Комбінована система автоматичного відключення електромережі при сильному вітрі

Комбінована система автоматичного відключення електромережі при сильному вітрі, що містить нерухому опору, перемикальний механізм з електромагнітом, зв'язаний з опорою, жорстко закріплену на опорі основу з установленим на ній корпусом з датчиком напору вітру, обтічником вітру, підсилювачем сигналів датчика, флюгером автоматичної орієнтації за напрямком вітру і механізмом замкненої дистанційної сильфонної передачі сигналів від підсилювача до електромагніта з приймальним та виконавчим сильфонами, який 3 щена кільцевими виточками, за допомогою яких плунжер взаємодіє з підпружиненою кулькою додатково установленого четвертого фіксатора, а нижня частина плунжера взаємодіє з плечем двоплічого важеля з рукояткою, закріпленого на основі, а також з приймальним сильфоном додатково установленої замкненої дистанційної сильфонної передачі, виконавчий сильфон якої взаємодіє з електромагнітом перемикаючого механізму відключення. Флюгер автоматичної орієнтації за напрямком вітру виконаний у вигляді з'єднаних двох боковин, жорстко закріплених на корпусі з протилежного від обтічника боку [див. Висновок Ф. В-8 №16576/1 від 26 жовтня 2005 року про видачу деклараційного патенту на корисну модель по заявці №υ200507144 від 18 липня 2005 року під назвою „Комбінований пристрій автоматичного відключення електромережі при сильному вітрі"]. Однак, недоліком відомого пристрою є транспортне запізнювання проходження виконавчого сигналу від датчика напору вітру до штатного перемикаючого механізму, обумовлене інерцією та іншими гальмуваннями у вузлах передачі сигналу, що може спричинити несвоєчасне знеструмлення ЕМ і тим самим привести до можливих нещасних випадків, а також нанести значні матеріальні збитки. Отже, відомий пристрій малонадійний в роботі і малоефективний у використанні. Тому, з метою підвищення надійності в роботі і ефективності у використанні, пропонується удосконалення пристрою, суттєві ознаки якого полягають в тому, що виконавчий сильфон замкненої дистанційної передачі виконується у вигляді дифференціюючого блоку, який підвищує швидкість проходження через нього виконавчого сигналу, забезпечуючи пристрою спрацювання за сигналами пропорційними не тільки величині змінювання напору вітру, але й швидкості (першій похідній) від його змінювання. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому технічному рішенні до рухомого фланця виконавчого першого сильфона додатково з протилежного боку приєднується другий сильфон з рухомим фланцем, зв'язаним з одного боку із вихідним штоком, а з другого боку - із торцем третього сильфона з рухомим фланцем, приєднаним тягою до рухомого фланця першого виконавчого сильфона, причому порожнина приймального сильфона із порожниною другого сильфона сполучена гнучкою гідролінією безпосередньо, а із порожниною першого сильфона - жорсткою гідролінією через регулювальний дросель, що забезпечує можливість змінювання впливу на величину складової вихідного сигналу, пропорційної першій похідній напору вітру. Рухомі фланці першого і другого сильфонів диференціюючого блока переміщуються у циліндричній напрямній, закріпленій на рамі штатного перемикаючого механізму, а рухомий фланець третього сильфона - у циліндричній напрямній, закріпленій на рухомому фланці другого сильфона. У вихідне положення рухомі фланці диффренціюючого блока повертаються автоматично під дією, установленої між кришкою напрямної рухо 14432 4 мих фланців першого і другого сильфонів і рухомим фланцем другого сильфона, пружиною , яка також компенсує вплив механічного гістерезису матеріалу стінок сильфонів. Вказані конструктивні особливості запропонованої комбінованої системи автоматичного відключення (КСАВ) ЕМ забезпечать, крім автоматичної орієнтації корпуса в напрямку вітру з прямим і зворотним обертанням його навколо вертикальної вісі в межах від 0° до 360°, автоматичного вимірювання напору сильного вітру і при досягненні ним гранично допустимої величини, дією на електромагніт штатного перемикаючого механізму, автоматичного відключення ЕМ, запобігання руйнуванню в результаті дії на нього сильного вітру за рахунок надання йому обтічної форми обтічником і