РЕЛЕ ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Устройство относится к аппаратуре контроля потока жидкости и может быть использовано в различных областях техники, в частности, в системах охлаждения радиопередающей и телевизионной аппаратуры.
Известно реле протока жидкости. Реле содержит корпус, клапан со штоком, подпружиненный к седлу корпуса сильфон, а также диск, установленный на конце штока и обеспечивающий переключение контактов микропереключателей (Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования. М. Машиностроение. 1965, с.792).
Однако такие реле обладают невысокой надежностью.
Недостатки частично устранены в реле протока жидкости по а.с. №838810 (публ. 15.06.81), которое наиболее близко по конструктивным признакам к предлагаемому устройству и принимается за ближайший аналог. Реле содержит корпус с входным и выходным патрубками, клапан, шток с приводом (пружина П-образной формы, изоляционный цилиндр, тяги) и узел для снятия сигнала (геркон и магнит подковообразной формы).
В упомянутом устройстве при увеличении расхода жидкости до номинального значения клапан за счет возникающего перепада давления жидкости между входным и выходным патрубками отходит от седла и через шток воздействует на привод, который разворачивает магнит относительно контактов геркона. В результате контакты геркона замыкаются, и с узла для снятия сигнала идет ток в цепь управления. Настройка порога срабатывания реле осуществляется подбором толщины прокладки, регулирующей ход клапана.
Данное устройство имеет существенные эксплуатационные недостатки, а именно:
- высокое гидравлическое сопротивление;
- малую чувствительность;
- узкий диапазон регулирования.
Это обусловлено тем, что клапан имеет небольшое поперечное сечение, поэтому для срабатывания реле необходим значительный перепад давления жидкости между входным и выходным патрубками. При малых расходах жидкости чувствительность реле резко падает, что сокращает рабочий диапазон их применения. Кроме того, предложенное реле потока жидкости снабжено магнитом и герконом, и, следовательно, не обладает устойчивостью к воздействию электромагнитных полей, создаваемых охлаждаемой аппаратурой.
Предлагаемая конструкция реле потока жидкости решает задачу расширения функциональных возможностей устройства путем изменения принципа действия привода.
Поставленная задача решена благодаря применению пневмопривода, выполненного в виде герметичной камеры дискообразной формы, разделенной эластичной мембраной на полости высокого и низкого давления, которые сообщаются трубками соответственно с входным и выходным патрубками корпуса. При этом один конец штока прикреплен к мембране, а другой выведен из полости низкого давления через герметичное уплотнение наружу и присоединен к узлу для снятия сигнала, а клапан выполнен с возможностью прецизионного регулирования. При прохождении через реле номинального расхода жидкости между входным и выходным патрубками возникает незначительный перепад давления, соответствующий порогу срабатывания узла для снятия сигнала. Аналогичный перепад давления появляется между полостями высокого и низкого давления привода. Поскольку площадь эластичной мембраны привода имеет значительную величину, возникает большое усилие, которое воздействует на шток. Под действием этого усилия шток перемещается в сторону узла для снятия сигнала и воздействует на микровыключатель узла для снятия сигнала, что приводит к появлению тока в цепи управления аппаратурой. Реализация конструкции позволяет:
- увеличить надежность работы реле потока;
- исключить ложное срабатывание реле при небольших значениях расхода жидкости и повысить чувствительность реле;
- обеспечить устойчивую работу реле в электромагнитных полях, создаваемых охлаждаемой аппаратурой и расширить диапазон регулирования порога срабатывания.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция реле, на фиг.2 - разрез А-А, на фиг.3 - разрез Б-Б.
Устройство (фиг.1, 2 и 3) содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, клапан 4, шток 5 с приводом 6 и узел для снятия сигнала 7. Привод выполнен в виде герметичной камеры дискообразной формы, разделенной эластичной мембраной 8 на полости высокого 9 и низкого 10 давления, которые сообщаются трубками 11 и 12 соответственно с входным 2 и выходным 3 патрубками корпуса 1. Один конец штока 5 привода 6 прикреплен к мембране 8, а другой выведен из полости низкого давления 10 через герметичное уплотнение 13 наружу и присоединен к узлу для снятия сигнала 7. На штоке 5 установлена пружина для возврата мембраны 8 в исходное положение. В качестве узла для снятия сигнала 7 может быть применен типовой микровыключатель.
Внутри корпуса 1 установлен клапан 4, конструкция которого позволяет обеспечивать его прецизионное перемещение между крайними положениями "открыт" и "закрыт". В качестве такого клапана может быть использован клапан «R.B.M» ручной прямой, регулировочный фирмы VESTA (Италия). В исходном состоянии клапан установлен в положении, в котором при заданном расходе жидкости имеет место надежное срабатывание микровыключателя.
Устройство работает следующим образом. При наличии в магистрали заданного расхода жидкости между входным 2 и выходным 3 патрубками корпуса 1 имеет место незначительный перепад давления. Благодаря этому перепаду, шток 5 привода 6, преодолевая воздействие пружины, перемещается в крайнее положение, при котором происходит надежное срабатывание микровыключателя в цепи управления охлаждаемой аппаратуры. При уменьшении расхода ниже установленного порога срабатывания реле перепад давления между входным 2 и выходным 3 патрубками корпуса 1 понижается. Это приводит к тому, что нарушается баланс давления в полостях высокого 9 и низкого 10 давления привода 6, в результате чего мембрана 8 возвращается в исходное положение под воздействием пружины, установленной на штоке. Шток 5 выходит из крайнего положения, и микровыключатель размыкает цепь управления.
Как показали результаты испытаний, точность срабатывания реле предлагаемой конструкции не ниже 5%. Гистерезиса при этом не наблюдалось. Дополнительный перепад давления жидкости, необходимый для работы реле, невелик и не превышает 0,15 атмосфер. Следует отметить, что в конструкции реле отсутствуют элементы (магнит, геркон и т.д.), которые неустойчиво работают в электромагнитных полях. Поэтому подобное реле может надежно эксплуатироваться в широком диапазоне частот, создаваемых радиопередающей телевизионной аппаратурой. Надежность работы реле предлагаемой конструкции в этих условиях подтверждена результатами испытаний.