Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1819
.pdf
Аналогичные результаты получаются со смесями, состоящими из четырех и более компонентов; в чистом
виде можно получить только крайние компоненты, тогда как промежуточные фракции представляют собой
смеси нескольких компонентов. Однако этого результата можно избежать, если в такой смеси каждый
компонент спроектирован и расположен таким образом, чтобы поочередно являться одним из крайних
полюсов ряда компонентов, остающихся в состоянии покоя, и непрерывно отделять компоненты по одному от
других компонентов с более низкими (или более высокими) температурами кипения по мере того, как пар
поднимается (или жидкость опускается) по колонне дистиллятора.
Фракционирование, несколько схожим с описанным, применялось У. А. Берли (№ 11690, 1891) в аппарате,
состоящем из ряда колонн, расположенных каскадным образом. В соответствии с нашим изобретением,
желаемый эффект достигается в единой составной колонне описанным и заявленным способом. Согласно
нашему изобретению, дистилляционная и фракционирующая колонна для разделения или очистки в
непрерывном процессе различных компонентов жидкой смеси включает в себя ряд расположенных друг над
другом блоков, соединенных вместе в единое целое для образования фракционирующей колонны, причем
каждый из блоков является и функционирует как дистилляционный блок непрерывного типа, а верхняя часть,
или ректификат (ректификационный элемент), одного блока выполнена в виде нагревательного устройства от
нижней части, или анализатора (кипящего элемента) блока, расположенного над ним.
Наше изобретение также обеспечивает подходящие средства для непрерывного разделения компонентов
смеси в соответствующих участках колонны при ее прохождении через дистилляционную колонну,
независимо от того, предполагается ли разделение компонентов фракционированной смеси в виде жидких
остатков или в виде паровых дистиллятов.
Наше изобретение также обеспечивает подходящие средства для регулирования и контроля температурного
градиента в колонне с помощью дополнительных теплообменников, встроенных в блоки колонны. Эти
теплообменники могут использоваться для пропускания тепла и холода через жидкости или сред, как
непрерывно, так и периодически, и они также могут быть расположены и использоваться таким образом,
чтобы контролировать разделение компонентов фракционированной смеси либо в виде жидких остатков,
либо в виде паровых дистиллятов. Наше изобретение проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, на
которых фиг. 1 представляет собой схематический вид спереди и сзади колонны с тремя дистилляционными
установками, в которых трубопроводные соединения и т. д., а также теплообменники расположены таким
образом, что компоненты жидкой смеси могут быть разделены в виде жидких остатков; этот метод разделения
в данном описании называется «метод 1».
На фиг. 2 в разрезе представлена схематическая проекция и план аналогичной трехблочной колонны, но с
внутренними трубными соединениями и т. д., а теплообменники расположены таким образом, что компоненты
жидкой смеси разделяются на паровые дистилляты; этот метод разделения в данном описании обозначается
как «метод II».
На рис. 3 в разрезе представлена схематическая проекция и план аналогичной трехблочной колонны с
трубопроводными соединениями и т. д., а также теплообменниками, расположенными таким образом, чтобы
компоненты жидкой смеси могли быть разделены в соответствии с методами I или II, то есть либо в виде
жидких остатков, либо в виде паровых дистиллятов, в зависимости от необходимости.
На этих трех рисунках описание процесса представлено схематично, чтобы проиллюстрировать основные
особенности нашего изобретения, а неподвижные элементы затенены, чтобы наглядно показать взаимосвязь
одного элемента с другим. На рисунке 4А представлен разрез репрезентативной части одного из вариантов
аппарата. Показаны верхняя часть одного элемента, середина второго и нижняя часть третьего. Схема
теплообменника и соединений представлена на рис. 3.
На рис. 4B представлен поперечный разрез по линии a'-r на рис. 4A, по сути, вид верхней части одного из
блоков.
На рис. 5А представлен поперечный разрез аналогичной части другой модификации. Схема расположения
теплообменника, соединений и т. д. представлена на рис. 1.
На рис. 5B представлен поперечный разрез вдоль линии y-y на рис. SA.
На рис. 6А представлен разрез аналогичной части другой модификации, включающей спиральное
расположение.
Полый цилиндр, образующий сердцевину спиральных перегородок, заменяет теплообменник, показанный на
других чертежах, однако общее расположение соответствует расположению, показанному на рис. 1.
На рис. 6B представлен вид сверху верхней части одной из секций колонны.
На рис. 7А представлен вид сбоку аналогичной типовой части другой модификации, при этом часть слева
изображена в разрезе, а часть справа — это внешний вид.
Рис. 7B представляет собой проекция части того же объекта в плоскости, перпендикулярной плоскости
сечения рис. 7B.
На рис. 70 представлен поперечный разрез по линии z-z на рис. 7А.
На рисунках 1, 2 и 3 показаны блоки a, b, c с анализатором или кипящим элементом, ai bl ci.
и выпрямительный или выпрямляющий элемент a2.