флюгером, ще й додаткове формування виконавчого сигналу пропорційного не тільки змінюванню напору вітру, але й швидкості його змінювання. Таке технічне рішення підвищить надійність в роботі КСАВ і ефективність її використання. При цьому для створення КСАВ немає потреби вносити суттєві зміни в базову конструкцію відомого пристрою, а тільки доповнити її дифференціюючим блоком у вигляді окремої приставки. Отже, сукупність суттєвих ознак запропонованої КСАВ є необхідною і достатньою для досягнення винаходом технічного результату - підвищення надійності в роботі і ефективності її використання. На представленому кресленні показано принципову схему комбінованої системи автоматичного відключення електромережі, де на Фіг.1 показано вид збоку пристрою в перерізі А-А, а на Фіг.2 - вид системи зверху в перерізі В-В. Комбінована автоматична система містить опору 1 (Фіг.1, 2), до якої нерухомо за допомогою різьбового кріплення 2 приєднана основа 3, із встановленим зверху на кульках 4 на порожнистій вертикальній вісі, з можливістю обертання навколо неї, корпусом 5. На корпусі 5 жорстко закріплений датчик 6 швидкості (напору) вітру з першим фіксатором 7, підсилювач виконавчих сигналів 8 з третім фіксатором 9, флюгер 10 автоматичної орієнтації за напрямком вітру і механізм 11 (обтічник) автоматичного захисту пристрою від руйнування з другим фіксатором 12. Через замкнуту дистанційну, дифференціюючу виконавчі сигнали, сильфонну передачу 13, механізм 14 передачі виконавчих сигналів зв'язаний із штатним перемикаючим механізмом 15. Датчик 6 напору вітру виконаний у вигляді діафрагми 16, периферійна частина якої герметично притиснена напрямною 17 до корпуса 5 і утворює з ним штокову порожнину „а", сполучену з атмосферою через дросель 18 з регулювальною голкою 19. Між корпусом 5 і основою 20 приєднана з одного боку рукоятка 21, а з протилежного боку - шток 22 з пружиною 23 і упором 24, взаємодіючим з роликом 25 першого фіксатора 7 з пружиною 26 і регулювальним гвинтом 27. На штокові 22 перпендикулярно площині упору 24 розміщений другий фіксатор 12, взаємодіючий із спеціально спрофільованими захватами 28, 29 5 боковин 30, 31 автоматичного обтічника 11, шарнірно встановлених на корпусі 5 і зв'язаних між собою пружинами 32, 33. Шток 22 з'єднаний з пластинчатим третім фіксатором 9 підсилювача 8 з роликом 34, пружиною 35 і регулювальним гвинтом 36. До корпуса 5 боковинами 37, 38 приєднаний флюгер 10, який забезпечує під дією вітру його орієнтацію шляхом обертання навколо вертикальної вісі. У вертикальній вісі основи 3 виконаний наскрізний отвір, в якому розміщений плунжер 39. У верхній частині плунжера 39 встановлений упорний підшипник 40, в нижній його частині - приймальний сильфон 41 дистанційної, дифференціюючої виконавчі сигнали, передачі 13, а в середній частині - кільцеві виточки 42, з якими взаємодіє четвертий фіксатор 43 плунжера, і палець 44 двоплічного важеля 45 з рукояткою 46. Фіксатор 43 містить кульку 47, пружину 48 і регулювальний гвинт 49, яким змінюється зусилля фіксації. Закрита порожнина „b" приймального сильфона 41 замкненої дистанційної, дифференціюючої виконавчі сигнали, передачі 13 гідролінією 50 сполучена з порожнинами „с" і „d" дифференціюючого блоку 51. Блок 51 складається із дроселя 52 голчастого типу і двох сильфонів 53, 54, зв'язаних між собою рухомим фланцем 55. Фланець 55 жорстко з'єднаний з фланцем 56 сильфона 57 суматорного механізму, який другим своїм торцем зв'язаний з рухомим фланцем 58. Фланець 58 з'єднаний із штоком 59, переміщення якого є вихідним сигналом із дифференціюючого блока 51. Для повернення у вихідне положення штока 59 і зменшення впливу механічного гістерезису матеріалу стінок сильфонів застосована пружина 60. Робоча рідина із порожнини „b" сильфона 41 поступає у порожнину „d" першого сильфона 54 дифференціюючого блока через дросель 52 і гідролінію 61, а у порожнину „с" другого сильфона 53 - безпосередньо через гнучку гідролінію 62. Рухомі деталі блока 51 переміщуються по направлених 63, 64 виконаних у вигляді циліндричних втулок, а нерухомий фланець 65 закріплений на рамі штатного механізму перемикання 15, з електромагнітом 66 якого взаємодіє шток 59. На корпусі 5 встановлений двоплічний важіль 