Устройство для контроля температуры вращающегося объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9)а О ( 901 01 К 13/08 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСПО ДЕЛ У Т АВТОРСИО 229/24-109.852,87. Бюлрусский фиследовател(21) 394 (22) 02. (46) 15. (71) Бел тывании, вызванных электромагнитными помехами, а также исключения ложных срабатываний при пуске конвейера. Отстройка от помех осуществляется применением датчиков 3 и 4 начала и конца зоны контроля, посредством которых с помощью измерительной схемы (ИС), включающей в себя индукционные преобразователи 2.1, 2.2, 2.3 и 2,4, усилители 5,1 и 5.2, одновибраторы 6.1 и 6.2, формирователь 7 импульса зоны контроля, элемент И-НЕ 9 и элемент И 10, регистрируются сигналы только с того участка футеровки, на котором расположены термочувствительные элементы 1. 1,2, Сигналы с ИС поступают на управющий элемент 12 через элемент 11 задержки, выбором времени срабатывания которого осуществляется защита Р 6ал В оюз про ог научно-и ного инс (72) С.З а галургииецкий, А.П.(54) У РАТУРЫ (57) И вам те объект высить ры за ЙСТВО ДЛЯ КОАШАЮЦЕГОСЯ ОБ 1. ля ся к средстающихсязволяет пообретение лавой защи в. Изобрет надежность чет исключ оси вра ние п я температуных срабаустроиства от ложных срабатыванипри пуске конвейера. 4 ил. я л ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИзобретение относится к средствам тепловой защиты вращающихся объектов и может быть использовано, например, для тепловой защиты футеровки приводных барабанов ленточных конвейеров, 5 применяемых в горнорудной промьпцленности.Целью изобретения является повышение надежности контроля температуры путем исключения ложных срабатываний,10 возможных при пуске конвейеров.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, используемого, например, для тепловой защиты футеровки приводного барабана ленточного конвейера;15 на фиг, 2-4 - диаграммы работы устройства соответственно в нормальном режиме, в режиме аварийного нагрева, т,е. при нагреве футеровки, а следовательно, термочувствительных элемен 20 тов, выше допустимой температуры, и при пуске конвейера, где г., - зона контроля, Б - напряжение срабатывания порогового устройства элемента задержки; Т - время задержки.Устройство содержит термочувствительные ферромагнитные элементы 1.1 и 1.2, выполненные из материала с фазовым переходом 1-го рода при тем 30 пературе Кюри, индукционные преобразователи 2.1-2.4, датчик 3 начала зоны контроля, датчик 4 конца зоны контроля, усилители 5,1-5,4, одновибраторы 61 и 6,2, формирователь 7 импульса зоны контроля, формирователи 8.1 и 8.2 импульсов состояния термочувствительных элементов 1.1 и 1,2, элемент И-НЕ 9, элемент И 10, элемент 11 задержки и управляющий элемент 12.40Элемент 11 задержки необходим для защиты устройства от ложных срабатываний при пуске конвейера и от импульсных помех, Сигнал на его выходе должен появляться только после45 поступления определенного количества сигналов за заданный интервал времени с выхода элемента И 10. Элемент 11 задержки может быть выполнен,например, в ниде накопительной емкости, входящей в состав КС-цепочки, с помощью которой устанавливается время задержки срабатывания порогового элемента, выполненного, например, по55 схеме триггера Шмитта.Управляющий элемент 12 должен обеспечивать выключение механизма привода конвейера. Датчики 3 и 4 начала и конца зоны контроля располагаются на обечайке приводного барабана таким образом, чтобы была ограничена только та часть футеровки, где расположены термочувствительные элементы 1.1 и 1,2.Для установки термочувствительных элементов выбирают такой участок футеровки, в зоне которого отсутствуют элементы конструкции приводного барабана, способные вызвать появление сигнала в измерительных обмотках индукционных преобразователей,Диаграммы, представленные на фиг, 2, характеризуют работу устройства в нормальном режиме,когда температура футеровки приводного барабана ниже контролируемой величины.