Номер патента: 1795809

Автор: Титов

ZIP архив

Текст

Комитет Российской Федераци о патентам и товарным знака 11 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ едерации носится к эпеккоммутации иска по сигналам, контролируемым нного положеой выключатель ским участком и транзистор, ре патенту Российскои(71) Московский машиностроительный завод "Скорость"(73) Титов Борис Григорьевич(56) Авторское свидетельство СССР й 674112, клН 01 Н 36/00, 1977.Авторское свидетельство СССР й 628253, кл.Н 01 Н 36/ОО, 1979,(57) Использование: изобретение оттротехнике, и предназначено дляполнительных цепей постоянного товыдаваемым в момент достиженияперемещающимся элементом задания. Сущность изобретения; путевсодержит корпус с немагнитным плоразмещенный, например, в корпусе(Я) 6 Н 01 Н 36 00 зистор, первыи и второи основные герконы и первыи и второй дополнительные герконы Путевой выключатель снабжен также основным и дополнительным подвижными управляющими магнитами Герконы собраны в плоский прямоугольный пакет и размещены на поверхности плоского немагнитного участка, обращенной внутрь корпуса. Основной управляющий магнит перемещается вдоль контакт- деталей герконов, вызывая их одновременное срабатывание или отпускание. Направление перемещения дополнительного магнита перпендикулярно контакт-деталям герконов или продольной оси баллонов герконов. Перемещение дополнительного магнита приводит к поочередному срабатыванию ипи отпускания герконов. Оси намагничивания основного и дополнительного магнитов параллельны продольной оси герконов. Дополнительный магнит используется при контроле исправности герконов и технического состояния путевого выключателя, 1 табл,6 ил.10 аеллетса улучшение ексллуатационннх ха- но 1 Изобретение относится к электротехнике, а точнее к путевым выключателям и предназначено для коммутации исполнительных цепей постоянного тока по сигналам, выдаваемым в момент достижения контролируемым перемещающимся элементом заданного положения,Известен путевой выключатель, содержащий подвижное управляющее тело и корпус с немагнитным участком и размещенный в корпусе геркон.Недостатком этого выключателя является низкая надежность работы в связи с характерным .для механических контактов наличием единичных самоустраняющихся при последующих включениях отказов (сбоев) при замыкании и размыкании контактов геркона и хрупкостью стеклянного баллона,что препятствует применению этого выключателя в ответственных узлах и агрегатах, 20например, в изделиях авиационной техники.Наиболее близким к предложенному является путевой выключатель, содержащийосновной подвижной управляющий магнит, 2 бкорпус с немагнитным плоским участком,транзистор, резистор и первый и второй основные герконы, первые выводы которых ибазе транзистора, которая соединена такжес первым выводом резистора, а коллектор З 0транзистора подключен к выходу путевоговыключателя, связанному с одним из выводов нагрузки, другой вывод которой подключен к первому выводу источникапитания постоянного тока, при этом контакт Зб- детали герконов расположены вдоль направления движения основного магнита,Недостатком этого выключателя также, как и у аналОга, является низкая надеж. ность работы в связи с характерным для 40механических контактов наличием единичных самоустраняющихся при последующихвключениях отказов (сбоев) при замыканиии размыкании контактов геркона и хрупкостью стеклянного баллона. 45Другим недостатком этого путевого выключателя является его низкая контролепригодность, т,к, для контроляработоспособности герконов и выявленияотказавшего геркона необходимо введение 50в схему дополнительных отводов и клемм,что также снижает надежность работы выключателя,Указанные недостатки ухудшают эксплуатационные характеристики путевого выключателя, что препятствует его применению вответственных узлах и агрегатах, например, визделиях авиационной техники,Целью предполагаемого изобретения рактеристик путевого выключателя за счет повышения надежности работы и контролепригодности,Указанная цель достигается тем, что путевой выключатель, содержащий основной подвижной управляющий магнит, корпус с немагнитным плоским участком, транзистор, резистор и первый и второй основные герконы, первые выводы