Тепловое реле

 

Использование: для автоматизации измерения интенсивности аэрозольного орошения в зависимости от значения темfan i zz пературы воздуха над орошаемым полем. Сущность изобретения: изобретение позволяет упростить конструкцию теплового реле и повысить его эксплуатационную надежность . Это достигается за счет того, что контактные пластины 14 разделены на две равновеликие группы, установленные на дугообразной панели из диэлектрического материала , закрепленной на нижнем конце трубчатого футляра 3 так, что одна группа пластин 14 предназначена для замыкания при повышении температуры воздуха, а другая - при ее понижении. Причем неразрывная сторона электрической цепи теплового 29 у fc v| 00 GO СП О Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК(5!)5 Н 01 Н 61/04, 37/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4890586/15 (22) 13.12.90 (46) 23.12,92. Бюл, t4 47 (71) Южный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства (72) П.А.Зевакин (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1291080, кл. А01 G 25/09, А 01 G 25/16, 1984, (54) ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ (57) Использование: для автоматизации измерения интенсивности аэроэольного орошения в зависимости от значения тем„„5LJ„, 1783592 А1 пературы воздуха над орошаемым полем.

Сущность изобретения: изобретение позволяет упростить конструкцию теплового реле и повысить его эксплуатационную надежность, Это достигается за счет того, что контактные пластины 14 разделены на две равновеликие группы, установленные на.дугообразной панели из диэлектрического материала, закрепленной на нижнем конце трубчатого футляра 3 так, что одна группа пластин 14 предназначена для замыкания при повышении температуры воздуха, а другая — при ее понижении. Причем неразрывная сторона электрической цепи теплового

1783592. реле постоянно присоединена к металлургической головке 7 капронового стержня 2 термопары, другой элемент которой не защищен от прямых солнечных лучей, поскольку тепловое реле установлено на

5 вершине башни, в солнцезащитной будке, продуваемой ветром. B процессе функционирования контактные стержни 20, кинематически связанные с термочувствительным стержнем 2 из диэлектрического материа10 ла, который изменяет свою длину в соответствии с величиной температуры воздуха, а

Изобретение относится к, сельскому хозяйству и может быть использовано для автоматизации изменения интенсивности 20 аэрозольного"орошения в зависимости от температуры воздуха над орошаемым полем.

Известно тепловое реле (1), корпус которого выполнен в виде перфорированной 25 трубы, а рычажное устройство — в виде двух контактных рычагов первого"рода, которые шарнирно закреплены в верхней части корпуса и шарнирно соединены концами коротких плеч с верхним концом 30 теплочувствительного элемента, причем корпус снабжен кольцевыми ребрами, меж- ду которыми вставлены концы длинных плеч контактных рычагов и установлены подвижные и неподвижные контакты, выполнен- 35 .йые соответственно в виде пластин непрерывного контактирования и двухточечного контактирования, разделенных перегородкой.

Устройство подвешивается к воздушно- 40 му шару, находящемуся на высоте 30-50 см.

Указанное тепловое реле, принятое за прототип, имеет ряд существенных недостатков.

Во-первых, ненадежность из-за воз- 45 можности повреждения бурей, ураганом или молнией по причине большой парусности его воздушного шара и, следовательно, — необходимости своевременного сйуска на землю по получении штормового предуп- 50 реждения.

Во-вторых, нерациднальность исполь- . зования одного из двух контактных рычагов, поскольку один из них используется в качестве постоянного, непрерывного контакта, 55 а другой перегружен контактами двухстороннего действия, причем длина этих рычагов явно мала.

В-третьих, громоздкость и сложность конструкций обруча, на котором установлевследствие этого стержни 20 в зависимости от температуры воздуха контактируют с одной из контактных пластин 14, что вызывает включение в работу соответствующего числа секций системы полива. При достижении температурой воздуха критической верхней величинй тепловое реле включает все секции аэрозольной оросительной установки увлажнения почвы и воздуха в зоне произрастания возделываемой сельскохозяйственной культуры. 2 ил. ны контакты и который ограничивает длину контактных рычагов.

