Сигнализатор скорости вращения вала и его варианты

.Ксеной поли ельство СССР4, 1972.ство СССР4, 1975 И ВРАЩЕИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЗНРЫТИ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 121) 3374104/18-24(56) 1. Авторское свидетР 396669, клС 05 0 13/2. Авторское свидетелУ 555383, кл, С 05 0 13/прототип ).541 СИГНАЛИЗАТОР СКОРОСВАЛА ЕГО ВАРИАНХЫ).(57) 1. Сигнализатор скорости вращения вала, содержащий жестко закрепленный на валу диск, на котором расположен инерционный элемент в первом радиальном канале, и узел коммутации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что; с целью повышения надеж. ности, на диске соосно с первым радиальным каналом выполнен второй радиальный канал, в котором установлен магнит, отделенный от инерционного элемента, выполненного в виде магнита, немагнитной прокладкой, причем магниты направлены друг к другу разноименными полюсами.1015349 1Изобретение относится к устройст- жиненный магнитный инерционный элевам автоматического регулирования, .мент, неконтактируемый с валом датв частности к устройствам для стаби- чик наличия магнитной массы с маглизации скорости вращения объекта. нитоуправляемыми контактами, подиэвестен стабилизатор скорости 5 магниченными постоянным магнитом, вращения объекта, содержащий инер- ориентированным в пространстве так, ционный элемент, выполненный в виде что при вращении вала его магнитный намагниченного груза, блок комму- поток направлен согласно магнитному тации цепи электропитания двигателя, потоку магнитного инерционного элевключающий магнитоуправляемые кон- . 1 О мента, а на валу с поперечным кана- такты, и устройство подпружинивания лом под углом к оси канала в плосинерционного элемента, выполненное кости, перпендикулярной оси вала, в виде консольно закрепленйой плас- жестко закреплен еще один постоянтинчатой пружины, скрепленной с ный магнит так, что при вращении намагниченным грузом, причем инер вала его магнитный поток направлен ционный элемент, блок коммутации встречно магнитному потоку магнит- и устройство подпружинивания распо- ного инерционного элемента 2 ), ложены на валу, жестко связанном с Недостатками этогс устройства объектом 1). являются срабатывание и отпусканиеНедостатком указанного устройства магнитоуправляемого контакта (герявляется низкая надежность, так как 2 О кона ) за каждыйоборот вращения в нем в качестве силы, противодейст- объекта, скорость которого контроливующей центробежной силе, использу- руется, причем коммутация контактов ется сила упругости пружины. При геркона происходит все время при этом в режиме стабилизации происхо- вращении объекта независимо от того, дит частое срабатывание ресурса Ь,требуется стабилизация или нет, что магнитоуправляемого контакта (гер- приводит к быстрому израсходованию кона ). Кроме того, частота колебаний , ресурса геркона, а также дискретинерционного элемента может оказать- ный характер регулирования (исполься выше предельной частоты срабаты- эование прокладок заданной толщины вания и отпусканий геркона и стабили- ЗО для изменения зазора, между герконом зация станет ненадежной. и магнитом, укрепленной на объекте ).Наиболее близким к изобретению по Цель изобретения в .повышение технической сущности является ста- надежности устройства, билиэатор скорости, содержащий свя- Указанная цель достигается тем, занный с.контролируемым валом под что в сигнализаторе скорости вравижно установленный вал, в попереч- щения вала, содержащем жестко зак.ном канале которого помещен подпру- репленный на валу диск, на котором 2. Сигнализатор скорости враще ния нала, содержащий жестко закрепленный на валу диск,на котором расположен инерционный элемент в первом радиальном канале, и узел ,коммутации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, на диске соосно с первым радиальным каналом выполнен второй радиальный канал, в котором установлен магнит, при этом инерционный элемент выполнен в виде шара из ферромагнитного материалапокрытого . токопроводящим слоем, причем пер.вый радиальный канал выполнен из диэлектрика и расширяющимся к периферии, а с широкой стороны первого ра" диального канала установлена крыш,ка, в центре которой выполнено осе все отверстие с вставленным в него стержнем, плоскость торца которого выполнена под углом к его оси,3. Сигнализатор скорости вращения вала, содержащий жестко закрепленный на валу диск, на котором расположен инерционный элемент в радиальном канале, и узел коммутации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, на диске соосно с первым радиальным каналом установлен электромагнит, подключенный к источнику постоянного тока, при этом инерци-. онный элемент выполнен в виде шара из Ферромагнитного материала, покрытого токопроводящим слоем, причем радиальный канал выполнен из диэлектрика и расширяющимся к периФерии, а с широкой стороны первого радиального канала установлена крышка, в центре которой выполнено осевое отверстие с вставленным в него стержнем, плоскость торца которого выполнена под углом к его оси.