ИНЕРЦИОННЫЙ КОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК Российский патент 2025 года по МПК H01H35/14 

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к пороговым датчикам инерционного типа, и предназначено для контроля достижения пороговых уровней ускорений движущихся объектов, в том числе при столкновении с другими объектами, например, при транспортных авариях.

В настоящее время для эффективной и надежной работоспособности исполнительной системы используются технические решения, обладающие сложной конструкцией и ограниченной областью применения. Предлагаемое техническое решение обладает простой конструкцией, упрощающей процесс сборки датчика, и расширенной областью применения, за счет повышенной длительности замыкания электрических контактов в условиях вибронагружения.

Известен пороговый датчик инерционного типа [патент РФ на изобретение №2669014, МПК H01H 35/14, приор. 17.04.2017 г., опубл. 05.10.2018 г.], содержащий инерционное тело сферической формы, установленное с возможностью перемещения вдоль и под углом к оси датчика. Тело сферической формы поджато закрепленным в корпусе упругим элементом, выполненным в виде гибкого упругого стержня с отрицательной жесткостью на участке рабочего хода. Центральная часть гибкого стержня имеет большой упругий прогиб, а концы дополнительно оперты для образования симметричной формы изгиба стержня относительно оси датчика. Гибкий упругий стержень одновременно является подвижным электрическим контактом, взаимодействующим в конце рабочего хода с неподвижным электрическим контактом.

Недостатками известного изобретения являются сложность конструкции, за счет упругого элемента, изготовление которого требует большой трудоемкости, а также краткая длительность замыкания, за счет минимальной области соприкосновения контактов и времени их соприкосновения.

Известен пороговый датчик инерционного типа [патент РФ на изобретение №2754918, МПК H01H 35/14, F42C 19/04, приор. 26.10.2020 г., опубл. 08.09.2021 г.], содержащий корпус с опорным элементом, инерционное тело и стакан, расположенные во внутренней полости корпуса, при этом инерционное тело выполнено в виде шара, расположенного во внутренней полости стакана, а боковая поверхность стакана рассечена на продольные лепестки, выполненные из упругопластичного материала. В корпусе установлена пружина, поджимающая инерционное тело к дну стакана. Стенка корпуса присоединена к токовыводу, образуя неподвижный электрический контакт. Пружина присоединена ко второму токовыводу. Лепестки стакана, сферическое инерционное тело, пружина и второй токовывод образуют подвижный электрический контакт.

Недостатками известного изобретения являются сложность конструкции, за счет использования упругого элемента - пружины, использование которой усложняет процесс сборки датчика.

Данное устройство принимается за прототип, как наиболее близкое по технической сущности к заявляемому изобретению.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощение конструкции и технологии изготовления датчика, а также в повышении длительности замыкания цепи при сохранении виброустойчивости.

Указанный технический результат достигается тем, что инерционный контактный датчик содержит корпус с опорным элементом, инерционное тело и стакан, расположенные во внутренней полости корпуса, при этом инерционное тело выполнено в виде шара, расположенного во внутренней полости стакана, а боковая поверхность стакана рассечена на продольные лепестки, выполненные из упругопластичного материала, согласно изобретению корпус выполнен в виде стакана, оснащенного выступом на внутренней боковой поверхности и закрытого крышкой с центральным сквозным отверстием, инерционное тело установлено на опорном элементе, а стакан оснащен центральным сквозным отверстием в основании, через которое проходит стержень с выступом у одного конца, упирающимся с внутренней стороны в дно стакана, с внешней стороны которого зафиксирована шайба, которая через диэлектрическую прокладку поджата крышкой корпуса к выступу корпуса, при этом стержень проходит через сквозное отверстие крышки корпуса.

Таким образом, выполнение корпуса в виде стакана, оснащенного выступом на внутренней боковой поверхности и закрытого крышкой с центральным сквозным отверстием, установка инерционного тела на опорном элементе, оснащение стакана центральным сквозным отверстием в основании, через которое проходит стержень с выступом у одного конца, упирающимся с внутренней стороны в дно стакана, с внешней стороны которого зафиксирована шайба, которая через диэлектрическую прокладку поджата крышкой корпуса к выступу корпуса, прохождение стержня через сквозное отверстие крышки корпуса, позволяет упростить конструкцию и технологию изготовления датчика, а также в повысить длительность замыкания цепи при сохранении виброустойчивости.

Кроме того, с целью простоты и удобства подключения к электрической схеме, связывающей датчик с исполнительной системой, крышка корпуса оснащена выступом для крепления токовывода.

Кроме того, с целью удобной и надежной фиксации датчика на объекте исследования, корпус на внешней поверхности оснащен крепежными элементами.

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».

Техническое решение иллюстрируется чертежами:

на фиг. 1 представлен продольный разрез инерционного контактного датчика в исходном состоянии;

на фиг. 2 - продольный разрез подвижного электрического контакта;

на фиг. 3 - продольный разрез датчика: а) в начале работы, б) в сработанном состоянии.

Инерционный контактный датчик содержит корпус 1, опорный элемент 2, инерционное тело 3, стакан 4 (фиг. 1).

Корпус 1 выполнен из металла в виде стакана, у свободного торца которого по внутренней боковой поверхности выполнен паз, образующий выступ во внутренней полости корпуса 1. По периметру внешней боковой поверхности у свободного торца корпуса 1 выполнена резьба, с помощью которой корпус 1 закрыт крышкой 5. Крышка 5 оснащена центральным сквозным отверстием и выступом. На внутренней поверхности крыши 5 установлена прокладка 6 из диэлектрического материала с центральным сквозным отверстием. К выступу крышки 5 припаян токовывод (не показано). Токовывод, крышка 5 и корпус 1 образуют неподвижный электрический контакт. На внешней поверхности корпуса 1 выполнены крепежные элементы для надежной фиксации датчика на объекте исследования (не показано).

