Коммутационное устройство
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации тока. Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение чувствительности путем уменьшения дифференциального хода постоянного магнита. Под воздействием избыточного давления рабочей среды на защитную полимерную пленку-мембрану 8 тонкая круглая пластина (ТКЦ) 5 прогибается и перемещает щток 4 с постоянным магнитом 2, приближая его к геркону 1 с ферромагнитной прямоугольной пластиной 3. При расстоянии от геркона 1 до постоянного магнита 2, равном Ii, контакт геркона замыкается . С уменьшением избыточного давления рабочей среды ТКИ 5 выпрямляется , удаляя постоянньш магнит от геркона, и при расстоянии между постоянным магнитом 2 и герконом 1, равном 1р, контакт геркона размыкается. Благодаря тому, что длину, ширину и толщину ферромагнитной прямоугольной пластины 3 выбирают из соотношений Sn Вп.с LH TJ В/«Lf Lf,и ,2, 1 : 1 , где длина ферромагнитной прямоугольной пластины 3 и постоянного магнита 2 соответственно, В, Вд, - ширина ферромагнитной прямоугольной пластины и постоянного магнита соответственно , S f) - толщина ферромагнитной прямоугольной пластины, 1-г. рас- . стояние от геркона до ферромагнитной прямоугольной пластины в момент замыкания контакта геркона, достигается минимальный дифференциальный ход постоянного магнита. В силу того, что ТКП 5 расположена в пазу 7 корпуса 6, ограничивающем радиальные смещения ТКП 6 со штоком, обеспечивается большая гибкость ТКП 6, что повышает чувствительность коммутационного устройства и уменьшает его габариты. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. с « 4 00 4 О5
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (Sl) 4 Н 01 H 36/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1234890 (21) 4234545/24-07 (22) 23. 04.87 (46) 07.07.88. Бюл. М - 25 (72) Б.М.Астамбовский (53) 621.316.646 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССГ
У 1234890, кл. Н 01 H 36/00, 1984. (54) КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации тока. Цель изобретения — уменьшение габаритов и повышение чувствительности путем уменьшения дифференциального хода постоянного магнита. Под воздействием избыточного давления рабочей среды на защитную полимерную пленку-мембрану
8 тонкая круглая пластина (ТКП) 5 прогибается и перемещает шток 4 с постоянным магнитом 2, приближая его к геркону 1 с ферромагнитной прямоугольной пластиной 3. При расстоянии от геркона 1 до постоянного магнита
2, равном 2, контакт геркона замыкается. С уменьшением избыточного давления рабочей среды ТКП 5 выпрям„.,SU„„1408467 А 2 ляется, удаляя постоянный магнит от геркона, и при расстоянии между постоянным магнитом 2 и герконом 1, равном 2, контакт геркона размыкается.
Благодаря тому, что длину, ширину и толщину ферромагнитной прямоугольной пластины 3 выбирают иэ соотношений — ) 1,5, — ) 1,2, — (1, где
Вп Ьн Бп ьм
L и L — длина ферромагнитной прямоугольной пластины 3 и постоянного магнита 2 соответственно, В и, Вм — ширина ферромагнитной прямоугольной пластины и постоянного магнита соответственно, S < — толщина ферромагнитной прямоугольной пластины 1 - — расЭ . стояние от геркона до ферромагнитной Ж прямоугольной пластины в момент замыкания контакта геркона, достигается минимальный дифференциальный ход ( постоянного магнита. В силу того, что
ТКП 5 расположена в пазу 7 корпуса 6, ф ограничивающем радиальные смещения
Фми
ТКП 6 со штоком, обеспечивается большая гибкость ТКП 6, что повышает чувствительность коммутационного устройства и уменьшает его габариты.
Об
1 з.п. ф-лы, 6 ил. 4h
1408467
Изобретение относится к электроТехнике, может быть использовано для коммутации тока и является усовершенствованием устройства по авт. св.
И- 1234890.
Цель изобретения — повышение чувствительности и уменьшение габаритов
Путем уменьшения дифференциального
1 ода постоянного магнита. 10
На фиг. 1 изображены геркон, посоянный магнит и ферромагнитная пласина при замыкании (и размыкании) онтакта; на фиг.2 — вид А на фиг. 1, а фиг.3 — зависимость дифференциаль-15 ого хода от соотношения длин ферроагнитной пластины и магнита; на фиг.4 — зависимость дифференциального ода от соотношения ширины ферромагитной пластины и магнита; на фиг.5 -20 ,зависимость дифференциального хода и зависимость расстояния между герконом магнитом при замыкании и размыкании аонтакта от толщины пластины;на фиг.6— пример выполнения коммутационно го 25 устройства с круглой тонкпй пластиной, !
;продольный разрез.