расположен инерционный элемент в . зуемом стенками 15 диэлектрическогопервом радиальном канале, и узел корпуса узла 2 коммутации. Канал 14коммутации, на диске соосно с пер-выполнен расширяющимся к перифериивым радиальным каналом выполнен вто- и с широкой стороны закрыт крышкойрой радиальный канал, в котором ус б. В центре крышки имеется осевоетановлен магнит, отделенный от инер отверстие 17 со вставленным в негоционного, элемента, выполненного в винтом 10,виде магнита, немагнитной проклад- Узел 2 коммутации содержит такжекой, причем магниты направлены друг состоящую из контактов 19 и 20 конк другу разноименными полюсами. . тактную пару, нормально .замкнутуюИнерционный элемент может быть 10 сферическим инерционным элементом 4.выполнен в виде шара из ферромагнит Плоскость торца винта 18 может иметьного материала, покрытого токопрово- наклонный по отношению к его осидящим слоем, причем первый радиаль- срез 21.ный канал выполнен из диэлектрика На фиг, 3 изображен вариант сиги расширяющимся к периферии, а с 15 нализатора скорости вращения вала.широкой стороны первого радиального с расположенным во втором радиальномканала установлена крынка, в центре канале электромагнитом 32, питающимкоторой выполнено осевое отверстие ся от источника 23 постоянного тока.со вставленным в него стержнем, Сигнализатор скорости вращения "плоскость торца которого выполненавала работает следующим образом.под углом к его осиПри достижении скоростью вращеНа диске соосно с первым радиаль- ния объекта. величины, превышающейным каналом может быть установлен заданную скорость, инерционный элеэлектромагнит, подключенный к источ- . мент 4 узла 2 коммутации под дейстнику постоянного тока, вием центробежнЬй силы быстро переНа фиг, 1 изображен сигнализатор мещается в радиальном направлениискорости вращения вала;на фиг.2 и 3- к периферии, преодолен действието же, варианты; удерживающего его магнитного поля,Сигнализатор состоит из диска 1, создаваемого магнитом 9 .фиг, 1 и 2)жестко связанного с валом вращения. . или электромагнитом 22, фиг. 3 )на диске 1 расположены узел 2 ком- Зо настроенных на заданную скоростьмутации цепи электропитания двига- стабилизации вращения. При этом про-.теля, второй радиальный канал 3 и исходит коммутация цепи электропиинерционный элемент 4. тания двигателя отключение двигаНа фиг. 1 изображен сигнализатор,теля ).узел коммутации которого содержит 35 Быстрота перемещения инерционнороконтактную пару в ниде геркона 5, элемента 4 обусловлена тем, что врасположенного в торце первого ради- начале преодоления сил удерживающегоального канала б, образуемого стен- его магнитного поля инерционный элеками 7 корпуса из немагнитного ма- мент 4 смещается в сторону периферии,териала, внутри которого расположен 40 при этом увеличивается радиус егонамагниченный инерционный элемент 4вращения и, как следствие, увеличиГеркон 5 и инерционный элемент 4 вается действующая сила. Однонременразделены ограничительной проклад- но с этим ослабевает обратно пропоркой 8. второй радиальный канал 3 ционально квадрату расстояния напряодинаков по исполнению для ваРиан женность магнитного поля, действуютов сигнализатора, изображенных на щего на инерционный элемент . В4фиг. 1 и 2, Во .втором радиальном ка- результате инерционный элемент пере-.нале 3 расположен магнит 9., заклю- мешается еще дальше к периферии,ченный в немагнитный корпус 10 вбли- продолжают увеличиваться радиус врази инерционного элемента 4 с возмож- щения и центробежная сила и уменьностью изменения до него радиально О шается действие магнитногь поля.магго расстояния, для чего магнит 9 нита. Процесс перемещения инерционзакреплен на конце винта 11, прохо- ного элемента 4 к периферии происходящего через крышку 12 корпуса 10, дит лавинообразно, вследствие чегоУзел 2 коммутации цепи электро- инерционный элемент движется с больпитания двигателя одинаков по ис шим ускорением.,полнению для вариантов стабилизато- При снижении скорости вращенияа изображенных на Фиг. 2 и 3. В ниже заданной скорости стабилизацииУЗЛЕ 2 ИНЕрЦИОННЫй ЭЛЕМЕНТ 4 выпол- процесс перемещения инерцн ионного эле"нен из феРРомагнитного материала в. :мента 4 от перифер ии к центру. происвиде сФеры, покрытой слоем 13 про ходит также лавинообразно.