В четвертых, возможность прямого действия солнечных лучей на его алюминиевый футляр и рй южном, юго-восточном и юго-западном ветре, когда футляр будет находиться в наклоййом пбйджЕнИи и пвнОплаСтОвые кольца будуГзаЩищать его не полностью;

Целью изобретения является упрощение конструкции теплового реле такого типа и повышение надежности его в эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что контактные пластинки на дугоооразной панелй выполнейй в ййде двух равновеликих групп, расположенных симметрично относительно трубчатого корпуса и предназна ченных для замыкания электрической цепи, одна при повышении, а другая при пониженйи температуры воздуха, причем эти контактные пластинки снабжены электроизоляционными накладками, установленными на их поверхностях, обращенных к трубчатому корпусу у группы, предназначенные для-замыкания цепи при понижении температуры воздуха, и на противоположных поверхностях у группы, предназначенной для замыкания цепи при повышении температуры воздуха, а элемент постоянного контактирования размещен на нижнем конце термбчувствительного стержня и свя"зан с короткими плечами контактных рыча гов-тяговыми стержнями, установленными внутри трубчатого корпуса и проходящими сквозь"элемент постоянного контактирования на резьбе и свободно сквозь направляющие диски, причем дугообразная панель закреплена на нижнем конце трубчатого корпуса, который выполнен из диэлектрика.

На фиг. 1 изображено тепловое реле, вертикальный разрез; на фиг, 2- схема коммутации исполнительных органов теплового реле.

1783592

На фиг, 1 тепловое реле изображено примерно в масштабе 1:5 применительно к температуре воздуха около 18 С, которая является оптимальной для наименее теплолюбивой культуры, например картофеля. 5

Основу предлагаемого теплового реле составляет термопара, состоящая из двух стальных тяговых стержней 1 с коэффициентом линейного расширения (КЛР) 0,000012 и капронового стержня 2 С КЛР = 0,000125. 10 которые помещены в полиэтиленовый трубчатый футляр 3.. Верхний конец футляра 3 закрыт приваренным диском 4, к которбму сверху приварен кусок швеллерной балки 5, а между 15 ними вложена регулировочная гайка 6 с боковыми гнездами для прокручивания ее с помощью стержня. Вставленный в футляр 3 капроновый стержень 2 верхним концом с резьбой ввинчен в регулировочную гайку 6 20 и тем самым соединен с верхним концом футляра 3. На нижнем же, свободном конце стержня 2 навинчена стальная головка 7, закрепленная на нем для предотвращения прокручивания шпилькой 8. 25

Для предотвращения продольного изгиба стержня 2, когда он работает на сжатие, на нем закреплены капроновые направляющие диски 9, диаметр которых примерно равен внутрен нему диаметру фут- 30 ляра 3. К нижнему концу футляра 3 приварен полиэтиленовый квадратный фланец 10, к которому четырьмя болтами 11 присоединена дугообразная панель, выполненная из полимерного диэлектрика. В середине она 35 имеет квадратный корпус 12 с внутренним размером, равным размерам фланца 10, а в ее консолях 13 установлены контактные Lобразные стальные гибкие пластины 14, которые приклеены к стенкам консолей 13 40 короткими сторонами.

Справа к пластинам 14 приклеены изоляционные накладки 15 из тонкой кожи, а слева к их коротким сторонам припаяны оголенные концы контактных проводов 16 и 45, 17, которые выведены из консолей 13. Фазовый провод 18, который вместе с контактны-. ми проводами 16 составляет электрическую цепь, присоединен своим оголенным концом к стальной головке 7 и выведен из футляра 50

3 через отверстие 19 в корпусе 12 дугообразной панели.

Удлиненные, в сравнении с прототипом, полосовые контактные стержни 20, выполненные из тонкой рессорной стали, 55 вместе со съемными пластинками 21 составляют два Г-образных контактных рычага первого рода с соотношением плечей около

60, причем пластинки 21 зажаты болтами 22 в вилках 23 из полосовых пластинок, приваренных к полосовым контактным стержням

20 и насаженных на осевые болты 24, которые оперты на полимерные кронштейны 25, приваренные к трубчатому футляру 3. Свободные концы пластинок 21, являющиеся короткими плечами контактных рычагов первого рода, шарнирными болтами 26 соединены с верхними концами тяговых стержней 1, с их полосовыми вилками 27.

Сами же тяговые стержни 1 выполнены из круглой стали, пропущены сквозь гладкие отверстия в капроновых направляющих дисках 9 и на резьбе сквозь стальную головку 7, причем нижние, свободные концы этих стержней пропущены через гладкие отверстия 28 в корпусе 12 контактной балки, что предотвращает прокручивание капронового стержня 2 при регулировке реле гайкой

6. Скоба 29 служит для подвески устройства.

Источником электроэнергии для теплового реле является аккумулятор 32, подзаряжаемый по мере надобности или движителем установки, или ветродвигателем малой мощности, установленным на ней. Если же в состав исполнительного органа теплового реле входят пневмоцилиндры 33, то дополнительным источником энергии является баллон 34 со сжатым воздухом. Эти источники энергии изображены на фиг. 2, в котором тепловое реле, аналогичное предлагаемому, предназначено для автоматического регулирования интенсивности аэрозольного орошения установкой с очень длинным водопроводящим трубопроводом, на котором установлены дефлекторные насадки с пробковыми кранами, открываемыми и закрываемыми с помощью тяговых проволок 35, соединенных с пневмоцилиндрами 33, входящими в состав исполнительного органа теплового реле.

