Тепловое реле

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК. 178359Ы 2 ЙВЙдГ"яг,тг 2 й проектно-иэыедовательскийю водохозяйст- строительства СССР16 25/16, 1984 втоматизации аэрозольного значения темОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(57) Использование: дляизмерения интенсивностиорошения в зависимости о 5)5 Н 01 Н 61/04, 37/32 пературы воздуха над орошаемым полем. Сущность изобретения: изобретение позволяет упростить конструкЦйю 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 тепловогоО1783592 вследствие 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.. реле постоянно присоединена к металлургической головке 7 капронового стержня 2 термопары, другой элемент которой не защищен от прямых солнечных лучей, поскольку тепловое реле установлено на5 вершине башни, в солнцезащитной будке, продуваемой ветром. В процессе функционирования контактные стержни 20, кинематически связанные с термочувствительным стержнем 2 из диэлектрического материа 10 ла, который изменяет свою длину в соответствии с величиной температурывоздуха, а Изобретение относится к сельскому хо- ны контакты и который ограничивает длину зяйству и может быть использовано для ав- контактных рычагов.томатизации измененияинтенсивности 20 В четвертых, возможность прямого дейаэрозольного" орошенйя в зависимости от ствия солнечных лучей на его алюминиевый температуры воздуха над орошаемым по-футляр прй южном; юго-восточном и юго-западном ветре, когда футляр будет находитьИзвестно тепловое реле 1, корпус ко- сявнаклоййомпблбЖенииипенопластовые торого выполнен в виде перфорированной 25 кольца будут=защищать его не полностью; трубы, а рычажное устройство - в виде Целью изобретения является упрощедвух контактных рычагов первого"рода,ко- ние конструкции теплового реле такого типа торые шарнирно закреплены в верхней ча- и повышение надежности его в эксплуатасти корпуса и шарнирно соединены ции.концами коротких плеч с верхним концом 30 ПоставленнМцель достигается тем, что теплочувствительного элемента, причем контактные пластинки на дугооьразной пакорпус снабжен кольцевыми ребрами, меж-нелйвыполняйв ййде двух равновеликих ду которыми вставлены концы длинных плеч групп, распОложенных симметрично отноконтактных рычагов и установлены подвиж- сительно трубчатого корпуса и предназнаные и неподвижные контакты, выполнен ценных для замыкания электрической ,йые соответственно в виде пластинцепи, одна при повышении, а другая при непрерывного контактирования и двухто-: пониженйи температуры воздуха, причем чечного контактирования, разделенных пе- эти контактные пластинки снабжены электрегородкой. роизоляционными накладками, установленУстройствоподвешивается квоздушно ными на их поверхностях, обращенных к му шару, находящемуся на высоте 30-50 см. трубчатому корпусу у группы, предназнаУказанное тепловое реле; принятое за - ценные длязамыкания цепи при понижении прототип, имеет ряд существенных недо- температуры воздуха, и на противоположных поверхностях у группы, предназначенВо-первых, ненадежность из-за воз ной для замыкания цепи при повышенииожности повреждения бурей, ураганом температуры воздуха, а элемент постоянноили молнией по причине большой парусно- " гоконтактирования размещен на нижне м сти его воздушного шара и, следовательно,- конце термочувствительного стержня и свянеобходимости своевременного сйускана "зан с короткими плечами контактных рыча- землю по получении штормового предуп гов-тяговыми стержнями, установленнымивнутри трубчатого корпуса и проходящимиВо-вторых, нерациднальность исполь- . сквозь элемент постоянного контактиро азования одного из двух контактных рычагов, ния на резьбе и свободно сквозь направляодин из них используется в каче- ющие диски, причем дугообразная панельт бчатого стае постоянного, непрерывного контакта, 55 закреплена на нижнем конце тру чатого а другои перегружрегружен контактами двухсто- корпуса, который выполнен из диэлектрика. роннего действия, причем длина этих рыча- На фиг, 1 изображено тепловое реле, гов явно мала. вертикальный разрез; на фиг, 2- схема комВ-третьих громоздкость и сложность мутации исполнительных органов тепловоконструкций обруча, на котором установле- го реле.