которых подключены соответственно к эмиттеру и базе транзистора, которая соединена также с первым выводом резистора, а коллектор транзистора подключен к выходу путевого выключателя, связанному с одним из выводов нагрузки; другой вывод которой подключен к первому выводу источника питания постоянного тока, при этом контакт - детали герконов расположены вдоль направления движения основного магнита, снабжен дополнительным подвижным управляющим магнитом и первым и вторым дополнительными герконами, первые выводы которых подключены соответственно к эмиттеру и базе транзистора, а вторые выводы соединены соответственно с вторыми выводами второго и первого основных герконов, при этом эмиттер транзистора подключен к первому выводу на входе путевого выключателя, соединенному с вторым выводом источника питания постоянного тока, а второй вывод резистора подключен к второму выводу на входе путевого выключателя, соединенному с первым выводом источника питания, герконы размещены параллельно друг другу в форме плоского прямоугольного пакета, расположенного на поверхности немагнитного участка, обращенной внутрь корпуса выключателя, причем контакт - детали основных и дополнительных герконов расположены перпендикулярно направлению движения дополнительного магнита.На фиг. 1 схематично представлен путевой выключатель, в сечении которого видно размещение пакета герконов, транзистора и резистора; на фиг, 2 - сечение путевого выключателя в плоскости, параллельной плоскому немагнитному участку корпуса выключателя; на фиг. 3 - электросхема путевого выключателя; на фиг, 4 - приспособление для перемещения дополнительного магнита; на фиг. 5 - сечение Б-Б этого приспособления в продольной плоскости, на котором представлено размещение приспособления на проверяемом путевом выключателе; на фиг. 6. - пакет герконов и диаграмма напряжения на выходе путевого выключателя в зависимости от положения дополнительного магнита относительно пакета герконов,Путевой выключатель содержит основ-.й подвижной управляющий магнит 1 и510 20 25 30 35 40 45 50 55 корпус 2 с немагнитнцм плоским участком 3,Путевой выключатель содержит такжеразмещенные, например, в корпусе 2 биполярный транзистор 4, например, типа п-р-п,резистор 5 и первый 6 и второй 7 основныегерконц, первые выводы которых подключены соответственно к эмиттеру и базе транзистора 4, которая соединена также спервым выводом резистора 5.Коллектор транзистора 4 подключен квыходу 8 путевого выключателя, связанномус одним из выводов нагрузки 9 (исполнительное устройство), другой вывод которойподключен к положительному выводу источника питания постоянного тока (условноне показан),Путевой выключатель снабжен такжедополнительным подвижным магнитом 10 ипервым 11 и вторым 12 дополнительнымигерконами.Контакт-детали 13 первого и второго 7. основных герконов и первого и второго 12дополнительных герконов расположенывдоль направления движения основногомагнита 1 и перпендикулярно направлениюдвижения дополнительного магнита 10,Первые выводы первого 11 и второго 12дополнительных герконов подключены соответственно к эмиттеру и базе транзистора4, а вторые выводы этих герконов соединены соответственно с вторыми выводами второго 7 и первого 6 основных герконов.Эмиттер транзистора 4 подключен к первому выводу 14 на входе путевого выключателя, соединенному с выводом отрицательнойполярности источника питания постоянноготока. Второй вывод резистора 5 подключенк второму выводу 15 на входе путевого выключателя, соединенному с выводом положительной полярности источника питанияпостоянного тока. Первый 6 и второй 7 основные герконы и первый 11 и второй 12дополнительные герконы размещены параллельно друг другу в форме плоского прямоугольного пакета (или матрицы) 16,расположенного на поверхности 17 немагнитного участка 3, обращенной внутрь корпуса 2.Между баллонами герконов, а также свнешней стороны пакета 16 вдоль баллоновгерконов установлены шторки 18 из ферромагнитного материала, позволяющие концентрировать в нужном направленииуправляющий магнитный поток. Каждаяшторка 18 состоит из двух частей, размещенных по обе стороны от рабочего зазорамежду контакт-деталями 13. Корпус 2 имеетформу параллелепипеда и изготавливается,например, из алюминия или его немагнитных сплавов.