§ 32. Аппаратура контроля уровней

Реле контроля уровнен РКУ-1М и РКУН предназначены дли иск­робезопасного контроля одного или двух уровней заполнения на­копительных объемов (бункеров, водосборников) токопроводящи­ми сыпучими материалами или жидкостями, с использованием в них электродных, щеточных и других контактных датчиков. При этом реле РКУ-1М имеет исполнение, соответствующее условиям, опасным по газу или пыли, и допускает эксплуатацию в шахтах; реле РКУ-Н рассчитано для установки на поверхности шахт н обогатительных фабрик в помещениях, не опасных по газу н пыли. Оба аппарата имеют нскробезопасные цепи соединения с датчн* нами. Корп\с реле РКУ-1М металлический, а РКУ-Н — пластмас­совый Электрические схемы аппаратов аналогичны.

В реле РКУ-1М на выемной панели смонтированы функцио­нальные узлы: трансформатор, блок конденсаторов, блокировоч­ной выключатель, электронный блок, электромагнитные и герконо- вые реле, элементы управления и сигнализации. Электронный блок, являясь усилителем с релейной характеристикой, вы­полнен на базе интегральной микросхемы К140УД1А. В качестве ^выходных реле (/(/, К2) использованы РЭН-18 и РПУ-0, а проме­жуточным (КЗ) является герконовое.

В электрической схеме реле РКУ-1М (рис 56) имеются выклю­чатели (тумблеры), с помощью которых выполняются следующие функции: выключателем 51 подается (снимается) напряжение питания; переключателями 52 и 55 выбирается режим работы реле («Уровень» или «Линия»); тумблером 5Л устанавливается синро* тивленне и «меряемой среды («150 к()м* и «3 м()ш); пмблером 54 промежуточное реле КЗ может быть включ* но и кол текгорную цепь первого ключа (транзисторы VII и I II) — положение I — млн в коллекторную цепи второго ключа (транзистор \ 13) поло­жение II.

При контроле течек, мест пересыпа и верхнего уровня накопительных емкостей тумблер 54 устанавливают в положение /, при котором обеспечивается включенное состояние промежуточного и выходных реле при отсутствии сигнала на входе, т. е. при разом­кнутой цепи датчика. При контроле верхнего и нижнего уровней емкостей тумблер 54 устанавливают в положение //, при котором указанные выше реле отключены при отсутствии сигнала на входе.

Потенциометром («Время») устанавливают требуемую

выдержку времени в пределах 0,8—8 с па включение промежуточ­ного и выходных реле. С помощью резистора К.21 («Чувствитель­ность») осуществляется настройка реле.

Принцип действия электрической схемы реле РКУ-1М состоит в следующем.

Подготовка к работе. При контроле течек к зажиму 14 подключается электрод Э1; при контроле двух уровней к зажиму 14 подключается электрод верхнего уровня Э1 и к зажиму 15 — электрод нижнего уровня Э2. Выключатели и тумблеры 52—55 устанавливают в требуемое положение. Выключателем 51 от за­жимов 1, 2 подается напряжение питания на обмотку / силового трансформатора Т, о чем свидетельствует свечение светодиода VI зеленого цвета.

Исходное состояние. При отсутствии контакта между электродом датчика Э1 и контролируемой средой на вход 9 усили­теля на микросхеме Д сигнал не поступает. Резистором К21 на входе 10 усилителя Д устанавливается уровень сигнала, при котором на выходе 5 усилителя напряжение максимально и имеет положительную полярность. С выхода 5 усилителя Д на­пряжение поступает на базу транзистора первого ключа и удержи­вает его в открытом состоянии, при этом промежуточное реле Кыходные реле К1 и К2 включены, о чем сигнализирует све­чение светодиода З и вК2.

