Центробежное реле скорости Советский патент 1981 года по МПК G05D13/04 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНОЕ РЕЛЕ СКОРОСТИ

Изобретение относится к устройствам для контроля предельного числа оборотов вала вращающейся системы (генератора, двигателя и т.д.) и может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления в электротехнической, машиностроительной, авиационной , и других областях техники. Известен центробежный сигнализатор предельного числа оборотов, содержащий связанный с контролируемым валом корпус, в поперечном канале которого помещен подпружиненный инерционный элемент и неподвижно установленное фиксирующее устройство. Этот сигнализатор имеет незначительную эксплуатационную надежность, сложную конструкцию из-за наличия подвижных. тру дихся деталей (контакт ной пары); низкую экономичность из-з наличия отдельного источника электро питания для формирования сигнала при достижении валом предельного числа оборотов; ограниченную область приме нения из-за невозможности использования на объектах, находящихся под воздействием взрывоопасных средств или рысокого давления 1). Наиболее близким по технической сущности к изобретению является центробежное реле скорости , содержащее связанный с контролируемым валом корпус и охватывающий корпус статор, в.радиальных отверстиях которых закрытых магнитонейтральными теплозащитными крышками, размещены соответственно постоянный магнит с упругим эластичным телом и постоянный магнит с пьезоэлементом, контактные пластины которого электрически соединены срегистрирующим блоком 2. Недостатками известного реле является пониженная надежность при эксплуатации его в условиях повышенных температур, вызванных, например, возможным нагревом вращающегося вала, в радиальном канале которого размещен инерционный элемент, выполненный в виде постоянного магнита, а также нагревом ротора и статора ЧЭ-за теплопроводности их корпусов в передаче тепла из места контроля или другого места к магнитопроводящей пластине пьезоэлемента, пьезоэлементу и инерционному элементу. Так как под влиянием нагрева магнитопроводящий материал, из которого выполнены магнит инерционного тела и

пластины пьезоэлемекта, частично теряет свои.магнитные свойства, то сила взаимодействия между этими магнитами значительно меньше, чем при нормальных температурных условиях. Это приводит к нарушению режимов 1 ункционирования реле при достижении валом предельного числа оборотов, несмотря на наличие установленных снаружи теплозащитных магнитонейтралных крышек, так как точность и достоверность контроля резко снижаются и может привести к сбою работы реле из-за сильного размагничивания его проводящих узлов.

Целью изобретения является повышение надежности реле.

Поставленная цель достигается тем что в центробежном реле скорости постоянный магнит с упругим эластичным телом и постоянный магнит с пьезэлементом помещены в теплоизолирующие стаканй.

На чертеже изображено центробежное реле скорости.

В радиальном отверстии 1 корпуса нечувствительного к магнитным силовым:; линиям и жестко связанного с контролируемым валом 3, размещен стакан 4. Материал стакана выбирают, исходя из температурных условий эксплуатации для защиты размещённого в нем инерционного элемента 5 от возможного нагрева вала 3,

Инерционный элемент 5 выполнен в виде постоянного магнита

Радиальное отверстие 1 закрыто теплозащитной магнитонейтральной крышкой б. Между ней и элементом 5 расположено упругое эластичное тело например,- из губчатой резины, поролона, специального герметика. Сила поджатия элемента 5 в исходном состоянии ( в отсутствии вращения вала 3 ) а также материал из которого изготавливается упругое тело 7, подбираются в зависимости от требуемой чувствительности и точности контролирования числа оборотов вала. В неподвижно установленном диамагнитном корпусе статора 8 вмонтирован теплоизолирующий стакан 9, выполненный из материала, надежно защищающего размещенные в нем узлы от нагрева. В стакане 9 размещено неподвижно фиксирующее устройство, выполненное в виде пьезоэлемента 10 с контактными .пластинами 11 и 12, Контактная пластина 11 выполнена в виде постоянного- магнита, закрытого со стороны вала 3 теплозащитной магнитонейтральной крышкой 13. Пластины 11 и 12 через токовыводы 14 электрически соединены с внешним регистрирующим блоком 15. Крышки б и 13 разделены воз.душным зазором о, величина которого подбирается, исходя из требуемой чувствительности реле скорости. Материал, размеры и толщина крышек б

и 13 выбраны в зависимости от температурных условий эксплуатации и обеспечения надежной защиты- магнитопроводящих узлов реле от влияния высоких {температур окружающей среды в месте контроля.

Реле скорости работает следуЕсяцим образом.

При вращении вала 3 постоянный магнит 5 под- действием центробежны) сил передвигается вдоль радиального отверстия 1 в сторону крышки б, сжимая -упругое эластичное тело 7. Расстояние между ма1 нитами 5 и 11 пьезоэлемента 10 уменьшается. При числе оборотов вала 3, меньшем предельного значения, это расстояние недостаточно для того, чтобы вызвать необходимое взаимодействие намагничивающих сил постоянного магнита 5 и магнита 11 пьезоэлемента 10.

При достижении контролируемым валом 3 предельного числа оборотов магнит 5 под действием центробежных сил приблизится к магниту 11 на ра;сстояние, достаточное для взаимодействия их намагничивающих сил. В результате магнит 11 окажет на пьезоэлемент 10 растягивающее (или сжимающее) действие, так как он либо притягивается к магниту 5, либо отталкивается от него. Под действием сил растяжения (или сжатия) на пьезоэлементе 10 появится электрическое напряжение определенной полярности, которое с его контактных пластин 11 и 12, чере токовыводы 14 поступит во внешнее регистрирующий блок 15 и будет сигнализировать о достижении валом 3 предельного числа оборотов.

При повышении температуры внешней среды в зоне воздушного зазора cf (т. в зоне действия намагничивающих сил магнитов 5 и 11) и достаточно длительном ее сохранении нагреваются корпус 2, связанный с контролируемым валом 3, и корпус 8 статора. Однако работа элементов и узлов реле скорости аналогична рассмотренному режиму с нормальными температурными условиями, так как помимо теплозащитных магнитонейтральных крышек 6 и 13 теплоизолирующие стаканы 4 и 9 надежно предохраняют магнитопроводящие элементы 5 и 11 от вредного воздействия нагрева. Благодаря этому магниные свойства постоянных магнитов не изменятся под действием высоких температур, и реле скорости надежно функционирует, как и до повышения температуры.

Предлагаемое реле скорости позволяет значительно расширить область применения без существенного усложнения конструкции устройства и может быть использовано в условиях нормальных и повышенных температур эксплуатации .

Формула изобретения

Центробежное реле скорости, содержащее связанный с контролируемьом валом корпус и охватывающий корпус статор, в радиальных отверстиях которых, закрытых магнитонейтральными теплозащитными крышками, размещены соответственно постоянный магнит с упругим эластичным телом и постоянный магнит с пьезоэлементом, контактные пластины которого электрически соединены с реегистрирующим блоком.

отличающееся тем, что, с целью повыгиения надежности, постоянный магнит с упругим эластичнш телом и постоянный магнит с пьезоэлементом помещены в теплоизолирующие стаканы.

Источники информации, принятые во внимание при экспретиэе

кл. G 01 р 3/16, 1979 (прототип).

9 / fff rr

III /