Устройство для регулирования уровня жидкости

Устройство для регулирования уровня жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ, содержащее датчик уровня/ электрически связанный с подвижным контактом первого трехпоз-иционного переключателя, затвор с горизонтальной осью вращения , источник питания и водяное колесо, выполненное с лобовой резьбой и взаимодействующее с муфтой из ферромагнитного материала, снабженной зубцами в верхней и нижней частях и закрепленной с помощью скользящей шпонки на валу, орнащенном ползуном, кинематически соединенным с консолью затвора, а также упорами и пружинами, размещенными с обеих сторон муфты, причем упоры снабжены катушками, о т лич . ающееся тем, что/ с целью уменьшения энергопотребления в него введены второй и третий трехпозиционные переключатели, ограничивающие резисторы, исполнитё льные тиристоры, выпрямительные и , развязывающие диоды, формирующие и сглаживающие конденсаторы, при-. чём указанная муфта оснащена электромагнитной защелкой, выполненной в виде подпружиненного дополнительного штока с. размещенной на дем третьей катушкой, указанные вал и; : муфта выполнены.сйответственно с двумя кольцевыми проточками и радиальным отверстием, в качестве источника питания применен генератор переменного тока с двумя параллельными выходными обмотками, причем первый вывод первой выходной обмотки генератора подключен через па- j раллельные цепочки из последовательно соединенных выпрямительного диода , ограничивающего резистора, исполнительного тиристора и катушки к второму выводу первой обмотки гене-. ратора и к обкладкам сглаживающих конденсаторов, другие обкладки которых связаны с точками подключения ограничивающих резисторов и € исполнительных тирирторов соответственно первой, второйи третьей (Л цепочек, первый вывод второй выходной обмотки генератора через пос: следовательно включенные выпрямляющий диод и ограничивающий резистор связан с контактами верхнего и среднего положений первого,- с контак тами верхнего и нижнего положений второго и контактами среднего и нижнего положений третьего трехпо00 зиционных переключателей, подвижсо ные контакты трехпозиционных переключателей подключены к обкладкам первого, второго и третьего формиО5 РУЮЩР1Х конденсаторов, другие обклгщки которых соединены с вторым вывоОО дом второй выходной обмотки генератора , и с входами развязывающих диодов, выходы которых связаны соответственно с выходами первого,, второго и третьего исполнительных тиристоров , управляющие входы которых подключены соответственно к контакту нижнего положения первого, контакту среднего положения второго и контакту верхнего положения третьего трехпозиционных переключателей , а электромагнитная защелка размещена в средней части муфты.

„„SU„„1083163 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5И G 05 D 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

® ЕЮЩЩ, г

Ил7 я j

ТУХНИ в."),.ц, (ЛНОТЕЙА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ (21) 3528715/18-24 (22) 24.12.82 (46) 30.03.84. Вюл. 9 12 (72) В.Б.Ковшевацкий и О.A.Äðoçäoâ (71-) Южный научно-исследовательский .институт гидротехники и мелиорации и Новочеркасский политехническнй институт (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 279441, кл, G 02 В 7/46, 1970.