При контроле верхнего уровня и положении тумблера 54 1 или 11 по цепи плюс стабилизатора У'5 (или \'6) — «земля» — переходное сопротивление контролируемой среды — электрод Э1 — резисторы #30, К25 — минус стабилизатора У5 протекает ток, который создает напряжение на резисторе К25. Это напряжение прикладывается ко входу 9 усилителя Д в результа­те чего последний меняет свое состояние. Положительный сигнал на выходе усилителя, а следовательно, и на базе транзистора

6. первого ключа уменьшается, транзистор запирается, проме­жуточное и выходные реле отключаются, светодиод У2 гаснет.

При контроле двух уровней и положении 11 тумблера 54 элект­род Э2 нижнего уровня подсоединяется через замыкающий кон­такт К2.3. Исходное состояние схемы аналогично описанному выше.

При заполнении емкости контролируемой средо^ и контакте ее с электродом Э2 (нижний уровень) реле не срабатьЬ вает, так как контакт К2.3 разомкнут. При замыкании цепи электрода Э1 (верхний уровень) по цепи плюс стабилизатора VI (или \’6) — «Земля» — переходное сопротивление контрол и регулируемой среды — электрод Э1 — ре­зисторы ИЗО и К25 — минус стаби­лизатора У5 течет ток, создавая на резисторе И25 падение напря­жения, которое прикладывается ко входу 9 микросхемы О.

При равенстве напряжений на входах 9 и 10 напряжение на выходе усилителя уменьшается до значения, при котором первый ключ запирается, а второй отпи­рается. Это вызывает срабаты-| ванне промежуточного КЗ и ис­полнительных (К1, К2) реле, в результате чего заполнение емкости прекращается. Отпускание реле произойдет при разрыве цепи электрода Э2 нижнего уровня со средой, т. е. после опоражнивания емкости.

При автоматизации проходческих водоотливов для контроля уровней (нижнего и верхнего) воды применяют погружные взрыво­безопасные реле РУП-1. Чувствительный элемент реле (рис. 57) — резиновая диафрагма /, закрепленная в корпусе 2. В исходном состоянии при нижнем уровне воды в водосборнике (при малом давлении на мембрану) рычаг 5, воздействуя на микропереклю­чатель б, удерживает его контакты разомкнутыми. При повышении уровня воды до верхней отметки давление на диафрагму возра­стает до величины, вызывающей перемещение штока 8, удержи­ваемого гайкой 3, на такой ход, при котором рычаг 5 воздейст­вует на микропереключатель 4. Контактами последнего замы­кается цепь управления и подается команда на включение насоса. При снижении уровня воды до нижней отметки шток под действием пружины 7 возвращается в исходное положе- ■(6 и рычаг, воздействуя на микропереключатель 6, отключает насос.

$ 33. Аппаратура контроля скорости

В схемах автоматизированного управления конвейерными линия­ми, а также для контроля скорости движения различных механиз­мов (лебедок, перегружателей, опрокидывателей, грохотов и др.) применяют аппараты, называемые реле скорости. В комп­лектной аппаратуре автоматизации АУК.1М ¹ реле скорости яв­ляется составным узлом, входящим в блоки управления.

Реле скорости и аварийной блокировки РСА имеет взрывобезопасное исполнение. Его принципиальная схема (рис. 58) обес­печивает:

автоматический поочередный запуск двигателей (в частном случае конвейеров в порядке, обратном направлению грузопо­тока);

контроль времени пуска двигателей и выдержку времени между пусками отдельных приводов;

автоматическое отключение двигателя при резком снижении скорости или полном останове контролируемого органа;

блокировку, не допускающую дистанционный повторный пуск привода после аварийного останова.

Подготовка к работе и исходное состояние схем ы. При включении блокировочного выключателя 5/ эле­менты схемы находятся в следующем состоянии..Реле управления Л7 и К2 отключены. От выпрямителя У8—VII через размыкаю­щий контакт К 1.1 конденсаторы С4 и С5 заряжены. Транзисторы У23 и У25 открыты, так как на их базы подается положительный отпирающий потенциал. Отрицательный потенциал с коллектора транзистора У23 поступает к базе транзистора 1/75 усилителя постоянного тока, запирая его. Транзистор У/4 также остается запертым, и поэтому реле скорости КЗ отключено. Транзистор У26 •заперт, так как на его базу через резистор К14 подан отрицатель­ный потенциал с коллектора открытого транзистора 1/25, следова­тельно, реле аварийной блокировки К4 обесточено. Включена бе­лая лампа Н2.

