Устройство для управления центрифугой

Авторы патента:

B04B9/10 - управление приводами; регулирование скорости

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в схемах управления однофазными двигателями переменного тока в центрифугах, стиральных машинах и других агрегатах. Цель изобретения - повышение безопасности работы центрифуги . Устройство для управления центрифугой содержит две шины питания, основную и вспомогательную обмотки двигателя , реле с двумя нормально открытыми контактами и одним переключающим с размыкающимся и замыкающимся контактами, нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки и кнопки Пуск, нормально замкнутые контакты кнопки Стоп, стабилитрон, тиристор, один p-n-p-й, три п- p-n-транзистора, три диода, три конденсатора и девять резисторов, один из которых переменный. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 04 В 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794859/13 (22) 22.02,90 (46) 15.05.92, Бюл, ¹ f8 (71) Научно-исследовательский институт химического машиностроения (72) В.В,Афонин, Л,П.Максимов и В.B.Милютин (53) 621.928.3.67.52(088.8) (56) Центрифуга для определения жира в молоке В1-ОЦЖ-24.00.000 ЭЗ, СКТБ "Контур", Вологда, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЦЕНТРИФУГОЙ (57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в схемах управления однофазными двигателями пеИзобретение относится к автоматике и предназначено для использования в схемах управления однофазными двигателями переменного тока в центрифугах, стиральных машинах и других агрегатах, Известно устройство управления центрифугой, например, для определения жирности молока. Устройство содержит двигатель с основной и вспомогательной обмотками с фазосдвигающей RC-цепью; реле, таймер, кнопки "Пуск" и "Стоп", элементы блокировки, тиристоры, схемы управления ими и стабильного питания, включающие в себя четыре транзистора, восемь диодов, двадцать три резистора, стабилитрон и четыре конденсатора, которые обеспечивают ее запуск и останов с торможением.

Недостатком этого устройства является повышенное потребление энергопитания

„, Ы,, 1733107 А1 ременного тока в центрифугах, стиральных машинах и других агрегатах, Цель изобретения вЂ” повышение безопасности работы центрифуги. Устройство для управления центрифугой содержит две шины питания, основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле с двумя нормально открытыми контактами и одним переключающим с размыкающимся и замыкающимся контактами, нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки и кнопки "Пуск", нормально замкнутые контакты кнопки "Стоп", стабилитрон, тиристор, один p-fl-p-й, три Il" р-п-транзистора, три диода, три конденсатора и девять резисторов, один из которых переменный. 2 ил, после остановки двигателя (до окончания установленной выдержки), сопровождаемое нагревом и деформацИями двигателя, снижающими ресурс его работы, Кроме того, приходится гасить излишнюю мощность в 100 Вт на ограничительном резисторе и обеспечивать на режимах вращения и торможения центрифуги несКолЬко номиналов питания для микросхемы и транзисторов.

Это усложняет схему устройства и увеличивает его стоимость. Схема не позволяет изменять скорость торможения в зависимости от загрузки центрифуги жиромерами. Поэтому при малой загрузке вся конструкция центрифуги подвергается повышенным динамическим нагрузкам при торможении, что может служить причиной повреждений жиромеров, например в случае наличия дефектов стекла и травмирования персонала при этом, так как осколок жиромера может раз1733107 резистором, и второй конденсатор соеди- 20 .нен с катодом тиристора, вторыми вывода25

50 бить остальные жиромеры, что приводит, как показала практика, даже к приподниманию крышки.

