Приборы для отсчета и регулирования времени в народном хозяйстве

August 25, 2015 by admin Комментировать »

Система автоматического управления периодической откачкой малодебитных скважин «САУПО» (автор конструкции А. И. Вороненко, экспонат 21-й ВРВ). Принцип работы системы заключается в том, что насосы («качалки») включаются только на короткий период после того, как в скважине накопится нефть. Нефть в зависимости от дебита скважины накапливается за время от 1 мин до 4 ч, а время откачки устанавливается соответственно от 15 с до 1 ч.

Управляет электродвигателем насоса электромеханическое реле в р е м е н и, схема которого изображена на рис. 1-1. Реле работает следующим образом Прн включении тумблера Вк через нормально замкнутые контакты КР з и резистор R$ заряжается конденсатор Ci. Когда потенциал на обкладках конденсатора Ci достигает потенциала зажигания газоразрядной лампы J7i (неоновая лампа, стабилитрон, тиратрон с холодным катодом), срабатывает реле Ра и своими контактами КР2 включает обмотку реле Pi. Через кон-

такты этого реле ΚΡχ на короткое время включается электродвига-

тель СД; через контакты КР\ размыкается цепь заряда конденсатов

/

pa Ci и газоразрядная лампа гаснет. Через контакты КР\ и резистор конденсатор С\ разряжается до начального потенциала, система возвращается в первоначальное состояние и процесс повторяется.

Так будет продолжаться до тех пор, пока кулачок я, насаженный на ось электродвигателя СД, не замкнет контакты концевого выключателя Κι и тем самым не закончит период накопления жидкости в скважине. При этом реле Рз через контакты КРз и контакты концевика Кг самоблокируется, перебросит перекидной контакт /СР3 и т

через контакты /СР3 включит обмотку магнитного пускателя электродвигателя насоса МП. Начнется период откачки.

Процесс будет продолжаться подобно описанному, но в зарядную цепь конденсатора С] вместо резистора войдет резистор Двигатель СД будет включаться на короткое время при срабатывании реле Pi до тех пор, пока кулачок о, также насаженный на его ось, не разомкнет контакты концевика Кг- В момент размыкания контактов Кг реле Рз снимется с самоблокировки, магнитный пускатель выключится, перекидной контакт лР3 вернется в исходное состояние и снова начнется период накопления.

Время накопления жидкости в скважине устанавливается резистором Рз и изменением угла поворота кулачка о.

За счет уменьшения расхода электроэнергии этот прибор дает ежегодно экономию в 85 725 руб. Экономический эффект складывается из экономии электроэнергии, продления срока безремонтной службы оборудования, а также получения нефтепродукта, не разбавленного водой. Недостатком прибора является то, что данная конструкция реле не может обеспечить выдержку времени с точностью, превышающей ±10%.

Более высокой точности можно добиться, используя широкодиапазонное реле времени на шаговых искателях (автор конструкции А. Д. Смирнов), схема которого показана на рис. 1-2.

При включении тумблера Вк конденсатор Ci начинает заряжаться до тех пор, пока не зажжется тиратрон JIi. При атом сработает реле Pi и контактами КР\ замкнет цепь разряда конденсатора С2. Конденсатор С2 разрядится через обмотку шагового искателя ШИ-1 и подвижный контакт контактного поля КПШИу переместится в следующее положение. Неподвижные контакты контактных полей шаговых искателей соединены с коммутационными гнездами, установленными на лицевой панели прибора. В одно из гнезд контактного поля шагового искателя КПШИ\ вставлен штекер Ш\. В момент, когда подвижный контакт контактного поля КПШИ\ коснется неподвижного контакта, соединенного со штекером Шlt сработает реле Рг и контактами КРГ2 замкнет разрядную цепь конденсатора Сз. Конденсатор С3 разрядится через обмотку шагового искателя ШИ-2, при этом подвижный контакт контактного поля КПШИ’2 переместится в следующее положение.

Так будет продолжаться до тех пор, пока подвижный контакт контактного поля КПШИ’2 не коснется контакта, соединенного через гнездо со штекером Ш2. При этом сработает реле Ръ и через контакты КР’в и КРа самоблокируется, одновременно включив обмотку магнитного пускателя МП контактами КР"$. Когда подвижный контакт контактного поля КПШИ’2 коснется неподвижного контакта, соединенного со штекером Ш3, сработает реле Р4, разомкнутся контакзы КРа и реле Р3 снимется с самоблокировки и тем самым обесточит обмотку магнитного пускателя МП.

Преимущество дайной схемы реле времени перед предыдущей в том, что она обеспечивает точность поддержания выдержек времени на порядок выше, обладает более широкими возможностями регулирования временных интервалов и позволяет одновременно управлять несколькими объектами. Последнее достигается за счет того, что у шаговых искателей имеется несколько контактных полей (4 и 3 у ШИ-11, ШИ-17, 4 и 8 у ШЙ-25, 4 у ШИ-50) с большим количеством контактов на каждом. Одну установку можно использовать для обслуживания нескольких объектов, обеспечивая каждому из них требуемый временной режим регулирования. Реле времени на шаговых искателях позволяют осуществлять возврат схем в начальное положение после окончания требуемого цикла. Устройство возвращается в исходное положение нажатием на кнопки /Ci и /Сг, но при необходимости можно обеспечить возврат его в требуемое положение с любой точки контактного поля.