На фиг, 1 тепловое реле изображенопримерно в масштабе 1:5 применительно ктемпературе воздуха около 18 С, котораяявляется оптимальной для наименее теплолюбивой культуры, например картофеля. 5Основу предлагаемого теплового релесоставляет термопара, состоящая из двухстальных тяговых стержней 1 с коэффициентом линейного расширения (КЛР) 0,000012и капронового стержня 2 С КЛР = 0,000125, 10которые помещены в полиэтиленовый трубчатЫй футляр 3Верхний конец футляра 3 закрыт приваренным диском 4, к которбму сверху приварен кусок швеллерной балки 5, а между 15ними вложена регулировочная гайка 6 с боковыми гнездами для прокручивания ее спомощью стержня. Вставленный в футляр 3капроновый стержень 2 верхним концом срезьбой ввинчен в регулировочную гайку 6 20и тем самым соединен с верхним концомфутляра 3. На нижнем же, свободном концестержня 2 навинчена стальная головка 7,закрепленная на нем для предотвращенияпрокручивания шпилькой 8. 25Для предотвращения продольного изгиба стержня 2, когда он работает на сжатие, на нем закреплены капроновыенаправляющие диски 9, диаметр которыхпримерно равен внутрен нему диаметру футляра 3. К нижнему концу футляра 3 приваренполиэтиленовый квадратный фланец 10, ккоторому четырьмя болтами 11 присоединена дугообразная панель, выполненная изполимерного диэлектрика. В середине она 35имеет квадратный корпус 12 с внутреннимразмером, равным размерам фланца 10, а вее консолях 13 установлены контактные Ьобразные стальные гибкие пластины 14, которые приклеены к стенкам консолей 13 40короткими сторонами,Справа к пластинам 14 приклеены изоляционные накладки 15 из тонкой кожи, аслева к их коротким сторонамприпаяныоголенные концы контактных проводов 16 и 45,17, которые выведены из консолей 13. Фазовый провод 18, который вместе с контактны-.ми проводами 16 составляет электрическуюцепь, присоединен своим оголенным концомк стальной головке 7 и выведен из футляра 503 через отверстие 19 в корпусе 12 дугообразной панели.Удлиненные, в сравнении с прототипом, полосовые контактные стержни 20, выполненные из тонкой рессорной стали, 55вместе со съемными пластинками 21 составляют два Г-образных контактных рычагапервого рода с соотношением плечей около60, причем пластинки 21 зажаты болтами 22в 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 - аналогичными1783592 40 45 5055 переносными проводами 48 через розетки 49.Возможны и другие варианты коммутации исполнительных органов предлагаемого теплового реле, Так, в некоторых случаяхцелесообразно эти исполнительные органысделать без пневмоцилиндров 33, без баллона 34 и без тяговых проволок 35, с установкой спаренных соленоидов и пробковогокрана 39 на каждом отводе от водопроводящего трубопровода аэрозольной оросительной установки для дефлекторной насадки,установленной на конце этого отвода.Перед началом оросительного сезонатепловое реле аэрозольной оросительнойустановки настраиваю на режим ее работы,соответствующий той культуре, какой занято орошаемое ею поле, Для этого шестьпроводов 46 подключаютк шести проводам16 через розетки 47, а шесть проводов 48подключают к шести проводам 17 через розетки 49 так, чтобы минимальная температура включения первого соленоида 42 ивыключения последнего соленоида 43 соответствовала оптимальной температуре орошаемой культурыТак, если поле занято наименее теплолюбивым картофелем, то провода 46 и 48включают соответственно в розетки 47 и 49соответственно в розетки 47 и 49 со знаками19,5, 21, 22,5, 24, 25,5 и 27 О, если оно занятонаиболее теплолюбивой кукурузой, то ихвключают в розетки со знаками 27,5, 29,30,5, 33,5 и 35 о, После такой настройки теплового реле его провода 18 и 44 подключаютк клеммам аккумулятора 32, а на воздухопроводе 36 открывают вентиль 37. Если жев этот момент температура воздуха превышает оптимальную для культуры, которойзанято орошаемое поле, то вручную открывают те пробковые краны 39, которые былибы открыты тепловым реле, если бы онобыло включено при температуре ниже оптимальной.