Известно устройство, содержащее основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле, подключенное к шинам питания через нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки. нормально . разомкнутые контакты кнопки "Стоп" и параллельно соединенные нормально разомкнутые контакты кнопки "Пуск" и самоблокировки реле, один из вторых нормально разомкнутых контактов реле подключен через первый конденсатор к первой шине питания, а другой вЂ” к первому выводу вспомогательной обмотки и аноду первого диода, катод которого через первый резистор, параллельно соединенные стабилит,рон, катод которого связан с первым ми основной обмотки, первый вывод котороЙ подключен к первой шине питания, и вспомогательной обмотки, второму резистору, третьему конденсатору и третьему п-,ðåêëþöàþùåìó контакту реле, размыкаю ий контакт которого через третий резистор соединен с катодом второго дио- да, анод которого связан с первой шиной питания, а замыкающий контакт вЂ” с второй шиной питания, анодом третьего диода и анодом тиристора, управляющий электрод которого подключен к второму выводу второго резистора и эмиттеру первого и-р-итранзистора, коллектор и база которого соединены соответственно с базой и коллектором р-п-р-транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу третьего конденсатора и переменному четвертому резистору, второй вывод которого через пятый резистор соединен с катодом третьего диода.

Схема однако не обеспечивает плавности остановки двигателя во всем диапазоне изменения его нагрузки, Это объясняется тем, что в конце торможения по мере падения напряжения, снимаемого со вспомогательной обмотки, угол отсечки тока уменьшается и сила торможения увеличивается, вызывая резкий толчок конструкции центрифуги, Целью изобретения является повышение безопасности работы центрифуги, Указанная цель достигается тем, что в состав устройства введены дополнительно четыре резистора и два п-р-п-транзистора, эмиттеры которых соединены с катодом тиристора, коллектор второго и-р-и-транзистора связан с эмиттером р-и-р-транэистора, база которого через шестой резистор

15 подключена к катоду тиристора, а через седьмой резистор вЂ” к второму выводу переменного четвертого резистора, к которому через восьмой резистор подсоединены база второго и коллектор третьего и-р-п-транзисторов, база последнего из которых через девятый резистор подключена к катоду стабилитрона.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 вЂ” диаграммы напряжений схемы прототипа (а) и изобретения {б).

Устройство содержит включаемое от шин 1 и 2 реле 3 через контакты таймера 4, элемента блокировки 5, кнопки "Стоп" 6, кнопки "Пуск" 7 и самоподхвата 8. Двигатель с основной 9 и вспомогательной 10 обмотками включается соответственно контактами 11 и 12 реле 3. Устройство также содержит диоды 13 вЂ” 15, резисторы 16-24, тиристор 25, стабилитрон 26, конденсаторы

27 вЂ” 29 и транзисторы 30-33. Один из выводов контактной пары 12 реле 3 через первый конденсатор 27 подключсн к первой шине 1 питания, а другой вЂ” к первому выводу вспомогательной обмотки 10 и аноду диода 13.

Катод диода 13 через первый резистор 16, параллельно соединенные стабилитрон 26, катод которого связан с первым резистором

16, и второй конденсатор 28 соединен с катодом тиристора 25, вторыми выводами основной обмотки 9, первый вывод которой подключен к первой шине ". питания, и вспомогательной обмотки 1G, к змиттерам втооого и третьего и-р-и-транзисторов 32 и 33, первым выводам конденсатора 29 и второго и шестого резисторов 17, 21 и переключающему контакту 11 реле 3. Второй вывод резистора 17 соединен с управляющим электродом тиристора и змиттером первого п-р-л-транзистора 36, Второй вывод резистора 21 соединен с колгектором первого и-р-п-транзистора 30, базой р-и-р-транзистора 31 и первым выводом седьмого резистора 22. Второй вывод конденсатора 29 соединен с змиттером р-и-р-транзистора 31, коллектором второго и-р-и-транзистора 32 и первым выводом переменного четвертого резистора 19. Размь кающий контакт 11 реле 3 через третий резистор 18 соединен с катодом второго диода 14, анод которого связан с первой шиной 1 питания. Замыкающий контакт 11 соединен с второй шиной

2 питания, анодом третьего диода 15 и анодом тиристора 25. База второго 32 и коллектор третьего 33 и-р-и-транзисторов подключены к первому выводу восьмого резистора 23. Второй вывод четвертого резистора 19 соединен с вторыми выводами седьмого 22 и восьмого 23 резисторов и через пятыми резистор 20 вЂ” с катодом треть1733107 обмотки (фаза напряжения во вспомога- 10 тельной обмотке 10 сдвинута на 90 относи20

его диода 15. База третьего и-р-и-транзистора 33 через девятый резистор 24 подключена к катоду стабилитрона.

