Выключатель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1) Я 01 Н 36/О ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ПИСАН Е ИЗОБРЕТЕНВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСИОМ перемых кон(54) (57.) ВЫ толкатель, д постоянных м одноименными ложные сторо что их продо ИЮЧАТЕЛЬ, содер ва закрепленных агнита,ориентирполюсами в прот ны и размещенных льные оси распол немнныхпоКны а в(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт реле- строения(56 ) 1, Срибнер Л.А, Путевые ключатели на магнитоуправляе тактах, М., "Энергия", 1971.2. Харазов К.ИПереключатели с магнитоуправляемыми контактами. М фЭнергия", 1978, с, 40,3Авторское свидетельство 1:ССР В 502410, кл. Н 01 Н 36/00, 1976. перпендикулярно продольной оси толкателя в одной .плоскости, по крайней мере пару герконов с .установленными параллельно их продольнымосям магнитопроводами, причем каждый из герконов с магнитопроводомрасположен продольной осью параллельно плоскости, проходящей черезпродольные оси постоянных магнитов.у их разноименных полюсов со смещением вдоль продольной оси толкателя относительно другого геркона.пары, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения износостойкости и уменьшения габаритов, каждыйиз герконов в паре снабжен полюсными наконечниками, установленнымина его выводах и расположеннымимежду герконами и указанными разноименными полюсами постоянных магнитов параллельно магнитопроводам,а магнитопроводы установлены напротив промежутка. между полюсными наконечниками, плоскость размещенияпродольных осей постоянных магнитоврасположена перпендикулярно продольной оси толкателя.1050001 Изобретение относится к электротехнике, а именно к переключателям с подвижными постоянными магнитами, и может быть использовано в системах автоматического управления, например, станками и лифтами.Известны выключатели (переключатели), в. которых в качестве контактного элемента использованы герметизированные магнитоуправляемые контакты-герконы, Основными констру тивными элементами выключателей являются геркон, постоянный магнит и ферромагнитные детали Я .Известен кнопочный переключатель на герконе с подвижными магнитами, принципиальная конструктивная схема которого включает в себя два контактных блока с замыкающими герконами. Каждый блок содержит геркон и постоянный магнит с явно выраженнъми полюсами. Ноэле баллона геркона расположены Ферромагнитные шторки с некоторым зазором относительно друг друга в области рабочего зазора геркона. Магниты обоих блоков закреплены на толкателе, перемещающемся вдоль осей герконов. В верхнем исходном положении толкателя магниты находятся вне зон рабочих зазоров герконов и шунтируются верхними Ферромагнитными шторками.Вследствие этого полностью исключается возможность случайного срабатывания геркоиов. В нижнем положении толкателя ферромагнитные шторки выполняют Функции проводящих участков магнитной цепи, существенно уменьшая магнитное сопротивление зазора между полюсом постоянного магнита и контакт-деталями геркона. Благодаря указанным конструктивным особенностям переключатель обладает высокой надежностью работы и повышенной чувствительностьюНедостатками этого переключателя является большой ход толкателя и обусловленная ходом толкателя высота переключателя. Величина хода ориентировочно в 3 раза превышает размер полюса магнита (по направлению движения ) и для переключателей на герконах типа КЭМсоставляет 8-10 мм. Кроме того, переключатель имеет контакты одного вида, т,е. замыкающие или размыкающие, и может содержать замыкающие и раэмыкающиеконтакты, т.е. иметь два положения (состояния ) контактов одновременно, если блоки сместить один относительно другого вдоль оси толкателя, Между торцами магнитов и Ферромаг:нитными шторками существуют силы взаимодействия, В связи со смещением магнитов они прикладываются на разных расстояниях от точки опоры толкателя в направляющей канавке,а моменты этих сил разные по величине и противоположны по направлению.Следовательно, толкатель притянутпостоянно к одной из стенок направ 5 ляющей канавки, увеличиваясилутрения, Вследствие этого износ материала трущихся частей увеличивается.Таким образом, переключатель в конструктивном варианте на два полок О жения обладает низкой износостойкостью.При этом переключатель имеетмагниты сложной конфигурации, которые намагничиваются на специальных установках.