Основные приборы автоматики холодильных установок
Термореле типа ТРДК-3 (рис.15.) состоит из термочувствительной системы, передаточно-настроечного механизма, механизма настройки дифференциала и контрольного устройства.
Рис.15. Схема термореле ТРДК-3
Термочувствительная система состоит из термобаллона 12, соединенного капиллярной трубкой с камерой сильфона 11, образующих герметичную систему, заполненную насыщенным паром хладона. Вещество, находящееся в термочувствительной системе, принимает температуру окружающей среды, и в системе создается соответствующее температуре насыщенного пара хладона давление. Сила от этого давления, действующего на сильфон 11 термочувствительной системы, уравновешена через шток сильфона и угловой рычаг 8 силой упругой деформации цилиндрической винтовой пружины 2, присоединенной к левому концу рычага. Другой конец пружины соединен с обоймой, в которую ввернут винт регулирования диапазона. Вращением винта изменяют натяжение пружины, настраивая реле на требуемую температуру размыкания контактов. Натяжение пружины зависит от перемещения обоймы, положение последней отмечается стрелкой, устанавливаемой против соответствующего деления шкалы 3, показывающей температуру, при которой контакты размыкаются.
Угловой рычаг 8 имеет пластинчатую пружину 7. Ее верхний конец проходит через прорезь в штоке 4 микропереключателя 5. Дифференциал (то есть разность температур замыкания и размыкания контактов) регулируют винтом 6, упирающимся в плоскую пружину 7 и изменяющим ее положение относительно рычага 8, т. е. ее свободный ход в прорези штока 4. На рычаге 8 около винта 6 имеется шкала дифференциала, на которой нанесены буквы «М» и «Б», обозначающие настройку дифференциала: «Малый» или «Большой». К рычагу 8 прикреплена пружина 10, замедляющая движение рычага при дифференциале, превышающем 8°С. Винт, расположенный над пружиной 10, служит для изменения ее натяжения при увеличении дифференциала до 20°С. Обычно, если дифференциал настраивают на 2—4СС. натяжение пружины 10 не меняют. Провода системы термореле подсоединяют к выводам 9.
Термореле работает следующим образом: при повышении температуры регулируемой среды (воздуха в камере или рассола) сверх заданной температуры, которой соответствует положение стрелки на шкале 3, рычаг 8 под действием силы от давления в термочувствительной системе поворачивается против часовой стрелки. При этом пластинчатая пружина 7, прикрепленная к рычагу, потянет за собой шток 4 микропереключателя 5 и контакты замкнутся.
При понижении температуры регулируемой среды давление в термочувствительной системе уменьшается и рычаг 8 под действием силы пружины 2 начнет поворачиваться по часовой стрелке. Когда температура регулируемой среды будет равна заданной на шкале, рычаг своим правым концом нажмет на шток микропереключателя и контакты разомкнутся.
При настройке дифференциала на метку «М», т. е. на 2°С. температура замыкания контактов равна температуре заданного диапазона +2°С. Контакты замкнутся, когда конец пластинчатой пружины 7 дойдет до левой стенки выреза штока 4 микропереключателя.
Используемые в холодильных установках приборы автоматического регулирования давления различны по принципу действия и применяются: а) для регулирования холодопроизводительности компрессора путем его пуска и остановки; б) для автоматического поддержания давления всасывания; в) для автоматического регулирования давления конденсации; г) для поддержания давления в испарителе и регулирования подачи хладагента.
Реле давления. Оно служит для защиты холодильной машины от недопустимо низкого давления в испарителе, высокого давления в конденсаторе и для автоматического двухпозиционного регулирования холодопроизводительности компрессора.
Рассмотрим, как производится регулирование холодопроизводительности компрессора с помощью реле низкого давления (прессостата). Холодопроизводительность судовой холодильной установки выбирают всегда больше величины теплопритоков в охлаждаемые помещения. При работе установки в этих условиях понижается температура воздуха в охлаждаемом трюме. Понижается также интенсивность кипения хладагента в испарительных батареях, что приводит к уменьшению перегрева паров хладона на выходе из испарителя. В результате снижения перегрева паров хладона уменьшается его подача в испаритель и понижается давление в последнем и на линии всасывания компрессора.
При понижении давления всасывания и, следовательно, температуры кипения хладона до нижнего предела регулирования реле выключит компрессор. После остановки компрессора вследствие теплопритоков в охлаждаемое помещение температура воздуха в нем будет повышаться, что приведет к повышению давления и температуры кипения хладона в испарителе. По достижении давления верхнего предела регулирования реле снова включит компрессор в работу. Одновременно с поддержанием постоянного давления кипения хладона путем периодического пуска и остановки компрессора реле низкого давления предотвращает замерзание хладоносителя в испарителе в результате понижения температуры кипения.
Наряду с реле низкого давления применяют и реле высокого давления (маноконтроллер). Оно служит для поддержания постоянного давления в конденсаторе и одновременно является прибором защиты, так как при увеличении давления нагнетания, выше допустимого выключает компрессор. Часто реле низкого и высокого давления объединяют в общем" корпусе.
Отечественная промышленность выпускает целый ряд реле давлений, в том числе корабельного типа, одноблочные низкого РД-1К-01 (прессостат) и высокого РД-2К-03 (маноконтроллер) давления, а также двухблочные РД-3-01 и РД-3-02.