Устройство работает следующим образом.

Запуск однофазного двигателя переменного тока производится. подачей напряжения на основную 9 и вспомогательную 10 тельно напряжения в основной обмотке 9 первым конденсатором 27), Нажатием кнопки "Пуск" 7 при замкнутых контактах таймера 4 и блокировки крышки 5 через нормально замкнутый контакт кнопки

"Стоп" 6 напряжение питания 220 В, 50 Гц с шин 1, 2 подается на реле 3. Контактом 8 реле 3 самоблокируется, а переключающим контактом 11 подает напоя>кение нэ рабочую 9 и вспомогательную 10 обмотки двигателя, Двигатель запускается. Напряжением вспомогательной обмотки 10 заряжается второй конденсатор 28 через первый диод

13 и первый резистор 16, подготавливая схемууправления к работедля торможения.

В пусковом и основном режимах работы двигателя тиристор 25 и его цепь управления на транзисторах 30 вЂ” 33, третьем конденсаторе 28, четвертом, пятом ... девятом резисторах 18 вЂ” 24 зашунтирована контактом 11 и включается после выключения реле 3 и переключения контакта 11, При выключении двигателя (реле 3 выключено, например на>катием кнопки

"Стоп" 6) при положительном напряжении на аноде тиристора 25 цепь управления на третьем диоде 15, четвертом, пятом ... девятом резисторах 19 вЂ” 24, третьем конденсаторе 29, первом п-р-и-транзисторе 30, р-и-р-транзисторе 31 и втором и третьем и-р-и-транзисторах 32, 33 выдает импульсы на управляющий электрод тиристора 25, фа- за открытия которого зависит от переменного четвертого резистора 19 и напряжения цепи обратной связи на втором конденсаторе 28. При протекании тока через основную рабочую обмотку 9 двигателя происходит динамическое торможение двигателя, при выключении тиристора 25 ЭДС самоиндук- 50 ции рабочей обмотки 9 замыкается через второй диод 14 и третий резистор 18, предохраняя тиристор 25 от. пробоя. Сила и время торможения двигателя зависят от фазы открытия тиристора 25. Во вспомогательной обмотке 10 двигателя генерируется ЭДС, величина которой зависит от скорости вращения двигателя, При большой скорости в начале торможения напряжение на втором конденсаторе 28 имеет максимальную величину. Третий и-р-и-транзистор 33 открыт, на базе второго и-р-и-транзистора 32 напряжение близко к нулю и он закрыт, тем самым шунтируя третий конденсатор 29 фазосдвигающей цепи малым током утечки. Фаза открытия в этом случае формируется следующим образом, При положительном напряжении на тиристоре 25 через третий диод 15, четвертый.19 и пятый 20 резисторы заряжается третий конденсатор 29. Как только напряжение на нем сравняется с напряжением на базе р-и-р-транзистора 31, задаваемого делителем на шестом 21 и седьмом 22 резисторах, р-и-р-транзистор 31 открывается и третий конденсатор 29 разряжается через первый и-р-и-транзистор 30, р-и-р-транзистор 31 и шунтированную для повышения помехоустойчивости вторым резистором 17 цепь управляющий электродвЂ” катод тиристора 25, открывая последний.

Фаза открытия зависит от скорости заряда третьего конденсатора 29 (фиг. 2 б). которая устанавливается переменным четвертым резистором 19. Амплитуда импульса напряжения на управляющем электроде тиристора 25 задается делителем на шестом 21 и седьмом 22 резисторах, По мере торможения уменьшается напряжение на втором конденсаторе 28; начинает открываться второй и-р-и-транзистор 32, шунтируя третий конденсатор 29, скорость заряда которого (угол ) уменьшается, фаза открытия тиристора 25 увеличивается, ток в осчовной обмотке двигателя уменьшается, сила торможения также уменьшается, Этим обеспечивается необходимая плавность остановки двигателя и ее регулировка для различной нагрузки . Г!осле остановки двигателя и разрядки второго конденсатора

28 второй и-р-и-транзистор 32 полностью открыт и шунтирует третий конденсатор 29, импульсы включения тиристора 25 не формируются и он закрыт. Плавность торможения и остановки повышает безопасность работы с центрифугой.