62,, c2. соответственно. И эти блоки накладываются друг на друга один над другим, образуя полную
фракционирующую колонну таким образом, что верхняя часть или ректификат каждого блока охватывает,
окружает или аналогичным образом вступает в тесный контакт или взаимодействие с нижней частью или
анализатором следующего верхнего блока, образуя нагревательное устройство для него, как показано на
рисунке. Благодаря такой конструкции пар в верхней части нижнего блока передает тепло путем конденсации
в нижнюю часть верхнего блока, обеспечивая полный тепловой контакт и передачу тепла по всему аппарату
путем испарения и конденсации, как в простой колонне, в то время как механический контакт или смешивание
веществ в двух задействованных блоках предотвращается. Таким образом, согласно методу I, жидкость в
анализаторе очищается от более летучих компонентов, которые выпариваются из нее, без одновременного
загрязнения остатка менее летучими компонентами путем конденсации их паров.
В качестве альтернативы, согласно методу II, пар в ректификате очищается путем фракционной конденсации
от менее летучих компонентов, не загрязняя остаточный пар более летучими компонентами.
Для обеспечения точной ректификации смесей, особенно в случае смесей различного состава, количество
конденсации или испарения контролируется с помощью дополнительных теплообменников 3, которые
устанавливаются в установках в зависимости от используемого метода разделения. На рисунке 1 показано
устройство, предназначенное для разделения компонентов на жидкие остатки (метод I), а теплообменники 3
расположены вблизи верхней части каждого выпрямителя. В качестве охлаждающей среды подается,
например, вода или холодная жидкая смесь, а теплообменники функционируют как конденсаторы или головки
дистилляционных аппаратов с постоянной температурой. На рис.
2,
Устройство предназначено для разделения компонентов в виде паровых дистиллятов (метод II), а
теплообменники 3 расположены в нижней части каждого анализатора. Подается теплоноситель, например,
горячая жидкость или пар, а теплообменники функционируют как дополнительные испарители. На фиг. 3
показана компромиссная схема, предназначенная для разделения компонентов любым из способов, при этом
теплообменники 3 расположены посередине каждого блока, ниже анализатора блока, расположенного выше,
и выше выпрямителя блока, расположенного ниже. При необходимости может подаваться охлаждающая или
охлаждающая среда для повышения или понижения температуры в окружающей среде, что обеспечивает
удаление всех более летучих компонентов из жидкого остатка путем кипячения или конденсацию всех менее
летучих компонентов из паровых дистиллятов в соответствии с используемым методом разделения. На
рисунках 2 и 3 показаны дополнительные конденсаторы 4, которые действуют как дефлегматоры для всей
колонны.
На рис. 1 показана функция верхнего конденсатора; теплообменники могут быть любого подходящего типа, но
предпочтительно состоят из камер, ограниченных двумя горизонтальными пластинами 5 и ребрами колонны,
через которые в вертикальном направлении проходят трубы 6, проходящие через пластины и соединенные с
ними; такие трубы служат для прохождения пара или жидкости вверх или вниз по колонне, а также для
передачи тепла к среде или от нее в самом теплообменнике. Две другие формы, которые будут описаны
позже, показаны на рис. 6A, 6B, 7A, 7B и 7a.
Представленные средства разделения компонентов включают трубы для отвода очищенных компонентов с
одного конца каждого блока и для переноса оставшихся компонентов с другого конца такого блока в середину
следующего блока, причем перенос осуществляется только в одном направлении. На рисунке 1 показаны
следующие средства: трубы 7 для отвода жидкого остатка из нижней части каждого анализатора, не
сообщающиеся с расположенным ниже блоком, и диаплиграгины-S в верхней части каждого выпрямителя,
которые с помощью любых удобных устройств, таких как трубки и заглушки, шаровые клапаны или запорные
клапаны 9, вставленные в него, обеспечивают восходящее прохождение пара в следующий верхний блок, но
препятствуют нисходящему прохождению жидкости.
На рисунке 2 показаны отводные трубы 10 для отвода очищенного пара из верхней части каждого
выпрямителя, не сообщающегося с расположенным выше блоком, и трубы 11, которые обеспечивают
нисходящий поток жидкости в следующий нижний блок, но, будучи снабженными клапанами или
герметизированными путем погружения в жидкость, предотвращают восходящий поток пара.
На рисунке 3, который, как объяснялось ранее, предусматривает разделение любым желаемым способом,
показаны оба комплекта соединений труб и т. д. Выходные трубы 7 снабжены клапанами или кранами. Когда
эти отверстия закрываются для работы аппарата методом II, жидкость поднимается в нижней части каждого
анализатора до тех пор, пока не перельется через трубы 11, расположенные на более высоком уровне.
Аналогичным образом, пароотводящие трубы 10 снабжены клапанами или EOCL, и когда они закрыты для
работы аппарата методом I, давление немного повышается и поднимает клапаны 9, так что пар переходит в
следующий верхний блок.
