Электромеханический уровнемер Советский патент 1978 года по МПК G01F23/00 

1

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам непрерывного контроля и двухпозиционного регулирования уровня различных сыпучих материалов в емкостях.

Известен электромеханический уровнемер, содержащий электродвигатель, барабан с тросом, переброшенным через ролик датчика натяжения троса, и измерительную схему, включающую логические элементы, генератор опроса, триггер, реле времени и запоминающее устройство. Такой уровнемер имеет сложную конструкцию 1.

Наиболее близким к изобретению является уровнемер, содержащий электродвигатель, реле и барабан с тросом, к одному концу которого прикреплен груз в виде поплавка и узел для периодического реверсирования электродвигателя. Второй конец троса прикреплен к барабану. Электродвигатель соединен с барабаном с помощью муфты, передающей вращение только в том случае, если груз свободно висит, а не лежит на поверхности слоя сыпучего материала в емкости. Уровень материала в емкости контролируется с помощью подключенного к потенциометру токового прибора, вращаемого барабаном. Применяемая в таком уровнемере муфта имеет сложную конструкцию, что удорожает уровнемер и снижает надежность его работы.

Целью изобретения является повыщение надежности. Указанная цель достигается тем, что в уровнемер введен постоянный магнит, связанный через механическую передачу с неподвижно установленными герконами, а входы коммутаторов соединены с выходом реле времени, причем к выходу одного коммутатора включены обмотки электродвигателя непосредственно, а к выходу другого - через

введенный балластный резистор.

На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого уровнемера; на фиг. 2 - его принципиальная электрическая схема. Двухфазный исполнительный электродвигатель 1 передает вращение через редуктор 2 барабану 3 с капроновым тросом 4, на конце которого находится груз (зонд) 5. С барабаном 3 жестко соединен винт 6, перемещающий при своем вращении гайку 7. Чтобы последняя не вращалась вместе с винтом, она укреплена в горизонтальных направляющих. С гайкой соединен подвижный контакт потенциометра 8 и постоянный магнит 9, взаимодействующий с путевыми переключателями 10

и 11. Электрическая схема уровнемера (фиг. 2) содержит блок питания (трансформатор ТР, диоды Д1-ДЗ, стабилитрон Д4 и конденсаторы С1 и С2 фильтра); электромагнитное реле Р, включенное в цепь симистора

ТС1, управление которым осуществляется

триггером на тиристоре Д5; реле времени периодических включений, состоящее из триггера на тиристорах Д7 и Д6 и однопереходных транзисторах Т1, Т2 и контуров R1C3 и R2C4; коммутатор на симисторах ТС2 и ТСЗ, управляющий работой исполнительного электродвигателя 1; путевые выключатели 10 и 11 в виде герконов; потенциометр 8; миллиамперметр МА и сигнальные ламночки Л1-ЛЗ.

При замыкании выключателя реле времени периодически включает электродвигатель в сторону подъема груза, а затем в сторону его опускания. Время подъема груза устанавливается меньше времени его опускания, которое происходит в основном под действием веса груза, так как статорные обмотки электродвигателя при опускании груза подсоединены через резистор R3. В этом случае напряжение на обмотках двигателя пониженное и, следовательно, момент, развиваемый двигателем, меньше тормозного момента барабана и редуктора. Поэтому после того, как груз опустится на поверхность материала, трос не разматывается, хотя двигатель находится под напряжением. Барабан вращает винт, перемещающий гайку с подвижным контактом потенциометра и постоянный магнит. Положение подвижного контакта потенциометра в момент достижения новерхности среды грузом определяет величину выходного сигнала. Когда уровень материала опустится ниже предельного, гайка с магнитом оказывается в крайнем правом положении и под действием магнитного поля геркон 10 замыкается. Через сигнальную лампочку ЛЗ, геркон 10 и управляющий электрод тиристора Д5 проходит ток. Тиристор Д5 и симистор ТС1 открываются и включается реле Р, запуская загрузочные механизмы. Зонд при этом периодически поднимается, причем скорость его подъема превыщает скорость изменения уровня материала в бункере. Хотя геркон 10 снова размыкается, но тиристор Д5, и следовательно, симистор ТС1 остаются открытыми, так как через промежуток катод-управляющий электрод симистора, резистор R4 и тиристор Д5 протекает постоянный ток. Когда материал в бункере достигнет верхнего предельного уровня, гайка с магнитом перемещается в крайнее левое положение. Геркоп 11 кратковременно замыкается и тиристор Д5 за счет подключения к его электродам отрицательно заряженного коммутирующего конденсатора С5 занпрается. Симистор ТС 1 закрывается и реле Р отключается. Реле находится в отключенном состоянии до замыкания геркопа 10. В дальнейшем работа устройства повторяется. При замыкании герконов зажигаются лампочки Л1 и ЛЗ, сигнализируя предельные уровни материала. Лампочка Л2 горит, когда включено реле Р.

Реле времени периодических включений работает следующим образом.

При замыкании выключателя В конденсатор С4 заряжается через резистор R2. Как только напряжение заряда достигнет величины, при которой переход эмиттер-база транзистора Т2 сместится в прямом направлении, однопереходный трацзистор включается и конденсатор С4 разряжается на резистор R5.

Импульс, снимаемый с этого резистора, через конденсатор открывает тиристор Д6 триггера, который в свою очередь открывает симистор ТСЗ. Исполнительный электродвигатель 1 нодсоединяется к сети через резистор и пачинает вращать барабан в сторону опускания груза. Конденсатор С4 через разделительный диод Д8 подсоединяется к аноду тиристора Д6 и, пока он открыт, не заряжается.

Через резистор R,l заряжается конденсатор

СЗ. Когда его заряд достигнет напряжения отпирания транзистора Т1, последний включается. Конденсатор СЗ разряжается на резистор R6, открываются тиристор Д7 и симистор ТС2. Под действием коммутирующего

конденсатора С6 тиристор Д6 закрывается. Электродвигатель реверсируется, причем его момент резко возрастает. Через диод Д9 конденсатор СЗ, пока включен тиристор Д7, пе заряжается. Постоянная времени контура

R1C3 устанавливается большей, чем постоянная времени контура R2C4 с таким расчетом, чтобы время нодъема груза было заведомо меньше времени опускания и нахождения груза на поверхности сыпучего продукта. Параллельно обмоткам электродвигателя включены конденсаторы С7 и СВ. Это позволяет уменьшить напряжение на симисторах ТС2 и ТСЗ и, следовательно, использовать симисторы более низкого класса по напряжению.

Формула изобретения

Электромеханический уровнемер, содержащий зонд на тросе, намотанном на барабан, соединенный с электроприводом, управляемым с помощью двух коммутаторов, механическую передачу, узел реверсирования двигателя, включающий в себя реле времени периодических включений и цепи контроля н регулирования, включающие в себя потенцпометр, подвижный контакт которого соединен с барабаном, и путевые выключатели, выполненные, например, в виде герконов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введен постоянный

магнит, связанный через механическую передачу с неподвижно установленными герконамп, а входы коммутаторов соединены с выходом реле времени периодических включений, причем к выходу одного коммутатора подключены обмотки электродвигателя непосредственно, а к выходу другого - через введенный балластный резистор.