УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ Российский патент 2021 года по МПК H01H5/04 

Изобретение относится к электротехнике я может быть использовано в качестве привода для переключателей, работающих в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий, а также в аварийных ситуациях.

Известно «Управляющее устройство для переключателя» (см. патент РФ №2684405, опубликовано в Б.И. №10 от 09.04.2019), содержащее первый и второй электродвигатели, кинематически связанные через редукторы, дифференциальный механизм, входной вал с выходным элементом, выполненным в виде зубчатой рейки, установленной с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом входного вала, стопорный механизм выходного элемента, выполненный в виде зубцов рейки с возможностью взаимодействия с зубцами зубчатого колеса входного вала, пружину, первый и второй упоры, установленные с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой, соединенной с одним концом пружины, и под ее действием имеющей возможность перемещения до первого упора, при этом другой конец пружины соединен со вторым упором, цени управления электродвигателями с первым, вторым, третьим и четвертым выключателями, выполненными механическими с возможностью управления ими кулачками, установленными на входном валу, механизм блокировки, выполненный в виде несбалансированной массы с возможностью ее взаимодействия с зубчатой рейкой для предотвращения ее перемещения в прямом направлении в исходном положении, стопоры, установленные с возможностью взаимодействия с одним из зубчатых колес соответствующего редуктора.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Недостатком данного устройства является недостаточное усилие фиксации выходного элемента, выполненного в виде зубчатой рейки, предотвращающее перемещение его в обратном направлении при ударном воздействии в сработанном положении.

Решаемой технической проблемой заявляемого изобретения является создание управляющего устройства для переключателя с повышенной надежностью его функционирования в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий, а также в аварийных ситуациях.

Достигаемым техническим результатом является увеличение усилия фиксации выходного элемента и исключение его перемещения и обратном направлении при ударном воздействии в сработанном положении.

Для достижения технического результата в управляющем устройстве для переключателя, содержащем первый и второй электродвигатели, кинематически связанные через редукторы, дифференциальный механизм, входной вал с выходным элементом, выполненным в виде зубчатой рейки, установленной с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом входного вала, стопорный механизм выходного элемента, выполненный в виде зубцов рейки с возможностью взаимодействия с зубцами зубчатого колеса входного вала, пружину, первый и второй упоры, установленные с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой, соединенной с одним концом пружины, и под ее действием имеющей возможность перемещения до первого упора, при этом другой конец пружины соединен со вторым упором, цепи управления электродвигателями, с первым, вторым, третьим и четвертым выключателями, выполненными с возможностью управления ими кулачками, установленными на входном валу, механизм блокировки, выполненный в виде несбалансированной массы с возможностью ее взаимодействия с зубчатой рейкой для предотвращения ее перемещения в прямом направлении в исходном положении, стопоры, установленные с возможностью взаимодействия с одним из зубчатых колес соответствующего редуктора, новым является то, что в механизме блокировки на стороне несбалансированной массы, обращенной к зубчатой рейке, дополнительно выполнена V-образная выемка с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой для предотвращения ее перемещения в обратном направлении при ударном воздействии в сработанном положении, при этом несбалансированная масса установлена с возможностью поворота относительно оси механизма блокировки, что повышает надежность работы управляющего устройства для переключателя за счет надежного удержания выходного элемента в сработанном положении.

На фиг. 1 показана кинематическая схема управляющего устройства для переключатели;

На фиг. 2 - схема стопорного механизма в исходном положении;

На фиг. 3 - схема стопорного механизма в конце цикла переключения (сработанное положение);

На фиг. 4 - схема стопорного механизма в момент перемещения рейки под действием пружины;

На фиг. 5 - схема расположения стопоров;

На фиг. 6 - схема расположения механизма блокировки в исходном положении в момент аварийного ударного воздействии;

На фиг. 7 - схема расположения механизма блокировки в сработанном положении;

На фиг. 8 - схема расположения механизма блокировки в сработанном положении в момент аварийного ударного воздействия;

На фиг. 9 - электрическая схема устройства.