П и отклонении скорости вращенияводящего материала с низким удель- При о клным сопротивлением, например медью. от заданно Риной скорости стабилизацииСферический инерционный элемент 4 происходит резкое возрастание прерасположен без механического закреп- обладания одной из двух встречноления в радиальном канале 14, обра направленных сил, действующих1015349 ческой дуги преодолевается инерционным элементом 4 очень быстро и он быстро удаляется от контактов 19 и 20 на расстояние, при котором существование электрической дуги невозможно. Кроме того, благодаря резкому преобладанию силы, создаваемой магнитным полем магнита 9, сферический инерционный элемент 4 обеспечивает надежное замыкание контактов, прижимаясь к ним со значительным усилием. Увеличение коммутируемых токов и повышение надежности достигается в .предлагаемой конструкции тем., что при перемещении сферического инерционного элемента в канале 14 в направлении к периферии происходит его вращение за счет качения по наклонным поверхностям канала 14, Еще большее увеличение вероятности вращения сферического инерционного элемента достигается тем, что плоскость торца винта 1 Ы имеет наклонный по отношению к его оси срез 21. Вращение сферического инерционного элемента 4 обеспечивает статистически равномерное использование всех участков его поверхности при коммутации, что повышает надежность работы сигнализатора, Винтом 18 производится изменение пределов перемещения инерционного элемента 4 в канале 14, при этом регулировкой винта 1 Ь можно обеспечить минимальные пределы перемещения инерционного элемента 4, для которых будет обеспечиваться наибольшая точность стабилизации при одновременном надежномгашении электрической дуги.При необходимости изменения режима сигнализации в процессе вращения объекта без его остановки, а также для расширения диапазона стабилизируемых скоростей используется вариант сигнализатора, изображенный на фиг, 3,Работа этого сигнализатора отличается от работы описанных выше вариантов тем, что регулировка скорости осуществляется путем изменения тока, протекающего через катушку электромагнита 2 Ы, питающегося от источника 23 постоянного тока, источник постоянного тока может быть удален от объекта, скорость которого стабилизируется на необходимое расстояние.Воэможность изменения тока, проходящего через катушку электромагнита 22 в широких пределах позволяет существенно увеличить пределы скоростей, так как сила, удерживающая инерционный элемент вблизи электромагнита 22, меняется в широких пределах. на инерционный элемент 4. (При превышении скорости вращения имеет место резкое возрастание преобладанияцентробежной силы над силой, создаваемой магнитным полем, а в случае, .если скорость вращения станет меньше 5заданной скорости стабилизации,имеет место резкое возрастание преобладания силы, создаваемой магнитным полем над центробежной силой ),Это повышает надежность работы стабилизатора, исключает ложные срабатывания и дребезг контактов.В случае использования в качестве контактной пары геркона 5 (фиг,Цработа сигналиэатора происходит следующим образом.С помощью винта 1 магнит 9 устанавливается в положение, необходимое для заданной скорости. В процессе работы происходит скачкообразноеперемещение намагниченного инерционного элемента 4 в канале б, при этомпроисходит срабатывание или опускание геркона 5. Расстояние от геркона5 до намагниченного инерционногоэлемента 4 в момент их максимальногосближения, когда инерционный элемент 4 находится в соприкосновениис ограничительной прокладкой 8,обеспечивает надежное срабатываниегеркона 5. При этом область значе- ЗОний напряженности магнитного rоля,при которых происхоят срабатыванияи опускания контактов геркона, оказывается пройденной практическимгновенно и работа геркона 5 осуществляется всегда при напряженности магнитного поля, заведомо превышающей напряженность поля, при которой существует разброс срабатываний и отпусканий геркона 5, 40При необходимости непосредственной коммутации больших токов предпочтительно испольэовать вариантсигнализатора, изображенный на фиг,2,Работа этого сигн"изатора происходит следующим образом.Регулировка скорости стабилизации производится с помощью винта 11и магнита так же, как и в вариантесигнализатора, изображенном нафиг. 1.В процессе стабилизации происходит скачкообразное перемещение сферического инерционного элемента 4,разрывающего и замыкающего контакты19 и 20 контактной пары цепи электропитания двигателя, При этом благодаря быстроте и относительнобольшой величине перемещения инерционного элемента 4 создаются оптимальные условия для коммутации цепи, 60так как зона образования электри"