Рабочий режим. При кратковременном нажатии кнопки 51 («Ход») поста КУВ-2 срабатывают реле К1 и К2 (пусковая полярность) в аппарате РСА, включаются промежуточное реле К2 и контактор К1 пускателя, а следовательно, и двигатель. При этом контактом К1.1 реле управления снимается отпирающий потенциал с баз транзисторов У23 и У25, но они остаются открыты­ми за счет разряда через их база — эмиттерные переходы соответствующих конденсаторов С4 и С5. Благодаря этому, тран­зисторы 1/75, V14 и У26 остаются запертыми.

По окончании разряда конденсатора С4, что соответствует Времени разгона лентой (цепью) конвейера до рабочей скорости, транзистор I/23 запирается, а от датчика скорости О через трансформатор Т и выпрямитель У18—У21 на базу транзистора V15 ^подается отпирающий потенциал, что вызывает отпирание транзисторов VI5, V14, включение реле скорости КЗ и заряд конденсатора С2 по цепи: «плюс» выпрямителя У8—VII, резистор Я/, коллектор-эмиттер транзистора У14, диод У16, конденсатор С2, «минус» выпрямителя. После включения реле КЗ реле /С/ и К2 остаются включенными (рабочая полярность) через контакты КЗ.З и К 1.2. Одновременно контактом К3.1 шунтируется вход тран­зистора У26, он остается запертым, а реле аварийной блокировки К4 — отключенным. у

Аварийные режимы. При исчезновении сигнала от датчика скорости С, в случае порыва лепты (цепи), конденсатор С2_Ф разряжаясь по цепи: «плюс», диод V17, база — эмиттернке пере- . ходы транзисторов У15 и У14. обмотка реле КЗ, прибор Р. «минус», поддержи в зет открытыми эти транзисторы, создавая выдержку времени на отключение реле КЗ. Эта выдержка может регулиро­ваться резистором /?//. Реле /<о. отключаясь, контактом К3.1 раз­рывает цепь, шунтирующую вход транзистора и он отпирается по цепи: «плюс» выпрямителя У8—УЧ. кнопки $2 и 34, резисторы Я13 и Я/4, база — эмиттер транзистора У26. «минус» выпрями- . теля. При этом срабатывает реле /С*/, самоблокируясь контактом /С^./, включает красную лампу Я/ контактом /04.2 и отключает! реле /С/ и К2 контактом К4.3. Пускатель и привод конвейера оття ключаются.

Если при работе конвейера сигнал от датчика С снижается! более чем на 25 % (проскальзывание ленты, чрезмерная загруз- ^ ка цепи), то благодаря нелинейности характеристик транзисторов VI5, V14 происходит резкое уменьшение тока, протекающего че­рез обмотку реле КЗ. и оно. отключаясь, своим контактом К3.1 вызывает включение реле К4. Выдержка времени на включение • реле К4 регулируется резистором Р20.

В обоих случаях срабатывания реле К4 после устранения при­чины. вызвавшей это. возврат схемы в исходное состояние осуще­ствляется деблокировкой реле К4 кратковременным нажатием кнопки проверки 52 или снятием и повторной подачей напряжения (питания выключателем 81.

Аппаратура КДК предназначена для контроля движения и целостности рабочего органа двухцепных скребковых конвейеров, при совместном использовании ее с аппаратурой АУКЛМ. Она обеспечивает контроль: обрыва одной или обеих тяговых цепей: отсутствия отдельных скребков или наличия поломанных и сильно изогнутых скребков; неправильной сборки, вызывающей перекос -отдельных скребков; проскакиваиия одной из тягоеых ш^В»д ариводиых звездочках конвейера.

