БЛОК СИГНАЛИЗАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности - к взрывозащищенным блокам сигнализации положения и может быть использована для установки в электрические исполнительные механизмы для систем автоматизированного управления технологическими процессами на объектах химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих и других производств.
Известен блок сигнализации положения электрического исполнительного механизма (RU №37425), содержащий корпус с размещенным в нем реостатным датчиком положения, указателем положения выходного вала, устройством управления, вводным устройством, причем токоведущие части блока заключены во взрывонепроницаемую оболочку, а вводное устройство допускает поворот на угол, кратный 90°, в плоскости его сочленения с корпусом.
Недостатками данного блока является низкая точность измерения положения выходного вала, обусловленная применением механических передач и отсутствие возможности контроля температуры обмотки электродвигателя электрического исполнительного механизма и крутящего момента выходного вала. Недостатком также является невозможность настройки датчика положения без нарушения целостности взрывонепроницаемой оболочки, что недопустимо при проведении пуско-наладочных работ во взрывоопасной зоне.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели, взятым за прототип, является блок сигнализации положения (RU №92949) электрического исполнительного механизма содержащий указатель положения выходного вала с элементами индикации, датчик положения, устройство управления с входами для подключения датчиков момента и температуры, размещенных в электрическом исполнительном механизме.
Недостатком данного блока является невозможность использования во взрывоопасной зоне из-за вероятности возникновения при работе искровых разрядов во внутренних цепях.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности использования и настройки блока сигнализации положения во взрывоопасной зоне.
Технический результат полезной модели достигается тем, что в блок сигнализации положения выходного вала электрического исполнительного механизма, содержащий устройство управления, датчик положения и указатель положения выходного вала с элементами индикации, связанные с устройством управления введены взрывонепроницаемая оболочка обеспечивающая щелевую взрывозащиту и состоящая из корпуса, на торцах которого выполнены вводное устройство с кабельными вводами и присоединительный фланец, лицевой панели со смотровым окном и органами управления связанными с устройством управления, соединенной с корпусом через механическое соединение выполненное с возможностью поворота на угол кратный 90° в плоскости его сочленения, датчик момента, связанный с устройством управления и установленный в полости корпуса, причем валы датчиков момента и положения выведены сквозь присоединительный фланец для кинематической связи с выходным валом механизма. Датчик момента выполнен, по крайней мере, на эффекте Холла. Указатель положения выходного вала с элементами индикации установлен за смотровым окном лицевой панели. Органы управления сдержат, по крайней мере, кнопки и блокиратор несанкционированного доступа к управлению блоком.
Сущность полезной модели поясняется примером конструктивного выполнения блока сигнализации положения, где на фиг.1 представлен общий вид блока в разрезе и примером функциональной схемы устройства на фиг.2.
Для обеспечения взрывобезопасности токоведущие части блока сигнализации положения заключены во взрывонепроницаемую оболочку (фиг.1), состоящую из корпуса 1, на торцах которого выполнены вводное устройство 2 с кабельными вводами 3 и присоединительный фланец 4 для установки блока на электрический исполнительный механизм, лицевой панели 5 со смотровым окном 6 и органами управления 7. Лицевая панель 5 связана с корпусом 1 через механическое соединение, обеспечивающее щелевую взрывозащиту и выполнена с возможностью поворота на угол кратный 90° в плоскости его сочленения. Органы управления 7 содержат кнопки 8 и блокиратор 9 несанкционированного доступа к настройке и управлению блоком. Если блокиратор 9 установлен в положение «0», то блок не реагирует на нажатие кнопок. Положение блокиратора может быть зафиксировано с помощью замка из комплекта поставки блока.