При большой скорости перемещения управляющего магнита 1 для уменьшения влияния магнитного поля вихревых токов немагнитнцй плоский участок 3 корпуса 2 может быть выполнен из не проводящего не- магнитного материала, например, иэ стеклопластика, Транзистор 4, например типа 2 Т 506 А, снабжен радиатором 19, к которому он крепится через тонкую электроизоляционную прокладку 20 из слюды, лавсана или фторопласта толщиной 0,03 - 0,06 мм,Корпус 2 снабжен фланцем 21, к которому крепится радиатор 19, Имеются соединения между корпусом 2 и фланцем 21, а также между фланцем 21 и радиатором 19 - малое тепловое сопротивление, поэтому корпус,2 и фланец 21 также, как и радиатор 19, используются для отвода тепла, выделяемого транзистором 4.Электроизоляционная прокладка 20 обеспечивает электрическую изоляцию между электродом транзистора 4, потенциал которого имеет теплоотводящзя поверхность трзнэистора 4 (у транзистора 2 Т 506 А таким электродом является коллектор), и радиатором 19 при минимальном тепловом сопротивлении между ними, К" фланцу 21 крепится также резистор 5,Внутри корпуса 2 при необходимостиразмещается экран иэ ферромагнитного материала для защиты путевого выключателяот влияния внешних посторонних магнитных полей (условно не показан),Фланец 21 имеет отверстия 22 длякрепления путевого выключателя на изделии, перемещение элементов которого подлежит контролю, Выводы путевоговыключателя выполняются гибким проводом 23 и имеют уплотнение 24 при проходечерез стенку корпуса 2.Объем внутри корпуса 2 заполняетсякомпаундом, чем обеспечивается герметизация путевого выключателя.Дополнительный управляющий магнит10 используется при контроле техническогосостояния герконов и работоспособностипутевого выключателя в целом. Дополнительный магнит 10 размещается на приспособлении 25, содержащем основание 26,направляющие 27, расположенные вдольоснования 26, винт 28 и планку 29 с реэьбовым отверстием, укрепленную с одной стороны основания 26. В центральной частиоснования 26 имеет прямоугольное отверстие 30, соответствующее размерам корпуса 2 путевого выключателя в сечении егоплоскостью, параллельной плоскому немагнитному участку 3. К тыльной стороне осно 1795809вания 26 па периметру прямоугольного отверстия 30 прикреплена обойма 31, в которую помещается корпус 2 проверяемогопутевого выключателя. Высота обоймы 31выбирается такой, чтобы ее нижний крайлежал на поверхности фланца 21 корпуса 2путевого выключателя, а плоскость внешнейповерхности немагнитного участка 3 корпуса 2 путевого выключателя совпадала с плоскостью поверхности 32 основания 26приспособления 25, обращенной кдаполнительному магниту 10, или была ниже ее наглубину до 0,2-0,5 мм. Приспособление 25снабжено отсчетным устройством, обеспечивающим считывание информации приконтроле технического состояния герконав,содержащим первую пластину 33 со шкалой, укрепленную вдоль основания 26 приспособления 25, и вторую пластину 34 синдексом в Форме стрелки, установленнуюна дополнительном магните 10. Дополнительный магнит 10 перемещается вдоль основания 26 приспособления 25 понаправляющим 27 с помощью винта 28, проходящего через отверстие с резьбой в планке 29. Приспособление 25 изготавливаетсяиэ немагнитных материалов, Герконы установлены в пакете 16 в следующем порядке.Вдоль одной из сторон пакета 16 размещается первый основной геркон 6, а затемпараллельно ему установлены один за другим первый дополнительный геркон 11, второй дополнительный геркон 12 и второйосновной геркон 7.Направление перемещения дополнительного магнита 10 перпендикулярно контакт-деталям 13 герканов (или продольнойоси баллонов герконов). При этом длина дополнительнога магнита 10 или его размер внаправлении движения не менее расстояния между контакт-деталями 13 крайнихгерканов пакета 16, т.е. между контакт-деталями 13 первого основного геркона 6 и второго основного геркона 7, что должнообеспечивать срабатывание всех герконов водном из положений дополнительного маг нита 10 при его перемещении вдоль основания 26 приспособления 25.