Выключатель

 

ВШСЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий толкатель, два закрепленных на нем постоянных магнита, ориентированных одноименными полюсами в противоположные стороны и размеценных так, что их продольные оси расположены перпендикулярно продольной оси толкателя в одной плоскости, по крайней мере пару герконов с .установленными параллельно их продольным осям магнйтопроводами, причем каждый из герконов с магнйтопроводом расположен продольной осью параллельно плоскости, проходящей через продольные оси постоянных м5гнитов у их разноименных полюсов со смещением вдоль продольной оси толкателя относительно другого геркона -пары, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и уменьшения габаритов, каждый из герконов в паре снабжен полюсными наконечниками, установленными ha его выводах и расположенными «О между герконами и указанными разноименными полюсами постоянных магнитов парашлельно магнитопроводам, а магнитопроводы установлены напротив промежутка между полюсными наконечниками , плоскость размещения продольных осей постоянных магнитов расположена перпендикулярно продольной оси толкателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) Я 01 Н 36/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

Л

Фиа1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3460630/24-07 (22) 05.07 ° 82 (46 ) 23. 10. 83. Бюл. В 39 (72) И.П.Иванов, В.Е.Мандравин и Н.И.Никитин (71 ) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский, проектно -конструкторский и технологический институт релестроения (53) 621.318.562(088.8) (56 ) 1. Срибнер Л.А. Путевые переключатели на магнитоуправляемых контактах. M., "Энергия", 1971.

2. Харазов К.И ° Переключатели с магнитоуправляемыми контактами.

М,, "Энергия", 1978, с. 40. . 3 ° Авторское свидетельство )CCCP

В 502410, кл. Н 01 Н 36/00, 1976. (54) (57.) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий толкатель, два закрепленных на нем постоянных магнита, ориентированных одноименными полюсами в противоположные стороны и размещенных так, что их продольные оси расположены перпендикулярно продольной оси толкателя в одной .плоскости, по крайней мере пару герконов с .установленными параллельно их продольным осям магнитопроводами, причем каждый из герконов с магнитопроводом расположен продольной осью параллельно плоскости, проходящей через продольные 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 и с я тем, что, с целью повышения износостойкости и уменьшения габаритов, каждый из герконов в паре снабжен полюсными наконечниками, установленными на его выводах и расположенными между герконами и указанными разноименными полюсами постоянных магнитов параллельно магнитопроводам, а магнитопроводы установлены напротив промежутка. между полюсными наконечниками, плоскость размещения продольных осей постоянных магнитов расположена перпендикулярно продольной оси толкателя.

1050001

Изобретение относится к электротехнике, а именно к переключателям с подвижными постоянными магнитами, и может быть использовано в систе-. мах 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 эюыкающими герконами. Каждый блок содержит геркон и постоянный магнит с явно выраженнъ ми 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 герконов. 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 чувствительностью

Недостатками 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 КЭМ-1 составляет 8-10 мм.

Кроме того, переключатель имеет контакты одного вида, т.е. замыкающие или размыкающие, и может содержать замыкающие и раэмыкающие контакты, 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 величи не и противоположны по направлению.

Следовательно, толкатель притянут постоянно к одной из стенок.направ5 ляющей канавки, увеличивая силу трения. Вследствие этого износ материала трущихся частей увеличивается.

Таким образом, переключатель в конструктивном варианте на два полок- Я жения обладает низкой износостойкостью.

При этом переключатель имеет . магниты сложной конфигурации, которые намагничиваются на специаль»

)5 ных установках.

Наиболее близким к предлагаемому является выключатель на два положения, в котором система магнитов представлена в более упрощенном и технологичном варианте, Выключатель содержит толкатель, два закрепленных на нем постоянных магнита, ориентированных одноименными полюсами в противоположные стороны размещенных так, что их продольHbie осн расположены перпендикулярно продольной оси толкателя в одной плоскости, по крайней мере пару герконов с установленными параллельно

30 их продольным осям магнитопроводами причем каждый иэ герконов с магнитоI проводом расположен продольной осью параллельно плоскости, проходящей через продольные оси постоянных магнитов у их разноименных о35 лисов со смещением вдоль продольной оси толкателя относительно другого геркона пары. В одном из двух положений выключателя магнитный поток магнитов замыкается через

40 магнитопровод и контакт-детали геркона, вследствие чего геркон замкнут. При перемещении толкателя в другое положение постоянные магниты располагаются напротив другого гер45 кона. Магнитный поток магнитов проходит через другой магнитопровод и контакт-детали другого repkoHa, и он замкнут. При этом первый геркон разомкнут.Выключатель обладает высокой точностью срабатывания и надежностью (3) .

Недостатком известного устройства является низкая механическая износостойкость, которая объясняется следующим. Силы взаимодействия между торцами магнитов и магнитопроводами поочередно притягивают толкатель к противоположным стенкам направляющей канавки. В процессе перемещения толкателя, вследствие

60 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

1050001 (.10-100 млн. циклов ), это недопустимо.