Схемы реле времени, подобные рассмотренным, используются для управления технологическими линиями сушки, закалки, гальванических покрытий; они управляют работой красильных аппаратов, смесителей, регулируют скорость движения конвейера, управляют автоматическими устройствами для фотопечати и регулируют уличное движение. Реле времени этого типа можно использовать везде, где ход производственных процессов определяется стабильностью продолжительности отдельных операций.

Основными времязадающими элементами в обеих схемах являются реле времени, выполненные на безнакальных газоразрядных приборах. Такие реле реализуются проще, чем тепловые и механические реле времени и чем реле времени на электронных лампах. Правда, по точности обеспечения выдержки времени первые уступают вторым, что связано с низкой временной и амплитудной стабильностью характеристик зажигания большинства газоразрядных приборов. Однако там, где не требуется особо высокая точность поддержания временных интервалов, схемы на газоразрядных приборах можно рекомендовать к использованию.

Времязадающие устройства рассмотренного типа позволяют путем изменения номиналов зарядных конденсаторов и резисторов регулировать выдержки времени от долей секунды до десятков минут. При конструировании таких приборов надо выбирать конденсаторы с минимальным током утечки. Лучше всего использовать герметизированные слюдяные, бумажные или фторопластовые конденсаторы. Вместо газоразрядных приборов во времязадающих цепях можно использовать динисторы. В настоящее время промышленность выпускает динисторы разных типов на напряжение срабатывания до 200 В и токи нагрузки до 0,1 А.

Установка для импульсного намагничивания стальных изделий (автор конструкции В. С. Козлов) является одним из интересных применений импульсного генератора на газоразрядном приборе (рис. 1-3).

Она состоит из преобразователя постоянного напряжения в переменное, выполненного на транзисторах Τι и Т генератора, который в свою очередь включает в себя источник высокого напряжения (выпрямленное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора Трi), реле времени, выполненного по уже рассмотренной схеме на неоновой лампе Ли блока конденсаторов С2—С5 и ртутного реле-разрядника.

Устройство работает следующим образом. Когда напряжение на конденсаторах С2—С5 достигнет значения, достаточного для зажигания неоновой лампы Л i, сработает реле Pi и своими контактами КР\ включит ртутное реле-разрядник Р одновременно отключив контактами KPf\ неоновую лампу Л1 от источника высокого напряжения. В момент включения разрядника через катушку Li прой-

дет мощный импульс тока, который произведет намагничивание детали. Для обеспечения возможности намагничивания деталей любой формы катушка Li выполнена из двух разъемных секций.

Установка позволяет производить намагничивание стальных деталей на глубину до 10 мм. Питание осуществляется от аккумулятора. В схеме предусмотрена возможность подзарядки аккумулятора от сети. Прибор используется для проведения магнитографической дефектоскопии мест сварки стальных труб, но может также применяться для намагничивания стальных деталей произвольной формы

Ультразвуковая импульсная установка для предотвращения образования накипи в паровых котлах ИГУ-Р6П (авторы конструкции А. Ф. Лаптев, И. А. Потапенко, А. И Серяпов, В. В. Заикин) служит еше одним примером использования времязадающего элемента на газоразрядном приборе. Схема установки, приведенная на рис. 1-4, а, состоит из источника высокого напряжения с однополупериодной схемой выпрямления и импульсного генератора, выполненного

на газовом разряднике типа Р6. Принцип работы импульсного генератора тот же, что и у описанного. В момент, когда конденсатор С2 зарядится до напряжения, равного напряжению зажигания разрядника, через магнитострикционный вибратор Мс пройдет мощный импульс тока. Интенсивность ультразвуковых колебаний в этой схеме достигает 40 Вт/см2 при частоте 21 кГц и частоте посылок 2— 5 Гц. Авторы использовали эту установку для предотвращения образования накипи. Но она может быть применена и для обезжиривания поверхностей, для образования эмульсий н других аналогичных целей

Генератор импульсов в ультразвуковой измерительной установке для исследования буровых скважин (автор конструкции А. Д Смирнов). В качестве времязадающего элемента в генераторе применен динистор КН102Ж. Один из конденсаторов С i—Сз (рис. 1-4,6), подсоединенных к источнику напряжения постоянного тока через переключатель Яι и резистор Ri, заряжается до напряжения, при котором происходит пробой динистора, и в момент пробоя разряжается через первичную обмотку импульсного трансформатора Три При этом на пьезопреобразователь Яр поступает импульс напряжения амплитудой до 100 В, после чего схема возвращается в исходное состояние и процесс повторяется. Частота колебаний генератора определяется параметрами времязадающей цепи RtCi— С3 и в данном случае изменяется от 500 до 1500 Гц. Как видно из рисунка и описания, устройство на динисторе по принципу действия не отличается от устройства на газоразрядном приборе.

