Устройство контроля расхода воздуха для вентиляции тяговых электродвигателей транспортного средства Советский патент 1985 года по МПК B60L3/12 

Изобретение относится к транспорт в частности к устройствам котроля ра хода воздуха для вентиляции тяговых электродвигателей транспортного сред ства, и может быть применено преимущественно на тепловозах, где вентиля тор приводится во вращение тепловым двигателем его силовой энергетической установки. Цель изобретения - повьшение точности , На фиг. 1 представлена структурная схема устройства контроля расхода воздуха; на фиг. 2 - узел выбора максимального давления воздуха, общий вид; на фиг. 3 - приемная камера узла выбора максимального давления воздуха, общий вид; на фиг. 4 - пере ключатель объектов контроля, общий вид; на фиг. 5 - датчик давления, об щий вид; на фиг. 6 - узел преобразования сигнала датчика давления, общий вид; на фиг. 7 - принципиальная электрическая схема блока сравнения и индикации. Устройство (фиг. 1) содержит воздухозаборники 1, установленные в кол лекторных камерах тяговых двигателей и сообщенные с входными патрубками узла 2 выбора максимального давления Выходные патрубки узла 2 сообщены с входными каналами переключателя 3 объектов контроля. Выходной канал переключателя 3 сообщен с резервуаром-накопителем датчика . 4 давления. Выход датчика 4 подключен к входу блока 5 сравнения и индикации, к другому входу которого подключен зада чик 6 расхода воздуха, который механически сблокирован с переключателем 7 производительности вентилятора. На тепловозе им является контролер машиниста, который подключен к управ ляющему входу дизель-генераторной ус тановки 8, приводящей во вращение вентиляторы 9. Узел 2 выбора максимального давле ния воздуха (фиг. 2) состоит из корпуса 10, объединяющего приемную 11 и рабочую 12 камеры. В приемной камере расположен фигурный вал 13, оканчивающийся рукояткой 14 снаружи корпуса 10. Выступы вала 13 в виде сегментов расположены над отверстиями входных патрубков 15. Выходной патрубок 16 расположен в корпусе 10 со стороны рабочей камеры 12. Камеры 11 и 12 разделены перегородкой 17 с каналами 18. Вьфезы в сегментах 212 фигурного вала 13 (фиг. 3) расположены таким образом, что могут перекрывать поочередно отверстия входньгх патрубков 15 приемной камеры 11. Переключатель 3 объектов контроля (фиг. 4) состоит из корпуса 19, крышек 20, электромагнитов 21, закрепленных в каркасах 22 на сердечниках 23. В сердечниках 23 находятся входные каналы 24, сообщающиеся выходными патрубками 16 узла 2. Против сердечников 23 расположена диафрагма 25 с магнитной вставкой 26, установленной по оси входных каналов 24. Вьпсодной канал 27 расположен в корпусе 19 и сообщается с внутренней полостью 28 переключателя, разделенной на две части диафрагмой 25. Датчик 4 давления (фиг. 5) установлен на резервуаре-накопителе 29, сообщенным с входным каналом 27 переключателя 3, и состоит из диафрагмы 30 с ограничителем 31 ее хода, диска 32 с маской-фильтром 33, расположенным в прорези оптико-электронного преобразователя 34, механически связанного с рейкой 35 через зубчатое колесо 36. Рейка 35 установлена на направляющем ролике и прикреплена к диафрагме 30. Преобразователь 34, диск 32 с зубчатым колесом 36 и опорный ролик 37 установлены на панели 38, прикрепленной к резервуару-накопителю 29. Оптико-электронный преобразова- тель 34 (фиг. 6) состоит из корпуса 39, в полости 40 которого расположен источник 41 света, например лампа накаливания, линза 42 и фоторезистор 43 за щелью с диском 32. Блок 5 сравнения и индикации (фиг. 7) содерзкит фоторезистор 43, балластный резистор 44, регулировочный резистор 45 ii резистор 46 задания, образующие плечи мостовой измерительной схемы. В одну диагональ мостовой схемы : включены амперметр 47 и реле 48 через усилитель 49, а к другой диагонали подключен источник 50 пИтания. Устройство работает следующим образом. При, вращении вентиляторов 9от вала дизель-генераторной установки 8 тепловоза воздух нагнетается в коллекторную камеру тяговых электродвигателей (фиг. 1). Воздухозаборники 1, установленные на нижней крышке коллекторной камеры каждого тягового

31

электродвигателя, передают создаваемый вентилятором напор воздуха в приемную камеру 11 (фиг. 2) узла 2 выбора максимального давления воздуха (фиг. 1). При установке вала 13 с сегментами в положение, например, как указано на фиг. 3, воздух поступает через один из трех патрубков 15 в приемную камеру 11 и далее через канапы 18 перегородки 17 в рабочую камеру 12 (фиг. 2).