Дополнительным достоинством изобретения является запитка включающего тиристора 25, и-р-и-транзистора 30 и формирование напряжения сравнения на ри-р-транзисторе 31 от шин питания через делитель на пятом 20, шестом 21, седьмом

22 резисторах, что обеспечивает стабильность работы схемы в течение всего времени торможения вне зависимости от величины напряжения сети питания на шинах 1 и2.

Устройство также повышает ресурс работы двигателя за счет большей плавности вращения и торможения.

1733107

Формула изобретения

Устройство для управления центрифугой. содержащее основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле, подключенное к шинам питания через нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки, нормально замкнутые контакты кнопки "Стоп" и параллельно соединенные нормально разомкнутые контакты кнопки "Пуск" и самоблокировки реле, один из вторых нормально разомкнутых контактов реле подключен через первый конденсатор к первой шине питания, к другой вЂ” к первому выводу вспомогательной обмотки и аноду первого диода, катод которого через первый резистор, параллельно соединенные стабилитрон, катод которого связан с первым резистором, и второй кон:денсатор соединен с катодом тиристора, вторыми выводами основной обмотки, пер.вый вывод которой подключен к первой шине питания, и вспомогательной обмотки, второму резистору, третьему конденсатору и третьему переключающему контакту реле. размыкающий контакт которого через третий резистор соединен с катодом второго диода, анод которого связан с первой шиной питания, а замыкающий контакт -c второй шиной питания, анодом третьего диода и анодом тиристора, управляющий электрод которого подключен к второму выводу вто5 рого резистора и эмиттеру и-р-и-транзистора, коллектор и база которого соединены соответственно с базой и коллектором р-пр-транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу третьего

10 конденсатора и переменному четвертому резистору, второй вывод которого через пятый резистор соединен с катодом третьего диода, отличающееся тем,что,сцелью повышения безопасности работы центрифу15 ги, в него введены дополнительно четыре резистора и два п-р-п-транзистора, эмиттеры которых соединены с катодом тиристора, коллектор второго и-р-и-транзистора связан с эмиттером р-п-р-транзистора, база кото20 рого через шестой резистор подключена к катоду тиристора, а через седьмой резистор: вЂ” к второму выводу переменного четвертого резистора, к которому через восьмой резистор подсоединены база второго и коллек25 тор третьего п-р-п-транзисторов, база последнего из которых через девятый резистор подключена к катоду стабилитрона.

1733107 аз. юыдамжащ Гд 6 ew % +i++р +

Составитель В.Афонин

Редактор Т.Лазоренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Заказ 1622 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35„Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для защиты ротора ультрацентрифуги // 766651

