БЛОК УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКТНОГО УСТРОЙСТВА

БЛОК УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКТНОГО УСТРОЙСТВА
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к блокам управления для систем управления и защиты установок погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН), которые могут быть выполнены в виде комплектной трансформаторной подстанции или комплектного устройства управления, защиты и специального трансформатора.
Системы управления УЭЦН предназначены для работы в холодном и умеренном климате при температурах от минус 60 до плюс 40 °С в полевых условиях без постоянного обслуживающего персонала и могут быть расположены в труднодоступных местах.
Указанные условия накладывают повышенные требования к надежности работы аппаратуры, сильно зависящей от температуры, влаго и пылезащищенности.
Известна конструкция станций управления УЭЦН, которые устанавливаются в непосредственной близости от скважин (см., например, книгу А.А. Богданов, Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти, Из. Недра, Москва, 1968 г. Стр. 224-243).
Схема управления такой станции выполнена с использованием релейно-контактной аппаратуры и входит в состав принципиальной электрической схемы станции, монтируемой в ее корпусе. Органы управления станции располагаются на передней, лицевой стороне корпуса и выполнены в виде кнопок, переключателей релейных элементов и т. д., а световая и символьная индикация - в виде лампочек и измерительных приборов, а также надписей для пояснений.
Системы управления и защиты УЭЦН, выполненные на релейно-контактной аппаратуре, имеют ограниченные эксплуатационные возможности, низкую надежность и сложную конструкцию.
С целью повышения надежности станций был разработан встраиваемый блок управления для системы управления и защиты, например блок управления, описанный в листкекаталоге Блок управления БРГ01-81УХЛ2, Облполиграфиздат, Харьков, 1987 г.
Известный блок управления содержит составной корпус, включающий переднюю панель, печатные платы, электрические разъемы, элементы световой, символьной индикации и органы управления. На передней панели корпуса имеются отверстия под элементы индикации и органы управления.
Корпус выполнен в виде унифицированной кассеты под сменные унифицированные ячейки на печатных платах.
Электрическая связь между ячейками и другими источниками сигналов осуществляется с помощью разъемов, расположенных на задней стенке кассеты.
Элементы световой индикации закреплены на передней панели блока в отверстиях и выполнены в виде лампочек. Органы управления также находятся на передней панели и выполнены в виде переключателей. Кроме того, на передней панели имеется символьная индикация, в виде шкалы измерительного прибора.
Основными недостатками известного устройства являются большие массогабаритные показатели, недостаточная надежность, а также ограниченные функциональные возможности.
Это объясняется использованием устаревшей элементной базы и компоновки, которые не позволяют обеспечить дополнительные функциональные возможности устройства, т.к. введение новых ячеек и, соответственно, элементов индикации и органов управления увеличивает габаритные размеры, вес устройства и снижает надежность.
Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция блока управления, описанная в а.с. СССР № 1765909, НО5 К 5/00, 1992 г. Указанный блок может эксплуатироваться в агрессивных средах.
Известный блок содержит герметичный корпус, на передней панели которого имеется упругая пленка, на которой изображены условные обозначения для клавиатуры органов управления. В состав блока также входят печатная плата, электрический разъем, размещенный на задней стенке корпуса, а также элементы световой и символьной индикации, которые совместно с клавиатурой установлены со стороны передней плоскости корпуса. Указанные признаки являются общими с заявляемым блоком.
Передняя панель корпуса представляет собой блок псевдосенсорной клавиатуры, состоящий из пакета защитной и информационной пленки и прилегающей к нему платы, соединенной стойками с платой, на которой размещены элементы схемы. Плата под пакетом пленки электрически соединена при помощи жгута и разъема с платой для электрических элементов, которая, в свою очередь, жгутом соединена с выходным разъемом. На панели также установлена рамка, через которую проходят стойки. С ее помощью панель и уплотнительная прокладка прижаты к кромкам окна крышки корпуса по его периметру.
Недостатками известного устройства являются низкая надежность, сложность конструкции и недостаточные функциональные и эксплуатационные возможности.
Это объясняется использованием элементной базы и органов управления, которые не предназначены для работы при низких критических температурах. В устройстве имеется большое число электрических соединений для передачи сигналов с клавиатуры на вторую плату, используются большое число конструктивных элементов и устаревшая элементная база.
В основу полезной модели поставлена задача разработки такого встраиваемого блока управления, в котором современная элементная база обеспечивает размещение всей схемы на одной плате, что, в свою очередь, позволяет по-новому выполнить компоновку устройства, где наличие герметичного корпуса, возможность его обогрева при критических низких температурах и предложенное размещение новых элементов световой, символьной индикации и органов управления обеспечивают повышение надежности и упрощение конструкции, а также расширяют функциональные и эксплуатационные возможности.
Поставленная задача решается тем, что блок управления комплектного устройства, содержащий составной корпус, на передней панели которого имеется упругая пленка, на которой изображены условные обозначения для клавиатуры органов управления, печатную плату, электрический разъем, размещенный на задней стенке корпуса, элементы световой и символьной индикации, которые совместно с клавиатурой расположены со стороны передней плоскости корпуса, согласно полезной модели, содержит датчик температуры и нагревательный элемент, которые совместно с элементами световой, символьной индикации и клавиатурой неподвижно установлены на печатной плате, жестко закрепленной непосредственно с внутренней стороны передней панели блока, в качестве клавиатуры использована кнопочная клавиатура, причем центральные оси элементов световой, символьной индикации и клавиатуры совпадают с осями отверстий, выполненных в передней панели, а подвижные элементы клавиатуры имеют возможность осевого перемещения, пленка выполнена светопропускающей, неподвижно закреплена на панели и закрывает с наружной стороны отверстия в ней.