При разделении смеси, состоящей из компонентов А, В, С, D и т. д., принцип работы колонны,
сконструированной в соответствии с нашим изобретением, несколько варьируется в зависимости от
выбранного метода разделения, то есть от того, разделяются ли компоненты в виде жидких остатков из
различных анализаторов в порядке возрастания летучести (метод I) или в виде паровых дистиллятов из
различных ректификаторов в порядке убывания летучести (метод II). Приведенное ниже описание описывает
способ работы каждым из методов с использованием колонны, расположенной в соответствии с общей
системой компоновки, показанной на рис. 3, при этом данный общий описание охватывает способ работы
колонны, показанной на рис. 1 или рис. 2.
MET11 OD I.
Поскольку скорость подачи перегоняемого материала определяется в зависимости от размера и
эффективности колонны, это количество материала подается в середину нижнего блока a, то есть в верхнюю
часть анализатора или кипятильного элемента a1 нижнего блока, по трубе 12 одним из следующих способов:
либо в жидком состоянии, предпочтительно предварительно нагретом, с достаточным количеством тепла для
испарения всех компонентов, кроме A (наименее летучего), подаваемого в нижний анализатор a1 либо с
помощью нагревательного устройства 13 в корпусе колонны, как показано на фиг. 1, 2 и 3, либо с помощью
емкости под нижним блоком (фактически являющейся неотъемлемой частью анализатора или кипятильного
блока), в которой компонент A поддерживается в состоянии кипения; или, в качестве альтернативы, в
парообразном состоянии, при этом жидкость непрерывно испаряется в отдельном испарителе, а к
анализатору a1 подается количество внешнего тепла (любым из упомянутых способов), достаточное только
для повторного испарения более летучих компонентов, сконденсировавшихся в верхних частях колонки, и
поддержания температуры кипения A.
В первом случае аппарат образует полноценный перегонный аппарат; во втором случае он функционирует,
как и обычная головка перегонного аппарата, в качестве фракционирующего конденсатора. Температура
теплообменника 3 в первом блоке «а» регулируется, при необходимости, с помощью охлаждающей воды для
предотвращения или практически полного предотвращения выхода паров компонента А из блока; блок
функционирует как простой перегонный аппарат непрерывного действия, при этом жидкость А получается в
практически чистом состоянии внизу, а пары B, C, D и т. д., практически не содержащие А, проходят вверху
через диафрагму 8, прежде чем упомянутые, в середину следующего блока B, а клапаны 9 предотвращают
возврат какой-либо жидкости в блок А; в этом блоке процесс продолжается. Происходит частичная
конденсация (за счет излучения, передачи тепла к следующему верхнему блоку и т. д.), и образующаяся
жидкость стремится стекать в анализатор bl, где она кипит под действием тепла, проходящего через стенки
выпрямителя a2, при этом пар одновременно конденсируется в жидкость в выпрямителе a2.
После регулировки второго теплообменника 3 (если это необходимо) для предотвращения попадания паров B
в третий блок, в результате B выходит в чистом виде из нижней части анализатора bl по трубе 7, в то время
как пары C, D и т. д. поступают в блок C, где происходит разделение компонента C, и так далее вверх по
колонне, при этом каждый компонент разделяется в соответствующем блоке. Последний (или наиболее
летучий) компонент уходит в виде пара из верхней части колонны и соответствующим образом
конденсируется.
Что касается предварительной регулировки температуры блоков путем управления конденсаторными
элементами 8, следует отметить, что регулировка любого отдельного блока в некоторой степени повлияет на
соседние блоки, но после того, как будут произведены необходимые регулировки для данной смеси,
температура в верхней части каждого блока, измеренная термометром рядом с конденсатором, станет
постоянной и будет служить ориентиром для дальнейшей регулировки потока воды в конденсаторном
элементе. Во избежание нарушения нормального температурного градиента желательно, чтобы любая
необходимая регулировка производилась путем управления конденсаторами, а не путем ограничения оттока в
какой-либо точке, хотя последний может быть использован в аппарате, изображенном на рис. 3, при этом
избыток компонента поступает по возвратным трубкам 11 в расположенный ниже блок.
МЕТОД II.
Принцип работы аппарата, используемого вторым методом, будет отличаться от описанного выше лишь
несколькими деталями. Смесь подается в жидком состоянии в область, расположенную вблизи середины
верхнего блока, по трубе 12 верхнего блока, а тепло подается к анализатору нижнего блока одним из
описанных способов. При закрытии выпускных труб 7 для остатков из анализаторов жидкость переливается
через альтернативные трубы 11 в расположенный ниже блок, а концы труб герметизируются жидкостью,
чтобы предотвратить возврат паров, как описано ранее. Пары компонентов в практически чистом состоянии
выходят из верхней части каждого выпрямителя по трубам 10 и соответствующим образом конденсируются,
при этом противодавление недостаточно для подъема клапанов 9 и обеспечения связи с расположенным
выше устройством. При запуске аппарата теплообменники 3 предпочтительно регулируются в обратном
порядке, начиная сверху, и любой из них может снабжаться горячей жидкостью или паром, если это
необходимо для предотвращения попадания компонента, который должен быть отделен в данном конкретном
блоке, в расположенный под ним блок.
