Регуляторы непрерывного действия во многих случаях имеют органы для перехода на ручное управление исполнительным механизмом. К таким органам относятся: в гидравлических и пневматических регуляторах специальные клапаны, действие которых аналогично действию трехходового крана; в электрических регуляторах универсальные переключатели, возвратные ключи, а также органы, изучаемые при прохождении курса электротехники: рубильники, пакетные выключатели, пусковые реостаты, контакторы, магнитные пускатели, кнопки управления и пр.
Кроме органов ручного управления, имеются органы автоматического управления исполнительными механизмами. Из них наибольшее распространение на пищевых производствах получили командные электропневматические приборы (командоаппараты), конечные выключатели и шаговые искатели.
УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Универсальные переключатели предназначены для одновременных переключений режимов работы в нескольких независимых электрических цепях автоматического управления и могут быть использованы для переключений в сложных цепях как постоянного, так и переменного тока напряжением до 500 В. Универсальными переключатели называются потому, что они могут быть использованы в разнообразных электрических схемах.
Универсальные переключатели серии УП-5300 состоят из набора контактных секций, изолированных одна от другой пластмассовыми перегородками; через все секции проходит центральный валик, на одном конце которого укреплена рукоятка управления.
Рис. 27. Органы ручного управления исполнительными механизмами:
а — секция универсального переключателя; б—диаграмма переключений и изображение в электрических схемах универсального переключателя УП-5312.
Рис. 28. Общий вид двухсекционного универсального переключателя серии УП-5111.
В состав секции (рис. 27, а) входит пластмассовая изоляционная перегородка 7, на которой укреплены: неподвижная скоба с двумя контактами 1 (неподвижные контакты); два подвижных контакта 2 и 6, снабженных пружинами; две скобы для включения контактов; зажимы для присоединения подводящих проводников 5; три пластмассовые кулачковые шайбы 3, насаженные на центральный валик 4; изоляционная рейка 8. Одна шайба отключает, а две включают контакты. При повороте рукоятки управления кулачковые шайбы, укрепленные на главном валике, замыкают и размыкают контакты внутри секции. Включение и отключение контактных пальцев является жестким. Изменение положения контактных пальцев из состояния «Включено» до состояния «Отключено» может надежно происходить при угле π/4 рад (45°); поэтому большинство универсальных переключателей фиксируют положение шайб на угол π/4 рад (45°).
Фиксация производится специальным устройством, снабженным пружиной. Фиксирующее устройство смонтировано на передней стойке аппарата. Контакты переключателей серии УП-5300 допускают длительную нагрузку постоянным и переменным током силой до 20 А, кратковременную десятисекундную нагрузку — до 250 А. Механическая износоустойчивость аппаратов составляет 1 млн. переключений (одним переключением считается поворот рукоятки на одно коммутационное положение).
Переключатели серии УП-5300 отличаются один от другого числом секций, диаграммой замыкании контактов, числом фиксированных положений, углом поворота рукоятки, ее формой и степенью защищенности аппаратов.
Аппараты УП-5300 выпускаются с числом секций 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 16.
Данному типу универсального переключателя соответствует определенная предельная сила тока размыкания контактов, зависящая от напряжения цепи, индуктивности и числа последовательно включенных разрывов цепи. Эти данные приведены в каталогах. Кроме того, универсальный переключатель снабжается диаграммой переключений.
Из диаграммы, приведенной на рис. 27,б, видно, что универсальный переключатель снабжен четырьмя секциями с восемью контактами. Рукоятка имеет два положения: влево на π/4 рад (45°) и 0. При нулевом положении рукоятки замкнуты контакты 5 и 6, а также 7 и 8 III и IV секций; остальные контакты разомкнуты. При повороте рукоятки на π/4 рад (45°) влево (относительно 0) замыкаются контакты 1 и 2 I секции и 5 и II секции, а контакты 5 и 6, 7 и 8 размыкаются. На электрических схемах (см. рис. 27,б) знаком «точка» указывается положение рукоятки, соответствующее замкнутым контактам.
На рис. 28 представлен общий вид двухсекционного универсального переключателя серии УП-5111, который используется в качестве возвратного ключа для ручного управления электрическим исполнительным механизмом после того, как он окажется отключенным от регулятора и подключенным непосредственно к сети питания. Этот орган имеет три положения рукоятки 1: «Нейтрально», «Прибавить» и «Убавить». Положение «Нейтрально» рукоятка имеет тогда, когда на нее не действует усилие руки (положение на рисунке). При этом все контактные пары разомкнуты. При установке рукоятки в положение «Прибавить» замыкаются все верхние контактные пары цепи 2, управляющей исполнительным механизмом ИМ при открытии регулирующего органа. При установке рукоятки в положение «Убавить» замыкаются две нижние пары контактов цепи 3, управляющей исполнительным механизмом при закрытии регулирующего органа.
КОМАНДОАППАРАТЫ
Командные электропневматические приборы КЭП-12У предназначены для регулирования во времени последовательности и продолжительности различных операций в технологических процессах по заданному закону (например, регулирование операций впуска и выпуска сусла при отстаивании его в бутах, регулирование операции удаления инея с поверхности батарей холодильной установки и т. п.).
