УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОНТРОЛЯ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА В ШТАБЕЛЯХ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенных для температурного контроля складированных органических масс (торф, уголь, сено, солома, хлопок, зерно и др.), способных к саморазогреванию и самовозгоранию.
Известно устройство для предотвращения самовозгорания торфа в штабелях, включающее трубчатый воздуховод, выполненный перфорированным из сплава нитинол с термической памятью формы со спиральным поперечным сечением и одним концом, соединенным с атмосферой (SU, №1640426, Е21С 49/00, 1991 г.).
Недостатком известного устройства является высокая стоимость трубчатого воздуховода, что обусловлено большими размерами и наличием труб из сплава нитинола.
Прототипом данной полезной модели является устройство для температурного контроля торфа в штабелях, включающее самоходное шасси с поддерживающим катком, установленную на шасси стрелу с термодатчиками, закрепленными на датчикодержателях, и механизм подъема стрелы. Термодатчик приклеен к латунному наконечнику, который в свою очередь приклеен к латунной втулке, последняя вклеен в текстолитовую втулку, а она вставляется в охранный наконечник, навинчиваемый на трубку датчикодержателя и стопорится винтом. Теплоизолирующая U образная пластина вставлена между охранным наконечником и латунной втулкой. Кроме того, устройство снабжено дискретным датчиком расстояния, кинематически связанным с поддерживающим катком. Поверхность каждого датчикодержателя выполнена по форме радиальной кривой, а стрела имеет метрическую шкалу (SU, №1137207, Е21С 49/00, 1985 г.).
Недостатком известного устройства является необходимость проведения замеров температуры в одной и той же точке неоднократно, что является достаточно трудоемким процессом.
Задачей полезной модели является разработка устройства, обеспечивающего непрерывный замер температуры для обнаружения зон экстремальных температур разогрева фрезерного торфа в штабеле.
Техническим результатом полезной модели является снижение трудоемкости проведения процесса замера температуры торфа в штабелях, за счет сигнальной визуализации момента достижения критической температуры.
Указанная задача и технический результат достигается тем, что в устройстве для температурного контроля фрезерного торфа в штабелях, включающем самоходное шасси со стрелой, на конце которой закреплен датчикодержатель трубчатой формы, с термодатчиком, расположенным в латунном наконечнике, согласно полезной модели, термочувствительный элемент термодатчика выполнен в виде стержня изготовленного из сплава - нитинол, который расположен в разъемной защитной оболочке, сверху закрытой теплоизоляционной пластиной, при этом стержень связан через диск, помещенный в шпоночном пазу защитной оболочки с подпружиненным коническим упором, в свою очередь диск соединен с сигнальным устройством, включающим тросик, один конец которого соединен с диском, а другой через блок закреплен на фиксаторе, к которому прикреплены цветные сигнальные ленты, при этом в корпусе датчикодержателя выполнены окна, а перед датчикодержателем на стреле закреплен конусообразный рыхлитель.
Наличие сигнального устройства упрощает наблюдение за повышением температуры в штабелях, повышается визуализация наблюдения и нахождение очагов повышения температуры. Сплав нитинол обладает термочувствительной памятью формы и при нагреве в пределах 65-75°C вызывает срабатывание сигнальной системы. Упругое линейное расширение стержня при температурах нагрева в пределах 65-75°C преобразуется с помощью сигнального устройства в выход цветных лент из прорезей (окон) корпуса датчикодержателя, что повышает наглядность информированиия об аварийной ситуации.
Устройство для температурного контроля фрезерного торфа в штабелях поясняется чертежами, где на на фиг.1 - термодатчик и сигнальная система; на фиг.2 показана стрела с закрепленной на ней датчикодержателем и разрахлителем; на фиг.3 - вид А фиг.2.
Устройство для температурного контроля торфа в штабелях включает термодатчик 1, установленный внутри трубчатого корпуса датчикодержателя 2. Он состоит из термочувствительного элемента в виде цилиндрического стержня 3, изготовленного из сплава - нитинол (NiTi), обладающего способностью к многократному расширению или сжатию при фазовых переходах в пределах повышения температуры среды от 20 до 100 C или наоборот. При этом линейное расширение изделий из нитинола в диапазоне температур нагрева от 60 до 80°C составляет 18-20%.
Стержень 3 располагается в разъемной защитной оболочке 4, выполненной из коррозионностойкого материала, например, фторопласта и прикрытой сверху теплоизоляционной пластиной 5. Указанные детали термодатчика 1 помещены внутри конического латунного наконечника 6, исполняющего роль передатчика тепла от торфа к стержню 3, который навинчен на трубку датчикодержателя 2 и застопоренного винтом 7.