Что касается пространственного соотношения между нижним и верхним концами смежных блоков, форма
может быть изменена различными способами при условии, что анализатор верхнего блока заключен, окружен
или иным образом приведен в тесный контакт или взаимодействие с выпрямителем нижнего блока, как было
указано ранее. На листе 2 изображены типовые фрагменты некоторых модификаций аппарата, показывающие
детали верхней части выпрямителя a2, средней части блока b и нижней части анализатора cl. Каждая
модификация может быть выполнена таким образом, чтобы разделить компоненты в соответствии с
методами I или II, или обоими методами, то есть в соответствии с системами расположения, схематически
показанными на рис. 1, 2 или 3, но для каждой модификации изображена только одна такая схема
расположения.
На рисунках 1 и 4B показаны, соответственно, в проекции и плане, часть одной из модификаций аппарата,
расположенного согласно рис. 1. Анализаторы bl и cl имеют цилиндрическую форму, но меньший диаметр,
чем выпрямители a2 и b2, которые их окружают.
Детали с 3 по 12 пронумерованы так же, как на рисунке 3. Теплообменник 3 показан как отдельная секция
колонны, прикрепленная к другим секциям болтами с помощью фланцев 14, 15, 15, которые являются
входами и выходами для воды или пара, подаваемых в теплообменник 3.
16 Это перфорированная пластина, которая служит для поддержки веса содержимого выпрямителя b2. Вес
внутреннего цилиндра и его содержимого, включающего анализатор bl, приходится на пластину 8, которая в
других местах описывается как диафрагма. На чертеже колонна показана заполненной кольцами Рашига,
однако характер наполнителя не имеет значения для данного изобретения, и может быть использован любой
другой наполнитель, например, перфорированные пластины или пластины с трубками и крышками.
В другом варианте, не показанном на рисунке, каждый анализатор, вместо того чтобы состоять из одного
цилиндра, заключен внутри внешней оболочки колонки, как показано на рисунках.
4
A и 4B могут состоять из нескольких таких цилиндров или сосновых брусков, заключенных в аналогичные
оболочки.
В другом варианте, часть которого показана в разрезе и плане на рис. 5А и 5В, смежные концы соседних
блоков переслаиваются, то есть колонна разделена на секции горизонтальными пластинами 17, которые
разделяют смежные элементы смежных блоков, так что верхняя часть одного блока и более толстая часть
другого блока занимают чередующиеся секции колонны. В нижней части чертежа чередующиеся секции
обозначены буквами a2 и bt, а в верхней части — буквами b2 и cl.
Трубки 18 для прохождения пара вверх по колонне пропускают кактусы через две пластины и увенчаны
колпачками или куполами 19, которые опускаются под поверхность жидкости на верхней пластине, так что пар
может проходить вверх через чередующиеся секции. Обратные трубы 20 также проходят через две пластины
и погружаются под лужи жидкости 21 на пластине, расположенной ниже. В такой форме обеспечивается
более эффективная передача тепла от одного блока к другому.
Еще одно преимущество такой формы заключается в том, что секции можно собирать таким образом, чтобы
получить блоки любой желаемой длины. По этой причине теплообменник 3 и диафрагма S (которые на
рисунке расположены в соответствии с рисунком 1 для работы аппарата по методу I) спроектированы таким
образом, чтобы образовывать независимую секцию, которая может быть интерполирована с любым
количеством обычных секций для получения желаемых пропорций блоков.
В другом варианте, показанном на рис. (3A и 6B, используется спираль фукар, как описано в Спецификации №
19999 от 1908 года.) Эта спираль состоит из винтовой перегородки, проходящей через кольцевое
пространство между двумя соосными цилиндрами. В своей конструкции я использую две такие перегородки,
обозначенные на чертеже номерами 22 и 23, которые расположены между собой таким образом, что
чередующиеся промежутки между ними, как показано на разрезе 69, образуют части верхнего и нижнего
концов смежных элементов. На чертеже колонна показана в собранном виде из секций, соединенных
фланцами 24. Каждая секция состоит из одного анализатора и одного выпрямителя, при этом перегородка 22
образует дно анализатора, а 23-я секция — выпрямителя. В верхней части изображенной нижней секции
показано открытое пространство 25, образующее среднюю часть блока b, в которое вставлены анализатор bl
нижней секции и выпрямитель 62 верхней секции. Схема, показанная на чертеже, предназначена для работы
методом I, а положение диафрагмы 8, клапанов 9 и выходной трубы 7 соответствует рис. 1, но вместо
размещения специального конденсатора в верхней части каждого выпрямителя для регулирования может
использоваться центральный цилиндр, пронумерованный, соответственно, 3, а трубы 15, 15 являются
входами и выходами для охлаждающей среды.
Диафрагма 8, как более отчетливо показано на плане 6B, простирается более чем на половину колонны и
служит для завершения одного спирального пространства, образующего выпрямитель a2, в то время как
другое спиральное пространство, образующее анализатор b@, открыто в свободное пространство 25, с
которым также сообщаются литниковые клапаны 9. Аналогичная полукруглая пластина закрывает конец
анализатора c1, а другое спиральное пространство b2 открывается в пространство 25. Пластина 26,
перфорированная, по крайней мере частично, поддерживает вес содержимого расположенного над ней
участка.
