УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H01H37/52 

Изобретение относится к области электротехники по управлению и регулированию процессами уровней технического состояния или технологических процессов во всех отраслях народного хозяйства.

Известно устройство электронный усилитель (1).

К недостаткам известного устройства относится нестабильность характеристик и сложность схемы.

Известно тепловое реле, в котором биметаллический элемент и контакты функционируют за счет косвенного обогрева биметалла (2).

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность.

Известна биметаллическая пластина, теплового биметаллического реле (3).

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность.

Наиболее близким по своей сути к предложенному является тепловое реле (4).

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность.

Цель настоящего изобретения повышение чувствительности путем повышения эффективности изменения температур нагревателей от повышения воздействия внешней среды и от рассредоточения мощности нагрева в пространстве и времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве автоматического управления, содержащем элементы, воспринимающие сигнал, исполнительный орган и промежуточный элемент, установленный с возможностью взаимодействия как с воспринимающими элементами, так и с исполнительным органом, в качестве элементов, воспринимающих сигнал, использованы нагреватели, в качестве исполнительного органа электрические контакты, а промежуточный элемент выполнен в виде биметаллической пластины, при этом нагреватели установлены с разных сторон биметаллической пластины для осуществления воздействия последней с противоположным направлением на электрические контакты, биметаллическая пластина выполнена изогнутой, так, что ее концы образуют колена, в каждом из которых установлены нагреватели, при этом один конец биметаллической пластины жестко закреплен, а другой предназначен для механического взаимодействия с электрическими контактами, при этом в качестве электрических контактов использована переключающая контактная группа, а нагреватели и электрические контакты соединены так, что при срабатывании один из электрических контактов является шунтом для одного из нагревателей.

Сущность работы поясняется чертежами,
где:
фиг. 1 общий вид;
фиг. 2 электрическая схема.

Устройство автоматического управления содержит закрепленные жестко изолирующим материалом нагреватели 1, 2 в изгибах биметаллической пластины, образующей колена 3, 4 в местах изгибов по концам пластины в разных направлениях с креплением пластины одним концом на корпусе реле с возможностью смещения в направлении исполнительного органа свободного конца, воздействующего на исполнительный орган, контакты 5, 6 исполнительного органа, находящиеся в механической взаимосвязи с коленом 3 биметаллической пластины и с пружиной 7, создающей скачкообразное переключение.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении, при уравновешенном усилии контактов и биметаллической пластины, находясь на пороге срабатывания исполнительного органа, увеличение тока нагревателя 1, минуя нагреватель 2, будет сопровождаться однонаправленным усилием колена 3 (при воздействии колена 4), приводящего к срабатыванию исполнительной части, т.е. к переключению контактов 5, 6, скачкообразно, за счет пружины 7. Размыкание контакта 5 приводит к возникновению тока в нагревателе 2, создающем ограниченное усилие колена 3 до порога возврата исполнительной части в исходное положение, вследствие изменения усилия в колене 4, а замыкание контакта 6 обеспечивает питание на приводе управления или регулирования. В процессе уменьшения тока создается уменьшение усилия колена 3, приводящее к возврату исполнительной части в исходное положение вследствие менее эффективного изменения нагрева нагревателя 2, вызванного усиленным теплообменом в месте крепления биметаллической пластины. Последующее повторение циклов происходит автоматически.

Устройство и принципы работы настоящего решения приводят к трем видам повышения эффективности нагрева в нем.

Эффективность от повышения температуры нагревателей на пороге возврата в исходное положение исполнительного органа, где один нагреватель создает снижение усилия на исполнительный орган повышением температуры, с сохранением части нагрева другого нагревателя, с эффективностью от увеличения влияния внешней среды на снижение температуры нагрева.

Повышение температуры нагревателей на пороге возврата в исходное положение, по сравнению с известным решением, происходит за счет нагревателя 2, который компенсирует своим нагреванием величину снижения нагрева в нагревателе 1.

Эффективность от снижения температуры нагревателя 1 (за счет выше указанной компенсации) при срабатывании проявляется в более эффективном изменении температуры от нагрева отсутствием интенсивности теплообмена с внешней средой.

Эффективность от распределения мощности в пространстве (по двум зонам) и во времени (по двум циклам работы), приводящего к снижению одновременно температуры и мощностей нагревателей и к более крутому графику нагрева нагревателей, следовательно, к более эффективной характеристике работы нагревателей.

Общая эффективность всех факторов предложенного решения обеспечивает функционирование устройства от изменения тока в нагревателях на 2% от уровня мощности нагрева нагревателей, тогда как в известном решении эта величина составляет 30%
Зона срабатывания исполнительной части обеспечивается легкодоступным перемещением биметаллического элемента по отношению к точке воздействия на исполнительную часть и достигается простыми в конструктивном отношении средствами.

Широкое использование устройства в автоматизации производственных процессов обеспечивается его универсальность. Оно применимо в качестве коммутатора беспрерывного действия с индикацией слабых и нестабильных сигналов, а следовательно, с неограниченным разнообразием датчиков.

Широкому применению способствует и сокращение стоимости, габаритов и веса по сравнению с уже существующими средствами для достижения этих же целей.

Использование: в области электротехники. Существо изобретения: заключается в том, что, в устройстве, содержащем элементы, воспринимающие сигнал, исполнительный орган и промежуточный элемент, установленный с возможностью взаимодействия как с воспринимающими элементами, так и с исполнительным органом, в качестве элементов, воспринимающих сигнал, использованы нагреватели, в качестве исполнительного органа - электрические контакты, а промежуточный элемент выполнен в виде биметаллической пластины, при этом нагреватели установлены с разных сторон биметаллической пластины для осуществления воздействия последний с противоположным направлением на электрические контакты, биметаллическая пластина выполнена изогнутой, так что ее концы образуют колена, в каждом из которых установлены нагреватели, при этом один конец биметаллической пластины жестко закреплен, а другой - предназначен для механического взаимодействия с электрическими контактами, при этом в качестве электрических контактов использована переключающая контактная группа, а нагреватели и электрические контакты соединены так, что при срабатывании один из электрических контактов является шунтом для одного из нагревателей. 2 ил.

Устройство автоматического управления, содержащее элементы воспринимающие сигнал, исполнительный орган и промежуточный элемент, установленный с возможностью взаимодействия как с воспринимающими элементами, так и с исполнительным органом, в качестве элементов воспринимающих сигнал использованы нагреватели, в качестве исполнительного органа электрические контакты, а промежуточный элемент выполнен в виде биметаллической пластины, при этом нагреватели установлены с разных сторон биметаллической пластины для осуществления воздействия последней с противоположным направлением на электрические контакты, отличающееся тем, что биметаллическая пластина выполнена изогнутой так, что ее концы образуют колена, в каждом из которых установлены нагреватели, при этом один конец биметаллической пластины жестко закреплен, а другой предназначен для механического взаимодействия с электрическими контактами, при этом в качестве электрических контактов использована переключающая контактная группа, а нагреватели и электрические контакты соединены так, что при срабатывании один из электрических контактов является шунтом для одного из нагревателей.