящей из корпуса, закреплен стержень из инвара 4. Один контакт прибора закреплен на инваровом стержне, другой — на подвижной контактной пластине 2. Пружина 3 обеспечивает необходимое давление на контактную пару. Установка термоизвещателя на заданную температуру производится упорным винтом 1. Величина зазора m пропорциональна разности удлинений латунной трубки и стержня из инвара при размыкании контактов и определяет температуру срабатывания. Максимальное время срабатывания прибора не превышает 60с. Питание осуществляется от сети постоянного тока напряжением 24В. Уставка по температуре срабатывания регулируется в интервале от 50 до 100°С. Температурное реле типа ТР-200М применяется в устройствах сигнализации и автоматического контроля температуры нагрева жидкой или газовой рабочей среды. Часть корпуса реле, погружаемая в рабочую среду, герметична. Принцип действия реле основан на использовании разности коэффициента линейного расширения инвара и латуни. На рис.5.3.5 показана кинематическая схема устройства реле. Корпус реле герметичный и представляет собой латунную трубку 3. Контактная система состоит из двух выгнутых инваровых пружин 4. В средней части пружины обжаты обоймами с контактами 6, изолированными от пружин слюдяными прокладками. Контакты соединены с клеммами приводами 2. Контактные пружины с одной стороны соединены с осью 5, впаянной в донышко латунной трубки, а с другой — тягой с регулировочным винтом 7. Регулировочным винтом осуществляется настройка реле на заданную температуру размыкания контактов. Головка реле закрывается крышкой 1. При нагревании латунная трубка 3 удлиняется и связанная с ней ось 5 перемещается относительно инваровых пружин 4, длина которых при нагревании практически не изменяется. Это приводит к уменьшению зазора 8, устанавливаемого в зависимости от требуемой температуры рабочей среды. По достижении заданной температуры зазор полностью выбирается, и при дальнейшем ее повышении происходит растяжение пружин и размыкание контактов. Понижение температуры вызывает уменьшение длины трубки, которая освобождает пружины, и контакты снова замыкаются. Пределы контролируемых температур от 25 до 200°С. Погрешность температур размыкания контактов от уставки – не более 5°С. Рабочее напряжение до 400В постоянного и переменного тока. В настоящее время на основе полупроводниковых материалов созданы полупроводниковые термометры сопротивления — термисторы. Полупроводниковые материалы, из которых изготовляются термисторы, представляют собой смеси окислов некоторых металлов (окись марганца, окись железа, окись никеля и т. д.), спрессованные и спеченные при высокой температуре. На концы полупроводникового элемента наращиваются электроды, которые сверху покрываются защитным слоем лака или эмали. Иногда термисторы помещаются внутри стеклянного баллона, из которого удален воздух или который наполнен инертными газами. Чувствительность термисторов значительно выше, чем у металлических термометров сопротивления. Обладая высоким сопротивлением, они позволяют лучше использовать электронные усилители при дистанционном измерении температуры. Однако термисторы по стабильности характеристик уступают металлическим. В последнее время разработаны и начали выпускаться термисторы с косвенным подогревом типов СТ1-21, СТЗ-21 и СТЗ-27, Они отличаются малыми габаритами. Термочувствительный элемент этих терморезисторов выполнен в виде бусинки из полупроводникового материала с большим температурным коэффициентом сопротивления. На бусинке с помощью изолирующего материала закреплен подогреватель в виде спирали из нихромовой проволоки. Термочувствительный элемент и подогреватель укрепляют в стеклянной колбе диаметром 9,5 мм и высотой 40 мм. Баллон терморезистора СТЗ-27 заполняется инертным газом при давлении 1,3 кПа. Терморезистор СТЗ-27 имеет следующие параметры: сопротивление термочувствительного элемента при 25 °С и отсутствии тока подогрева 2,2 кОм; номинальная мощность рассеяния терморезистора 70 мВт; постоянная времени 4—6 с; минимальное сопротивление терморезистора 30 Ом.