Опорный элемент 2 выполнен из диэлектрического материала в виде прокладки и расположен во внутренней полости корпуса 1 на его дне.

Инерционное тело 3 выполнено из металла в виде шара и установлено на опорном элементе 2 во внутренней полости корпуса 1. Инерционное тело 3 установлено с возможностью перемещения под углом к оси датчика.

Стакан 4 выполнен из электропроводящего материала (фиг. 2). Боковая поверхность стакана 4 рассечена на продольные одинаковой ширины лепестки. Лепестки стакана 4 выполненные из упругопластичного материала, например бериллиевой бронзы, с рабочим ходом А, являющимся величиной межконтактного зазора. Стакан 4 установлен во внутренней полости корпуса 1, причем лепестки стакана 4 окружают инерционное тело 3. В основании стакана 4 выполнено центральное сквозное отверстие, в которое установлен стержень 7 с одного конца оснащенный выступом, который упирается в дно стакана 4 с внутренней стороны. С внешней стороны на дне стакана 4 жестко зафиксирована пайкой на стержне 7 шайба 8. Одной поверхностью шайба 8 через прокладку 6 из диэлектрического материала упирается в крышку 5 с внутренней стороны, изолируя дно стакана 4 от крышки 5, при этом стержень 7 проходит через центральные сквозные отверстия прокладки 6 и крышки 5. Вторая поверхность шайбы 8 через кольцо 9 из диэлектрического материала упирается на выступ корпуса 1. Кольцо 9 позволяет изолировать основание лепестков стакана 4 от взаимодействия с корпусом 1. К стержню 7 с внешней стороны крышки припаян токовывод (не показано). Токовывод, стержень 7, стакан 4 и инерционное тело 3 образуют подвижный электрический контакт.

Амплитуда и длительность удара, его направление, геометрия и физические свойства лепестков, а также масса шара определяют длительность электрического контакта. Это обеспечивает длительность замкнутого состояния электрической цепи, необходимое для работоспособности исполнительной системы, связанной с датчиком по электрической схеме.

Работает устройство следующим образом:

Инерционный контактный датчик фиксируют крепежными элементами корпуса 1 к исследуемому объекту. Подключают токовыводы к электрической схеме, связывающей датчик с исполнительной системой. Приводят объект исследование в движение. При силовом ударном нагружении под углом к оси движущегося объекта инерционное тело 3 смещается, отгибая лепестки стакана 4 и прижимая их к стенке корпуса 1, датчик переходит в сработанное состояние (фиг. 3). При соприкосновении одного или нескольких лепестков стакана 4 с внутренней поверхностью стенки корпуса 1 происходит замыкание подвижного и неподвижного электрических контактов. Электрическая цепь остается замкнутой все то время, которое необходимо для перемещения инерционного тела 3 до контакта, через лепестки, с внутренней поверхностью стенки корпуса 1. При снижении силового ударного нагружения инерционное тело 3 под действием лепестков стакана 4 возвращается в исходное положение, переводя датчик в исходное состояние (фиг. 1).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- Средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для контроля достижения пороговых уровней ускорений движущихся объектов, в том числе при столкновении с другими объектами, например, при транспортных авариях;

- Для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления;

- Средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить получение упрощение конструкции и технологии изготовления датчика, а также повышение длительности замыкания цепи при сохранении виброустойчивости.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «Промышленная применимость».

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к пороговым датчикам инерционного типа, и предназначено для контроля достижения пороговых уровней ускорений движущихся объектов, в том числе при столкновении с другими объектами, например при транспортных авариях. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления датчика, а также в повышении длительности замыкания цепи при сохранении виброустойчивости. Инерционный контактный датчик содержит корпус с опорным элементом, инерционное тело и стакан, расположенные во внутренней полости корпуса. Инерционное тело выполнено в виде шара, расположенного во внутренней полости стакана, а боковая поверхность стакана рассечена на продольные лепестки, выполненные из упругопластичного материала. Корпус выполнен в виде стакана, оснащенного выступом на внутренней боковой поверхности и закрытого крышкой с центральным сквозным отверстием. Инерционное тело установлено на опорном элементе. Стакан оснащен центральным сквозным отверстием в основании, через которое проходит стержень с выступом у одного конца, упирающимся с внутренней стороны в дно стакана, с внешней стороны которого зафиксирована шайба, которая через диэлектрическую прокладку поджата крышкой корпуса к выступу корпуса. Стержень проходит через сквозное отверстие крышки корпуса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Инерционный контактный датчик, содержащий корпус с опорным элементом, инерционное тело и стакан, расположенные во внутренней полости корпуса, при этом инерционное тело выполнено в виде шара, расположенного во внутренней полости стакана, а боковая поверхность стакана рассечена на продольные лепестки, выполненные из упругопластичного материала, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде стакана, оснащенного выступом на внутренней боковой поверхности и закрытого крышкой с центральным сквозным отверстием, инерционное тело установлено на опорном элементе, а стакан оснащен центральным сквозным отверстием в основании, через которое проходит стержень с выступом у одного конца, упирающимся с внутренней стороны в дно стакана, с внешней стороны которого зафиксирована шайба, которая через диэлектрическую прокладку поджата крышкой корпуса к выступу корпуса, при этом стержень проходит через сквозное отверстие крышки корпуса.

2. Инерционный контактный датчик по п.1, отличающийся тем, что крышка корпуса оснащена выступом для крепления токовывода.

3. Инерционный контактный датчик по п.1, отличающийся тем, что корпус на внешней поверхности оснащен крепежными элементами.