Стержень 3 связан через диск 8, помещенный в шпоночном пазу 9 защитной оболочки 4 с подпружиненным коническим упором 10. Диск 8 соединен с сигнальным устройством, включающим тросик 11, один конец которого соединен с диском 8, а другой через блок 12 закреплен на фиксаторе 13, к которому прикреплены цветные сигнальные ленты 14, при этом в корпусе датчикодержателя 2 выполнены окна 15.
Наконечник с термодатчиком 1 закреплен на конце датчикодержателя 2. На стреле 16 установлен датчикодержатель 2, перед которым расположен рыхлитель 17. Стрела 16 оснащена механизмом подъема и метрической шкалой (на чертежах не показано), кроме того, она установлена на самоходном шасси (на чертежах не показано) Данное устройство при контроле температуры торфа располагается под углом от 45 до 60° относительно подошвы штабеля.
При контрольных замерах температуры торфа в штабеле происходит линейное расширение стержня 3, соответствующее перемещению прилегающего к нему диска 8 и конического подпружиненного упора 10 при достижении экстремальных температур нагрева фрезерного торфа в пределах 65-75°C. Диск 8 освобождается от зажатого состояния путем его вытеснения из шпоночного паза 9 защитной оболочки 4, преодолевая сопротивление подпружиненного конического упора 10. Это приводит в действие сигнальную систему аварийной ситуации. Цветные ленты 14, например, ярко-красного или оранжевого цветов появляются в продолговатых окнах 15 трубчатого корпуса датчикодержателя 2 и служат сигналом об аварийной ситуации, предшествующей самовозгоранию торфа в штабеле.
Датчикодержатель 2 закрепляют на стреле 16 с помощью грузовых захватов, например, клещевого типа (на чертежах не показаны). При этом глубина погружения в штабель торфа определяют по отметкам метрической шкалы, нанесенной на трубчатом корпусе датчикодержателя 2. Для обеспечения повышенной долговечности трубчатых датчикодержателей 2, их внедряют в штабель фрезерного торфа одновременно с клиновидным рыхлителем 17.
Устройство работает следующим образом.
Устройство контролирует температуру торфа, преимущественно, в двух точках на расстоянии 1/3 длины откоса от конька штабеля.
При движении самоходного шасси (трактора или автомобиля) вдоль штабеля дискретный датчик расстояния фиксирует пройденный путь. Пройдя расстояние равное 1/4 длины штабеля, трактор останавливается и опускает стрелу 16. Собранные в рабочем положении элементы термодатчика 1 и датчикодержателя 2 зажимают на стреле 16 грузовыми захватами и погружают в штабель на определенную глубину: 1,0 или 1,5 м. В течение 2 минут выполняют контрольный замер, характеризующий наличие или отсутствие зоны критической температуры нагрева торфа, равной 65-75°C. Зарождение очагов интенсивного саморазогревания торфа характеризуется появлением в продолговатых окнах 15 трубчатого корпуса датчикодержателя 2 цветных сигнальных лент 14.
Регистрируют три координаты исследуемой точки штабеля: расстояние от начала штабеля до контрольного сечения, расстояние от вершины (конька) откоса до замеряемой точки, глубину погружения термодатчика 1, а также достигнутый диапазон температур торфа. После обнаружения и фиксирования зоны экстремальных температур торфа следует выполнить извлечения датчикодержателя 2 из штабеля торфа и затем переналадку термодатчика 1 на исходное рабочее положение, а также принять технологические меры по устранению аварийной ситуации.
После оценки диапазона температур торфа в исследуемом сечении штабеля поднимают стрелу 16 и переезжают к следующему контрольному сечению, где устройство также контролирует достигнутую температуру торфа.
Повторные замеры температуры в тех же точках исследуемых зон штабеля через определенный период времени, облегчаются тем, что координаты зафиксированы в рабочем журнале.
Термодатчик 1 с использованием малогабаритного термочувствительного элемента в виде стержня, изготовленного из сплава нитинол дешевы в изготовлении и долговечны в эксплуатации. Они пригодны для контроля теплового состояния любых сыпучих органических масс при их хранении. Датчикодержатель 2 с прямолинейным корпусом трубчатого сечения, целесообразно, изготавливать из легких сплавов или пластмассы, что обеспечивает удобство и долговечность их эксплуатации.
В настоящее время полезная модель находится на стадии технического предложения.