Привод сепаратора // 735307

Центрифуга для очистки жидкости // 549175

Устройство для контроля скорости вращения ротора ультрацентрифуги // 529847

Тормозное устройство для сепарационныхбарабанов // 346843

Патент 332864 // 332864

Фрикционная передача // 294646

Центробежный аппарат для разделения суспензийна фракции // 219438

Центрифуга с двумя соосными валами, вращающимися с различной скоростью // 211404

Центробежный сепаратор // 2500481

Группа изобретений относится к центробежному сепаратору для сепарации твердых частиц из жидкой смеси и способу сепарирования твердых частиц из жидкой смеси. Центробежный сепаратор содержит тело ротора, которое имеет сепарирующую камеру со входом для жидкой смеси, по меньшей мере, один выход для жидкости, сепарированной из жидкой смеси, шламовый выход для сепарированных твердых частиц, шнековый транспортер, выполненный с возможностью вращения в теле ротора со скоростью, отличающейся от скорости вращения тела ротора для транспортировки сепарированных твердых частиц из сепарирующей камеры в направлении шламового выхода и из него, и приводное устройство, выполненное с возможностью вращения тела ротора и шнекового транспортера с их соответствующими скоростями. Сепаратор содержит блок управления, выполненный с возможностью управлять приводным устройством для вращения тела ротора с первой скоростью во время фазы сепарации и со второй скоростью, которая ниже первой скорости, во время фазы выгрузки частиц. Согласно способу сепарирования тело ротора приводят во вращение и подают смесь через вход в сепарирующую камеру, ограниченную телом ротора. После этого смесь приводят во вращение в сепарирующей камере, сепарируют жидкость от смеси и выгружают из первого выхода. Шнековый транспортер приводят во вращение в теле ротора вокруг оси вращения, транспортируют сепарированные частицы из сепарирующей камеры к шлаковому выходу и из него. При этом тело ротора приводят во вращение с первой скоростью во время фазы сепарирования и со второй скоростью, которая ниже первой скорости, во время фазы выгрузки частиц. Техническим результатом является повышение эффективности сепарации и транспортировки твердых частиц из жидкой смеси из тела ротора. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил.

Центробежный концентратор // 2579160

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для разделения твердых частиц по плотности, например, для переработки золотосодержащих руд и песков тонких классов. Технический результат - повышение надежности работы устройства. Центробежный концентратор имеет чашу с канавками. К днищу чаши одним концом подсоединен вал. Привод чаши закреплен на раме и сообщен с другим концом вала. Привод включает минимум один постоянный магнит с чередующимися полюсами и взаимодействующий с ним круглый ферромагнитный магнитомягкий элемент, ось которого совпадает с осью чаши и который обеспечивает неравномерное относительно полюсов постоянного магнита магнитное сопротивление при его повороте относительно полюсов постоянного магнита. При этом устройство имеет блок периодического реверса направления движения привода и обеспечено возможностью периодического знакопеременного изменения скорости вращения чаши таким образом, что возникает сдвиг приграничного к стенке слоя пульпы относительно верхних ее слоев и смещение пульпы относительно канавок чаши. 3 ил.

Центрифуга и способ контроля крутящего момента // 2581372

Группа изобретений относится к шнековой центрифуге и способу контроля крутящего момента на входном редукторном валу шнековой центрифуги. Шнековая центрифуга со сплошным ротором для переработки буровых шламов с вращающимся барабаном и с вращающимся шнеком имеет приводное устройство для приведения в движение барабана и шнека с приводным двигателем и с узлом редуктора для создания передаточного отношения между скоростями вращения барабана и шнека во время работы центрифуги. При этом входной редукторный вал узла редуктора жестко зафиксирован без возможности вращения посредством перегрузочного рычага, выполненного с возможностью изменения формы в случае перегрузки по крутящему моменту. Перегрузочный рычаг, удаленный радиально одним своим концом от оси вращения входного редукторного вала, соединен с возможностью отсоединения непосредственно с входным редукторным валом или с деталью, жестко соединенной без возможности вращения с входным редукторным валом. Способ контроля крутящего момента на входном редукторном валу шнековой центрифуги со сплошным ротором при очистке бурового шлама имеет следующие этапы: a) очистка бурового шлама, если крутящий момент шнековой центрифуги со сплошным ротором ниже первого предельного значения, b) изменение по меньшей мере одного рабочего параметра шнековой центрифуги со сплошным ротором, если крутящий момент достигает первого предельного значения или превышает его, c) отключение шнековой центрифуги со сплошным ротором, если крутящий момент достигает второго предельного значения или превышает его, и d) автоматическое или управляемое срабатывание защиты от перегрузки по крутящему моменту, если изменение крутящего момента во времени превышает предельное значение dM/dt. Техническим результатом является обеспечение защиты от перегрузки по крутящему моменту на неподвижном валу, а также обеспечение остановок центрифуги только в случае аварийной неисправности. 2 н.з. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.