ПУТЕВОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК H01H36/00 H01H36/02 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к элементам автоматики для контроля подвижных элементов и двухпозиционного регулирования, и может быть использовано в качестве датчика положения и коммутационного элемента, например, в поплавковом магнитном переключателе для контроля и поддержания уровня жидкости в заданных пределах путем непосредственного переключения приводов помп подкачки и слива.

Известен поплавковый выключатель, содержащий корпус из немагнитного материала, внутри которого расположено коромысло, установленное на оси вдоль корпуса с возможностью поворота, постоянные магниты и ртутный качаемый выключатель, закрепленные на плечах коромысла, а также источник управляющей МДС, выполненный в виде сферического пустотелого поплавка из ферромагнитного материала, покрытого оболочкой из коррозионноустойчивого немагнитного материала и размещенного в цилиндрической камере, снабженной присоединительными патрубками.

Недостатками этого выключателя являются невысокая чувствительность, малая коммутируемая мощность и скорость срабатывания ртутного качаемого выключателя, не позволяющего обеспечить двухпозиционное регулирование, что ограничивает возможности использования.

Известен также путевой выключатель, содержащий корпус из немагнитного материала, внутри которого расположены два геркона, поворотная пластина с постоянными магнитами, закрепленными на ее концах, и источник управляющей МДС, расположенный вне корпуса с возможностью перемещения, поворотная пластина установлена на оси с возможностью магнитного взаимодействия с герконами и источником управляющей МДС, который выполнен в виде постоянного магнита и механически не связан с корпусом выключателя, для фиксации поворотной пластины в крайних устойчивых положениях предусмотрена, например, винтовая пружина.

Недостатками этого выключателя являются недостаточно высокая чувствительность при переключении, малая коммутируемая мощность и скорость срабатывания, обусловленные применением герконов, что ограничивает возможности использования.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению (прототипом) является устройство управления коммутационной системой, размещенной внутри замкнутого герметизированного корпуса, содержащее корпус из немагнитного материала, внутри которого расположены два микропереключателя, поворотная пластина с носителями МДС и источник управляющей МДС, расположенный вне корпуса с возможностью перемещения, микропереключатели установлены в одной плоскости по продольной оси корпуса, а указанная поворотная пластина с носителями МДС установлена на оси с возможностью взаимодействия с приводными элементами микропереключателей. Поворотная пластина выполнена из ферромагнитного материала, а источник управляющей МДС выполнен в виде магнитного инструмента, содержащего постоянный магнит в виде цилиндрического стержня.

Недостатками этого устройства являются весьма малая чувствительность переключения, обусловленная необходимостью значительного магнитного тяжения от источника управляющей МДС для срабатывания замыкающих контактов каждого микропереключателя, поскольку их приводные элементы в исходном положении сопряжены с поворотной пластиной в начале рабочего хода и воздействуют на нее суммарным усилием (при этом поворотная пластина занимает положение, параллельное продольной оси корпуса, а контакты обоих микропереключателей находятся в разомкнутом положении), что ограничивает возможности использования.

Цель изобретения - повышение чувствительности переключателя и расширение возможности его использования, например, для регулировки уровня жидкостей с различными плотностями.

Это достигается тем, что в путевом переключателе, содержащем корпус из немагнитного материала, внутри которого расположены два микропереключателя, поворотная пластина с носителями МДС и источник управляющей МДС, расположенный вне корпуса с возможностью перемещения, микропереключатели установлены в одной плоскости по продольной оси корпуса, а указанная поворотная пластина с носителями МДС установлена на оси с возможностью взаимодействия с приводными элементами микропереключателей, согласно изобретению в качестве носителей МДС использованы постоянные магниты, установленные на концах поворотной пластины, обращенные к источнику управляющей МДС, упомянутые микропереключатели установлены относительно поворотной пластины таким образом, что их приводные элементы сопряжены с поворотной пластиной, при этом взаимное положение микропереключателей отрегулировано так, что в исходном положении их элементы мгновенного действия находятся в состоянии предсрабатывания.

На чертеже представлена конструктивная схема путевого переключателя, выполненного в виде поплавкового магнитного переключателя для контроля и поддержания уровня жидкости в заданных пределах путем непосредственного переключения приводов помп подкачки и слива.

Путевой переключатель содержит корпус 1 из немагнитного материала, выполненный, например, во взрывонепроницаемом исполнении, внутри которого расположены два микропереключателя 2 с элементами мгновенного действия, поворотная пластина 3, установленная на оси 4 и снабженная носителями МДС, в качестве которых использованы два постоянных магнита 5 с концентраторами магнитного поля, выполненными в виде упоров 6 и закрепленные на концах поворотной пластины 3, и источник управляющей МДС, выполненный, например, в виде сферического пустотелого поплавка 7 из ферромагнитного материала, покрытого коррозионностойким материалом. Микропереключатели 2 установлены относительно поворотной пластины 3 таким образом, что их приводные элементы 8 сопряжены с поворотной пластиной 3 (равноплечий рычаг первого рода), при этом взаимное положение микропереключателей 2 отрегулировано так, что в исходном положении их элементы мгновенного действия находятся в состоянии предсрабатывания. Регулировка взаимного положения микропереключателей производится в процессе сборки при помощи съемного приспособления, которое обеспечивает фиксацию поворотной пластины 3 в технологическом положении, параллельном продольной оси корпуса 1, и индивидуальную подвижку микропереключателей 2, сопряженных приводными элементами 8 с этой пластиной 3, по двум направлениям: в продольном, относительно оси 4 и по ходу приводных элементов 8. Поплавок 7 размещен вне корпуса 1 с возможностью перемещения, например, в трубе 9 из немагнитного материала, снабженной присоединительными патрубками 10 и скрепленной с корпусом 1. Для уменьшения рабочего зазора между упорами 6 и поплавком 7 в процессе работы труба 9 в зоне контакта со стенкой корпуса 1 снабжена лыской, выполненной за счет толщины ее стенки.