В другом варианте, показанном на рис. На рисунках 7A, 7B и 7C поперечное сечение колонны прямоугольное
и разделено вертикальными перегородками 27 на ряд камер, причем два задействованных элемента
занимают чередующиеся камеры. Инжир. 7A — это вид сбоку, часть слева — разрез, на котором показаны
вертикальные перегородки. Инжир. На рис. 7B изображен поперечный разрез части одной камеры,
перпендикулярный плоскости сечения на рис. 7A. 7C — это поперечный разрез вдоль линии z-z.
Расположение теплообменников, соединений труб и т. д. показано на рис. 2, но для удобства зигзагообразная
катушка 3 заменяет многотрубный испаритель, показанный на рис. 2. Пар выходит наружу через 10 м³; в
верхней части каждого м³.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_203507.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=203507&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB203507A
[]
Усовершенствования в области автоматических коммутационных устройств для систем распределения
электроэнергии и связанные с ними разработки. Компания «Company Limited», британская компания,
зарегистрированный офис которой находится по адресу: Crown House, Aldwych, London, W.C. 2, настоящим
заявляет о характере данного изобретения (сообщение от компании General Electric, корпорации,
организованной в соответствии с законами штата Нью-Йорк, округа Шенектади, штат Нью-Йорк, Соединенные
Штаты Америки), и о способе его осуществления, который будет подробно описан и установлен в следующем
заявлении: Наше изобретение относится к автоматическому коммутационному оборудованию и, в частности, к
такому оборудованию, которое предназначено для управления соединениями между множеством цепей
нагрузки и общим источником питания. Наше изобретение особенно подходит для управления соединениями
между источником многофазного тока и множеством однофазных цепей нагрузки, каждая из которых
подключена к разной фазе указанного источника, так что, когда источник многофазного тока подает ток на все
однофазные цепи нагрузки, фазы многофазного источника практически сбалансированы.
В такой системе обычно принято устанавливать автоматический выключатель между каждой однофазной
цепью нагрузки и фазой многофазного источника, к которому она подключена, а также предусматривать
средства для размыкания автоматического выключателя при возникновении перегрузки в однофазной цепи
нагрузки, к которой она подключена. Если цепь отключается от многофазного источника, фазы этого
источника сильно разбалансируются, если к ней остаются подключенными другие однофазные цепи нагрузки.
Поэтому желательно иметь устройство для отключения всех остальных однофазных цепей нагрузки от
общего источника многофазного питания. ток в случае, если перегрузка в одной из однофазных цепей
нагрузки носит постоянный характер или превышает заданное значение, а также для автоматического
повторного включения любой из однофазных цепей нагрузки в случае, если перегрузка остается
подключенной к цепи нагрузки лишь очень короткое время и не носит настолько серьезного характера, чтобы
превышать отключающую способность автоматического выключателя. Одна из целей нашего изобретения —
обеспечить автоматическое коммутационное оборудование для множества цепей нагрузки, питаемых от
общего источника, которое сконструировано таким образом, чтобы автоматически открывать и повторно
закрывать автоматический выключатель в цепи нагрузки заданное количество раз при возникновении
перегрузки в указанной цепи нагрузки, а также открывать все автоматические выключатели во всех других
цепях нагрузки, подключенных к общему источнику, и предотвращать повторное включение любого из
автоматических выключателей после того, как любой из автоматических выключателей был открыт заданное
количество раз.
Еще одной целью нашего изобретения является создание автоматического коммутационного оборудования
указанного выше типа, которое сконструировано таким образом, чтобы автоматически открывать и повторно
закрывать автоматический выключатель в любой цепи нагрузки заданное количество раз при возникновении
перегрузки в цепи нагрузки, если указанная перегрузка не превышает заданного значения, и для открытия
указанного автоматического выключателя и предотвращения его автоматического повторного включения,
если перегрузка превышает указанное заданное значение. Еще одной целью нашего изобретения является
создание автоматического коммутационного оборудования указанного выше типа, которое предназначено для
размыкания автоматических выключателей во всех цепях нагрузки и предотвращения автоматического
повторного включения любого из этих выключателей в случае, если перегрузка в какой-либо цепи нагрузки
превысит заданное значение. Наше изобретение будет лучше понято из следующего описания, приведенного
в связи с прилагаемым чертежом. Единственный рисунок на прилагаемом чертеже представляет собой
схематическое изображение устройства и цепных соединений, используемых в одном из вариантов
осуществления нашего изобретения.
На чертеже 1, 2 и 3 обозначены три однофазные цепи нагрузки, которые с помощью автоматических
выключателей 5, 6 и 7 соответственно подключаются к различным фазам источника многофазного тока,
представленного сетью 4. Эти автоматические выключатели могут быть любого подходящего типа.