В случае необходимости можно подключить последовательно и другие воздухозаборники 1 путем поворота вала 13 с сегментами при помощи рукоятки 14. Из рабочей камеры 12 напор воздуха через выходной патрубок 16 рабоней камеры 12 передается в переключатель 3 объектов контроля (фиг. 1) через входные каналы 24 (фиг. 4). Электромагниты 21 питаются от вспомогательной электрической цепи тепловоза через реле времени (не показана). Последнее включает электромагниты поочередно через определенные промежутки времени. При включении одного из электромагнитов притягивается диафрагма 25 с магнитной вставкой 26 к сердечнику 23 электромагнита и закрывается соответствующий входной канал 24. Воздух из рабочей камеры 12 поступает в одну из полостей 28 через другой открытый входной канал 24 и далее через общий выходной канал 27 в резервуарнакопитель 29 (фиг. 5) датчика .4 давления (фиг. 1). Напор воздуха вызывает перемещение диафрагмы 30 и зубчатой рейки 35, поворот зубчатого колеса 36, диска 32 и маски-фильтра 33 переменной световой проницаемости. При определенной величине напора воздуха маска-фильтр 33 (фиг. 6) будет пропускать соответствующей силы свет от лампы 41 накаливания через собирательную линзу 42 на фоторезистор 43 В зависимости от силы падающего света фоторезистор 43 вырабатывает электрический ток сигнала индикации, поступающий в одно из плеч мостовой схемы блока 5 (фиг. 7) сравнения и индикации (фиг, 1). В противоположное плечо моста для компенсации электрического тока сигнала индикации от фоторезистора 43 включен балластный резистор 44. Электрический ток сигнала сравнения от резистора 46 задатчика давления поступает в другое плечо .моста (фиг. 7). Величина его опреде4721Л

ляется положением переключателя 7 производительности вентилятора. Зависимость, тока резистора 46 от положения пе;реключателя 7 подбирается в соответствии с аэродинамическими характеристиками вентилятора и системы вентиляции при их исправном состоянии. В противоположное плечо моста включается резистор 45 первичной бгшанси10 ровки моста. В диагональ моста включается операционный усилитель на два линейных выхода, к одному из них включен токоизмерительный прибор 47, а К другому - электромагнитное реле

15 48. При равенстве сопротивлений резисторов 43 и 46 плечи моста уравновешены и результирующий ток равен нулю.

Если сигнал задатчиков не уравновешен сигналом датчика 4, то балансировка моста нарушается и в его диагонали протекает ток. Электромагнитное реле 48 включает цепь сигнальной лампы на пульте управления машиниста

25 (не показано) и звуковой сигнал,

указывающие на недостаточную вентиляцию тяговых электродвигателей на любой позиции контроллера машиниста. Проходящий через амперметр 47 ток так,,, же отклоняет стрелку амперметра в одну из сторон от нулевого положения, зависящих от результата сравнения. Направление отклонения стрелки амперметра 47 (влево или вправо) связано с видом неисправности системы венти-

ляции. При повышенном против задания напоре воздуха, характерном для увеличенного аэродинамического сопротивления тракта вследствие загрязнения воздуховодов системы вентиляции, ток фоторезистора 43 превьш1ает ток резистора 46. В соответствии с мостовой схемой, приведенной-на фиг. 7, стрелка амперметра отклоняется влево на угол, пропорциональный величине рассогласования напора воздуха между требуемым и исполненньм. При пониженном против задания напоре воздуха, характерном для разгерметизации системы вентиляции (например, потеря

50 крьшек коллекторной камеры, обрыв соединительных патрубков) или повышенного аэродинамического сопротивления на всасывании вследствие загрязнения сетчатого фильтра, ток фо55 торезистора 43 меньше величины тока резистора 46. В соответствии с мостовой схемой, приведенной на фиг. 7, стрелка амперметра отклоняется впра$во на угол, также пропорциональный величине рассогласования напора воздуха между требуемым и исполненным. Наличие амперметра 47 в узле сравне11947216ния и индикации позволяет диагкостировать не только наличие неисправности, но и вид неисправности в системе вентиляции тяговых электродвигателей.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАСХОДА ВОЗДУХА ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее воздухозаборники, установленные в коллекторных камерах тяговьк дбигателей и связанные с резервуаром-накопителем, связанным с датчиком давления, блок индикации и переключатель производительности вентилятора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено узлами выбора максимального давления с входными и выходными патрубками, переключателем объектов контроля, имеющим входные и выходной каналы, блоком сравнения и задатчиком расхода воздуха, который механически сблокирован с переключателем производительности вентилятора, а его выход подключен к одному из вхоДОН блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика давления, а выход - с блоком индикации, при этом воздухозаборники сообо щены с входными патрубками узлов выбора максимального давления, выходные (Л патрубки которых сообщены с входными каналами переключателя объектов конт роля, выходной канал которого сообщен с резервуаром-накопителем.

9U8. 3

Физ.

fff