В двухблочном реле давления РД-3-01, состоящем из прессостата и маноконтроллера (рис.16), измерительные элементы реле воздействуют на одно контактное устройство.
Реле низкого давления состоит из сильфона 18, размещенного в кожухе 17, штока 19, жестко связанного с подвижным концом сильфона и воздействующего на передаточный механизм, включающий в себя два шарнирно соединенных рычага 6, 20. Эти рычаги связаны с пружиной 7, имеющей регулировочный винт 16. Давление срабатывания реле устанавливают по шкале путем изменения затяжки пружины 5 винтом 4.
Рис. 16. Схема двухблочного реле давления
В состав дифференциального механизма входят рычаг 21, пружина 22, регулировочный винт 1 и шкала 2, по которой настраивают механизм. На передаточный механизм реле низкого давления с одной стороны действует сила давления пара на линии всасывания, а с другой стороны — сила затяжки пружин 5 и 22.
При повышении давления всасывания увеличивается сила, действующая на сильфон, в результате чего он сжимается. Вследствие перемещения штока 19 рычаги 6 к 20 при сжатии сильфона повернутся по направлению часовой стрелки, а рычаг 21—против нее. Когда давление всасывания достигнет значения, на которое настроен блок реле низкого давления по шкале 3, рычаг 6 своим концом, воздействуя на коммутирующее устройство 8, замкнет контакты и включит компрессор. При понижении давления всасывания система рычагов реле, перемещаясь в обратном направлении, по достижении установленного давления разомкнет контакты коммутирующего устройства 8 и выключит компрессор. Блок низкого давления имеет диапазон настройки 0,03— —0,4 МПа, а дифференциал—0,03—0,25 МПа.
Реле высокого давления состоит из сильфона 15, размещенного в кожухе 14, штока 13, воздействующего на передаточный механизм блока высокого давления, включающий в себя рычаг 12 и пружину 11, предназначенную для настройки блока с помощью винта 9. Настройка блока на необходимое давление производится по шкале 10.
При повышении давления нагнетания сильфон 15 сжимается и перемещает шток 13 вверх, сжимая пружину 11, повернет рычаг 12 против направления часовой стрелки. По достижении установленного на шкале 10 давления рычаг 12, преодолев сопротивление пружины 11, отожмет рычаг 6 от коммутирующего устройства 8 и его контакты разомкнутся, компрессор остановится. Диапазон настройки блока высокого давления 0,7 —1,9 МПа, дифференциал—0,2 МПа. Терморегулирующие клапаны. В зависимости от тепловой нагрузки на испаритель изменяется и масса подаваемого в него хладагента
Заполнение испарителя хладагентом обычно регулируется путем поддержания определенного перегрева его пара на выходе из испарителя с помощью регулятора перегрева, называемого терморегулирующим клапаном (ТРК).
Предназначен терморегулирующий клапан для дросселирования хладагента и автоматического регулирования подачи его в испаритель. Такой клапан обеспечивает автоматическую подачу жидкого хладагента в испаритель в зависимости от перегрева пара на выходе из него изменением сечения клапана для прохода хладагента.
Терморегулирующий клапан мембранного типа ТРКК-0,5 изображен на рис.17.
Термочувствительная система ТРК состоит из термобаллона 8, капиллярной трубки 3, крышки 4 и мембраны 2, припаянной к латунному
Рис. 17. Терморегулирующий клапан ТРКК-0,5
корпусу 9. Термобаллон 8 прикреплен к трубке на выходе из испарителя. Корпус 9 имеет два штуцера для присоединения к жидкостной линии и испарителю с помощью ниппелей 1, 7. На входе в ТРК установлен сетчатый фильтр 12. Регулирующая часть ТРК состоит из пружины 13 и регулировочного винта 11. Роль клапана ТРК выполняет игла 14, укрепленная в держателе 6. Полость под мембраной сообщается четырьмя отверстиями со стороной низкого давления.
В трех из них находятся толкатели 5, передающие усилие от мембраны к держателю, через четвертое пары хладона при наличии давления в испарителе поступают под мембрану. К ТРК подается жидкий хладон с давлением конденсации, который, проходя через игольчатый клапан, дросселируется и поступает в испаритель. Давление пара в термочувствительной системе, воздействуя на мембрану 2, стремится отжать игольчатый клапан 14 от седла и увеличить проходное сечение для хладона. В то же время давление кипения в испарителе, воздействующее с внутренней стороны мембраны 2, и усилие пружины 13 стремятся прижать иглу клапана к седлу.
При повышении температуры перегрева пара силы, действующие сверху на мембрану, будут больше сил, действующих снизу, при этом мембрана прогнется вниз и толкатели 5, сжимая пружину 13, увеличат открытие клапана 14. С понижением температуры перегрева давление над мембраной уменьшается и пружина 13 прикрывает клапан 14, уменьшая поступление хладона в испаритель. При остановке компрессора давление в испарителе повышается, действующие на мембрану силы выравниваются, и клапан под воздействием пружины закрывается. Настройку ТРВ производят изменением натяжения пружины 13 с помощью винта 11, имеющего левую резьбу. При вращении винта против часовой стрелки пружина затягивается и перегрев увеличивается. После регулировки ТРВ винт 11 закрывается колпачком 10. Диапазон настройки перегрева начала открытия клапана 2—10°С.