Кроме того, для этого выключателя характерна большая высота, которая определяется длиной вертикально расположенных герконов и величиной их смещения. Для выключателей на герконах КЭИ-1 высота 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,.содержащем толкатель, два закрепленных на нем постоянных магнита, ориентированных одноименными полюсами в противоположные стороны и размещенных так, что их продольные оси расположены перпендикулярно продольной оси толкателя в одной плоскости, по ! крайней мере пару герконов с установленными параллельно их продольным осям магнитопроводами, причем каждый из герконов с магнитопроводом расположен продольной осью параллель но плоскости, проходящей через продольные оси постоянных магнитов у 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 параллель|о магнитопроводам, магнитопроводы установлены напротив промежутка между полюсными на-. конечниками, плоскость расположения продольных осей постоянных магнитов расположена перпендикулярно продольной оси толкателя.

Расположенные между каждым из полюсов постоянных магнитов и герконом полюсные наконечники созда.ют силы воздействия на магнитЬг .или, что то же самое, на толкатель, .которые уравновешивают силы воздействия между другими торцами магнитов и магнитопроводом. 3а счет установки геркона, а следовательйо, 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, предлагаемому выключателю присущи .все достоинства известных устройств.

На фиг.1 изображен переключатель, общий вид; на фиг.2 - то же, .вид сверху; на фиг. 3 — магнитная система выключателя, аксонометрия.

На толкателе 1 закреплены постоянные магниты 2 и 3, образующие общую магнитную цепь, в которой их потоки суммируются. Толкатель 1, а -.ледовательно, и магниты, могут занимать два положения, которые

:условно (фиг. 1 ) можно назвать верхним и нижним. Положения удалены друг от друга на величину хода выключателя.

У противоположных торцов магнитов расположено по одному геркону и магнитопроводу для каждого положе ния. соответственно герконы 4 и 5 и магнитопроводы 6 и 7 для верхнего и нйжнего положений. Причем герконы, разных положений находятся по разные стороны от полюсов постоянных магнитов толкателя.

З5 Между герконами и кажд м из полюсов магнитов размещены полюсные наконечники 8-11. Оии параллельны магнигопроводам и удалены от торцов магнитов на одинаковые расстоЩ яния, Концы наконечников, находящи- . еся вне промежутка, соединены с контакт-деталями. С этой целью они .могут быть выполнены различных конструкций, в данном случае с из45 гибами, к которым приварены контакгдетали геркона.

В верхнем положении толкателя магнитный поток магнитов проходит через магнитопровод б, 1полюсные наконечники 8 и 9, контакт-детали геркона 4. Геркон 4 замкнут, геркон 5 разомкнут.

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 4 разомкнут.

Повышение иэносостойкости выклю60 чателя объясняется следующим.

Полюсные наконечники, установленные напротив магнитопроводов по другую сторону от магнитов и на таком же расстоянии от полюсов, обеспечи65 вают уравновешивание сил, действу1050001 ющих 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 лерпендикулярно перемещению толкателя и,смещения магнитапроводов и полюсных наконечников разных положений вдоль оси толкателя равновесие сил, действующих на толкатель, сохраняется во всем диапазоне его перемещения, так как зазоры у торцов магнитов одинаковы в любом положении толкателя, а распо ложение магнитопроводов и полюсных наконечников симметрично. Таким о6разом, 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 системы.

Благодаря расположению герКонов перпендикулярно оси толкателя существенно уменьшается высота выключателя Н, которая определяется, в основном, 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 рав на 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 того, в предложенном выключателе может быть использована сигнальная лампа 12 (фиг. 1 и 2 ), устанавливаемая в центре под толкателем. Таким образом, без усложнения конструкции

1О достигается расширение функциональных возможностей выключателя.

С целью проверки основных параметров выключателя были изготовлены и испытаны экспериментальные об15 Разцы.

H качестве контактов использованы герконы" КЭМ-1 A с. разными значениями магнитодвижущей силы срабатывания (50-72 A ) и минимальными значениями коэффициента возврата, Предельные значения МДС срабатывания и коэффициента возврата опре.деляют максимальное значение хода толкателя. Магниты изготовлены иэ феррита баРия ФБИ, его размеры бх8х11 мм, намагниченность в направлении размера 8 мм. Выключатель, выполненный беэ полюсных наконечников, имел максимальный ход, равный б.мм, а с полюсными наконечниками — 3 мм. Усилие притяжения толкателя к боковой стенке направляющей без полюсных наконечников

0,35 кГ, с полюсными наконеч» никами - 0,08 кГ.

ЗЭ С использованием предложенного технического решения разработана проектная документация кнопочных выключателей, предназначенных для постов управления перспективными

4Q лифтами жилых, общественных и про:мышленных зданий.

Новые аппараты предназначены для применения взамен выпускаемых

ПО "Армэлектроаппарат" аппаратов серий ВП-31, ВП-53, ВП-54, ВП-700, ПЛ-2300, ПЛ-5300, ПЛ-5400, ПЛ-6300, ПЛ-640 и ПЛ-7000,являющихся базой сравнения. Эти аппараты выполнены на открытых контактах, требуют относительно больших затрат на обслуживание, потребляют много серебра . ,и имеют низкую износостойкость.

При замене упомянутых аппаратов на новые посты на герконах будет сэкрномлено около 300 кг серебра

В Год

Экономический эффект достигается эа счет повышения износостойкости.

Износостойкость базовых аппаратов составляет 1,6 млн. циклов срабатыя0 ваний, а новых аппаратов — 10 спи. циклов.

1050001

Составитель В.Шибанов

Редактор И.Николайчук Техред A.Бабинец Корректор О. Билак

Закаэ 8439/51 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35:, &а лаская .наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.,ужгород, ул. Проектная, 4