Путем измерений расстояния между (, герконом 1 и постоянным магнитом 2
, ;(фиг. 1) в момент замыкания (II y) и 30 размыкания (1 ) контакта, которые производились с помощью специально
:,сконструированного экспериментально,го стенда, оснащенного механизмом перемещения постоянного магнита по1
35, средством микрометрического винта, ! обе спечив ающе го точно сть до О, 01 мм,, установлены зависимости дифференци-
1 ! ального хода D2 от соотношения длин
1 ферромагнитной пластины 3 (Lя) и пос-40 тоянного магнита 2 (L ), от соот:ношения ширины ферромагнитной пластины 3 (Вд) и постоянного магнита 2 (В ), от толщины ферромагнитной пластины 3 (Sв). Для этого эксперименты проводят с ферромагнитными пластинами 3 разной длины (I. > 32-80 MM), разной ширины (B II 3-21,5 мм) и разной толщины (S д О, 2-1, 1 8 MM), а также с постоянными магнитами 2, имеющими разную длину (I. ) и ширину (В ) .
Типичный график зависимости дифференциального хода постоянного магнита 2 от длины L ферромагнитной пластины 3, а также от соотношения длин К „ = Ь /L, полученный, напри55 мер, для геркона, постоянного магнита с размерами Ь = 32,5 мм, В =
6,2 мм и ферромагнитной пластины с постоянными шириной В = 10 мм и п толщиной S > О, 375 мм, из готовленной из трансформаторного железа, = f (LÄ) идТ =й (К1) =f (Е„/LÄ)э представлен на фиг. 3. Из графика фиг. 3 видно, что с увеличением длины пластины 3 L дифференциальный ход
dL магнита 2 сначала резко уменьшается, но, начиная с некоторой величины (соответствующей соотношению К
= L„/L „, = 1,2), уменьшение g Р замедляется, так что дальнейшее увеличение длины L не вызывает существенного уменьшения д L. Таким образом, если длину I.ä пластины 3 выбирать из соотношения Lä/L„„ 1,2, то обеспечивается минимальный дифференциальный ход dl постоянного магнита 2 при одинаковых прочих условиях.
Типичный график зависимости дифференциального хода Bl постоянного магнита 2 от ширины Вп ферромагнитной пластины 3, а также от соотношения ширин К 6 = В„ /В, полученный для тех же геркона и магнита, что и график фиг.3, но для пластины 3 с постоянными длиной Е = 80 мм и толщиной
П
Б, == 0,35 мм, 1 = f (Вп) ид1 (К ) = f (Вя/В„„) представлен на фиг.4. Влияние на дифференциальный ход постоянного магнита 2 изменения ширины В и ферромагнитной пластины 3 аналогично влиянию изменения длины .
L„: с увеличением ширины Вп дифференциальный ход вначале резко уменьшается, а, начиная с некоторой величины (соответствующей соотношению
К =ВП/В =1 » уменьшение Д1 замедляется и дальнейшее увеличение В не вызывает заметного уменьшения Ql.
Таким образом, если ширину Бп пластины 3 выбирать из соотношения
Вп/В„„ 1,5, то обеспечивается минимальный дифференциальный ход Р постоянного магнита 2 при одинаковых прочих условиях.
На фиг.5 представлены типичные зависимости расстояния от геркона 1 до магнита 2 в момент замыкания контакта (2 ), в момент размыкания контакта (lp). и дифференциального хода
D)j, постоянного магнита 2 от толщины SII пластины 3, полученные для тех же геркона и магнита, что и графики фиг. 3 и 4, Но для властию,I 3 с постоя:нными длиной 1. II = 58,5 мм и шириной Вр 10 MM kyf (S„) 0 p=f (S ) и Д 1= -I >=f (S ), Из эти графиков
Р Ъ з 1408 видно, ч»»о дифференциальный ход постоянного магнита 2. »1=1p-1 с увеличением толщины S пластины 3 вначале резко уменьшается, а затем это уменьшение .а1 с ростом S замедляется.
Из графика 1 фиг.5, видно, что с увеличением толщины S расстояние от геркона 1 до магнита 2 в момент .замыкания контакта ky стремится (I»o абсолютной величине) к толщине пластины S, т.е. 3 -+ S . Очевидно, что
S не может быть выбрана больше так как в этом случае контакт не сможет замкнуться, ибо пластина 3 не позволит магниту 2 приблизиться к геркону 1 на необходимое »ля замыкания его контакта расстояние. Отсюда вытекает ограничительное условие (соотношение), которое необходимо выполнять при выборе толщины пластины 3
S .с1 или — (1.