Конкретный тип, показанный на чертеже, хорошо известен в данной области как защелкивающийся
автоматический выключатель. Каждый автоматический выключатель снабжен катушкой отключения 7,
которая при подаче напряжения приводит в действие защелку, удерживающую выключатель в замкнутом
положении, и катушкой замыкания 8, которая при подаче напряжения замыкает автоматический выключатель.
Катушка отключения 7 каждого автоматического выключателя предназначена для подключения к источнику
тока, например, к цепи управления 10, посредством реле перегрузки 11 при возникновении перегрузки в цепи
нагрузки, к которой подключен автоматический выключатель. Эти реле перегрузки сконструированы таким
образом, что замыкают свои контакты 12 только тогда, когда ток нагрузки в соответствующей цепи нагрузки
превышает заданное значение.
Цепь замыкающей катушки 8 каждого автоматического выключателя подключена к цепи управления 10 при
размыкании соответствующего автоматического выключателя посредством реле повторного включения
медленного действия 14, которое является общим для всех автоматических выключателей и срабатывает при
размыкании любого из автоматических выключателей. Реле повторного включения 14 снабжено любым
подходящим средством, например, демпфером 15, так что оно не замыкает свои контакты 16 до истечения
заданного времени после замыкания цепи рабочей катушки реле. Демпфер 15 предпочтительно
сконструирован таким образом, чтобы он не задерживал размыкание контактов 16 при обесточивании
катушки. Управление цепью реле повторного включения 14 осуществляется реле переключения 18 и
блокировочными реле 19, по одному из которых предусмотрено для каждой цепи нагрузки. Схема реле 18,
отвечающего за прерывания, подключается любым подходящим образом, так что оно срабатывает каждый
раз, когда срабатывает реле 14. Как показано на чертеже, катушка реле блокировки 18 соединена
последовательно с катушкой реле повторного включения 14.
Однако реле 18 сконструировано таким образом, что его контакты 21 не размыкаются, а контакты 22 не
замыкаются до тех пор, пока катушка реле не будет запитана заданное количество раз. Предпочтительно,
конструкция данного реле 18 предусматривает последовательное включение катушки заданное количество
раз с интервалом между последовательными включениями менее определенного времени для размыкания
контактов 21 и замыкания контактов 22. Если катушка не получает повторного питания в течение
определенного времени после отключения, реле автоматически возвращается в нормальное положение. Как
показано на чертеже, плунжер 23а реле с зубчатой передачей расположен таким образом, чтобы приводить в
действие храповой механизм 24, преодолевая действие пружины 25, и устройство задержки времени 26,
такое как демпфер или сильфон. Реле также снабжено удерживающей защелкой 27, которая обычно
удерживается вне зацепления с храповым механизмом 24 под действием веса подвижного элемента
устройства задержки времени 26, так что храповой механизм может вращаться под действием пружины 25, и
которая сконструирована таким образом, чтобы перемещаться в зацепление с храповым механизмом 24 с
помощью пружины 28, когда устройство задержки времени 26 приводится в действие плунжером 23.
Устройство задержки времени 26 сконструировано таким образом, что задерживается только его движение
вниз. Рычаг 29 прикреплен к храповому механизму 24 и обычно удерживается в зацеплении с упором 30 с
помощью пружины 25. Когда катушка реле 18 последовательно включается заданное количество раз с
интервалом между последовательными включениями меньше заданного времени, рычаг 29 размыкает
контакты 21 и замыкает контакты 22. В представленном варианте исполнения реле 18 сконструировано таким
образом, что его контакты размыкаются и замыкаются, если катушка была запитана три раза подряд. После
того, как контакты 21 разомкнуты, а контакты 22 замкнуты рычагом 29, контакты остаются в этих положениях
до тех пор, пока их не переведут в исходное положение вручную. Блокировочные реле 19 аналогичны реле
перегрузки 1], за исключением того, что они не срабатывают до тех пор, пока перегрузка в соответствующей
цепи нагрузки не превысит значение, необходимое для срабатывания соответствующего реле перегрузки.
Кроме того, они сконструированы таким образом, что фиксируются в рабочем положении и требуют ручной
перенастройки.
Каждое реле снабжено набором контактов 32, которые замыкаются, когда реле находится в нормальном
положении, и набором контактов 33, которые замыкаются, когда реле находится в рабочем положении. Цепь
реле повторного включения 14 проходит от одной стороны цепи управления 10 через контакты 32 реле
блокировки 19, соединенных последовательно, катушка Реле 18, контакты 21 реле 18, вспомогательные
контакты 34 любого разомкнутого автоматического выключателя, контакты управляющего выключателя 38,
связанного с разомкнутым выключателем, на другой стороне цепи управления 10. Таким образом, реле 14 и
18 срабатывают всякий раз, когда любой из автоматических выключателей размыкается в ответ на
перегрузку, которая недостаточно сильна для срабатывания блокировочного реле в цепи нагрузки, в которой
произошла перегрузка. Если перегрузка в какой-либо цепи нагрузки достаточно сильна, чтобы сработало
блокировочное реле 19, размыкание контактов 32 блокировочного реле предотвращает срабатывание реле 14
и 18, а замыкание контактов 33 блокировочного реле замыкает цепь реле 40, 41 и 42, которые соединены
последовательно и связаны с цепями нагрузки 1, 2 и 3 соответственно.
