Инерционный включатель



Инерционный включатель
Инерционный включатель
Инерционный включатель
Инерционный включатель
Инерционный включатель

 


Владельцы патента RU 2521000:

Федеральное государственное унитарное предприятие "РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР-ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.И. ЗАБАБАХИНА" (RU)

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 предназначено для регистрации действующих линейных ускорений в различных системах летательных аппаратов.

В настоящее время известны самые различные конструкции инерционных включателей, однако все они обладают определенными недостатками и не выполняют в полной мере поставленной изобретением задачи.

Известен инерционный включатель, содержащий корпус, осевую направляющую (ось), расположенное на ней инерционное тело с радиальными выступами и привод контактов.

На корпусе выполнен наклонный паз, взаимодействующий с одним выступом, выполненным на инерционном теле, при этом другой выступ на инерционном теле взаимодействует с пазом в боковой стенке поворотного привода контактов при прямом и обратном ходе инерционного тела только в конце его ходов. Инерционное тело удерживается магнитной системой, [патент РФ №2193800, Н01Н 35/14, опубликовано 27.11.2002].

Известный инерционный включатель может сработать (переключить свои контакты) при аварийных падениях в составе объекта использования, например, на мягкий грунт, так как его временная задержка, определяемая наклоном и угловой протяженностью наклонных пазов, является незначительной. То есть области применения известного инерционного включателя ограничены. Например, его нецелесообразно использовать в качестве предохранительного коммутирующего устройства в системах взрывоопасных объектов.

Известен инерционный включатель, содержащий корпус, осевую направляющую (ось), расположенное на ней инерционное тело с радиальными выступами и привод контактов.

Инерционный включатель содержит неподвижную направляющую и подвижный поворотный привод контактов, расположенные коаксиально с инерционным телом и имеющие на боковых стенках наклонные пазы для взаимодействия с радиальными выступами инерционного тела, которое удерживается магнитной системой, [патент РФ №2192683, Н01Н 35/14, опубликовано 10.11.2002].

Известный инерционный включатель работоспособен при и после воздействия высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений при полете в составе объекта использования, однако он также может сработать (переключить свои контакты) при аварийных падениях в составе объекта использования, например, на мягкий грунт, то есть его также нельзя использовать в качестве предохранительного коммутирующего устройства в системах взрывоопасных объектов.

Этот инерционный включатель рассматривается в качестве прототипа.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - создание инерционного включателя надежного в работе при и после воздействия высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений при полете в составе объекта использования и не срабатывающего при аварийных ударных воздействиях.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, - 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.

Указанный технический результат достигается тем, что инерционный включатель, содержащий корпус, осевую направляющую, расположенное на ней инерционное тело с радиальными выступами и привод контактов, согласно изобретению снабжен установленными на осевой направляющей и коаксиально расположенными друг в друге и относительно инерционного тела, внешней и внутренней подвижными поворотными втулками с наклонными пазами на боковых стенках для взаимодействия с радиальными выступами, привод контактов выполнен в виде штока, установленного в отверстии осевой направляющей и связанного с инерционным телом, при этом наклонные пазы втулок выполнены с наклоном в противоположные стороны, причем на одной из втулок установлены постоянные магниты, а втулки выполнены из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью.

Введение в состав инерционного включателя коаксиально расположенных друг в друге и относительно инерционного тела, поджатого пружиной, подвижных поворотных втулок с наклонными пазами на боковых стенках для взаимодействия с радиальными выступами инерционного тела при его поступательном перемещении и выполнение наклонных пазов с наклоном в противоположные стороны с установкой на одной из втулок постоянных магнитов и выполнение втулок из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью, а также выполнение привода контактов в виде штока, установленного в отверстии осевой направляющей и связанного с инерционным телом, позволяет реализовать в инерционном включателе эффективный индукционный тормоз без использования зубчатых передач. Что, в конечном итоге, позволяет проводить селекцию ускорений, действующих в направлении срабатывания не только по величине, но и по длительности, то есть исключает срабатывание инерционного включателя при аварийных ударных воздействиях и обеспечивает надежное срабатывание на траектории в составе объекта использования. Эффективность индукционного тормоза обеспечивается тем, что, из-за наклона пазов на втулках в разные стороны, втулки при поступательном перемещении инерционного тела под действием ускорения вращаются также в разные стороны, обеспечивая удвоенную относительную угловую скорость одной втулки относительно другой. Выполнение втулок из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью также повышает эффективность индукционного тормоза, так как исключаются паразитные шунтирования магнитных потоков магнитов и обеспечиваются достаточные вихревые (индукционные) токи.

Инерционный включатель также снабжен дополнительными постоянными магнитами, установленными на внешней подвижной поворотной втулке, а корпус выполнен из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью, что также повышает эффективность индукционного тормоза.

Кроме того, инерционный включатель снабжен пружиной, один торец которой упирается в инерционное тело, а другой - в упор осевой направляющей.

Поджатие инерционного тела пружиной обеспечивает увеличение хода инерционного тела, что в свою очередь повышает стойкость инерционного включателя к ударным и вибрационным воздействиям.

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 приведен продольный разрез инерционного включателя в исходном состоянии.

На фиг.2 - форма наклонного паза во внешней втулке.

На фиг.3 - форма наклонного паза во внутренней втулке.

На фиг.4 - конструкция индукционного тормоза.

На фиг.5 - продольный разрез инерционного включателя с дополнительными магнитами на внешней втулке.

Инерционный включатель содержит корпус 1, в котором закреплена осевая направляющая 2, на которой установлено на шариках 3 инерционное тело 4. Шарики 3 размещены в кольцевых канавках 5 инерционного тела 4. На осевой направляющей 2 на шарикоподшипниках 6 коаксиаольно установлены внешняя и внутренняя тонкостенные втулки 7 и 8, соответственно. Втулка 8 охватывает инерционное тело 4. На боковых стенках втулок 7 и 8 выполнены наклонные пазы 9 и 10, соответственно, взаимодействующие через шарикоподшипники 11 с диаметрально расположенными радиальными выступами 12 инерционного тела 4. Шарикоподшипники 11 установлены на выступах 12 для снижения трения. Пазы 9, 10 наклонены в разные стороны (один выполнен по левой, другой - по правой спирали) (фиг.1-3).

На внутренней втулке 8 равномерно по окружности с чередованием полюсов закреплены (приклеены или припаяны) постоянные магниты 13 в виде секторов, охватываемые со сторон полюсных поверхностей и с одной из боковых поверхностей внешней втулкой 7 для обеспечения максимального использования энергии магнитов 13. Втулки 7 и 8 выполнены из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью. Постоянные магниты 13 и втулка 7 образуют индукционный тормоз инерционного включателя (фиг.4).

Постоянные магниты 13 могут быть расположены на внешней втулке 7, в этом случае уже постоянные магниты 13 и втулка 8 образуют индукционный тормоз инерционного включателя.

Инерционное тело 4 удерживается в исходном положении пружиной 14, торец которой опирается на упор 15, закрепленный на осевой направляющей 2. В отверстии осевой направляющей 2 размещен шток 16, посредством штифта 17 связанный с инерционным телом 4 в осевом направлении. Штифт 17, установленный в диаметральное отверстие штока 16, своими концами заходит в кольцевую канавку 18 инерционного тела 4. На втулках 7, 8, выполнены пазы 19, 20 для обеспечения взаимодействия одного из шарикоподшипников 11 только с наклонным пазом 9 втулки 7, а другого только с наклонным пазом 10 втулки 8 (фиг.1-3).

Шток 16, перемещаясь вместе с инерционным телом 4, переключает контактную систему (на чертежах не показана), то есть является приводом контактной системы.

Инерционный включатель снабжен дополнительными постоянными магнитами 21, закрепленными на внешней втулке 7 равномерно по окружности с чередованием полюсов и охватываемыми со сторон внешних полюсных поверхностей корпусом 1, выполненным из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью.

Дополнительные постоянные магниты 21 и корпус 1 образуют дополнительный индукционный тормоз инерционного включателя, то есть еще более повысится эффективность индукционного торможения (фиг.5).

Инерционный включатель работает следующим образом.

При действии ускорения а с величиной, равной или большей уставочного значения, в осевом направлении в течение продолжительного времени инерционное тело 4 перемещается в противоположном направлении, сжимая пружину 14 и одновременно поворачивая (от взаимодействия установленных на радиальных выступах 12 шарикоподшипников 11 с пазами 9, 10) втулки 7, 8. Втулки 7, 8 из-за противоположного наклона пазов 9, 10 поворачиваются в противоположных направлениях с угловыми скоростями Ω1 и Ω2 соответственно, то есть относительная угловая скорость втулок 7, 8 суммируется из угловых скоростей каждой (Ωотн12). Вихревые индукционные токи, появляющиеся в материале втулки 7, создают момент торможения взаимного поворота втулок 7, 8. Значение момента торможения зависит от значения относительной угловой скорости (Ωотн) втулок 6, 7, которая также зависит от значения действующего ускорения а. То есть при этом реализуется временная задержка срабатывания инерционного включателя, определяемая величиной и продолжительностью действия ускорения.

Вихревые индукционные токи, появляющиеся в материале корпуса 1, также создают момент торможения поворота втулки 7.

Перемещение инерционного тела 4 до упора в направлении, противоположном направлению действующего ускорения а, приводит к перемещению штока 16, вызывающему переключение контактной системы (на чертежах не показана).

При действии ускорения а величиной, меньшей усилия начального поджатия пружины 14, инерционное тело 4 остается в исходном положении, так как усилие пружины 14 превышает силу, действующую на инерционное тело 4 от ускорения а.

При действии ускорения а величиной, большей усилия начального поджатия пружины 14, но меньшей уставочного значения, инерционное тело 4 смещается из исходного положения, сжимая пружину 14, на некоторую величину хода, недостаточную для срабатывания инерционного включателя.

При действии в направлении срабатывания высокоинтенсивных ударных ускорений малой длительности инерционное тело 4, взаимодействующее с втулками 7, 8, из-за резкого возрастания момента торможения в индукционном тормозе не успевает сместиться из исходного положения или, сместившись на небольшое расстояние, снова возвращается обратно. То есть шток 16 также не переместится на расстояние, вызывающее переключение контактной системы.

Момент торможения в индукционном тормозе, состоящем из постоянных магнитов 13 и втулки 7, возникает из-за наведения во втулке 7 индукционных токов при взаимном повороте постоянных магнитов 13 и втулки 7.

При действии линейных и вибрационных ускорений в боковых направлениях из-за использования шариковых и шарикоподшипниковых опор, обеспечивающих малые коэффициенты трения, их влияние на погрешность срабатывания инерционного включателя будет незначительно. Применение шариковых и шарикоподшипниковых опор также позволяет обеспечивать настройку инерционного включателя на малые ускорения срабатывания.

Регулировка уставочного значения ускорения срабатывания инерционного включателя осуществляется подбором пружины 14 или установкой под один из торцов пружины 14 прокладок (на чертежах не показаны).

Вместо пружины 14 для удержания инерционного тела 4 может использоваться магнитная система, однако поджатие инерционного тела пружиной обеспечивает увеличение хода инерционного тела, что в свою очередь повышает стойкость инерционного включателя к ударным и вибрационным воздействиям.

Таким образом, применение заявленного инерционного включателя позволит обеспечить его надежную работу при действии высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений и сохранение исходного состояния контактов при аварийных падениях в составе объекта использования, то есть значительно расширит возможные области его применения.

Представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно для регистрации действующих линейных ускорений в различных системах летательных аппаратов;

- для заявленного устройства (инерционного включателя) в том виде, в котором оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления;

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении способно обеспечить его надежную работу при действии высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений и сохранение исходного состояния контактов при аварийных падениях в составе объекта использования.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

1. Инерционный включатель, содержащий корпус, осевую направляющую, расположенное на ней инерционное тело с радиальными выступами и привод контактов, отличающийся тем, что он снабжен установленными на осевой направляющей и коаксиально расположенными друг в друге и относительно инерционного тела внешней и внутренней подвижными поворотными втулками с наклонными пазами на боковых стенках для взаимодействия с радиальными выступами, привод контактов выполнен в виде штока, установленного в отверстии осевой направляющей и связанного с инерционным телом, при этом наклонные пазы втулок выполнены с наклоном в противоположные стороны, причем на одной из втулок установлены постоянные магниты, а втулки выполнены из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью.

2. Инерционный включатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными постоянными магнитами, установленными на внешней подвижной поворотной втулке, а корпус выполнен из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью.

3. Инерционный включатель по п.2, отличающийся тем, что он снабжен пружиной, один торец которой упирается в инерционное тело, а другой - в упор осевой направляющей.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к исполнительным коммутирующим устройствам датчиков требуемого физического параметра 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 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 инерционным переключателям для систем автоматики различных технических объектов, подвергающихся воздействиям линейных ускорений. .

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

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 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 датчикам порогового действия и предназначено для контроля над достижением ускорений движущихся объектов пороговых уровней, в том числе при столкновении с другими объектами. Включатель инерционный содержит герметичный корпус, направляющую втулку для свободного перемещения инерционного тела и панель с контактными парами. Выключатель снабжен также устройством блокировки, состоящим из запирающей втулки и шариков, расположенных в выборках на торце запирающей втулки, и поворотным поляризованным электромагнитным приводом, соединенным с устройством блокировки. Инерционное тело выполнено в виде шара и прижато цилиндрической пружиной к стенке направляющей втулки, причем на шаре закреплена через изолятор подвижная часть главного контакта. Технический результат - расширение области применения за счет повышения стойкости к внешним механическим воздействиям и обеспечения замыкания главного контакта при воздействии перегрузки, направленной вдоль и под углом к оси выключателя. 3 ил.

Инерционный включатель содержит корпус, инерционное тело на направляющей оси, контакты, а также неподвижную направляющую и подвижный поворотный привод контактов, расположенные коаксиально с инерционным телом и имеющие на боковых стенках пазы. Выключатель снабжен внешней втулкой, коаксиально расположенной между неподвижной направляющей и подвижным поворотным приводом с возможностью поворота относительно них и с наклонным пазом на боковой стенке. Выключатель снабжен подпружиненной и охватывающей инерционное тело втулкой, радиальные выступы которой взаимодействуют с пазами поворотного привода, внешней втулки и неподвижной направляющей. Один выступ с внутренней стороны взаимодействует с инерционным телом при его перемещении на направляющей оси. Пазы во внешней втулке и в неподвижной направляющей выполнены с наклоном в противоположные стороны. Паз в подвижном поворотном приводе выполнен со стенками, параллельными направляющей оси. По крайней мере со стороны одного торца неподвижной направляющей установлены постоянные магниты с магнитопроводами. Неподвижная направляющая выполнена из немагнитного металла, а внешняя втулка - из немагнитного металла с высокой электрической проводимостью. Технический результат - повышение надежности работы выключателя при высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорениях и сохранение исходного состояния контактов при аварийных падениях в составе объекта использования. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Инерционный включатель содержит корпус, инерционное тело, размещенное на центральной оси, неподвижную направляющую, имеющую на боковых стенках наклонные пазы, контакты, перемыкатель и поворотный привод контактов. Включатель снабжен втулкой с радиальными выступами, закрепленной на инерционном теле, и внешней втулкой с наклонными пазами, коаксиально расположенной между неподвижной направляющей и втулкой, поджатой пружиной. С торцов на неподвижной направляющей размещены по окружности по две группы постоянных магнитов чередующейся полярности, между полюсами которых расположены цилиндрические кольца из материала с высокой электрической проводимостью, закрепленные на торцах внешней втулки. Пазы на боковых стенках неподвижной направляющей и внешней втулки наклонены во взаимно противоположные стороны и взаимодействуют с радиальными выступами втулки. Привод снабжен радиальным выступом, закрепленным на центральной оси и входящим в паз инерционного тела с возможностью его осевого перемещения. На торце центральной оси размещен диск с пазом на внешнем диаметре для захода поворотного рычага зубчатого сектора, взаимодействующего через зубчатую передачу с поджатым пружиной перемыкателем контактов. Технический результат - расширение области применения путем обеспечения работоспособности инерционного включателя при действии высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений при полете и сохранения исходного состояния контактов при аварийных падениях в составе объекта использования. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно - к инерционным датчикам порогового действия, осуществляющим регистрацию и запоминание в автономном режиме (без источника электропитания) информации о достижении ускорением заданных предельных уровней. Датчик предельных ускорений содержит корпус с установленным в нем инерционным телом, предварительно поджатым к упору упругим элементом, установленным с возможностью перехода из одного устойчивого положения в другое путем прощелкивания. Упругий элемент выполнен в виде гибкой тарельчатой пружины с краевыми гофрами, имеющей на участке рабочего хода отрицательную жесткость, при этом в центральном отверстии тарельчатой пружины установлено инерционное тело сферической формы. Технический результат: повышение точности срабатывания датчика при действии ускорений, действующих вдоль и под углом к оси датчика, в том числе ударных импульсов произвольной формы, и повышение устойчивости в условиях вибронагружений. 2 ил.
Наверх