Блок сигнализации положения содержит (фиг.2) однооборотный или многооборотный датчик положения 10, датчик момента 11 выполненный на эффекте Холла и установленный в полости корпуса, указатель положения выходного вала с элементами индикации 12, органы управления 7, устройство управления 13. На вход устройства управления подключены датчик положения 10, датчик момента 11, выносной датчик температуры, установленный в электродвигателе электрического исполнительного механизма, органы управления 7. При резком увеличении сопротивления датчика температуры устройство управления 13 формирует сигналы для разрыва цепей управления двигателем исполнительного механизма.
Вал 14 датчика момента 11 и вал 15 датчика положения 10 выведены с обеспечением щелевой взрывозащиты на фланец 4, через который блок устанавливается на электрический исполнительный механизм.
Указатель положения выходного вала с элементами индикации 12 установлен за смотровым окном 6 лицевой панели 5, являющейся частью взрывонепроницаемой оболочки. Элементами индикации блока являются дисплей, отображающий значения положения и момента выходного вала исполнительного механизма, его параметров, кодов возникающих неисправностей, и индикаторы, отображающие режимы работы и состояния блока.
Органы управления 7, установленные на лицевой панели 5 и обеспечивающие настройку блока без вскрытия оболочки, представляют собой магниты, подвижно закрепленные на внешней стороне лицевой панели, и герконы неподвижно закрепленные внутри. Магнитные поля магнитов проходят через взрывонепроницаемую оболочку и вызывают замыкание контактов геркона, вырабатывающийся электрический сигнал передается устройству управления 13, который обрабатывает его как команда настройки блока сигнализации положения.
Вводное устройство 2 сочленено с оболочкой через механическое соединение, обеспечивающее щелевую взрывозащиту.
В основе работы блока сигнализации положения лежит метод контроля параметров электрического исполнительного механизма путем отслеживания углового положения вала механизма с помощью датчика положения 10, механически связанного с выходным валом механизма и крутящего момента на выходном валу измеряемого датчиком момента 11, а так же контроль температуры обмотки электродвигателя.
Однооборотный или многооборотный датчик положения 10 кинематически связан с выходным валом исполнительного механизма посредством механической передачи, передающей его движение входному валу 15 датчика и далее в устройство управления 13, основным элементом которого является процессор, содержащий программное обеспечение, реализующее функциональные возможности блока и энергонезависимую память, в которой сохраняются параметры настройки. Датчик момента 11 выполнен на эффекте Холла. Вал 14 датчика момента 11 посредством механической передачи кинематически связан с валом исполнительного механизма, угловое положение которого пропорционально крутящему моменту, измеренное значение которого также передается устройству управления 13. В свою очередь, устройство управления 13 преобразует полученные значения в необходимый вид и через вводное устройство 2 передает к устройству верхнего уровня. На элементах индикации указателя положения выходного вала 12 отображаются положение выходного вала механизма и крутящий момент на нем.
Предлагаемый блок сигнализации положения позволяет использовать его во взрывоопасной зоне за счет выполнения взрывонепроницаемой оболочки. Взрывонепроницаемая оболочка обладает достаточной механической прочностью и является взрывоустойчивой, т.е. выдерживает давление взрыва взрывоопасной смеси, которая может проникнуть в оболочку из окружающей среды, исключает передачу взрыва в окружающую взрывоопасную среду, т.е. является взрывонепроницаемой. Взрывонепроницаемость оболочек обеспечивается применением щелевой взрывозащиты, которая исключает передачу взрыва в окружающую среду. Оболочка выполнена из алюминиевого сплава с содержанием магния менее 7,5%. Стекло смотрового окна выполнено из ударопрочного материала и стопорится кольцом. Взрывонепроницаемость вводного устройства в месте ввода кабелей обеспечивается уплотнением кабеля эластичными резиновыми кольцами- заглушками. Введение датчика момента на эффекте Холла в полости корпуса и органов управления в блок сигнализации положения позволяет обеспечить возможность использования и настройки блока сигнализации положения во взрывоопасной зоне.
Заявляемый блок сигнализации положения может быть неоднократно воспроизведен на современном оборудовании и планируется применить в механизмах исполнительных электрических, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость» для полезной модели.