В путевом выключателе используютсязамыкающие микроминиатюрные, герконытипа МК-3. Реализуемая путевым выключателем переключательная функция имеетвидУ=ХБХ 12 Ч ХтХ 11где Хб; ХК Х 11; Х 12 - входные сигналы, определяющие наличие или отсутствие воздействия магнитного поля на контакт-детали 13герконов,При замыкании контактов геркона, т.е,наличии управляющего магнитного поля,1члов, т.е. положения дополнительного магни 20 та 10, а точнее передней 35 и задней 36 его 30 40 50 55 Д, Е, нагрузка 9 при этом отключается 5 10 величина входного. сигнала принимается равной логической 1, Тогда сигнал нэ входе транзистора 4 равен логическому нулю, а сигнал на выходе путевого выключателя равен логической единице. Нагрузка 9, включенная последовательно в цепи коллектора транзистора 4, при этом отключена, т,к, транзистор зэкрыт.%При проверке технического состояния герконов дополнительный магнит 10 перемещается иэ исходного положения, при котором контакты всех герконов выключателя разомкнуты, в направлении от первого основного геркона 6 к второму основному геркону 7, расположенному у противоположного края пакета 16 герконов,Значения переключателей Функции в зависимости от величины входных сигна кромки, относительно герконов указаны втаблице,Позиции А и М соответствуют исходному и конечному полажение дополнительного магнита 10, В позиции А дополнительный магнит 10 выведен за пределы пакета 16 герконов и его передняя кромка 35 находится перед шторкой 18 первого основного герконэ 6, В позиции М дополнительный магнит 10 также выведен за пределы пакета 16 герконов и его задняя кромка 36 находится за шторкой 18 второго основного геркона 7, В позициях Б, В, Г, Д, передняя кромка 35 дополнительного магнита 10 последовательно устанавливается над герканами соответственна 6, 11, 12, 7, вызывая их поочередное срабатывание. При положении дополнительного магнита 10 в позиции Д его задняя кромка 36 находится над первым основным геркойом 6, причем магнитный потОк достаточен для удержания контактов геркона 6 в замкнутом состоянии. Дальнейшее продвижение дополнительного магнита 10 в позиции Е,.Ж, К, Л, М, вызывает последовательное атпускание контактов герконов соответственно 6 11, 12, 7, т.к. при перемещении задней кромки дополнительного магнита 10 на участке между контакт-деталями 13 и шторкой 18 герконэ происходит уменьшение магнитного потока до величины потока отпускания,Переключательнзя функция принимает значения, равные единице, при положении дополнительного магнита 10 в позициях Г,Эта свидетельствует об исправности герконов и нормальном функционировании путевого выключателя. Возникновение любых других сочетаний сигналов при перемещении дополнительнога магнита 10 вдольоснования 26 приспособления 25 свидетельствует об отказе одного или несколькихгерконов и дефекте путевого выключателя,а также позволяет выявить при необходимости отказавший геркон. 5Приспособление 25 позволяет производить контроль технического состояния герконов и путевого выключателя приэксплуатации без снятия выключателя с объекта, на котором он установлен, 10При контроле технического состояниягерконов и путевого выключателя параллельно нагрузке 9 или,вместо нее можетподключаться индикатор 37, содержащий,например, световод 38 и элемент 39, ограничивающий ток через этот диод. При этомпервый вывод элемента 39 соединен с катодом светодиода 38, а анод светодиода 38 ивторой вывод элемента 39, соединены соот, . ветственно с положительным выводом источника питанця постоянного тока ивыходом 8 путевого выключателя.Таким образом, применение предлагаемого технического решенияповышает контролепригодность выключателя, 25обеспечивая возможность контроля его технического состояния бесконтактными средствами.Основной магнит 1 укрепляется на поверхности механизма (условно. не показано), перемещение которого контролируется.Передняя 40 и задняя 41 кромки этого магнита .располагаются перпендикулярно контакт-деталями 13 герконов, т,е.перпендикулярно продольной оси герконов, что обеспечивает одновременное срабатывание и отпускание всех герконовпакета 16 при управлении с помощью основного магнита 1, Ось намагничивания основного магнита 2 так же, как и 40дополнительного магнита 10, параллельнапродольной оси геркона,В исходном состоянии основной магнит1 удален от рабочего зазора между контактдеталями 13 герконов и его магнитный поток через контакт-детали 13 недостаточендля срабатывания геркона. При приближении основного магнита 1 часть его магнитного потока протекает через рабочий зазорВ между контакт-деталями 13 и при достижении уровня потока срабатывания герконы замыкают свои контакты.