ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЙ КОНТАКТ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2001 года по МПК H01H1/66 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике для коммутации электрических цепей, в конструкциях реле.

Контакт-детали герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов) имеют неплющенную и плющенную части. Плющенные части, герметично заваренные во внутрь стеклянного баллона, образуют две консоли, концевые свободные части которых перекрываются с образованием некоторого зазора между собой.

В магнитном поле контакт-детали геркона образуют магнитную цепь с воздушным зазором, а перекрывающиеся между собой их концевые части являются магнитными полюсами. МДС срабатывания геркона является тяговой силой между этими полюсами. Известно, что тяговая сила между магнитными полюсами зависит от магнитной проводимости между торцами полюсов и проводимости между их боковыми поверхностями, иначе, проводимости поля выпучивания. Проводимость поля выпучивания, в зависимости от величины зазора, может составлять значительную часть от основной проводимости между торцами полюсов [1]. Чем больше зазор между торцами полюсов, тем больше координата поля выпучивания по высоте полюса. Следовательно, для повышения чувствительности геркона при увеличенных зазорах между контакт-деталями толщина их концевых частей должна быть достаточной величины, чтобы поле выпучивания было максимально задействовано.

Известны герконы, например МКА-27101, у которых контакт-детали имеют плющение постоянной достаточной толщины. В этом случае жесткость контакт-деталей значительна, и поэтому чувствительность герконов невысока. Жесткость контакт-деталей у герконов, например КЭМ-2, контакт-детали которых имеют два участка с различной толщиной плющения, уменьшается. Однако наличие резкого перехода от меньшей толщины плющения в начале консольной части к большей у концевой части, довольно сильно ухудшает магнитную проводимость самих контакт-деталей [2].

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому геркону, является геркон [3], у которого толщина плющения контакт-деталей равномерно возрастает от начала их консольной части по направлению к свободному концу. Геркон [3] частично устраняет недостатки герконов типов МКА-27101 и КЭМ-2. Однако ввиду того, что толщина плющения контакт-деталей на значительном протяжении велика, жесткость контакт-деталей оказывается существенной, и поэтому чувствительность геркона не высока.

Техническим результатом изобретения по первому и второму вариантам будет повышение чувствительности герметизированных магнитоуправляемых контактов. Кроме того, при выполнении геркона по второму варианту достигается увеличение коэффициента возврата от 0,5 до 0,95.

Технический результат достигается за счет того, что в герметизированном магнитоуправляемом контакте, по первому варианту содержащем баллон и две контакт-детали, герметично заваренные в торцах баллона, каждая из которых расплющена для образования гибких консольных частей. В начале консольной части плющение имеет постоянную толщину, переходящее в направлении свободной части в плющение равномерно возрастающей толщины. Участок плющения с постоянной толщиной обеспечивает контакт-деталям достаточно малую жесткость. Равномерное увеличение толщины плющения к концевой части консоли благоприятствует магнитной проводимости в области зазора между контакт-деталями, а также из-за отсутствия резких изменений в толщине плющения магнитная проводимость контакт-деталей не уменьшается.

В герметизированном магнитоуправляемом контакте по второму варианту, содержащем баллон и две контакт-детали, герметично заваренные в торцах баллона, каждая из которых расплющена для образования гибких консольных частей, технический результат достигается за счет того, что в начале консольной части контакт-детали плющение имеет постоянную толщину, переходящую в направлении конца консольной части в плющение равномерно возрастающей толщины и по достижении некоторой толщины плющения снова переходит в плющение постоянной толщины.

На фиг. 1 изображен продольный разрез известного геркона;
на фиг. 2 - то же, вид сверху;
на фиг. 3 - продольный разрез геркона по I варианту;
на фиг. 4 - то же, вид сверху;
на фиг. 5 - продольный разрез геркона по II варианту;
на фиг. 6 - то же, вид сверху.

Герметизированный магнитоуправляемый контакт содержит баллон 1 контакт детали 2, 3.