Капроновый стержень 2 вставляют в, трубчатый футляр 3 без Г-образных рычаговпервого рода при снятых осевых болтах 24,когда пластинки 21, повернувшись на 90 О,вертикально висят, находясь в вилках 23,после чего через щели 30 в трубчатом футляре 3 их ставят в рабочее положение исоединяют с Г-образными контактнымирычагами болтами 22,После завершения сборки теплового реле положение нижних концов контактныхстержней 20 на контактных пластинках 14корректируют в закрытом помещении притемпературе воздуха выше 20 С. Если температура воздуха будет, например, 24 С, тодля этого вращают регулировочную гайку 6 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 за 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 право го стержня будет контактировать с холостойпластинкой 31, в левый будет висеть около пластинки с надписью 18 О. При последующем повышении температуры воздуха на 1,5 С, то есть до 19,5 С, капроновый стер жень 2, если длина его будет, например,около 3000 мм, удлинится, например, на 0,000125-0,000012) 3000 х 1,5 = 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 изо гнувшейся холостой пластинки 31, придет вконтакт с первой пластинкой 14, над которой надпись 19,5, а левый стержень придет в соприкосновение с изоляционной накладкой контактной пластинки с надписью 19,5 О.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 дефлектор ных насадок, при температуре 19,5 ОСвключает в работу первую группу этих насадок, 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 интенсивностью100 л/га ч при максимальной интенсивности600 л/га ч. При дальнейшем повышении температуры воздуха правый контактный стержень 20 через каждые 1,5 ОС 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 отэлектрической цепи при весенней настройке теплового реле на орошение картофеля.При вечернем и ночном понижении температуры воздуха оба контактных стержня20 будут перемещаться назад, к футляру 3; 5причем правый - холостым, а левый - рабочим ходом. Если орошается картофель, топоследний при температуре воздуха 25,5 ОСотключит одну группу дефлекторных насадок(50 шт,), а при температуре 18 С - шестую, т.е, последнюю группу.Если же орошаемое поле занято хлопчатником, для которого оптимальная температура воздуха 28 С, а критическая - 36 ОС,то при повышении температуры правый 15стержень 20 включит первую группудефлекторных насадок при 28,5 С, а шестую - при36 С, При понижении температуры воздухав этом случае левый стержень 20 выключитпервую группу насадок при 35,5 С, а шестую - при 27 С.Тепловое реле действует и ночью, когда аэрозольное орошение не пройэводится и насосная станция, для подачи воды воросительную сеть выключена. И если с 25наступлением темноты, когда орошениепрекращается, температура воздуха опустилась,.например, только до 28 С, а к утреннему включению насосной станции - до22 С, то ночью тепловое реле закроет пробковые краны четырех групп дефлекторныхнасадок (27, 25,5, 24 и 22,50) и, следовательно. если поле занято картофелем, то с утренним включением насосной станцииорошение поля начнется с этого момента 35двумя группами насадок, т.е. с интенсивностью 200 л/га ч.Для защиты элементов теплового релеот прямого действия солнечных лучей егоустанавливают в солнцезащитную будку, 40продуваемую ветром, или делают солнцезащитным его трубчатый корпус 3,Формула изобретен ияТепловое реле, содержащее выполненный иэ диэлектрического материала перфорированный трубчатый корпус, в которомкоаксиально установлен снабженный амортизирующими направляющими кольцэми термочувствительный стержень, за-крепленный одним концом в верхнем торцетрубчатого 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 постоя,.ного 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 электроиэоляционными 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,1783592Составитель П,Зевакинэктор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор М.Тка Заказ 4520 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10