При удалении основного магнита 1 от контактирующих участков контакт-деталей 13 его магнитный поток через эти участки уменьшается до величины потока отпускания, при котором контакт-детали 13 размыкаются и магнитный поток этого магнита начинает протекать только через одну контакт-деталь каждого геркона.При указании выше выбора транзисторе 4 и герконов 6, 7, 11, 12 путевой выключатель обеспечивает коммутацию электрических цепей постоянной тока с напряжением до 300 В и токе до 1 А. Предлагаемый выключатель может использоваться также в качестве концевого выключателя. В связи с этим в конструкции путевого выключателя для управления герконами может использоваться перемещение основного магнита 1 параллельно пакету 16 герконов при совпадении осей симметрии в вертикальной плоскости основного магнита 1 и пакета 16 герконов условно не показано),Предлагаемый путевой выключатель обеспечивает также повышение вероятности безотказной работы герконов, которое достигается эа счет уменьшения влияния изменения параметров при разгерметизации стеклянного баллона герконов.Повышение надежности работы заявляемого путевого выключателя достигается также за счет снижения нап ряжения, коммутируемого герконами до величины напряжения на переходебаза-эмиттер транзистора 4 (0,6-0,8)В и снижения величины коммутируемого тока пропорционально коэффициенту усиления транзистора, т,е. в 10 - 40 раз, а для составного транзистора в 40-400 раз,Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики путевого выключателя за счет повышения вероятности безотказной работы герконов и контролепригодности выключателя путем обеспечения контроля его технического состояния безконтактными средствами.ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я и вторым герконами, причем корпус содержит немагнитный плоский участок, аПУТ- цффч сод Рж герконы размещены параллельно друг щий источник питанияв выводы для другу в форме плоского прямоугольного подключения нагрузки, основной по пакета, расположенного на поверхности движный управляющий магнит, корпус плоского немагнитного участка, обратранзистор; резистор, первый и второй щенной внутрь корпуса выключателя, ,основные герконы, й причем контакты контакты основных и дополнительнцх герконав расположены вдоль направле герканов расположены перпендикулярно ноя движения основного магнита, пер- направлению движения дополнительного вый вывод источника питаний попалю.( магнита, второй вывод первого основночен к первому выводу для подключения го геркона подключен к первому вывонагрузки, второй вывод источника пита- ц ду второго дополнительного геркона; ния подключен к первому выводу пер второй вывод которого подключен к вого основного геркона, второй вывод второму выводу второго основного гердля подключения нагрузки, подключен к кона и к базе трайзистора, первый выколлектору транзистора, база транзисто- вод второго основного геркона подклю.-ра подключена к первому выводу Рези 10, чен к втОрому выводу первого дополни-. стора, отличающийся тем, что, с целью тельного геркона, первый вывод улучшения эксплуатационных характери- которого подключен к второму выводу .стик за счет. повышения надежности Ра- источйика питания и к змиттеру транзиботы и контролепригоднбсти, он снаб- стора второй вывод резистора подклю, 15жен дополнительным управляющим , чен к первому выводу источника пита-. магнитоМ й дополнительными первыми1795809 Ю-ЮЛ37 Х ю Составитель С. ИваночкиТехред М.Моргентал Коррект Редактор ст Тираж НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж, Раушская наб Заказ дписное агарина, 101 водст издательский комбинат "Патент", г. Ужгор

Смотреть

Заявка

4920745/07, 21.03.1991

Московский машиностроительный завод "Скорость"

Титов Б. Г

МПК / Метки

МПК: H01H 36/00

Метки: выключатель, путевой

Опубликовано: 27.03.1995

Код ссылки

<a href="https://patents.su/8-1795809-putevojj-vyklyuchatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Путевой выключатель</a>

Похожие патенты