Спусковой механизм

 

1% т л яви бкбя котел fv1 Д

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 542259

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.08.74 (21) 2055914/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 0501.77. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания28.02.77 (51) М. Кл.

Н 01 Н 55/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 538.652:

:621.31657 (088.8) (72) Авторы изобретения К. К. Намитоков, В. Г. Брезинский и В. Н. Терешин (71) Заявитель (54) СПУСКОВОЙ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к области электроаппаратостроения, в частности к автоматическим выключателям.

В расцепителях автоматических выключателей могут быть применены спусковые механизмы, основанные на использовании магнитострикционных свойств материалов.

Известен спусковой механизм, который имеет ведущий С вЂ” образный элемент, охваченный намагничивающей катушкой, выполненный двухслойным из материалов с коэффициентами магнитострикции противоположных знаков (1). Недостаток такого спускового механизма заключается в зависимости величины перемещения от температуры из — за различия температурных коэффициентов магнитострикционного биметалла.

Материалы, обладающие близкими коэффициентами термического расширения, имеют небольшие значения коэффициентов магнитострикции, и изготовленные из них чувствительные элементы не обладают максимально возможной чувствительностью к магнитному полю, но сохраняют чувствительность к изменению температуры среды.

Существующие магнитострикционные материалы не позволяют выбрать пару с противоположными знаками коэффициента магнитострикции, у которой бьни бы максимальные абсолютные значения коэффициента магнитосгрикции и близкие коэффициенты термического расширения (2) .

5 Цель изобретения — исключение влияния температуры окружающей среды. Это достигается тем, что чувствительный элемент снабжен дополнительным слоем из немагнитного материала, прилегающим к одному из слоев из магнитострикционного

10 материала и образующим с ним биметалл, у которого температурная деформация противоположна по знаку и равна по величине температурной деформации биметалла, образованного магнитострикционными материалами.

l5 На чертеже схематически представлен один из возможных вариантов предлагаемого спускового механизма.

Чувствительный элемент представляет собой две трехслойные пластины, жестко соединенные

20 между собой у оснований магнитопроводящим стержнем 1. Между двумя другими концами защемлена упругая пластина 2, являющаяся ведомым элементом спускового механизма. Каждая из трехслойных пластин является ведущим магнитострик25 ционным элементом. Дополнительный третий

542259

30 где п2 и аз — коэффициенты линейного расы рения слоев 3 и 4, 0 слой 3 изготовляется из немагнитного материала с температурным коэффициентом линейного расширения, обеспечивающим отсутствие изгибных деформаций при изменении температуры окружающей среды и может располагаться со стороны 5 любого слоя. Слои 4 и 5 трехслойных пластин изготовлены из магнитострикционных материалов с коэффициентами магнитострикции противоположных знаков. Середина ведомого элемента 2 воздействует на механизм свободного расцепления (на 1О чертеже не показан). Стрелкой показано направление усилия, которым ведомый элемент 2 воздействует на механизм свободного расцепления.

Спусковой механизм работает следующим образом. (5

При подаче управляющего сигнала в намагничивающую катушку 6 магнитньй поток, проходящий через трехслойные пластины, вызывает одновременную магнитострикционную деформацию слоев 4 и

5, причем в разных направлениях т.е. один слой сжимается, а второй растягивается. В результате ведомый элемент 2 перемещается. Слой 3 из немагнитного материала при этих деформациях оказывает сопротивление перемещению с силой

E bh ьу р=

4Я где Е, — модуль упругости слоя 3, — толщина слоя 3, Ьу — перемещение конца биметалла из слоев 4 и5, b — ширина трехслойной пластины, — длина трехслойной пластины.

Усилие, развиваемое при этом свободным концом биметаллической пластины из слоев 4 и 5, будет

P =

z ьк (-л )

О1 2 1

4 1 где Ео, — эффективный модуль упругости слоев 4 и5, — толщина слоев 4 и 5, 40

Х, и Х1 — коэффициенты магнитострикции слоев

4и 5.

При изменении температуры окружающей среды трехслойная пластина испытает изгибные деформации в двух противоположных направлениях: под действием биметалла, образованного слоями 4 и 5, в одном направлении с силой

З (с 1 г а 5

Р=

16 В где Ь 0 — изменение температуры окружающей 5Î среды, в С, а1и а — температурные коэффициенты линейного расширения слоев 4 и 5, и под действием биметалла, образованного слоями 3 и 4, в противоположном направлении с силой 55 (.,-",)(h,+ h, )h,h, E, E, „Ь.Е

h> и hq — толщина слоев 3 и 4, Е. и Ез — модули упругости слоев 3 и 4, E<>q — эффективный модуль упругости слоев

Зи 4.

Для полной компенсации температурных деформаций магнитострикционного элемента должно иметь место равенство сил Рз и Р4. В этом случае изменение температуры элемента не будет сопровождаться его деформациями. Для материалов с соотношением величин температурного коэффициента линейного расширения, обеспечивающих возможность температурной компенсации, модуль упругости определяет толщину слоя немагнитного компонента. Введение дополнительного слоя несколько уменьшает величину деформаций и усилий, развиваемых трехслойным элементом в магнитном поле, по сравнению с двухслойным. Так для биметалла, компонентами которого являются никель и сплав 49КФ, обладающими высокими положительными (сплав 49КФ вЂ” ) и отрицательным (никель) коэффициентами магнитострикции, при толщине каждого из компонентов 0,5 мм исключить тепловые деформации в широком температурном интервале можно размещением со стороны сплава 49КФ третьего компонента из латуни Л-62 толщиной 0,3 мм, ни при этом магнитострикционные деформации в поле насыщения для трехкомпонентного элемента примерно íà 70% меньше, чем для биметаллического. Такое снижение чувствительности окупается однако применением материалов (никель и сплав 49КФ) с высокими коэффициентами магнитострикции. Магнитострикционные биметаллические элементы с компонентами, имеющими близкие температурные коэффициенты линейного расширения, даже без компенсирующего слоя обладают значительно меньшей чувствительностью в магнитном поле, чем описаньй трехслойный элемент.

Описанньй механизм с С вЂ” образньы ведущим элементом не исключает возможности применения спускового механизма другой конструкции с применением трехслойного или четырехслойного магнитострикционного элемента.

Спусковой механизм рационально использовать в автоматических выключателях. Его применение исключает зависимость тока срабатывания от изменения температуры окружающей среды, что в сочетании с такими положительными свойствами магнитострикционного механизма как быстродействие и высокий коэффициент возврата значительно улучшает защитные характеристики выключателя.

Формула изобретения

Спусковой механизм, например, для автоматического выключателя, содержащий чув ствительньй элемент„образованный двумя слоями магнигострикционных материалов с коэффициентами

542259

Составитель Ю. Макарычев

Техред М. Ликович

Редактор В. Фельдман

Корректор Н. Золотовская

Тираж Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5993/33

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 магнитострикции противоположных знаков, о т л ича ю щи и с я тем, что, с целью исключения влияния температуры окружающей среды, чувствительный элемент снабжен дополнительным слоем из немагнитного материала, прилегающим к одному из слоев магнитосгрикционного материала и образующим с ним биметалл, у которого температурная деформация противоположна по знаку и равна по

6 величине температурной деформации би металла, образованного магнитострикционными материалаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство N 236596 по кл.

Н 01 Н 55/00 за 1940 г.

2. Бозорт P. Ферромагнетизм Мир. 1961 г.