Баллон 34 соединен с пневмоцилиндрами 33 трубкой 36 с вентилем 37 через отводы

38, на которых установлены пробковые краны 39 с поворотными рычажками 40, которые связаны с сердечниками 41 парных соленоидов 42 и 43 с концевыми выключателями, Обмотки соленоидов 42, предназначенных для открывания пробковых кранов

39, связаны с одной из двух клемм аккумулятора 32 проводом 44 через отводы 45, а переносными проводами 46 через розетки

47, контактные провода 16 и фазовый провод 18 связаны с другой клеммой аккумулятора 32 (см.фиг.2), Соленоиды же 43, предназначенные для закрывания пробковых кранов 39, отличаются от соленоидов 42 лишь тем, что в их электрических цепях контактные проворна 16 заменены аналогичными контактными проводами 17, а вместо переносных проводов 46 — аналогичными

1783592 переносными проводами 48 через розетки 49.

Возможны и другие варианты коммутации исполнительных органов предлагаемого теплового реле. Так, в некоторых случаях целесообразно эти исполнительные органы сделать без пневмоцилиндров 33, без баллона 34 и без тяговых проволок 35, с установкой спаренных соленоидов и пробкового крана 39 на каждом отводе от водопроводящего трубопровода аэрозольной оросительной установки для дефлекторной насадки, установленной на конце этого отвода.

Перед началом оросительного сезона тепловое реле аэрозольной оросительной установки настраиваю на режим ее работы, соответствующий той культуре, какой занято орошаемое ею поле. Для этого шесть проводов 46 подключают к шести проводам

16 через розетки 47, а шесть проводов 48 подключают к шести проводам 17 через розетки 49 так, чтобы минимальная температура включения первого соленоида 42 и выключения последнего соленоида 43 соответствовала оптимальной температуре орошаемой культуры.

Так, если поле занято наименее теплолюбивым картофелем, то провода 46 и 48 включают соответственно в розетки 47 и 49 соответственно в розетки 47 и 49 со знаками

19,5, 21, 22,5, 24, 25,5 и 27О, если оно занято наиболее теплолюбивой кукурузой, то их включают в розетки со знаками 27,5, 29, 30,5, 33,5 и 35 . После такой настройки теп-. лового реле его провода 18 и 44 подключают к клеммам аккумулятора 32, а на воздухопроводе 36 открывают вентиль 37. Если же в этот момент температура воздуха превышает оптимальную для культуры, которой занято орошаемое поле, то вручную открывают те пробковые краны 39, которые были бы открыты тепловым реле, если бы оно было включено при температуре ниже оптимальной.

Капроновый стержень 2 вставляют в, трубчатый футляр 3 без Г-образных рычагов первого рода при снятых осевых болтах 24, когда пластинки 21, повернувшись на 90О. вертикально висят, находясь в вилках 23, после чего через щели 30 в трубчатом футляре 3 их ставят в рабочее положение и соединяют с Г-образными контактными рычагами болтами 22.

После завершения сборки теплового реле положение нижних концов контактных стержней 20 на контактных пластинках 14 корректируют в закрытом помещении при температуре воздуха выше 20 С. Если температура воздуха будет. например, 24 С, то для этого вращают регулировочную гайку 6

55 док, составляющих одну шестую часть общего количества. Следовательно, если на аэрозольной оросительной установке таких насадок 300 шт, то в указанный выше момент включается в работу 50 насадок, которые будут орошать поле с интенсивностью

100л/га ч при максимальной интенсивности

600 л/га ч.

При дальнейшем повышении температуры воздуха правый контактный стержень

20 через каждые 1,5ОС будет включать в работу по 50 дефлекторных насадок и при температуре 27 С включит последнюю, шестую группу, после чего оросительная установка будет работать с максимальной интенсивностью орошения 600 л/га ч. Левый контактный стержень в это время будет двигаться холостым "одом, перескакивая с одной контактной пластинки на другую, а при повышении температуры воздуха выше

27 С холостым ходом будетдвигаться в правый контактный стержень, поскольку все последующие точки будут отключены от в нужную сторону до тех пор, пока концы контактных стержней 2 не встанут около контактных пластинок 14 с надписью 24, На этом регулировка теплового реле за5 канчивается.