Для количественной оценки электрических параметров различных герконов была выведена следующая формула:
F=Ax²yexp[b(y/x²)^m],
где F - МДС срабатывания геркона;
х - величина перекрытия контакт-деталей;
y - величина зазора между контакт-деталями;
A, b, m - постоянные вычисляются для каждого типа геркона по следующим данным контакт-деталей: длины, толщины и ширины плющения, формы плющения свободного конца, модуля упругости материала, что позволяет провести сравнительный анализ герконов.

При фиксированном значении зазора "y" МДС срабатывания F становится функцией одной переменной "х" и имеет минимум. В таблице 1 приведены значения "x" и "y", при которых МДС срабатывания 40-40,5 A является минимальным значением для указанных герконов, имеющих одинаковые геометрические параметры.

Из таблицы 1 видно, что у предлагаемого геркона:
1. значительно больше величина зазора между контакт-деталями;
2. увеличивается величина и диапазон перекрытия контакт-деталей, что благоприятствует заварке герконов.

Наравне с чувствительностью герконов не менее важную роль играет их коэффициент возврата "к". Результаты обработки экспериментальных данных зависимости перекрытия "x" от величины коэффициента возврата "к" предлагаемого геркона представлены таблицей 2.

Из таблицы 2 видно, что оптимальные значения коэффициента возврата 0,5 - 0,6 предлагаемый геркон имеет как раз при тех значениях перекрытия, при которых они имеет минимум МДС срабатывания - 40-40,5 А.

В некоторых случаях требуется, чтобы коэффициент возврата превышал 0,8. Для предлагаемого геркона по первому варианту большие коэффициенты возврата практически невозможны.

Чтобы получать герконы с коэффициентами возврата, превышающими 0,8, магнитная проводимость в области зазора между контакт-деталями должна быть уменьшена. Этого можно достигнуть, если концевые части контакт-деталей будут иметь расположение "полюс-полюс" [1], т.е. будут иметь плющение постоянной толщины.

Таблица 3, аналогичная таблице 2, составлена для предлагаемого геркона по второму варианту.

Таблица 3 показывает, что технический результат, заключающийся в увеличении коэффициента возврата для герконов по второму варианту достигается, так как перекрытие контакт-деталей до 2 мм вполне осуществимо. Чувствительность предлагаемых герконов по второму варианту выше чем у существующих герконов, но хуже чем у предлагаемых герконов по 1-му варианту.

Источники информации
1. Б. К. Буль. Основы теории и расчета магнитных цепей. М.-Л.: Энергия, 1964 г.

2. В.А.Говорков. Электрические и магнитные поля. M.: Энергия, 1968 г.

3. Патент Великобритании 2071918 A, H 01 H 1/66, 17.03.80.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике для коммутации электрических цепей. Предложены два варианта герконов. По первому варианту контакт-детали на начальном участке консольной части имеют постоянную толщину, а затем их толщина равномерно возрастает. По второму варианту контакт-детали на начальном участке имеют постоянную толщину, затем их толщина равномерно возрастает, а затем остается постоянной до конца свободной части. Техническим результатом является повышение чувствительности герконов. При втором варианте кроме повышения чувствительности достигается увеличение коэффициента возврата от 0,5 до 0,95. 2 с.п. ф-лы, 3 табл., 6 ил.

1. Герметизированный магнитоуправляемый контакт, содержащий баллон и две контакт-детали, герметично заваренные в торцах баллона, каждая из которых расплющена для образования гибких консольных частей, отличающийся тем, что в начале консольной части контакт-детали плющение имеет постоянную толщину, переходящее в направлении свободной части в плющение равномерно возрастающей толщины. 2. Герметизированный магнитоуправляемый контакт, содержащий баллон и две контакт-детали, герметично заваренные в торцах баллона, каждая из которых расплющена для образования гибких консольных частей, отличающийся тем, что в начале консольной части контакт-детали плющение, имеющее постоянную толщину, переходит в направлении конца свободной части в плющение равномерно возрастающей толщины, а затем снова переходит в плющение постоянной толщины.