Управляющее устройство для переключателя состоит из:

- электродвигателя 2, кинематически снизанного с редуктором 3 (см. фиг. 1);

- электродвигателя 5, кинематически связанного с редуктором 6 (см. фиг. 1);

- пепси управления 1 и 4 (см. фиг. 9);

- дифференциального механизма 7, который колесом 8 связан с колесом 9 редуктора 3, колесом 10 связан с колесом 11 редуктора 6 и через водило 12 с входным валом 13 (см. фиг. 1);

- выходного элемента 14, выполненного в виде зубчатой рейки]5, установленной с возможностью взаимодействии с зубчатым колесом 16 входного вала 13 (см. фиг. 1, фиг. 2);

- упоров 17 и 18, установленных с возможностью взаимодействии с зубчатой рейкой 15, соединенной с одним конном пружины 19, и под ее действием зубчатая рейка 15 имеет возможность перемещения до упора 18, при этом другой конец пружины 19 соединен с упором 17 (см. фиг. 1, фиг. 4)

- выключателей 20, 21, 22 и 23, которые выполнены механическими и управляются соответствующими им кулачками 24, 25, 26, 27, установленными на входном валу 13 (см. фиг. 1);

- механизма блокировки 28 в виде несбалансированной массы 39 с V-образной выемкой 40 на стороне 41, обращенной к зубчатой рейке 13. выполненного с возможностью вращения вокруг осп 42 для предотвращения нештатного перемещения рейки 15 в исходном положении в прямом направлении (см. фиг. 6) и в сработанном положении в обратном направлении (см. фиг. 7) в момент аварийного ударного воздействия;

- стопоров 29 и 30, установленных с возможностью взаимодействия с колесами 31, 32 соответствующих редукторов 3, 6 дли исключения вращении электродвигателей 2, 5 в обратном направлении (см. фиг. 5);

- стопорного механизма 33, выполненного в виде зубцов рейки 15 с возможностью взаимодействии с зубцами зубчатого колеса 16 входного вала 13 (см. фиг. 2, фиг. 3).

Управляющее устройство для переключателя работает следующим образом.

Управляющее напряжение через размыкающие контакты 35, 36 выключателей 20 и 21 подается на обмотки электродвигателей 2 и 5 соответственно. Одновременно от электродвигателей 2, 5 через колеса 8, 10 и водило 12 дифференциала вращение передается на входной вал 13 с закрепленными на нем кулачками 24, 25, 26, 27 и зубчатым колесом 16. При этом входной вал 13. повернувшись на заданный угол, перемещает зубчатую рейку 15 из исходного в сработанное положение (см. фиг. 3) и разворачивает кулачки 24, 25, 26, 27, что приводит к срабатывании) выключателей 20, 21, 22, 23 и размыканию контактов 35, 36 выключателей 20, 21. т.е. отключению управляющего напряжения от двигателей 2, 5 и замыканию контактов 37, 38 выключателей 22, 23, т.е. к подготовке ценен управления к переводу управляющего устройства для переключателя из сработанного положения обратно в исходное. Таким образом осуществляется основная рабочая часть цикла переключения перемещение рейки 15 из исходного положения в сработанное.

Перемещение рейки 15 из сработанного положения в исходное осуществляется следующим образом. Управляющее напряжение через контакты 37, 38 выключателей 22 и 23 подают на электродвигатели 2, 5. При этом входной вал 13 поворачивается до момента, когда зубцы зубчатого колеса 16 выйдут из зацепления с зубцами рейки 15, и рейка под действием пружины 19, соединенной со вторым упором 17, переместится в обратном направлении до первого упора 18 (см. фиг. 4). Далее электродвигатели 2, 5 поворачивают входной вал 13 до момента, когда зубцы зубчатого колеса 16 войдут в зацепление с зубцами рейки 15, и рейка переместится в исходное положение (см. фиг. 2). При этом кулачки 24, 25, 26, 27 займут положение, когда выключатели 20, 21, 22, 23, срабатывая, разомкнут контакты 37, 38, т.е. отключат управляющее напряжение от электродвигателей 2, 5 и замкнут контакты 35, 36. Таким образом управляющее устройство для переключателя подготовлено к осуществлению следующего цикла переключения.

