Блок сигнализации положения

В блок сигнализации положения который может быть использован для установки в электрические исполнительные механизмы, введены взрывонепроницаемая оболочка обеспечивающая щелевую взрывозащиту, состоящая из корпуса, вводного устройства, присоединительного фланца, лицевой панели со смотровым окном и органами управления, выполненной с возможностью поворота на угол кратный 90° в плоскости его сочленения, и датчик момента в полость корпуса. Обеспечивается возможность использования и настройки блока сигнализации положения во взрывоопасной зоне. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

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.

1. 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, отличающийся тем, что введены взрывонепроницаемая оболочка, обеспечивающая щелевую взрывозащиту, 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 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 кинематически связаны с выходным валом механизма.

2. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что датчик момента выполнен, по меньшей мере, на эффекте Холла.

3. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что указатель положения выходного вала с элементами индикации расположен за смотровым окном лицевой панели.

4. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что органы управления содержат, по меньшей мере, кнопки и блокиратор несанкционированного доступа к управлению блоком.

5. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что валы датчиков момента и положения выведены сквозь присоединительный фланец для кинематической связи.