Реле уровня. Реле уровня может использоваться для управления включением электроприводов насосов, поддерживающих уровень в цистернах, и в целях сигнализации и автоматизации различных судовых систем. Как правило, реле уровня выполняются поплавковыми с рычажной системой, приводящей систему замыкающихся и размыкающихся контактов. Уставки (уровни) и дифференциал (разность уровней), включение и отключение регулируются изменением плеч рычагов, иногда регулировкой контактной системы. Наибольшее распространение на судах получили реле давления типа «Мобрей» с использованием передачи перемещения (движения) рычажной системы поплавка при помощи постоянных магнитов через немагнитную стенку к контактной группе, расположенной снаружи цистерны. Одним из отечественных серийно выпускаемых реле уровня является реле типа РП-52. В настоящее время вместо поплавковых реле уровня начали применяться электронные реле, превосходящие поплавковые по быстродействию, точности и надежности. Для работы в емкостях жидкостей со значительными загрязнениями применяются ультразвуковые датчики-реле. Реле направления вращения. Реле направления вращения может быть использовано в схемах торможения противовключением асинхронных двигателей. Один из принципов устройства реле направления вращения представлен на рис. 5.3.6. Валик реле 1, с которым жестко связан цилиндрический постоянный магнит 2, может вращаться от вала двигателя в подшипниках неподвижного корпуса реле. Постоянный магнит охватывается полым цилиндром 3 с короткозамкнутой обмоткой 4. Полый цилиндр имеет некоторое угловое перемещение относительно постоянного магнита. При вращении двигателя и постоянного магнита в короткозамкнутой обмотке индуцируется ЭДС и ток. В результате взаимодействия тока в короткозамкнутой обмотке и магнитного потока постоянного магнита создается момент, направленный в сторону вращения вала двигателя. Под действием этого момента цилиндр 3 поворачивается и планкой 5 замыкает контакт 7 и размыкает контакт 6. При изменении направления вращения двигателя изменится знак момента и произойдет переключение контактов. Для устройств автоматики в качестве реле направления вращения наибольшее распространение получило использование простейшего генератора постоянного тока в сочетании с поляризованным реле. Реле давления. Реле давления предназначено для автоматического управления включением электроприводов насосов, поддерживающих определенное давление в системах, и использования в различных устройствах автоматизации и сигнализации.
Рабочим органом реле давления является мембрана или сильфон. Допускается регулировка как уставки, так и дифференциала (разницы давлений включения — выключения). Для реле обычно задаются рабочий (регулируемый) диапазон давлений и предельное давление, определенное по условиям механической прочности. Следует отметить, что температурное реле конструктивно может быть выполнено аналогично реле давления, тогда в качестве преобразователя физического параметра температуры в давление служит гидравлически замкнутая система: ампула (датчик) — капилляр — сильфон (мембрана). В качестве примера рассмотрим конструкцию мембранного реле давления типа РДК-57. Оно состоит из трех основных узлов: корпуса, контактной системы и регулирующего устройства (рис. 5.3.7). Корпус 1 предназначен для монтажа всех узлов и деталей реле. В нижней части его смонтированы два поршня 2, колонки 11 и мембрана 12. Колонки поршня упираются в подушку 10. Мембрана, зажатая гайкой 14, предназначена для передачи давления, подаваемого через штуцер 13 на поршень механизма контактной системы, и для предотвращения проникновения воды, масла, воздуха внутрь корпуса. Контактная система реле состоит из двух микровыключателей 6 и рычажной системы 4. Один из микровыключателей размыкает или замыкает цепь (в зависимости от пределов давления). Подвижные и неподвижные контакты микровыключателя помещены внутри карболитового корпуса. Регулирующее устройство реле позволяет производить двухпозиционное регулирование пределов давления с изменением диапазона между ними. Оно состоит из двух пружин 8, установленных на стержнях 9, жестко соединенных с корпусом. Регулирование осуществляется изменением степени сжатия пружин при помощи гаек 7. Болт 3 служит для натяжения штифта микровыключателя, а гайка — для фиксации положения этого болта. Сверху реле закрывается металлическим кожухом 5 водозащищенного исполнения. Номинальное напряжение цепей реле 320В постоянного тока и 380В переменного тока. Контакты реле давления обеспечивают разрыв цепи напряжением 380 В, мощностью 350 Вт.
|
