6.2. Спеціальні електричні апарати

6.2.1. Спеціальні електричні апарати для автоматичного керування роботою компресорів

Крім електричних апаратів загального призначення, що були розглянуті в розділі 2, в електричних схемах автоматичного керування роботою компресорів також використовуються спеціальні апарати. Забезпечення нормальної роботи комп­ресорів потребує контролю багатьох параметрів, але найваж­ливішими серед них є тиск і температура газу.

Підтримання постійних значень тиску газу в системі є однією з головних вимог, що висуваються до систем автома­тичного контролю роботи компресорів. Але споживання сти­снутого газу на промислових підприємствах змінюється, і графік його зміни прогнозувати дуже важко. Він залежить як від величини споживання стиснутого газу, так і від про­дуктивності компресора. Коли споживання стиснутого газу дорівнює продуктивності компресора, тоді тиск у системі за­лишається незмінним. Але на практиці такий стан роботи буває дуже рідко.

Як правило, тиск газу в системі змінюється постійно: коли споживання газу збільшується, тиск знижується, і на­впаки. Тому в системі автоматичного контролю тиску вико­ристовують апарати, які відстежують цей параметр і забез­печують його автоматичне підтримання в певному діапазоні.

Регулювання продуктивності компресорів може здійсню­ватися різними способами: автоматичним відкриванням чи закриванням клапанів усмоктування газу, періодичним вми­канням чи вимиканням допоміжних компресорів, зміною швидкості електродвигуна і т.д.

Для цього використовують спеціальні апарати: поршневі та сильфонні реле тиску, електроконтактні манометри, стру­минні реле та ін.

Електроконтактний манометр (рис. 6.4) складається з трубчатої одновиткової пружини 1, яка з одного кінця за­крита, а іншим з'єднана із системою, тиск газу в якій потрі­бно контролювати.

Тиск газу всередині пружини та її пружна деформація зна­ходяться в лінійній залежності: зі збільшенням тиску закри­тий кінець пружини переміщується в сторону збільшення діа­метра. Це переміщення з допомогою тяги 6 та зубчатого меха­нізму 5 передається на рухомий контакт 3. Якщо тиск у сис­темі знизиться до деякого мінімального значення Р_тіп, відбува­ється замикання рухомого контакту 3 з нерухомим 2. При цьому замикається електричне коло, і з'являється електрич­ний сигнал U_вм , який може забезпечити автоматичне вмикання допоміжного компресора, відкривання клапанів усмокту­вання газу, збільшення швидкості електродвигуна чи іншу операцію, яка дозволить збільшити тиск у мережі.

При збільшенні тиску до деякого граничного значення Р_тах відбувається замикання рухомого контакту 3 з нерухо­мим 4 та замикання електричного кола для створення сиг­налу U_вим, який забезпечить операцію для припинення зрос­тання тиску в мережі.

Конструкція контактних манометрів дозволяє змінювати фіксоване положення нерухомих контактів 2 і 4 і тим самим змінювати як граничні значення мінімального та максимального тиску, так і діапазон допустимого коливання тис­ку в системі.

Контактна система електроконтактних манометрів розрахована на номінальну напругу до 380 В при роботі в колах змінного струму і до 220 В - в колах постійного струму та на потужність до 10 ВА.

Деякі типи електроконтактних манометрів, крім функ­ції створення сигналу на вмикання/вимикання, виконують функцію приладів-покажчиків або самозаписуючих приладів. Наприклад, електроконтактний манометр типу МГ-278 є покажчиком, а МГ-618 - самозаписуючим приладом.

Підтримання температури газу в допустимих межах є також обов'язковою вимогою, особливо для компресорів на високі тиски. Це пов'язано з тим, що при стисканні газу виділяється тепло, яке потрібно локалізувати ще до подання в мережу стиснутого газу.

Найчастіше використовують примусове охолодження газу водою, яка пропускається через охолоджувальні сорочки робочих циліндрів компресора та проміжні холодильники, де нагрітий газ проходить через складну систему охолоджувальних трубок, по яких циркулює вода. Навіть короткочасне припинення охолодження газу недопустиме, а тому до апаратів контролю ставляться високі вимоги стосовно безперебійності та надійності роботи.

Широкого застосування в системах автоматичного контролю та захисту температури газу в компресорах набули реле струминні різних конструкцій. Як приклад розглянемо роботу реле струминного типу МС-51 (рис. 6.5).

При надходженні в трубопровід води 5 з достатнім тиском, завдяки наявності діафрагми 4, перепад тиску в камерах циліндричних мембранних сильфонів 7 і 2 буде достатнім, щоб рухомі контакти 8 контактної групи 1 перемістилися вправо і замкнули електричне коло для створення сигналу U_вм , який дозволяє вмикання і подальшу роботу компресора.

У разі припинення подачі води в трубопровід 5 системи охолодження або при зменшенні її тиску знижується і перепад тиску в камерах сильфонів 7 і 2. При цьому рухомі контакти 8 під дією пружних сил сильфонів переміщують її вліво. Відбувається розмикання електричного кола, яке подає сигнал U_вм , та замикання електричного кола, яке ство­рки сигнал U_вим, який унеможливлює подальшу роботу комп­ресора до появи води в системі охолодження.