Электронный блок контроля аппаратуры взрывобезопасного исполнения комплектуют двумя магнитоиндукционными датчи­ками ДМИ-1.

, Электрическая схема блока контроля (рис. 59) содержит: стабилизированный источник питания, включающий трансфор­матор 77, выпрямитель У12—У15, стабилитрон VII, резисторы и конденсаторы;

предварительные усилители на транзисторах У2, У5 с отрица­тельной обратной коллекторной связью и емкостным входом (кон­денсаторы С/, СЗ);

схему совпадений на транзисторах VI, У4, включенных по схеме с общим эмиттером;

спусковое устройство (триггер с одним устойчивым состоя­нием) на транзисторах V? и У8\

предохраняющее устройство (транзистор У9, конденсатор С8и резисторы К18, /?/Р), предотвращающее появление ложного сигнала на выходе схемы при подаче питания;

генератор синусоидальных колебаний на транзисторе У10. .

Подготовка к работе и исходное состояние схемы. К зажимам 6, 10, 15 блока подключают датчики, выход­ные зажимы 36, 37 — к входу блока реле скорости типовой аппа­ратуры, к зажимам 38, 39 подключают напряжение питания 36 В переменного тока (от пускателя). При подаче напряжения выключателем 33 на трансформатор 77 конденсатор С8, заря­жаясь, отпирает транзистор У9, который шунтирует вход транзи­стора У10, удерживая его в запертом состоянии. После*подачи напряжения к неподвижной скребковой цепи (отсутствие сигналов от датчиков) транзисторы У2, У5 открыты неполностью (при­открыты), транзисторы VI, У4, У8 открыты, а транзисторы У7, У9, V10 заперты.

Рабочий режим. При движении исправной цепи и про­хождении скребка над датчиками в их обмотках индуктируются одинаковые по величине э.д.с., которые через резисторы ЯЗ, Я9 и конденсаторы С/, СЗ поступают на входы соответственно тран­зисторов У2 и У5, усиливаются, затем через логическую схему совпадений И (на транзисторах VУ, У4) воздействуют на триггер, опрокидывая его в неустойчивое состояние, при котором тран­зистор У7 отпирается, а транзистор У8 запирается. Это приводит к отпиранию транзисторов У9, У10, и на выходе блока контроля (трансформатор Т2) появляются импульсы тока высокой частоты примерно 10—11 кГц) в течение 0,5—0,7 с. После прохождения крсбка эти импульсы исчезают и схема (триггер) возвращается исходное состояние. При прохождении следующего скребка цикл Мдоряется. Таким образом, при нормальной работе конвейера 1 выходе блока контроля будет сигнал в виде посылок тока высо- ой частоты.

Аварийные режимы. При обрыве обеих ветвей скребко- юй цепи датчики скорости прекращают подачу импульсов и на ьыходе блока контроля исчезает высокочастотный сигнал. При цбрыве одной из тяговых цепей конвейера скребки за местом раз- шва перекашиваются и при прохождении этого участка цепи над датчиком происходит сдвиг импульсов тока во времени, в результа- № триггер не опрокидывается в неустойчивое состояние, высо­кочастотные импульсы на выходе блока исчезают и реле скорости комплектной аппаратуры автоматизации отключается.

Действие схемы будет аналогичным при затянувшемся переко­се цепей, отсутствии нескольких скребков подряд, а также при нормальном и аварийном останове конвейера.

Работоспособность аппаратуры КДК проверяется кнопками 5/. 52: при нажзтии любой из них работающий конвейер (отклю­чается соответствующий датчик) должен остановиться. Резисто­ром К13 настраивают аппаратуру при различных скоростях движе­ния скребковых цепей.

$ 34. Реле давления и производительности

Реле давлении РДС-1М предназначено для контроля давления в линии подпитки, высоконапорных насосов станции типа СНУ-э и контроля минимального давления в системах орошения горных машин. Реле можно использовать в системах с водомасляными эмульсиями и шахтной осветленной водой в диапазоне уставок давления от 0,05 до 1,6 МПа. Коммутирующая способность контактов до 4А при напряжении до 60В.