При сборке путевого переключателя с целью повышения его чувствительности необходимо микропереключатели 2 отбирать попарно (селективный отбор) с примерно равными усилиями сопротивления приводных элементов 8 от нуля до момента срабатывания, например, при помощи граммометра (с точностью до 1... 3 Гс) или визуально взаимным нажатием приводными элементами 8 друг на друга.

Работа путевого переключателя основана на использовании эффекта получения сверхмалого усилия на приводных элементах 8 при срабатывании по крайней мере двух микропереключателей 2, сопряженных этими элементами посредством поворотной пластины 3, за счет взаимного влияния их элементов мгновенного действия, находящихся в состоянии предсрабатывания, т.е. непосредственно на границе перехода через положение мертвой точки, причем после срабатывания контакты одного микропереключателя становятся размыкающими, а другого - замыкающими.

Под границей перехода через положение мертвой точки подразумевается зона дифференциального хода, расположенная между положениями прямого и обратного срабатывания приводного элемента микропереключателя.

Использование взаимного влияния элементов мгновенного действия микропереключателей 2 позволяет получить дифференциальные усилия срабатывания в десятки раз меньше собственного усилия на приводном элементе 8 одного микропереключателя 2, что дает возможность решить задачу регулировки уровня жидкостей с различными плотностями (оптимальное сочетание между источником МДС и его удельным весом, взаимодействия постоянных магнитов и их силы тяжения без изменения габаритов взаимодействующих элементов путевого переключателя), кроме того, обеспечивается возможность создания компактных конструкций концевиков для комплексной автоматизации приборостроения и машиностроения.

Путевой переключатель, выполненный в виде поплавкового магнитного переключателя для непосредственного переключения рабочей сети питания приводов ПОМП подкачки и слива, работает следующим образом.

При движении поплавка 7, например, сверху вниз параллельно передней стенке корпуса 1, по мере расхода жидкости, он попадает в зону концентрированного магнитного поля от постоянного магнита 5, сконцентрированного упором 6, выполненным из ферромагнитного материала. При этом возникает магнитное тяжение, которое создает момент, поворачивающий пластину 3 вокруг оси 4. Поскольку микропереключатели 2 выставлены таким образом, что их приводные элементы 8 упираются в поворотную пластину 3, выполняющую роль равноплечего рычага первого рода, и при ее расположении параллельно стенке корпуса 1 элементы мгновенного действия напряжены и находятся в состоянии предсрабатывания, происходит их срабатывание, например, нижнего - на замыкание электрической цепи, а верхнего - на размыкание. За счет того, что после срабатывания элементов мгновенного действия усилие на приводных элементах 8 не одинаково, а именно, в утопленном положении после перехода через положение мертвой точки (прямой ход приводного элемента 8) оно меньше, а в отпущенном положении (обратный ход приводного элемента 8) больше, то пластина 3 надежно фиксируется в этом крайнем положении.

Таким образом, подключено питание к приводу помпы подкачки. При подъеме поплавка 7 снизу вверх и достижении им расположения верхней зоны концентрированного магнитного поля от постоянного магнита 5 происходит аналогичный поворот пластины 3 и переключение электрической цепи на питание привода помпы слива. Попеременное подключение и отключение приводов помп подкачки и слива позволяют поддерживать уровень расходуемой жидкости в резервуаре в заданных пределах.

Использование: область электротехники, для контроля подвижных элементов и двухпозиционного регулирования. Сущность изобретения: в переключателе, содержащем корпус из немагнитного материала, внутри которого расположены контактные группы в виде микропереключателей с элементами мгновенного действия, поворотная пластина установлена параллельно стенке корпуса, два постоянных магнита закреплены на концах поворотной пластины. Источник управляющей магнитодвижущей силы размещен вне корпуса с возможностью перемещения. Микропереключатели установлены попарно с возможностью взаимодействия приводными элементами посредством поворотной пластины на границе, проходящей через положение мертвой точки срабатывания элементов мгновенного действия. 1 ил.

ПУТЕВОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий корпус из немагнитного материала, внутри которого расположены два микропереключателя и поворотная пластина с носителями МДС, и источник управляющей МДС, расположенный вне корпуса с возможностью перемещения, микропереключатели установлены в одной плоскости по продольной оси корпуса, а указанная поворотная пластина с носителями МДС установлена на оси с возможностью взаимодействия с приводными элементами микропереключателей, отличающийся тем, что в качестве носителей МДС использованы постоянные магниты, установленные на концах поворотной пластины, обращенных к источнику управляющей МДС, упомянутые микропереключатели установлены относительно поворотной пластины таким образом, что их приводные элементы сопряжены с поворотной пластиной, при этом взаимное расположение микропереключателей отрегулировано так, что в исходном положении их элементы мгновенного действия находятся в состоянии предсрабатывания.