Фотоэкспонометр (автор конструкции А. Д. Смирнов) состоит (рис. 1-5) из собственно фотоэкспонометра, выполненного по мостовой схеме на резисторах Ri—R13 и электронного реле времени, выполненного на транзисторах 7\ и Гг. Резисторы Ri—Riq подключены к переключателю Яt и служат для создания начального сопротивления плеча моста в зависимости от номера и чувствительности выбранного типа фотобумаги. Датчиком служит фоторезистор R12. Мост уравновешивается переменным резистором Rn* Этот же резистор является составным элементом времязадающей цепи RnCt электронного реле времени (транзисторы Τι и Тг).

Прибор работает следующим образом. Тумблером Βγ включают напряжение сети Переключатель Я i устанавливают в положение, соответствующее выбранной фотобумаге. Осветительную лампу фотоувеличителя через зажимы 1—1 присоединяют к установке. Затем включают тумблер В2. При этом загорается лампа фотоувеличителя и изображение негатива проецируется на кадрирующую рамку. Не выключая тумблера β2, помещают фоторезистор R& на сюжетно важный участок негатива, а затем резистором Rn балансируют измерительный мост. Когда балансировка окончена (весь процесс длится несколько секунд), выключают тумблер В2 и убирают фоторезистор. В кадрирующую рамку закладывают лист фотобумаги и нажимают кнопку Кн\. Эту кнопку после нажатия можно сразу опустить, так как реле Р% через нормально разомкнутые контакты KPz/i и нормально замкнутые контакты ΚΡι/ι реле Pi самоблокируется. Перекидной контакт КРг/ь включает резистор Rn в цепь заряда конденсатора С1# В исходном положении через нормально замкнутые контакты КР2/2 конденсатор Ci зашунтирован резистором Ri4.

Тем самым реле снимается с самоблокировки, процесс экспонирования заканчивается и схема возвращается в исходное состояние. Для следующего экспонирования достаточно кратковременно нажать на кнопку Кнь

В качестве реле Р2 можно использовать реле типа РПТ-100. В данной конструкции можно применить и реле постоянного тока, но в этом случае последовательно с обмоткой реле надо включить резистор и диод. Номинал и мощность резистора следует подобрать исходя из данных реле (сопротивление обмотки, ток срабатывания). Диод можно применить типа Д7Ж. В качестве реле Pi можно применить любое реле постоянного тока на ток срабатывания, не превышающий 15—30 мА, имеющее необходимые контактные группы (например, РС-13, паспорт РС4 523 021).

Электромеханическое реле (автор конструкции П. И. Ущаповский) построено на другом, но сходном принципе действия. Реле времени состоит из трех узлов: генератора релаксационных колебаний, блока коммутации с механическим приводом и блока питания (рис. 1-6, а). Генератор выполнен по схеме несимметричного мультивибратора на транзисторах разной проводимости. Он генерирует колебания частотой порядка долей герц, плавно изменяемой в 10 раз резистором R\, Блок коммутации с механическим приводом выполнен

Рис. 1-6.

на базе часового механизма от десятисекундиого электромеханического реле времени. В этом механизме изменена система привода анкерной скобы Анкерная скоба поводком соединена с якорем 2 электромагнитного реле /, включенного в цепь нагрузки генератора С частотой колебаний генератора анкерная скоба 3 освобождает храповое колесо 4, а тем самым обеспечивает движение ведущей шестерни 7 под действием заводной пружины 6. Передача усилия заводной пружины осуществляется через рычаг с сектором 8. Завод часового механизма производится кнопкой 5. С ведущей шестерней 7 жестко связан поводок для замыкания контактов схемы коммутации 9. Схема коммутации содержит два концевых контакта Κι и /С2. Контакт К2 замыкает цепь питания сигнальной лампы Лι за 10—50 с до выключения напряжения сети контактом Κι. Рассмотренное устройство позволяет регулировать время продолжительности включенного состояния объектов от 6 мии до 2 ч.

Эта схема содержит один легкоустранимый недостаток — отсутствует автоматическое выключение и отключение прибора от сети На рис. 1-6,6 показан вариант изменения схемы прибора, предложенный А. Д. Смирновым, устраняющий этот недостаток. В схему прибора вводится дополнительное реле Pi и кнопка Кн. При включении прибора в сеть, при нажатии на кнопку Кн реле самоблокируется через контакты ΚΡι и контакт концевика Кь При завершении требуемого цикла выдержки времени, при размыкании концевика Κι схема снимается с самоблокировки. Для последующего включения прибора в сеть достаточно нажать на кнопку Кн, сблокировавную механически с кнопкой завода часового механизма 5 (рис 1-7,¾).

Блок питания прибора выполнен по типовой схеме, и особых пояснений не требует.

Источник: Смирнов А. Д., Радиолюбители — народному хозяйству. — 2-е изд., перераб. и доп. — М: Энергия, 1978. — 320 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 957).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты