Инерционный включатель

Изобретение относится к инерционным включателям для систем автоматики различных технических объектов, подвергающихся воздействиям линейных ускорений. Техническим результатом является повышение надежности путем стабилизации времени срабатывания в широком диапазоне температур эксплуатации, снижение погрешности срабатывания при ускорениях в боковых направлениях и обеспечение настройки на малую уставку срабатывания, а также исключение регулировок пространственного положения контактов при сборке. Инерционный включатель содержит корпус (1) с крышкой (2), образующие объем, заполненный жидкостью (11), в которой расположено инерционное тело (6) в виде плоского диска, удерживаемого магнитной системой (8), и неподвижные контакты (4). Инерционное тело (6) является подвижным контактом, выполнено из биметаллического материала с размещением активного слоя (7) со стороны расположенных по окружности неподвижных контактов (4) и закреплено с возможностью перемещения до перемыкания неподвижных контактов (4). Для увеличения массы инерционного тела (6) на нем закреплена магнитная система (8), а на корпус (1) по резьбе установлен колпак (9) из магнитопроводящего материала, являющийся шунтом магнитной системы. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к инерционным включателям для систем автоматики различных технических объектов, подвергающихся воздействиям линейных ускорений.

В настоящее время известны различные конструкции инерционных включателей, однако они, обладая определенными недостатками, зачастую не могут быть использованы в указанных системах.

Известен инерционный включатель - автомобильный чувствительный механический контактный датчик, содержащий корпус, инерционное тело, поджатое контактной пружиной и задемпфированное демпфирующей ламелью [Европейский патент № ЕР 689219 А2, Н01Н 35/14, 1992 г.].

Инерционный включатель имеет большую погрешность срабатывания из-за нестабильности трения между инерционным телом и демпфирующей ламелью, что существенно ограничивает его применение.

Известен инерционный включатель - датчик ускорения, содержащий корпус с крышкой, инерционное тело в виде эластичного баллона, заполненного жидкостью, удерживаемого магнитной системой, контакты [Заявка РФ №95100890/02 A1, F42C 15/24, 1995 г., публикация 1996 г.].

Недостаток инерционного включателя заключается в том, что он реагирует на очень короткие импульсы ускорения, то есть возможно его срабатывание от ударных ускорений малой длительности, что существенно сужает его области применения.

Известен инерционный включатель, содержащий корпус с крышкой, образующие объем, заполненный жидкостью, в которой расположено инерционное тело в виде плоского диска, удерживаемого магнитной системой, подвижные и неподвижные контакты [Патент РФ №2237310 С2, Н01Н 35/14, 2000 г., публикация 2004 г.].

Недостатки инерционного включателя:

- время срабатывания нестабильно и зависит от температуры окружающей среды;

- уставка нестабильна при действии ускорений в боковых направлениях;

- необходимость регулировки пространственного положения подвижных контактов;

- невозможность настройки на малые уставки срабатывания.

Все эти недостатки снижают надежность работы инерционного включателя и сужают области его применения.

Этот инерционный включатель рассматривается в качестве прототипа как наиболее близкий по назначению и имеющий наибольшее количество общих существенных признаков с заявляемым инерционным включателем.

Анализ конструкций известных инерционных включателей позволяет сделать вывод, что известный уровень техники не обеспечивает создания высоконадежного инерционного включателя с упрощенной сборкой и регулировкой, который мог бы работать в широком диапазоне температур и настраиваться в широком диапазоне уставок.

Поэтому задача, решаемая изобретением, - создание высоконадежного инерционного включателя простой конструкции и работоспособного в широком диапазоне температур эксплуатации.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается в стабилизации времени срабатывания в широком диапазоне температур эксплуатации, в снижении погрешности срабатывания при ускорениях в боковых направлениях, упрощение конструкции и регулировки, обеспечении настройки на малую уставку срабатывания.

Сущность изобретения заключается в том, что в инерционном включателе, содержащем корпус с крышкой, образующие объем, заполненный жидкостью, в которой расположено инерционное тело в виде плоского диска, удерживаемого магнитной системой, подвижные и неподвижные контакты, согласно изобретению инерционное тело выполнено из биметаллического материала с размещением активного слоя со стороны расположенных на крышке по окружности неподвижных контактов и закреплено на пружинном подвесе с возможностью перемещения от действия ускорения до перемыкания неподвижных контактов.

Кроме того, для уменьшения нижней границы диапазона уставок и упрощения настройки на требуемую уставку магнитная система закреплена на инерционном теле.

Для упрощения настройки на требуемое ускорение срабатывания на корпус по резьбе установлен колпак из магнитопроводящего материала, являющийся шунтом магнитной системы.

Предлагаемое изобретение обеспечивает высокую надежность работы инерционного включателя, простоту и технологичность конструкции, работоспособность в широком диапазоне температур эксплуатации.

Это достигается тем, что:

- выполнение инерционного тела в виде диска из термобиметаллического материала (биметаллической ленты) с определенной ориентацией пассивного, а следовательно, и активного слоя позволяет стабилизировать время срабатывания инерционного включателя постоянством гидравлического сопротивления кольцевого зазора между внешней поверхностью диска и внутренней цилиндрической поверхностью крышки в широком диапазоне температур эксплуатации. При наибольшей температуре этот зазор минимальный (диск плоский или в форме сферической поверхности с наибольшим радиусом), при снижении температуры диск принимает форму сферической поверхности с меньшим радиусом, то есть зазор увеличивается. Изменение площади зазора компенсирует изменение вязкости жидкости, следовательно, исключается значительное изменение гидравлического сопротивления кольцевого зазора;

- три неподвижных контакта, расположенные по окружности, не требуют регулировок по высоте выступания, так как инерционное тело в виде диска при перемещении от действия ускорения в направлении срабатывания всегда будет опираться на все три контакта одновременно, обеспечивая их электрический контакт между собой;

- закрепление инерционного тела на пружинном подвесе исключает контакт инерционного тела с внутренней цилиндрической поверхностью крышки, следовательно, отсутствует сила трения, возможная от этого взаимодействия;

- расположение магнитной системы на инерционном теле увеличивает его массу, следовательно, уменьшает нижнюю границу диапазона уставок и упрощает настройку на требуемую уставку;

- установка на корпус по резьбе колпака из магнитопроводного материала обеспечивает настройку ускорения срабатывания практически в полностью собранном инерционном включателе (заваренном и заполненном жидкостью);

- в инерционном включателе небольшое количество деталей, в контактной системе отсутствуют пружинные детали, перемещается лишь инерционное тело, что обеспечивает высокую надежность заявляемого инерционного включателя;

- отсутствие регулировок контактов и возможность настройки ускорения срабатывания в собранном приборе упрощает сборку.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 представлен осевой разрез инерционного включателя в исходном положении.

На фиг.2 представлен осевой разрез инерционного включателя в сработанном положении.

На фиг.3 показан разрез А-А на фиг.1 (показана форма пружинного подвеса инерционного тела).

На фиг.4 показано изменение кольцевого зазора между внешней поверхностью инерционного тела в виде диска и внутренней цилиндрической поверхностью крышки при изменении температуры.

Инерционный включатель содержит корпус 1, выполненный из немагнитного металла, с крышкой 2, на торце которой через изоляторы 3 по окружности закреплены, например, стеклоспаем три неподвижных контакта 4. Между корпусом 1 и крышкой 2 закреплен посредством пайки или сварки пружинный подвес 5. На пружинном подвесе 5 закреплено инерционное тело 6 в виде плоского диска, выполненного из термобиметаллического материала (биметаллической ленты), активный слой 7 которого расположен со стороны неподвижных контактов 4. Инерционное тело 6 дополнительно выполняет функцию подвижного контакта. На инерционном теле 6 с противоположной стороны активного слоя 7 закреплена магнитная система 8. Расположение магнитной системы 8 на инерционном теле 6 увеличивает его массу, следовательно, уменьшает нижнюю границу диапазона уставок и упрощает настройку на требуемую уставку.

Колпак 9, установленный по резьбе на корпус 1, шунтирует магнитную систему 8. Мембрана 10, приваренная к крышке 2, компенсирует температурные изменения объема жидкости 11, заполняющей внутреннюю полость инерционного включателя. Внутренняя полость образована корпусом 1 и крышкой 2 с мембраной 10, которая контактирует своей поверхностью с жидкостью 11 (фиг.1, 2).

Инерционный включатель работает следующим образом.

При действии ускорения с величиной, равной или большей уставочного, в направлении по стрелке а на фиг.1 инерционное тело 6, преодолевая усилие магнитной системы 8 и пружинного подвеса 5, перемещается в противоположном направлении и в конце перемещения ложится активным слоем 7 на контакты 4, замыкая их между собой (фиг.2).

Усилие удержания магнитной системы 8 при движении инерционного тела 6 уменьшается, поэтому инерционное тело 6 при опоре на контакты 4 обеспечивает достаточные контактные давления.

После прекращения действия ускорения инерционное тело 6 магнитной системой 8 и пружинным подвесом 5 возвращается в исходное положение, то есть контакты 4 снова в разомкнутом состоянии. Пружинный подвес 5 может иметь конструкцию, например, в виде трехлепестковой плоской пружины (фиг.3).

Регулировка ускорения срабатывания проводится колпаком 9, установленным по резьбе с внешней стороны на корпус 1.

При действии ускорений с величиной меньше уставочного инерционное тело 6 остается в исходном состоянии, так как усилие притяжения инерционного тела 6 магнитной системой 8 превышает силу, действующую на инерционное тело 6 от ускорения. Инерционный включатель не срабатывает.

При одновременном действии ускорений в направлении срабатывания и в боковых направлениях инерционное тело 6 удерживается от значительных боковых перемещений пружинным подвесом 5, то есть исключается или уменьшается сила трения, действующая на инерционное тело.

При наибольшей температуре эксплуатации кольцевой зазор b между внешней поверхностью инерционного тела 6 и внутренней поверхностью крышки 2 наименьший - bmin, при понижении температуры зазор b увеличивается и при наименьшей температуре эксплуатации наибольший - bmax, инерционное тело 6 из биметаллического материала принимает положение 12 (фиг.4). Изменение зазора b компенсирует изменение вязкости жидкости 11, исключая значительное изменение гидравлического сопротивления кольцевого зазора при изменившейся вязкости жидкости.

Расположение магнитной системы 8 на инерционном теле 6 увеличивает его массу, следовательно, уменьшает нижнюю границу диапазона уставок и упрощает настройку на требуемую уставку.

Установка на корпус 1 по резьбе колпака 9 из магнитопроводящего материала позволяет настраивать ускорение срабатывания практически в полностью собранном инерционном включателе (заваренном и заполненном жидкостью).

Предлагаемое изобретение обеспечивает высокую надежность работы инерционного включателя, простоту и технологичность конструкции, работоспособность в широком диапазоне температур эксплуатации.

Кроме того, изобретение позволяет расширить область применения инерционного выключателя, так как он может настраиваться в более широком диапазоне уставок, чем прототип.

Таким образом, применение заявляемого инерционного включателя позволит:

- стабилизировать время срабатывания в широком диапазоне температур окружающей среды;

- стабилизировать уставку при действии ускорений в боковых направлениях;

- исключить регулировку пространственного положения контактов;

- упростить настройку на требуемую уставку;

- обеспечить настройку на малую уставку срабатывания.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

1. Инерционный включатель, содержащий корпус с крышкой, образующие объем, заполненный жидкостью, в которой расположено инерционное тело в виде плоского диска, удерживаемого магнитной системой, подвижные и неподвижные контакты, отличающийся тем, что инерционное тело выполнено из биметаллического материала с размещением активного слоя со стороны расположенных по окружности неподвижных контактов и закреплено на пружинном подвесе с возможностью перемещения до перемыкания неподвижных контактов.

2. Инерционный включатель по п.1, отличающийся тем, что магнитная система закреплена на инерционном теле.

3. Инерционный включатель по п.2, отличающийся тем, что на корпус по резьбе установлен колпак из магнитопроводящего материала, являющийся шунтом магнитной системы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к датчикам измерения ускорения движущегося объекта и может быть использовано в системах торможения различных транспортных средств. .

Изобретение относится к технике выявления изменения скорости транспортного средства. .

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к электромеханическим инерционным датчикам порогового действия с электромеханическим инерционным замыкателем и блокирующим механизмом.

Изобретение относится к датчикам измерения ускорения движущегося объекта и может быть использовано в системах торможения различных транспортных средств. .

Изобретение относится к предохранительным устройствам транспортных средств. .

Изобретение относится к инерционным включателям систем безопасности различных объектов использования. .

Изобретение относится к инерционным включателям для систем автоматики различных летательных аппаратов и систем безопасности автомобилей. .

Изобретение относится к электромеханическим инерционным датчикам порогового действия. .

Изобретение относится к электромеханическим инерционным датчикам порогового действия. .

Изобретение относится к инерционным переключателям для систем автоматики различных технических объектов, подвергающихся воздействиям линейных ускорений

Изобретение относится к исполнительным коммутирующим устройствам пороговых датчиков физических параметров для систем автоматики взрывоопасных технических объектов, которые могут подвергаться аварийным воздействиям

Изобретение относится к исполнительным коммутирующим устройствам пороговых датчиков физических параметров для систем автоматики взрывоопасных технических объектов, которые могут подвергаться аварийным воздействиям

Изобретение относится к исполнительным коммутирующим устройствам пороговых датчиков физических параметров для систем автоматики взрывоопасных технических объектов, которые могут подвергаться аварийным воздействиям

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к инерционным датчикам порогового действия, и предназначено для контроля за достижением ускорений движущихся объектов пороговых уровней, в том числе при столкновении с другими объектами, например, при транспортных авариях

Изобретение относится к исполнительным коммутирующим устройствам датчиков требуемого физического параметра систем автоматики взрывоопасных технических объектов, которые могут подвергаться аварийным воздействиям. Устройство содержит корпус, контактную систему, перемыкатель с токопроводящими секторами, взаимодействующими с расположенными по окружности контактами, электромагнитный привод в виде многополюсного поляризованного реле, ротор в виде якоря и датчик физического параметра, электрически связанный с электромагнитным приводом. Якорь точечно соединен через шарнирный механизм с осью, на которой жестко закреплен перемыкатель. Якорь имеет форму диска с выполненными равномерно по всему периметру зубьями, взаимодействующими с зубьями кольцевого выступа корпуса. Якорь взаимодействует с многополюсным поляризованным реле. Каждому полюсу реле соответствует зуб кольцевого выступа корпуса. Зубья на кольцевом выступе распределены равномерно. Механическое взаимодействие одного из зубьев якоря с соответствующим полюсу зубом кольцевого выступа обеспечивает возможность пошагового поворота оси с перемыкателем. Технический результат - гарантированное сохранение состояния контактов контактной системы исполнительного коммутирующего устройства при многократных ударных воздействиях и воздействии угловых ускорений. 14 ил.

Изобретение предназначено для измерения действующих линейных ускорений в системах автоматики летательных объектов. Инерционный включатель, содержит установленные на оси основное инерционное тело, удерживаемое магнитной системой, и подвижный поворотный привод с пазом в боковой стенке и размещенным на нем перемыкателем для переключения контактов контактной системы, корпус с выполненным наклонным пазом с угловой протяженностью, превышающей угловую протяженность паза в подвижном поворотном приводе на угол, достаточный для переключения контактов, два выступа, диаметрально расположенные на дополнительном инерционном теле в виде втулки, взаимодействующие с пазом корпуса и пазом подвижного поворотного привода, втулка установлена на основное инерционное тело и поджата в осевом направлении пружиной с возможностью взаимного осевого перемещения, при этом осевой ход основного инерционного тела относительно втулки не меньше его возможного осевого хода до упора, усилие, создаваемое пружиной, превышает усилие, создаваемое основным инерционным телом при действии уставочного значения ускорения, на которое настроен инерционный включатель, а диаметральные выступы закреплены на втулке, при этом выступающие внутренние концы выступов заходят в кольцевую проточку, выполненную на основном инерционном теле. Технический результат - увеличение стойкости инерционного включателя к высокоинтенсивным ударным воздействием и расширение области его применения.5 ил.

Изобретение предназначено для регистрации действующих линейных ускорений в системах автоматики летательных аппаратов и систем безопасности автомобилей. Инерционный включатель содержит корпус, осевую направляющую, расположенное на ней инерционное тело с радиальными выступами, привод контактов, коаксиально расположенные друг в друге и относительно инерционного тела подвижные поворотные втулки с наклонными пазами на боковых стенках для взаимодействия с радиальными выступами инерционного тела при его поступательном перемещении. Наклонные пазы выполнены с наклоном в противоположные стороны. На одной из втулок установлены постоянные магниты, а втулки выполнены из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью. Технический результат - повышение надежности инерционного включателя при действии высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений при полете и сохранение исходного состояния контактов при аварийных падениях в составе объекта использования. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к приборостроению, к исполнительным магнитным механизмам. Магнитное пороговое устройство содержит постоянный магнит, магнитопроводы, примыкающие к его полюсам и образующие рабочий зазор для размещения в нем якоря, упор исходного положения якоря и стержень из магнитомягкого материала, установленный в одном из магнитопроводов с возможностью перемещения параллельно направлению намагниченности постоянного магнита. Каждый магнитопровод выполнен с выступом, обращенным в рабочий зазор, а стержень выполнен с концевой частью переменного сечения и установлен с возможностью перемещения внутрь отверстия, выполненного в другом магнитопроводе. Технический результат состоит в повышении точности срабатывания устройства, снижении трудоемкости регулирования магнитного усилия и улучшении массогабаритных характеристик устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к инерционным датчикам порогового действия, и предназначено для контроля за достижением ускорениями, действующими на объект при столкновении с другими объектами, например, при транспортных авариях, пороговых уровней. Инерционный датчик содержит размещенное в корпусе с упором инерционное тело, поджатое к одной стороне упора и имеющее со стороны опорной поверхности хвостовую часть. Датчик имеет неподвижный контакт в виде кольца, размещенного на другой стороне упора и соединенного с одним токовыводом, и подвижный контакт, который закреплен на хвостовой части инерционного тела и соединен гибким токопроводом с другим токовыводом. Технический результат - повышение надежности замыкания электрических контактов датчика и отсутствие самопроизвольного срабатывания датчика при поломке рабочей пружины. 1 ил.

Изобретение относится к инерционным включателям для систем автоматики различных технических объектов, подвергающихся воздействиям линейных ускорений

Наверх