S»»
3 1>
Таким образом, полученные экспериL»» ментально соотношения — 1,2, Вп 8»» м — 0 1,5 и - — (1 позволяют выбвм 11 рать (по кон кре тным размерам магнита 30
Ь и В ) размеры ферромагнитной пласМ тины 3, обеспечивающие минимальный дифференциальный ход постоянного магнита, что важно, так как повышает точность срабатывания коммутационного устройства.
Устройство содержит геркон 1, расположенный параллельно постоянному магниту 2. В зоне контакта геркона 1 расположена ферромагнитная пластина 3 4О постоянного поперечного сечения прямоугольной формы. Приводной элемент постоянного магнита 2 со штоком 4 снабжен тонкой круглой пластиной 5, которая жестко связана в центре со што- 45 ком 4, в корпусе 6 выполнена впадина 7, циаметр которой ограничивает смещение пластины 5 в радиальном направлении, а глубина впадины — прогиб этой пластины превышающий давле- < ние срабатывания ° Устройство снабжено эащитной полимерной пленкой — мембраной 8, прилегающей к круглой пластине 5.
Коммутационное устроиство с кру лой пластиной работает следующим образом.
При отсутствии избыточного давления под мембраной 8-круглая пластина
407
5 выпрямлена и постоянный магнит 2 расположен на расстоянии от геркона
1, большем расстояния при раз»»ыкании контакта (I ). При этом геркон 1 разомкнут. При появлении избыточного давления контролируемой среды в «ипарате, оно давит на мембрану 8, а через нее на круглую пластину 5, которая начинает прогибаться, при этом шток 4 с постоянным магнитом 2 приближается к геркону 1. При достиже— нии избыточным давлением величины срабатывания (замыкания контакта) устройства, когда прогиб пластины 5 достаточ1»о велик и расстояние между постоянным магнитом 2 и герконом 1 достигает величины, достаточной для замыкания контакта (Rp) геркон 1 замъ»кается. Дальнейшее повышение избыточного давления не изменяет замкнутого состояния геркона 1, так как расстояние при этом между герконом 1 и постоянным магнитом 2 меньше 1 (и тем более меньше g,p) Пластина 5 при избыточном давлении, большем р
3»»м»»к» прилегает к поверхности паза 7 до контакта с ней, при этом дальнейшее повышение давления уже не вызывает увеличения внутренних напряжений в пластине 5, а деформация ее не превышает предела упругости. При уменьшении давления среды пластина 5 начинает выпрямляться под действием упругих сил, постоянный магнит 2 удаляется от геркона 1 и контакт размыкается.
Формула и зо бре тения
1. Коммутационное устройство по авт. св. 11- 1234890, о т л и а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения габаритов путем уменьшения дифференциального хода постоянного магнита, размеры ферромагнитной пластины определены из соотношений — 1,2; — )1,5; — (1, 1.п В»» Бл
1м вм 13 где 1, и L — длина пластины и пос»» м тоянного магнита соответственно;
В и  — ширина пластины и поси м тоянного магнита соот ветственно;
Sä — толщина пластины;
1408467 расстояние от геркона до постоянного магнита в момент замыкания контакта.
2. Устройство по и. 1, о т л и—
Ч а ю щ е е с я тем, что приводной злемент постоянного ма нита, содержащий шток со стороны воздействия рабочей среды, снабжен тонкой круглой 1Î пластиной, центр которой жестко связан со штоком, в корпусе устройства выполнена впадина, в которой расположена тонкая круглая пластина, причем диаметр и глубина впадины выбраны из условий ограничения радиальных смещений и прогиба тонкой круглой пластины при давлении, превышающем давление срабатывания.!
408467
dl,т
В
1 о
Л J
Ь1, РЯ
10 ь
Л
Ши„авиа пласп ины. dn
О us У У 2а У ЯО,.Ва . Исщнашение ширины пластины и dm
ЛагНи1ла . и
Я
Л
3 ф
Ф Ю8 Ф2 И И 14 ld 6 2 И лина ляасаины. „rw
1д 1Л 1$ .175 Ln
Й тнюшенйв 6тн nnacmuw и лагншпа
Фиг. Ю
4 d Ю 10 12 14 N 18 Л ли
1408467
410
2-1р = f |Õäj
Х-dl = 1 -L =f($„
Фиг. 5
Составитель М. Трофимова
С. Патрушева Техред Л. Сердюкова Корректор Л.Пилипенко
Редактор
Тираж 746 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 3356/53
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
1, 25
24
Л 22
Q 21
w 20
19
Я 18 17 1 ,„15 14 а 12 о 11 10
И g ф о
6
%з
9 о
Ф 0
dl, ПМ
Z5
24
22
21
19
18
17
1b
15 È R8 а У 12
< 11 о 10
g И
4ъ 7 б
4
w5
9- 2
1 и а1 П2 П О ОХ У О7 ag ОЯ 10 11
7слаина пластины, Ю„т
1-4 = f(Sï)