Реле РДС-1М (рис. 60) состоит из корпусов 2 и 4, соединенных между собой гайкой 1 и шпонкой //, которая предотвращает пово­рот корпусов относительно друг друга. Корпус 2 имеет кабельный ввод и крышку 12, а внутри него расположен микропереключатель 14, укрепленный на ограничителе хода 13. Внутри корпуса 4 размешены сильфон 3 и демпфирующий узел, состоящий из набора шайб 9, уплотнительных колец 8, фильтра 7 и зажимающе­го их винта 6. Колпачком 5 закрывают входное отверстие для жидкости при транспортировке. С помощью втулки 10 с наружной резьбой реле давления ввинчивается в отверстие контролируемой магистрали.

Действие реле состоит в следующем. Рабочая жидкость (эмуль­сия или вода) через фильтр и демпфирующий узел поступает в кор­пус 4, вызывая сжатие сильфона. Шток сильфона, перемещаясь, своим торцом А нажимает на кнопку микропереключателя и переключает его контакты. Дальнейшее перемещение штока предотвра­щается ограничителем хода, в который упирается поверхность II? штока. В зависимости от величины контролируемого давления реле изготовляют с разной толщиной стенок сильфона или с до- пол и и тельной пружиной.

Реле давления РДВ предназначено для контроля заливки на­сосов по давлению воды. Его устанавливают на всасывающей крышке насоса. Чувствительным элементом реле давления (рис. 61) является резиновая диафрагма 6. Реле имеет две диск­ретные ступени регулировки срабатывания по давлению, которые выбираются с помощью винта 4 вводом в действие только малого ■оршня 7 или малого и большого 5 поршней вместе, что соответст­вует меньшей или большей рабочей площади диафрагмы.

Сила давления поступающей воды, воспринимаемая диафраг­мой. передается через поршень (или поршни) на шток 9, который воздействует на микропереключатель 1. Предварительное сжатие пружины 10, необходимое для четкого срабатывания реле, регу­лируется штоком, который ввинчивается в специальную гайку 8 |с последующей фиксацией ее шпилькой 3. Зазор между штоком и микропереключателем (не более 0,5 мм) устанавливается регу­лировочной гайкой 2. Под гайку болта, крепящего крышку реле, подложена шайба II из гетинакса для обеспечения герметиза­ции.

Реле производительности флажкового типа РПФВ-1К (вз’ры- вобезопасного исполнения) и РПН (нормального исполнения) предназначены для контроля работы насосов по наличию потока жидкости во всасывающем трубопроводе. Оба реле устроены аналогично, а принцип действия их основан на изменении усилия, возникающего при обтекании флажка потоком жидкости с различными давлениями, пропорциональными расходу жидкости по трубопроводу.

Реле РПФВ-1К (рис. 62) состоит из корпуса 1 и платы 3, сое­диненных между собой специальной гайкой 4. В верхней части кор­пус имеет два отверстия: одно для ввода валика 2, второе, заглу­шенное пробкой 14, для ключа под специальную гайку 13, крепя­щую рычаг 12 с флажком 10 из пластмассы или резины. Крышка 5 закрывает рабочую камеру, в которой размещены контактные группы 6, масляный демпфер 7 и натяжное устройство (на рисунке не показано), возвращающее систему валик — рычаг — флажок в исходное положение. Нижняя часть корпуса состоит из массивной плиты //с двумя проушинами для поворотных валиков 8, с по­мощью которых шпильками 9 реле крепят на трубопроводе.

При наличии потока жидкости флажок, отклоняясь, через ры­чаг поворачивает валик, который, воздействуя на контактные груп­пы, производит соответствующие переключения в цепях контроля и управления. При резком снижении давления потока жидкости (при уменьшении производительности работающего насоса более чем на 25 %) флажок под действием натяжного устройства воз­вращается в исходное положение, а контакты включают устрой­ства, сигнализирующие о неисправности и останове насоса. Масляный демпфер обеспечивает плавное переключение контак­тов.