Герметичная установка непосредственно на панели светопропуекающей пленки, защищающей отверстия в передней панели под элементы световой, символьной индикации и клавиатуру, обеспечивает надежную защиту элементной базы от воздействия на нее негативных последствий полевых условий и климатических зон в процессе эксплуатации. Датчик температуры обеспечивает контроль температуры окружающей среды и включение нагревательного элемента при ее понижении до критического значения, которое недопустимо для нормальной работы электрической схемы блока.
При этом герметичный корпус позволяет длительное время сохранять тепло, создаваемое внутри него нагревательным элементом, что обеспечивает надежную работы элементов схемы при низких температурах.
Выполнение органов управления в виде цифровой клавиатуры позволяет обозначить большое число функций, выполняемых устройством, и увеличивает наглядность и информативность. А размещение клавиатуры, символьной и световой индикации на плате, которая жестко закреплена непосредственно с внутренней стороны корпуса на передней панели, одновременно выполняющей функцию крышки корпуса, совместно с использованием светопропускающей пленки, обеспечивает технологичность и значительно упрощает устройство.
Заявляемое устройство иллюстрируется чертежами, где:
-на фиг. 1 представлен блок управления, вид сверху (без верхней стенки корпуса);
-на фиг. 2 блок управления, фронтальный вид;
-на фиг. 3 вид I на фиг. 1.
Блок управления комплектного устройства содержит составной корпус, выполненный из двух частей 1 и 2. Части 1 и 2 уплотнены в месте разъемного соединения с помощью уплотнения 3, размещенного в пазу, выполненном, например, на торце меньшей передней части 2 корпуса, образующей для него крышку. Непосредственно с внутренней стороны части 2 корпуса неподвижно закреплена плата 4, которая с помощью электрического разъема 5 и жгута 6 связана с электрическими разъемами 7 и 8 для ввода сигналов контроля, напряжения питания и вывода сигналов управления. Разъемы 7 и 8 установлены с наружной стороны задней стенки части 1 корпуса и уплотнены с помощью уплотнительных прокладок 9 и 10 соответственно.
На передней панели части 2 корпуса герметично закреплена, например, при помощи клея, упругая светопропускающая пленка 11, которая закрывает отверстия под элементы 12 световой индикации, элементы 13 символьной индикации и цифровую клавиатуру 14с подвижными элементами. Элементы 12, 13 и 14 жестко закреплены на плате 4, причем центральные оси отверстий на передней панели части 2 корпуса и оси элементов 12,13 индикации, а также клавиатуры 14 совпадают. Подвижные элементы клавиатуры 14 имеют возможность осевого перемещения.
Условные обозначения для клавиатуры, символьной и световой индикации изображены на светопропускающей пленке 11. Кнопки клавиатуры 14 изображены в виде квадратов 15с соответствующей цифровой и словесной маркировкой. На пленке имеются также поясняющие надписи 16 для световой индикации. Элементы индикации, установленные на плате 4, четко видны через светопропускающую пленку 11. Эти места могут быть также обозначены на пленке 11. Для световой индикации используются светодиоды, для символьной - индикаторы. Отверстия под клавиатуру 14 на передней панели части 2 корпуса выполнены ступенчатыми, обеспечивая защиту пленки 11 и подвижных элементов клавиатуры 14 от повреждения. На пленке 11 с внутренней стороны обозначения 15 клавиатуры 14 наклеены прокладки
17для уменьшения зазора между подвижными элементами клавиатуры и пленкой.
На задней стенке части 1 корпуса устройства неподвижно установлен трансформатор
18и элементы 19 для закрепления блока в корпусе комплектного устройства.
Электрическая связь трансформатора 18с платой 4 осуществляется с помощью жгута 20 и разъема 5, обратная часть которого закреплена на плате. На плате 4 расположен датчик температуры 21, выполненный в виде калиброванного специализированного интегрального прибора, и нагревательный элемент 22 - в виде резисторов. Нагревательный элемент и датчик температуры электрически связаны. Крепление платы 4 к части 2 корпуса производится с помощью винтов 23. Части 1 и 2 корпуса после их сборки скреплены при помощи винтов 24. Места установки винтов 19 и 24 уплотнены. Датчик температуры 21 запитан от автономного источника питания, его выход связан с цепью управления реле, контакты которого обеспечивают замыкание электрической цепи, в которой установлены резисторы 22.
В процессе работы блока с помощью нажатия на места с цифровой маркировкой 15 на пленке 11 в направлении центральной оси подвижных элементов клавиатуры 14 производится ввод значений и номеров уставок. При этом номера уставок и их значения контролируются на индикаторах 13. С помощью светодиодов 12, которые зажигаются в соответствии с алгоритмом работы блока, производится визуальный контроль различных режимов и аварийных ситуаций.
При понижении температуры ниже допустимой датчик температуры 21 обеспечивает включение нагревательного элемента 22, который повышает температуру в корпусе до заданного значения. Далее с помощью датчика температуры 21 нагревательный элемент отключается.
Председатель правления ОАО СКТБПЭ «Поте;
Директор
ООО ТОРГОВЫЙ ДОМ «Потенциал
С.В. Исаков
А.Л. Бобровников