Наиболее близким к предлагаемому является выключатель на два положения, в котором система магнитовпредставлена в более упрощенноми технологичном варианте, Выключатель содержит толкьтель, два закрепленных на нем постоянных магнита, ориентированных одноименнымиполюсами в противоположные стороныразмещенных так, что их продольные осн расположены перпендикулярнопродольной оси толкателя в однойплоскости, по крайней мере пару герконов с установленными параллельно30их продольным осям магнитопроводамипричем каждый иэ герконов с магнитоФпроводом расположен продольнойосью параллельно плоскости, проходящей через продольные оси постоянных магнитов у их разноименных до 35 лисов со смещением вдоль продольной оси толкателя относительно другого геркона пары, В одном из двухположений выключателя магнитныйпоток магнитов замыкается через40 магнитопровод и контакт-детали геркона, вследствие чего геркон замкнут. При перемещении толкателя вдругое положение постоянные магнитырасполагаются напротив другого гер 45 кона, Магнитный поток магнитовпроходит через другой магнитопроводи контакт-детали другого геркона,и он замкнут. При этом первый геркон разомкнут,Выключатель обладает высокой точностью срабатывания5 и надежностью 33 .Недостатком известного устройства является низкая механическаяизносостойкость, которая объясняется следующим. Силы взаимодействиямежду торцами магнитов и магнитопроводами поочередно притягивают толкатель к противоположным стенкамнаправляющей канавки, В процессеперемещения толкателя, вследствие60 этого, возникает не только дополнительное трение, но и удары толкателя о направляющую стенку, увеличивающие износ трущихся поверхностей. В выключателях, предназна 5 ченных на большой срок службы(.10-100 млн. циклов), это недопустимо,Кроме того, для этого выключателя характерна большая высота, которая определяется длиной вертикальнорасположенных герконов и величинойих смещения. Для выключателей нагерконах КЭЯвысота приблизительно составляет 80 мм. Во многих устройствах автоматики и управления,например в постах управления лифтами, требуется минимальная высота,менее указанной в 2 и более раза.Целью изобретения является повышение иэносостойкости выключателей на герконах и уменьшение габаритов выключателя.Поставленная цель достигается,тем, что в выключателе,.содержащемтолкатель, два закрепленных на немпостоянных магнита, ориентированных одноименными полюсами в противоположные стороны и размещенныхтак, что их продольные оси расположены перпендикулярно продольной оситолкателя в одной плоскости, покрайней мере пару герконов с установленными параллельно их продольным осям магнитопроводами, причемкаждый из герконов с магнитопроводомрасположен продольной осью параллельно плоскости, проходящей через продольные оси постоянных магнитову их разноименных полюсов со смещением вдоль продольной оси толкателя относительно другого геркона пары, каждый из двух герконов снабжен полюсными наконечниками, уста-.новленными на его выводах и расположенными между герконами и разноименными полюсами постоянных магнитов параллельо магнитопроводам,магнитопроводы установлены напротив промежутка между полюсными на-.конечниками, плоскость расположенияпродольных осей постоянных магнитов расположена перпендикулярнопродольной оси толкателя.Расположенные между каждым из полюсов постоянных магнитов и герконом полюсные наконечники созда.ют силы воздействия на магниты или, что то же самое, на толкатель, .которые уравновешивают силы воздействия между другими торцами магнитов и магнитопроводом. За счет установки геркона, а следовательно, магнитопроводов и полюсных наконечников,. перпендикулярно оси толкателя и смещения их вдоль оси толка-, теля на величину хода сохраняется равновесие магнитных сил взаимодействия на толкатель во всем диапазоне хода. Вследствие этого устраняется трение, повышается износостойкость, Одновременно достйгается уменьшение высоты выключателя, которая определяется ориентировочно суммой диаметра колбы геркона и величины хода толкателя. Причем полюсные наконечники, соединенные, например, сваркой с контакт-деталями геркона создают две параллельные замкнутые магнитные системы с минимально возможными для герконовых выключателей магнитными сопротивлениями. Это уменьшает ход толкателя, а значит и высоту выключателя. Кроме того, предлагаемомУвыключателю присущи все достоинстваизвестных устройств.На фиг.1 изображен переключатель,общий вид; на фиг.2 - то же, .видсверху; на фиг. 3 - магнитная система выключателя, аксонометрия.На толкателе 1 закреплены постоянные магниты 2 и 3, образующиеобщую магнитную цепь, в которой ихпотоки суммируются. Толкатель 1,а -.ледовательно, и магниты, могутзанимать два положения, которые:условно (фиг. 1 ) можно назвать верхним и нижним, Положения удалены друг отдруга на величину хода выключателя,У противоположных торцов магнитов расположено по одному герконуи магнитопроводу для каждого положенияф соответственно герконы 4 и 5и магнитопроводы б и 7 для верхнегои нйжнего положений, Причемгерконы;разных положений находятся поразные стороны от полюсов постоянных магнитов толкателя.35 Между герконами и кажем из полюсов магнитов размещены полюсные наконечники 8-11. Оии параллельнымагнигопроводам и удалены от торцов магнитов на одинаковые рассто- Щ яния, Концы наконечников, находящи- .еся вне промежутка, соединены сконтакт-деталями. С этой целью они.могут быть выполнены различныхконструкций, в данном случае с из гибами, к которым приварены контактдетали геркона.