При прохождении датчика 3 начала зоны контроля вблизи индукционного преобразователя 2.3 происходит замыкание магнитной цепи преобразователя через воздушный зазор. При этом в измерительной обмотке индукционного преобразователя 2.3 индуцируется сигнал ЭДС, который через усилитель 5.2 поступает на вход первого одновибратора 6.1. Последний вырабатывает импульс (зависимость П, = Й(, длительность которого должна быть заведомо больше длительности импульса зоны контролячтобы исключитьвлияние колебания скорости приводного барабана на работу устройства. При поступлении этого импульса на первый вход формирователя 7 начинает вырабатываться импульс зоны контроля (зависимость Б, = Й(С, длительность которого ограничивается поступлением сигнала с выхода второго одновибратора 6.2 (вырабатываемого по сигналу датчика 4 конца зоны контроля) на второй вход формирователя 7 (зависимость Б= Е(Г. . Далее импульс с формирователя 7 поступает на вторые входы формирователей 8.1 и 8.2.Так как температура футеровки приводного барабана ниже контролируемой величины, термочувствительные элементы 1, которые принимают температуру футеровки, становятся ферромагнитными. Поэтому при прохождении их вблизи индукционных преобразователей 2.1 и 2,2 на их выходах возникают сигналы, которые после усиления уси- лителями 5.1 и 5.2 поступают на первые входы формирователей 8.1 и 8,2(зависимости Б = Й и 3 = 6(С,а так как на их вторых входах ужеесть сигнал с Формирователя 7, то наих выходах вырабатываются импульсы,характеризующие состояние термочувствительных элементов 1 (зависимости П д Г (С) и Б Й (С) р в данномслучае отсутствие аварийного нагрева. За пределами зоны контроля приналичии сигналов помех от элементов 10крепления футеровки и т.п. (сигналына графиках Б = й(й) и Б =Х, находящиеся вне зоны контроля, навыходе формирователей 8,1 и 8.2сигналов не будет из-за отсутствия 15на их вторых входах сигнала с Формирователя 7. Сигналы с формирователей8.1 и 8.2 поступают на входы элемента И-НЕ 9,При поступлении сигнала с второго 20одновибратора 6 на вход элементаИ-НЕ 9 и одновременно на вход элемента И 10 происходит сравнение состояния термочувствительных элементов 1, Так как все сигналы на входе 25элементов И-НЕ 9 присутствуют, наего выходе сигнала не будет (зависимость Б 8 = 1(, а поэтому состояние последующих элементов не изменится. 30Прекращением подачи сигнала свторого одновибратора 6.2 осуществляется запрет на опрос состояниятермочувствительных элементов 1.Приэтом появление сигнала на выходе 35элемента И-НЕ 9 (зависимость Б =Г(С8не вызывает срабатывание элементаИ 10, так как на его втором входесигнал от второго одновибратора 6,2отсутствует. 40При последующем цикле контроляустройство работает аналогично,Длительность импульса 4 с выходаформирователя, характеризующего нормальное состояние термочувствительного элемента 1, должна быть большесуммы длительностей импульса зоныконтролявырабатываемого формирователем 7, и импульса г., вырабатываемого вторым одновибратором 6,2, 50так как в противном случае возможнопоявление сигнала на выходе элементаИ-НЕ 9 и, соответственно, на выходеэлемента И 10, что приведет к последующему срабатыванию порогового устройства элемента 11 задержки и управляющего элемента 12, который отключит привод конвейера. Это объясняется тем, что при длительности импуль 00 4сов с формирователей 8 меньшей, чемоговорено выше, поступление их навходы элемента И-НЕ 9 прекратитсяраньше импульса второго одновибратора 6.2, а это приведет к появлениюсигнала на выходе элемента И-НЕ 9,а так как сигнал от второго одновибратора 6,2 будет присутствовать ина входе элемента И 10, то он такжебудет и на его выходе.Диаграммы, представленные на фиг. 3, поясняют работу устройства в режиме аварийного нагрева.При температуре Футеровки приводного барабана выше допустимой термочувствительные элементы 1 изменяют свои свойства, т,е, из ферромагнитного состояния переходят в парамагнитное, причем из-за неравномерности нагрева футеровки этот переход может происходить неодновременно на всех термочувствительных элементах. В этом случае при прохождении термочувствительного элемента 1.1, температура которого достигла фазового перехода, вблизи индукционного преобразователя 2. 1 уровень сигнала ЭДС в его измерительной обмотке будет недостаточным, чтобы после усиления (зависимость Б = Е( вызвать формирование импульса на выходе формирователя 8,1 при наличии на его втором входе сигнала от формирователя 7 зоны контроля. Формирование импульса зоны контроля , (зависимость Б = Й( происходит анаалогично описанному. Отсутствие сигнала с формирователя 8 (зависимость О, =- й(1 на выходе элемента И-НЕ 9 в момент опроса состояния термочувствительных элементов 1, т,е. при наличии импульса от второго одновибратора 6, не вызывает изменения его состояния (зависимость Б =Е(С, что приводит к появлению сигнала на выходе элемента И 10 (зависимость- Й(С и частичному заряду накопительной емкости элемента 11 задержки (участок аб на зависимости Ь = Й(С. При прекращении сигнала1 О;опроса происходит разряд накопительной емкости (участок ьа на зависимости О,О=.