2..Авторское свидетельство СССР. по заявке 9 34300305/18-24, кл. G 05 D 9/02,. 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ, содержащее датчик уровня, электрически .связанный с подвижным контактом первого трехпозиционного переключателя, затвор с горизонтальной осью вращения, источник питания и водяное колесо, выполненное с лобовой резЬбой и взаимодействующее с муфтой из ферромагнитного материала, снабженной зубцами в верхней и нижней частях и закрепленной с помощью скользящей шпонки на валу, оснащенном полэуном, кинематически соединенным с консолью затвора, а также упорами и пружинами, размещенными с обеих сторон муфты, причем упоры снабжены катушками, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения энергопотребления в него введены второй и третий трехпоэиционные переключатели, ограничивающие резисторы, исполнительные тиристоры, выпрямительные и развяэывающие диоды, формирующие и сглаживающие конденсаторы, причем укаэанная муфта оснащена электромагнитной защелкой, выполненной в виде подпружиненного дополнитель» ного штока с. размещенной на енем третьей катушкой, указанные вал и муфта выполнены соответственно с двумя кольцевыми проточками и радиальным отверстием, в качестве источника питания применен генератор переменного тока с двумя параллельными выходными обмотками, причем первый вывод первой выходной обмотки генератора подключен через параллельные цепочки из последовательно соединенных выпрямительного диода, ограничивающего резистора, исполнительного тиристора и катушки к второму выводу первой обмотки генератора и к обкладкам сглаживающих конденсаторов, другие обкладки которых связаны с точками подключения ограничивающих резисторов и исполнительных тиристоров соответ- 9 ственно первой, второй и третьей цепочек, первый вывод второй выходной обмотки генератора через последовательно включенные выпРямляю- С щий диод и ограничивающий резистор связан с контактами верхнего и Я среднего положений первого, с контактами верхнего и нижнего положений М второго и контактами среднего и нижнего положений третьего трехпоэиционных переключателей, подвиж- QG ные контакты трехпозиционных пере- ф ) ключателей подключены к обкладкам первого, второго и третьего формирующих конденсаторов, другие обклад- Я ) ки которых соединены с вторым выводом второй выходной обмотки генератора.и с входами развязывающих диодов,.выходы которых связаны соответственно с выходами первого,. второго и третьего исполнительных тиристоров, управляющие входы которых подключены соответственно к контакту нижнего положения первого, контакту среднего положения второго и контакту верхнего положения третьего трехпозиционных переключателей, а электромагнитная защелка размещена в средней части муфты.

1083163

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для поддержания постоянного уровня воды в бьефах гидротехнических сооружений.

Известно устройство для поддер- 5 жания уровня воды в гидротехническом сооружении, включающее затвор, на оси которого закреплено зубчатое колесо и рычаг с собачкой и поплавком $13.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования жидкости, включающее датчик уровня, затвор, установленный на горизонтальной оси вращения, водяное колесо с зубчатой нарезкой на торцовой стороне, ползун, подвижно связанный с консолью затвора, муфту из ферромагнитного материала с зубчатой нарезкой на обеих концах и закрепленной на валу с помощью 20 скользящей шпонки, трехпозиционный переключатель, подвижный контакт которого связан с датчиком, источник питания, катушки, расположенные на упорах (2,Д. 25

Недостатком известного устройства является высокое энергопотребление.

Цель изобретения — снижение энергопотребленир..

Поставленная цель достигается 30 тем, что в устройство, содержащее датчик уровня, электрически связанный с подвижным контактом первоого трехпозиционного переключателя, затвор с горизонтальной осью вра- .35 щения, источник питания и"водяное колесо, выполненное с лобовой зубчатой резьбой и взаимодействующее с муфтой из ферромагнитного материала, снабженной зубцами в верхней 40 и нижней частях и закрепленной с помощью скользящей шпонки на валу, оснащенном ползуном, кинематически соединенным с консолью затвора, а также упорами и пружинами, раэме" щенными с обеих сторон муфты, причем упоры снабжены катушками, введены второй и третий трехпозиционные переключатели, ограничивающие резисторы, исполнительные тиристоры, выпрямительные и развязывающие диоды, Формирующие и сглаживающие