Реле 40, 41 и 42 при включении замыкают цепи катушек отключения 7 автоматических выключателей 5, 6 и 7
соответственно, так что все цепи нагрузки отключаются от источника 4. Поскольку блокировочные реле
механически удерживаются в рабочем положении, цепь реле повторного включения 14 остается разомкнутой,
и поэтому все автоматические выключатели остаются разомкнутыми до тех пор, пока сработавшее
блокировочное реле 19 не будет сброшено вручную. Когда реле блокировки 18 срабатывает достаточное
количество раз, чтобы разомкнуть контакты 21 и замкнуть контакты 22, оно также замыкает цепь для обмоток
реле 40, 41 и 42, так что все катушки отключения 7 оказываются под напряжением. Поскольку размыкание
контактов 21 реле блокировки 18 прерывает цепь катушки реле повторного включения 14, автоматические
выключатели не могут быть повторно включены до тех пор, пока контакты реле блокировки не будут
сброшены вручную. Для каждого автоматического выключателя предусмотрены переключатели управления
36, 37 и 38, позволяющие открывать и закрывать автоматический выключатель независимо от состояния
нагрузки и без срабатывания реле повторного включения 14 и реле блокировки 18.
Выключатель 36 предназначен для подключения катушки отключения 7 соответствующего автоматического
выключателя к цепи управления 10, когда автоматический выключатель замкнут. Выключатель 37
предназначен для прямого подключения замыкающей катушки 8 соответствующего автоматического
выключателя к цепи управления 10. Управляющий выключатель 38 предназначен для размыкания цепи через
замыкающую катушку 8, а цепь замыкается реле повторного включения 14 таким образом, чтобы
срабатывание реле повторного включения 14 не замыкало соответствующий автоматический выключатель.
Управляющий выключатель 38 также предназначен для размыкания цепи через контакты 34
соответствующего автоматического выключателя, так что катушки реле 14 и 18 не запитываются и не
замыкают автоматический выключатель при его размыкании. Работа системы, показанной на чертежах,
осуществляется следующим образом: Предположим, что условия нагрузки на всех однофазных цепях
нормальные; что автоматические выключатели 5, 6 и 7 замкнуты, и что все управляющие выключатели 38
замкнуты, а все управляющие выключатели 36 и 37 разомкнуты.
В этих условиях обмотки реле перегрузки 11 и блокировочных реле 19 не имеют достаточного напряжения для
срабатывания ни одного из этих реле. Следовательно, контакты 12 всех реле перегрузки и контакты 33 всех
блокировочных реле разомкнуты, а контакты 32 всех блокировочных реле замкнуты. Контакты 41 всех
автоматических выключателей также разомкнуты, так что катушки реле повторного включения 14 и реле
блокировки 18 обесточены. При возникновении перегрузки в одной из цепей нагрузки срабатывает реле
перегрузки 11, подключенное к этой цепи нагрузки, и замыкаются его контакты 12. Если перегрузка достаточно
сильная, блокировочное реле 19 в той же цепи нагрузки также срабатывает и замыкает свои контакты 33.
Предположим, что в цепи нагрузки 1 происходит перегрузка, которая приводит к срабатыванию реле
перегрузки 11, но не настолько сильная, чтобы вызвать срабатывание блокировочного реле 19. Замыкание
контактов защиты от перегрузки 12 замыкает цепь для катушки отключения 7 автоматического выключателя 5.
Эта цепь проходит от одной стороны цепи управления 10 через вспомогательные контакты 40
автоматического выключателя 5, катушку отключения 7 автоматического выключателя 5, контакты 12
срабатывающего реле перегрузки 11 до другой стороны цепи управления 10. Катушки отключения 7 других
автоматических выключателей в данный момент не находятся под напряжением, поскольку соответствующие
реле перегрузки не активированы. Затем автоматический выключатель 5 размыкает и замыкает свои
вспомогательные контакты 34 и 41. Замыкание вспомогательных контактов 34 замыкает цепь для реле
повторного включения 14 и реле прерывания 18. Данная схема выглядит следующим образом: от одной
стороны цепи управления 10 через контакты 32 всех последовательно соединенных блокировочных реле 19,
катушку реле повторного включения 14, катушку реле прерывания 18, контакты 21 реле прерывания 19,
вспомогательные контакты 34 разомкнутого автоматического выключателя 5, контакты переключателя
управления 38, связанного с автоматическим выключателем 5, к другой стороне цепи управления.