Командный электропневматический прибор КЭП-12У (рис. 29, а) может автоматически управлять 12 исполнительными механизмами, т. е. 12 цепями. Причем по требованию заказчика завод изготовляет прибор с определенным количеством как электрических, так и пневматических или только электрических цепей. Прибор имеет следующий принцип действия.
Рис. 29. Командный электропневматический прибор КЭП-12У:
а — прибор КЭП-12У с открытой крышкой; б — схема работы пневматической цепи управления при сброшенной защелке путевого выключателя прибора.
При включении включателя 13 загорается сигнальная лампа 11 и синхронный двигатель 7 с редуктором и фазосдвигающим конденсатором 12 оказывается под напряжением сети. От двигателя через коробку скоростей 5 получает вращение распределительный вал 9 с 24 пазами и закрепленными в них кулачками (пальцами) 10, которые в зависимости от настройки прибора через заданные промежутки времени взводят защелки 3 путевых выключателей, находящихся за кожухом 2. В свою очередь путевые выключатели воздействуют на контакты электрических цепей управления исполнительными механизмами или на поршни в корпусах 1 пневматических золотников, управляющих пневматическими мембранными исполнительными механизмами МИМ.
На рис. 29,б показана схема работы пневматической цепи управления при сброшенной защелке путевого выключателя прибора. Усилием пружины 3 поршень 2 сместился в крайнее нижнее положение, и воздух давлением 147,2 кПа (1,5 кгс/см2) через отверстие в корпусе 1 золотника поступает к механизму МИМ.
При взведенной защелке поршень смещается в крайнее верхнее положение и надмембранная камера исполнительного механизма сообщается с атмосферой через правое отверстие корпуса золотника.
Прибор может быть настроен на широкий диапазон регулирования последовательности и длительности технологических операций. Настройка прибора производится при помощи коробки скоростей, которая позволяет установить частоту вращения распределительного вала в пределах 1 оборот за время от 0,05 до 18 ч. Установка работы прибора на время срабатывания путевых выключателей производится поворотом колоколов б и в на соответствующие деления. Количество включений и выключений одной цепи за 1 оборот распределительного вала достигается установкой нужного количества пальцев (от 1 до 4 в одном пазе).
Прибор КЭП-12У рассчитан на рабочее напряжение 127 с частотой 50 Гц. Мощность не более 40 В·А. Разрывная мощность электрических контактов при напряжении 220 В и силе тока 5 А не более 500 В-А. Рабочее давление пневматических золотников 147,2 кПа (1,5 кгс/см2).
Все узлы прибора смонтированы в стальном штампованном кожухе 4.
КОНЕЧНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
К конечным выключателям относятся автоматические аппараты, осуществляющие переключение управляемого механизма в конечных положениях (например, при достижении уровнем- сусла предельных отметок в суслосборнике с помощью конечных выключателей, работающих в комплекте с поплавком, может отключаться или включаться под напряжение сети соленоидный вентиль на впускном суслопроводе и т. п.).
На рис. 30 представлен конечный выключатель серии ВК. Механическое перемещение от измерительного элемента передается на рычаг 1; при этом контактный мостик 2, укрепленный на одной оси с рычагом 1, поворачивается вниз и размыкает контакты 3. После прекращения действия усилия, развиваемого измерительным элементом, рычаг возвращается в исходное положение под действием двух пружин 4.
Рис. 30. Конечный выключатель серии ВК.
ШАГОВЫЕ ИСКАТЕЛИ
Шаговые искатели (распределители) широко используются в автоматике и телемеханике для осуществления равномерно чередующихся по времени переключений электрических цепей. На рис. 31 показано устройство шагового искателя телефонного типа с прямым электромагнитным приводом.
Рис. 31. Схема устройства шагового искателя телефонного типа с прямым электромагнитным приводом.
Цепь питания электромагнита 1 имеет последовательно подключенную контактную пару (нормально закрытые контакты) 2, выполняющую роль самопрерывателя. Когда цепь питания включается под напряжение сети, пружинно-рычажный механизм 3 с якорем 4 и собачкой 5 совершает равномерно чередующиеся по времени колебания. В результате храповой механизм 6 с постоянной угловой скоростью приводит во вращение тройные щетки 7, элементы которых пространственно сдвинуты друг к другу на 2/3 π рад (120°) и закреплены на одной оси с храповиком.
Каждая щетка скользит по контактам 8, закрепленным на контактной ламели 9 в пределах дуги 2/3 π рад, чем и обеспечивается необходимое переключение электрических цепей, подключаемых к тройной щетке и одному из контактов ламели.
Шаговые искатели описанного принципа действия могут производить переключение с максимальной рабочей скоростью 30—
60 шагов в 1 с. Число тройных щеток на оси храпового механизма может быть 4—8 и соответственно столько же, может быть, контактных ламелей.
Существуют также распределители, собранные из электромагнитных реле, и др.