В верхнем положении толкателямагнитный поток магнитов проходитчерез магнитопровод б, полюсные наконечники 8 и 9, контакт-детали геркона 4, Геркон 4 замкнут, геркон 5разомкнут.При перемещении толкателя в другое крайнее положение магнитный.поток магнитов замыкается через магнитопровод 7, полюсные наконечники 10 и 11, контакт-детали герко-,на 5. Гвркон 5 замкнут, гвркон 4разомкнут.Повышение иэносостойкости выклю чателя объясняется следующим.Полюсные наконечники, установленные напротив магнитопроводов по другую сторону от магнитов и на такомже расстоянии от полюсов, обеспечи вают уравновешивание сил, действующих на толкатель. Магнитный поток, замыкающийся через зазоры между торцами магнита и полюсным наконечником и магнИтопроводом, одинаковый следовательно, электромагнитные силы в этих зазорах будут равны. Это необходимо для уравновешивания сил, действующих на толкатель в определенном его положении. Вследствие установки. герконов и, соответственно, магнитопроводов и полюсных наконечников дерпендикулярно перемещению толкателя и,смещения магнитопроводов и подюсных наконечников разных положений вдоль оси толкателя равновесие сил, действующих на толка" тель, сохраняется во всем диапазоне его перемещения, так как зазоры у торцов магнитов одинаковы в любом положении толкателя, а расположение магнитопроводов и полюсных наконечников симметрично. Таким образом, трение между толкателем и направляющими в корпусе (не показаны ) уменьшены. Механическая износостойкость выключателя повышается. Зазоры у торцов магнитов, не могут быть идеально равны Между собой, вследствие технологических допусков они могут несколько отличаться друг от друга. Однако появляющиеся вследствие этого силы трения .значительно меньше, чем у известных герконовых выключателей на два положения .с асимметрией магнитной сис темы.Благодаря расположению герКонов перпендикулярно оси толкателя существенно уменьшается высота выключа" теля Н, котораяопределяется, в ос-. новном, диаметром колбы геркона и ве личиной хода толкателя Г (высота выступающей части толкателя является одинаковой для всех типов выключателей и не зависит от конструкции ).Величина хода по сравнению с известным выключателем уменьшена по следующим причинам. Магнитопровод, полюсные наконечники и контакт-детали герконов образуют замкнутую цепь для магнитных потоков магнитов. Потоки рассеяния минимальны. При перемещении постоянных магнитов магнитный поток сразу переходит на кбнтакт-детали геркона другого положения. В связи с этим величина хода зависит, главным образом, от размера полюса магнита вдоль высоты выключателя и йрактически равна этому размеру.Предлагаемый выключатель обладает также достоинствами известного выключателя. Замкнутая магнитная цепь для каждого положения обеспечивает надежное замыкание и размыкание герконов, т,е. высокую надежность выключателя, а также повышенную чувствительность. Кроме то го, в предложенном выключателе может быть использована сигнальнаялампа 12 (фиг. 1 и 2 ), устанавливаемая в центре под толкателем. Такимобразом, без усложнения конструкции 1 О достигается расширение функциональных возможностей выключателя.С целью проверки основных параметров выключателя были изготовлены и испытаны экспериментальные об РаэцыВ качестве контактов использова.ны герконы" КЭМА с. разными значениями магнитодвижущей силы срабатывания (50-72 А ) и минимальнымизначениями коэффициента возврата,Предельные значения МДС срабатывания и коэффициента возврата опре,деляют максимальное значение ходатолкателя. Магниты изготовлены иэ 25 Феррита бария ФБИ, его размерыбх 8 х 11 мм, намагниченность в направлении размера 8 мм. Выключатель,выполненный без полюсных наконечников, имел максимальный ход, равный б мм, а с полюсными наконечниками - 3 мм. Усилие притяжения толкателя к боковой стенке направляющей без полюсных наконечников0,35 кГ, с полюсными наконечниками - 0,08 кГ.35 С использованием предложенноготехнического решения разработанапроектная документация кнопочныхвыключателей, предназначенных дляпостов управления перспективными 40 лифтами жилых, общественных и промьпаленных зданий.Новые аппараты предназначены дляприменения взамен выпускаемыхПО "Армэлектроаппарат" аппаратовсерий ВП, ВП, ВП, ВП,ПЛ, ПЛ, ПЛ, ПЛ,ПЛи ПЛ,являющихся базойсравнения. Эти аппараты выполненына открытых контактах, требуют относительно больших затрат на обслуживание, потребляют много серебра .,и имеют низкую износостойкость.При замене упомянутых аппаратовна новые, посты на герконах будетсэкРномлено около 300 кг серебрав ГодЭкономический эффект достигаетсяэа счет повышения износостойкости.Износостойкость базовых аппаратовсоставляет 1,6 млн. циклов срабаты- яО ваний, а новых аппаратов - 10 ищи.циклов.1050001 ФиаГ г. Составитель В.Шибайчук Техред А.Бабинец о р О.Би Редактор И О Закаэ 8439/5 одписн иал ППП фПатент", гужгород, ул, Проектная,Тираж 703 ИПИ Государственного по делам иэобретенийМосква, Ж-ЗЬ, Рала комитета СССРи открытийкая наб., д.