67, одне плече якого взаємодіє через палець 68 з роликом 34 третього фіксатора 9, а друге плече має рукоятку 69. Працює комбінована автоматична система наступним чином. Розміщення датчика 6 напору в напрямку потоку вітру забезпечується постійно в автоматичному режимі флюгером 10. При вітровому напорі, що не перевищує допустимої величини на діафрагму 16 датчика діє сила, яка зрівноважується пружиною 23 та дією фіксаторів 7, 9, 12. При цьому захвати 28, 29 механізму 11 взаємодіють із фіксатором 12, долаючи зусилля пружин 32, 33, утримують боковини 30, 31 в положенні, при якому потоки вітру вільно поступають на діафрагму 16 датчика напору. Пластинчастий фіксатор 9 підсилювача 8 знаходиться у крайньому лівому положенні, перешкоджаючи ролику 34 взаємодіяти із упорним підшипником 40 і плунжером 39. Плунжер 14432 6 39 займає своє верхнє положення і нижньою частиною, через замкнену дистанційну, дифференціюючу виконавчі сигнали, сильфонну передачу 13, не діє на електромагніт 66, забезпечуючи штатному перемикаючому механізму 15 ввімкнене положення ЕМ. У випадку появи сильного вітрового напору, який перевершує допустиму величину, збільшується дисбаланс сил, діючих на діафрагму 16. Остання, долаючи зусилля пружини 23 і фіксаторів 7, 9, 12, перемістить шток 22 управо на стільки, що ролик 25 перейде на протилежну сторону упора 24. В результаті переміщення штока 22 одночасно перемістяться фіксатор 12, звільнюючи захвати 28, 29 з боковинами ЗО, 31, які під дією пружин 32, 33 зійдуться на конус, припиняючи цим доступ перевищюючого допустиму величину напору потоку вітру до датчика і забезпечуючи добре обтікання і захист КСАВ від руйнування, та пластинчастий фіксатор 9 настільки, що ролик 34 під дією наперед стисненої пружини 35 через звільнений отвір опуститься униз і увійде в контакт з упорним підшипником 40. При цьому плунжер 39 також опуститься униз і, долаючи опір матеріалу стінок сильфонів 41, 53, 54, 57 і пружини 60, підвищить тиск робочої рідини у порожнині „Ь" приймального сильфона. Однак, через наявність дроселя 52 тиск у порожнині „d" сильфона 54 буде зростати повільніше, ніж у порожнині „с" сильфону 53. В результаті рухомий фланець 55 переміщається униз, переміщуючи із собою фланець 56 сильфона 57 і створюючи цим додатковий приріст тиску робочої рідини у порожнині „с" сильфона 53. Рухомий фланець 58 сильфона 53, зв'язаний із штоком 59 вихідного сигналу, одержує при цьому додаткове переміщення. У зв'язку з цим відбувається гідравлічне додавання двох переміщень, тобто вихідний сигнал дифференцюючого блоку 51 складається із переміщення викликаного зміною вхідного сигналу (переміщення рухомого фланця сильфона 41) і переміщення, викликаного швидкістю зміни вхідного сигналу (переміщенням рухомого фланця 56 і додатковим збільшенням із-за цього тиску робочої рідини у порожнині „с" сильфона 53). Результуюче переміщення штока 59, діючи на електромагніт 66, забезпечить штатному перемикаючому механізму 15 можливість з певним випередженням відімкнути ЕМ ще до її пошкодження сильним вітром. У нижньому і верхньому положеннях плунжер 39 утримується четвертим фіксатором 43, завдяки попаданню підружиненої кульки 47 у його кільцеві виточки 42. Високочастотні коливання діафрагми 16, спричинені змінними за амплітудою і частотою вітровими потоками, які можуть викликати непередбачене самоспрацювання автоматичної системи, гасяться пневматичним демпфуванням, шляхом перепуску повітря із штокової порожнини „а" в атмосферу і навпаки через дросель 18 і регульовану голку 19. У вихідне положення, після спрацювання, діафрагма 16 повертається за допомогою рукоятки 21, а ролик 34 і плунжер 39 - за допомогою двоплічевих важелів 67 і 45 відповідно. 7 14432 Використання запропонованої комбінованої автоматичної системи, у порівнянні з вже відомими, дасть можливість підвищити надійність спрацювання штатного перемикаючого механізму при досягненні гранично допустимої величини напору Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 8 сильного вітру, а отже і ефективність її використання за рахунок своєчасного відключення ЕМ і запобігання можливих нещасних випадків та нанесення матеріальних збитків. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601