Если в исходном положении, например, утром температура воздуха будет 18 С, то контактные стержни 20 будут в положении, изображенном на чертеже, т.е, конец право10 ro стержня будет контактировать с холостой пластинкой 31, в левый будет висеть около пластинки с надписью 18О. При последующем повышении температуры воздуха на

1,5 С, то есть до 19 5 С, капроновый стер15 жень 2, если длина его будет, например, около 3000 мм, удлинится, например, на (0,000125-0,000012) 3000x1,5 = 0,5 мм. Если же отношение длинного плеча рычага первого рода к короткому плечу при этом будет

20 около 60, то нижние концы контактных стержней 20 переместятся один вправо, а другой влево примерно на 30 мм, т.е. на один зазор между контактными пластинками 14.

Тогда правый стержень, соскочив с изо25 гнувшейся холостой пластинки 31, придет в контакт с первой пластинкой 14, над которой надпись 19,5, а левый стержень придет в соприкосновение с изоляционной накладкой контактной пластинки с надписью 19,5О.

30. И если орошаемое поле занято картофелем, для которого оптимальная температура

18 С, а критическая 25 С; то на орошающей его аэрозольной установке соленоиды, открывающие пробковые краны дефлектор35 ных насадок, при температуре 19,5ОС включает в работу первую группу этих наса1783592

10 электрической цепи при весенней настройке теплового реле на орошение картофеля.

При вечернем и ночном понижении температуры воздуха оба контактных стержня

20 будут перемещаться назад, к футляру 3; 5 причем правый — холостым, а левый — рабочим ходом. Если орошается картофель, то последний при температуре воздуха 25,5ОC . отключит одну группу дефлекторных насадок (50 шт,), а при температуре 18 С вЂ” шес- 10 тую, т.е, последнюю группу.

Если же орошаемое поле занято хлопчатником, для которого оптимальная температура воздуха 28 С, а критическая — 36ОС, то при повышении температуры правый 15 стержень 20 включит первую группудефлекторных насадок при 28,5 С, а шестую — при

36 С. При понижении температуры воздуха в этом случае левый стержень 20 выключит первую группу насадок при 35,5 С, а шес- 20 тую — при 27 С.

Тепловое реле действует и ночью, когда аэрозольное орошение не пройэводится и насосная станция, для подачи воды в оросительную сеть выключена. И если с 25 наступлением темноты, когда орошение прекращается, температура воздуха опустилась,.например, только до 28 С, а к утреннему включению насосной станции — до

22 С, то ночью тепловое реле закроет проб- 30 ковые краны четырех групп дефлекторных насадок (27, 25,5, 24 и 22,5О) и, следовательно. если поле занято картофелем, то с утренним включением насосной станции орошение поля начнется с этого момента 35 двумя группами насадок, т.е. с интенсивностью 200 л/га ч.

Для защиты элементов теплового реле от прямого действия солнечных лучей его устанавливают в солнцезащитную будку, 40 продуваемую ветром, или делают солнцезащитным его трубчатый корпус 3.

Формула изобретения

Тепловое реле, содержащее выполненный иэ диэлектрического материала перфо- 45 рированный трубчатый корпус, в котором коаксиально установлен снабженный амортизирующими направляющими кольцэми термочувствительный стержень, за-,, ° крепленный одним концом в верхнем торце трубчатого корпуса и связанный с короткими плечами контактных рычагов, оси вращения которых расположенй,на трубчатом корпусе, при этом длинные плечи контактных рычагов размещены с возможностью взаимодействия с контактными пластинами, которые соединены с первыми клеммами обмоток парных соленоидов открытия и закрытия клапанов Системы орошения, а вторые клеммы соленоидов через источник питания подключены к элементу постоцуого контактирования, причем контактные пластины расположены на установленной в плоскости вращения контактных рычагов симметрично относительно оси трубчатого корпуса дугообразной панели, выполненной из диэлектрического материала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и упрощения конструкции теплового реле, контактные пластины выполнены в виде двух равновеликих групп для замыкания соответственно при повышении и понижении температуры воздуха, расположенных симметрично по разные стороны от трубчатого корпуса, причем контактные пластины снабжены электроизоляционными накладками, установленными на их поверхности со стороны, обращенной к трубчатому корпусу у группы для замыкания при понижении температуры воздуха и в противоположной стороны у группы для замыкания при повышении температуры воздуха, при этом элемент постоянного контактирования размещен на термочувствительном стержне, который связан с короткими плечами контактных рычагов посредством тяговых стержней, установленных внутри трубчатого корпуса и проходящих через элемент постоянного контактирования и амортизирующие направляющие кольца, причем дугообразная панель закреплена на нижнем торце трубчатого корпуса, который выполнен из диэлектрического материала, 1783592

Составитель П,Зевакин

Редактор М.Кузнецова ТехредМ.Моргентал Корректор М.Ткач

Заказ 4520 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101