- конденсаторы, причем укаэанная муф" та оснащена электромагнитной за,щелкой, выполненной в виде подпружиненного дополнительного штока с размещенной на нем третьей катушкой, указанные вал и муфта выполнены соответственно с двумя кольцевыми проточками и радиальным отвератием, s качестве источника питания приме- 60 нен генератор переменного тока с двумя параллельными выходными обмотками, размещенный на одной оси. с водяным колесом, причем первый вывод первой выходной обмотки генера-. тоРа подключен через параллельные цепочки из последовательно соединенных выпрямительного диода,. ограничивающего резистора, исполнительного тиристора и катушки к второму выводу первой обмотки генератора и к обкладкам сглаживающих конденсаторов, другие обкладки которых связаны с точками подключения ограничивающих резисторов и исполнительных тиристоров соответственно первой, второй и третьей цепочек, первый вывод второй выходной обмотки генератора через последовательно включенные выпрямняющий диод и ограничивающий резистор связан с контактами верхнего и среднего положений первого, с контактами верхнего и нижнего положений второго и контактами среднего и нижнего положений третьего трехпозиционных переключателей, подвижные контакты трехпозиционних переключателей подключены к обкладкам первого, второго и третьего формирующих конденсаторов, другие обкладки которых соединены с вторим выводом второй выходной обмотки .генератора и с входами развязывающих диодов, выходы которых связаны соответственно с выходами первого, второго и третьего исполнительных тиристоров, управляющие входы которых подключены соответственно к контакту нижнего положения первого, контакту среднего положения второго и контакту верхнего положения третьего трехпоэиционных переключателей, а электромагнитная защелка размещена в средней части муфты.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из датчика 1, затвора 2, связанного с телескопической консолью 3 шарниром 4 с ползуном 5, вала 6 с резьбой в верхней части с двумя кольцевыми выточками 7 и шпонкой 8, из двух упоров 9, на которых нанесены. обмотки 10 и 11, горизонтальной оси 12, муфты 13 иэ мягкого ферромагнитного материала с зубцами в верхней.и нижней частях, двух пружин 14„ электромагнитной защелки 15, состоящей из пружины 16, штока.17 и электромагнитной катушки 18, водяного колеса 19 с зубчатой нарезкой на торцовой стороне и с лопастями 20, трех трехпозиционных переключателей 21-23, двух выходных обмоток 24 и 25 генератора переменного тока, размещенного на одной оси с водяным колесом 19, выпрямительных диодов 26-29, развязывающих диодов 30-32, трех исполнительных тиристоров 33-35, сглаживающих конденсаторов 36-38, формирующих конденсаторов 39"41, ограничительных резисторов 42-45.

Электромагнитная защелка 15 расп

1083163 ложена в средней части муфты 13, в которой выполнено отверстие, на ва-: лу б между первым и вторым упорами, на равном расстоянии соответствен- . но выполнены кольцевые выточки 7.

Устройство работает следующим образом.

Заданный yposc..ь воды поддерживается затвором 2, работа которого осуществляется от энергии движущегося потока воды, передаваемой 30 через водяное колесо 19, муфта 13, вал 6, ползун 5, шарнир .4, телсскопическую консоль 3. Уровень воды контролируется с помощью датчика 1, который перемещает подвижные контак- 15 ты трех трехпозиционных переключателей 21-23.Движущийся поток воды посредством давления на лопасти 20 вращает водяное колесо 19 и ротор генератора переменного тока, закрепленные ае горизонтальной оси 12.

Вращение водяного колеса 19 переда ется валу б при помощи муфты 13.

Вал б относительно своей оси может вращаться в противоположные стороны в зависимости от точки зацепле.ния муфты 13 и водяного колеса 19.

В точках зацепления муфта 13 фиксируется с помощью электромагнитной защелки 15, шток 17 которой под воздействием пружины 3.6 входит в ниж-З0 нюю или верхнюю кольцевую выточку 7 вала 6. Муфта 13 закреплена на валу 6 с помощью скользящей шпонки 8 и имеет воэможность перемещаться вдоль вала. При вращении вал б обес- 35 печивает перемещение ползуна 5.

При нахождении уровня воды в бьефе в заданном положении подвижные контакты трех трехпоэиционных переключателей .21-23 находятся в 40 среднем положении. B этом случае осуществляется заряд формирующих конденсаторов 39 и 41 от выходной обмотки 24 генератора переменного тока через замкнутые контакты трехпозиционных переключателей 23 и 21, ограничительный резистор 42 и выпрямительный сглаживающий диод 29, Конденсаторы 36-38 заряжаются отдельно от выходйой обмотки 25 того же генератора через выпрямительные диоды 26-28 и ограничительные резисторы 45, 44 и 43. Исполнительные ти. ристоры 33-35 находятся в закрытом состоянии. При этом муфта 13 с помощью пружин 3.4, расположенных между упорами 9 и торцовыми частями. муф-. ты 13, находится в несцепленном поло" .. женин, вал 6 не вращается, а водяное колесо 19 совершает холостые обороты. 60