Реле с зубчатой передачей 18 перемещает храповой механизм 24 на расстояние одного зуба и поднимает
подвижный элемент устройства задержки времени. Защелка 27 входит в зацепление с храповым механизмом
24, удерживаясь в рабочем положении: когда обмотка реле с зубцами обесточивается: по истечении
заданного времени, определяемого настройкой демпфера 15, реле повторного включения 14 замыкается. для
замыкающей катушки 8 автоматического выключателя 5. Эта схема выглядит следующим образом; С одной
стороны цепи управления 10, через катушку замыкания 8 разомкнутого автоматического выключателя 5,
вспомогательные контакты 41 разомкнутого автоматического выключателя 5, контакты переключателя
управления 38, контакты 16 реле повторного включения 14, вспомогательные контакты 34 разомкнутого
автоматического выключателя 5, контакты переключателя управления 38, на другую сторону цепи управления
10. В данный момент рабочие катушки 8 автоматических выключателей 6 и 7 не находятся под напряжением,
поскольку вспомогательные контакты 34 и 41 на этих автоматических выключателях разомкнуты.
Включение замыкающей катушки 8 автоматического выключателя 5 замыкает автоматический выключатель, и
если перегрузка прекратилась, автоматический выключатель останется в замкнутом положении. Замыкание
автоматического выключателя размыкает его вспомогательные контакты 34 и 41, так что цепь через катушки
реле повторного включения 14 и реле блокировки 18 размыкается. Повторное закрытие Если устройство 26
находится в заданном положении и никаких дальнейших действий не происходит, то по истечении интервала
времени, определяемого настройкой устройства 26, удерживающая защелка 27 реле 18 выводится из
зацепления с храповым механизмом 24 подвижным элементом демпфера 26, и рычаг 29 возвращается в
нормальное положение пружиной 25. Если реле перегрузки все еще включено в цепи нагрузки 1 при
повторном замыкании автоматического выключателя 5, то реле перегрузки 11, подключенное к этой цепи
нагрузки, срабатывает. за исключением того, что реле 18, выполняющее функцию зубца, перемещено на
расстояние, равное расстоянию до другого зубца. Если перегрузка исчезла до повторного включения
автоматического выключателя 5, и выключатель остается в замкнутом положении, реле 14 и 18 возвращаются
в нормальное положение, и никаких дальнейших действий не происходит.
Если перегрузка все еще сохраняется, масло в цепи нагрузки 1, когда автоматический выключатель 5
повторно замыкается во второй раз, реле перегрузки 11 снова срабатывает, и когда автоматический
выключатель 3 размыкается и замыкает описанную выше цепь для реле повторного включения 14 и реле
перегрузки 18, реле перегрузки размыкает свои контакты 21 и замыкает свои контакты 22 до того, как
медленнодействующее реле повторного включения 14 сможет замкнуть свои контакты 16. Размыкание
контактов 21 обесточивает катушку реле повторного включения 14, в результате чего автоматическое
включение автоматического выключателя становится невозможным. Замыкание контактов 22 замыкает цепь
для реле 40, 41 и 42. Схема следующая: от одной стороны цепи управления 10 через последовательно
соединенные катушки реле 42, 41 и 40, контакты 22 реле прерывания 18, вспомогательные контакты 34
автоматического выключателя 5, контакты переключателя управления 38 к другой стороне цепи управления
10. Затем реле 41 и 42 замыкают цепи катушек отключения 7 автоматических выключателей 6 и 7
соответственно.
В данный момент реле 40 не замыкает цепь катушки отключения 7 автоматического выключателя 5, поскольку
автоматический выключатель уже разомкнут, и, следовательно, цепь катушки отключения разомкнута на
контактах 40. Затем автоматические выключатели 6 и 7 размыкаются, так что все однофазные цепи нагрузки
отключаются от многофазного источника 4. Таким образом предотвращается несбалансированная работа
многофазной системы в случае постоянного отключения какой-либо однофазной цепи нагрузки от
многофазного источника из-за подключенной к ней постоянной перегрузки. Поскольку контакты реле 18
необходимо сбрасывать вручную, дальнейшая автоматическая работа невозможна до тех пор, пока эти
контакты не будут сброшены. Когда контакты реле блокировки 18 возвращаются в исходное положение, цепь
через катушку реле повторного включения 14 и катушку 23 реле блокировки 18 замыкается через контакты 21
реле блокировки. Как только реле повторного включения 14 замыкает свои контакты 16, цепи замыкающей
катушки 8 всех автоматических выключателей замыкаются, поскольку все выключатели разомкнуты.
Затем автоматические выключатели 5, 6 и 7 замыкаются, и дальнейшая автоматическая работа прекращается
до тех пор, пока к одной из однофазных цепей нагрузки не будет подключена другая перегрузка. Если
перегрузка в какой-либо из однофазных цепей нагрузки превышает заданное значение, например,
отключающую способность автоматического выключателя в соответствующей цепи нагрузки, крайне
желательно не включать автоматический выключатель повторно в таких условиях. Таким образом,
предусмотрены блокировочные реле 19, которые расположены таким образом, что замыкают цепи реле 40, 41
и 42 всякий раз, когда нагрузка на любой однофазной цепи превышает заданное значение: Предположим, что
на цепи нагрузки 1 происходит перегрузка, достаточно сильная, чтобы сработало блокировочное реле 19 в
Соседние файлы в папке патенты