Управляющее устройство для переключателя обеспечивает выполнение цикла переключения как при совместной работе по цепям управления 1, 4 с электродвигателями 2, 5, редукторами 3, 6, выключателями 20, 21, 22, 23, так и отдельно при работе одной цепи, состоящей, например, из цени управления 1, электродвигателя 2, редуктора 3 и выключателей 20, 21.

Для предотвращения нештатного вращения в обратном направлении электроприводов 2, 5 и, как следствие, входного вала 13 введены стопоры 29, 30 (см. фиг. 5).

Для предотвращения нештатного перемещения в прямом и обратном направлениях выходного элемента 14 дополнительно к стопорному механизму 33 введен механизм блокировки 28 (см. фиг. 6, фиг. 8).

Был изготовлен макет заявляемого устройства, который подтвердил его осуществимость.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве привода для переключателей, работающих в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий, а также в аварийных ситуациях. Управляющее устройство для переключателя содержит два электродвигателя, кинематически связанные через редукторы, дифференциальный механизм, входной вал с выходным элементом, выполненным в виде зубчатой рейки, установленной с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом входного вала, стопорный механизм выходного элемента, выполненный в виде зубцов рейки с возможностью взаимодействия с зубцами зубчатого колеса входного вала, пружину, два упора, установленные с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой, соединенной с одним концом пружины, цепи управлении электродвигателя с четырьмя выключателями, выполненными механическими с возможностью управления ими кулачками, установленными на входном валу, механизм блокировки, выполненный в виде несбалансированной массы с возможностью ее взаимодействия с зубчатой рейкой, стопоры, установленные с возможностью взаимодействия с одним из зубчатых колес соответствующего редуктора. В механизме блокировки на стороне несбалансированной массы, обращенной к зубчатой рейке, дополнительно выполнена V-образная выемка с возможностью ее взаимодействия с зубчатой рейкой для предотвращения ее перемещения в обратном направлении при ударном воздействии в сработанном положении, и несбалансированная масса установлена с возможностью поворота относительно оси. Техническим результатом является увеличение усилия фиксации выходного элемента и исключение его перемещения в обратном направлении при ударном воздействии в сработанном положении. 9 ил.

Управляющее устройство для переключателя, содержащее первый и второй электродвигатели, кинематически связанные через редукторы, дифференциальный механизм, входной вал с выходным элементом, выполненным в виде зубчатой рейки, установленной с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом входного вала, стопорный механизм выходного элемента, выполненный в виде зубцов рейки с возможностью взаимодействия с зубцами зубчатого колеса входного вала, пружину, первый и второй упоры, установленные с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой, соединенной с одним концом пружины и под ее действием имеющей возможность перемещения до первого упора, при этом другой конец пружины соединен со вторым упором, цепи управления электродвигателями с первым, вторым, третьим и четвертым выключателями, выполненными механическими с возможностью управления ими кулачками, установленными на входном валу, механизм блокировки, выполненный в виде несбалансированной массы с возможностью ее взаимодействия с зубчатой рейкой для предотвращения ее перемещения в прямом направлении в исходном положении, стопоры, установленные с возможностью взаимодействия с одним из зубчатых колес соответствующего редуктора, отличающееся тем, что в механизме блокировки на стороне несбалансированной массы, обращенной к зубчатой рейке, дополнительно выполнена V-образная выемка с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой для предотвращения ее перемещения в обратном направлении при ударном воздействии в сработанном положении, при этом несбалансированная масса установлена с возможностью поворота относительно оси механизма блокировки.