В случае повышения уровня води выше расчетного датчик 1 переводит подвижные контакты трехпозиционных переключателей 21-23 в верхнее по ложение. Формирующий конденсатор 40 65 заряжается от выходной обмотки 25, а формирующий конденсатор 39 разряжается на управляющие входы тиристора 33 через замкнутые контакты трехпозиционного переключателя 23, и исполнительный тиристор 33 открывается ° При этом по катушке 10, размещенной на верхнем упоре 9, протекает ток от сглаживающего конденсатора 36. Возникшие электромагнитные силы, преодолевая противодействующие силы пружин 14, притягивают муфту 13 к верхнему упору 9 и вводят ее в зацепление с зубчатой нарезкой водяного колеса 19. В этом положении муфта 13 17 электромагнитной защелки 15, выталкиваемым пружиной 16 и входящим в нижнюю кольцевую выточку 7 вала б. По окончании разряда формирующего конденсатора 39 исполнительный тиристор. 33 закрывается и сглаживающий конденсатор 36 вновь заряжается. Повторного открытия исполнительного тиристора 33 не происходит, так как формирующий конденсатор 39 разряжен. Вращаясь, водяное колесо 19 воздействует через муфту 33 вал б, ползун 5 на. затвор 2 и открывает

его.

После того, как уровень воды в бьефе понизится до расчетного значения, датчик 1 переводит подвижные контакты трехпозиционных переключателей. 21-23 вновь в нейтральное положение. В этом случае формирующий конденсатор 40 подключается с помощью трехпозиционного переключателя 22 к управляющему входу тиристора 34 и последнйй открывается. Катушка 1& электромагнитной защелки .15 обтекается током разряда сглаживающего конденсатора 37.

Электромагнитные силы извлекают шток

17 из нижней кольцевой выточки 7 и муфта 13 под действием пружин 14 выходит из зацепления Вал 6 перестает вращаться в затвор 2 более не открывается. По окончании разряда сглаживающего конденсатора 37 исполнительный тиристор 34 закры-. вается и сглаживающий конденсатор 37 вновь заряжается от выходной обмотки 25 генератора переменного тока.

Если уровень воды стал ниже заданного, подвижные контакты трехпозиционных переключателей 21-23 датчик 1 переводит в нижнее положение. При этом формирующий конденсатор 41 открывает исполнительный тиристор 35, а формирующий конденсатор 40 заряжается и катушка 13. обтекается током разряда сглаживающего конденсатора 38. Муфта 13 переходит из нейтрального положения в нижнее и фиксируется. Вращающееся водяное колесо 19 опускает затвор 2, уменьшая сток воды. По окончании

1083163 редактор C.Квятковская Техред С.Мигунова

Корректор Г. Решетник

Заказ 1751/41, Тираж 842

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий,1i3g)5 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

° М

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 разряда сглаживающего конденсатора 38 исполнительный тиристор 35 закрывается и 33 сглаживающий конденсатор начинает вновь заряжаться.

После восстановления уровня датчик 1 вновь переводит подвижные контакты трехпозиционных переключателей 21-23 в среднее положение и выше описанный процесс повторя.ется.

В устройстве применен генератор переменного тока сравнительно малой мощности,так как процесс заряда сглаживающих конденсаторов 36-38 осуществляется по однополупернодной схеме за ограниченный отрезок времени ° Емкость конденсаторов 36-38 выбрана таким образом, чтобы исключался колебательный процесс при подключении к катушкам 10 и 11 и катушке 18 электромагнитной защелки 15. ДиодЫ 30-32 предназначаются для исключения взаимных влияний

10 силовых цепей и цепей управления.

Применение предлагаемого устройства позволит снизить энергопотребление и использовать устройство в автономном режиме".