Й(Т) величина которого определяется выбором номинала резистора в цепи разряда. В дальнейшем при продолжении нагрева футеровки циклы заряда-разряда накопительной емкости повторяются, как это показано на зависимости Ц, = Й(С), и при дости1290100 го г 5 30 35 40 45 50 5жении напряжением на накопительнойемкости величины Нф (зависимостьБ = К(С срабатывает пороговый элеюмент, входящий в состав элемента 11задержки, последний формирует сигналуправления (зависимость Н = Г(Си подает его на вход управляющегоэлемента 12, который отключает привод конвейера.Диаграммы, представленные наФиг, 4, поясняют работу устройствапри пуске конвейера,Вначале пуска конвейера, когдаего скорость ниже номинальной, формирование сигналов на элементахустройства происходит аналогично предыдущему случаю, т.е. наблюдаетсянесколько циклов заряда-разряда накопительной емкости элемента 11 задержки (зависимость 0 = Е(С. Нопри достижении приводным барабаномноминальной скорости в измерительных обмотках индукционных преобразователей 2.1 и 2.2 при прохождениивблизи них термочувствительных элементов 1.1 и 1.2 индуцируются сигналы ЭДС, достаточные для формирования импульсов, характеризующих ихсостояние, формирователями 8,1 и8.2 (зависимость П = Е(й) и Б= Й(1. На выходе элемента И-ЙЕ 9в момент опроса сигнал отсутствует(зависимость 0= Е(С,а следовательно, нет сигнала на выходе элемента И 10 (зависимость Б = ЕЙ,что приводит к дальнейшему разрядунакопительной емкости (зависимость= Е(С и предупреждает срабатывание элемента 11 задержки (зависимость О, = Е(г. Выбором величины времени задержки(фиг. 3), которое должно быть больше времени набора номинальной скорости приводным барабаном, осуществляется защита устройства от ложных срабатываний при пуске конвейера.Термочувствительные элементы 1.1 и 1.2 могут быть выполнены из феррита с требуемой температурой точки Кюри,Датчики 3 и 4 начала и конца зоны контроля могут быть выполнены в виде стальных стержней, которые крепят по краям обечайки приводного барабана таким образом, чтобы была ограничена только та часть футеровки, где расположены термочувствительные элементы 1.Индукционные преобразователи 2 могут быть выполнены в виде Б-образных сердечников из трансформаторного железа с измерительной обмоткой и постоянным магнитом, закрепленным на среднем стержне. ф о р м у л а изобретения Устройство для контроля температуры вращающегося объекта, содержащее расположенные на поверхности вращающегося объекта термочувствительные ферромагнитные элементы, магнитная проницаемость которых изменяется в зависимости от температуры,индукционные преобразователи, расположенные вблизи плоскости вращения термочувствительных элементов, иусилители, входы которых соединены свыходами индукционных преобразователей, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежностиконтроля температуры путем исключенияложных срабатываний, вызванных электромагнитными помехами, в него введеныдатчики начала и конца зоны контроля с дополнительными индукционными преобразователями, расположенными неподвижно вблизи плоскости вращениядатчиков начала и конца зоны контроля, два дополнительных усилителя, два одновибратора, Формирователь импульса зоны контроля, управляющий элемент, элемент И, элемент задержки, элемент И-НЕ и два формирователя импульсов состояния термочувствительных элементов, первые входы которых соответственно соединены с выходамиВ усилителей, выходы подключены соответственно к первому и второму входам элемента И-НЕ, а вторые входы соединены с выходом Формирователя импульса зоны контроля, первый вход которого подключен к выходу первого одновибратора, второй вход соединен с выходом второго одновибратора, третьим входом элемента И-НЕ и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, а выход через элемент задержки подключен к управляющему элементу, при этом выходы дополнительных индукционных преобра,зователей через дополнительные усилители подключены соответственно квходам одновибраторов.1290100 Куликов оставительехред А.Кра рректор С. Ч Редактор А. Лежнин Заказ 7890/ Подписно к шск Произво оектная,енно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород 36 Тираж 799 ВНИИПИ Государственно по делам изобретении 113035, Москва, Ж, Р