(54) ПРУЖИННЫЙ ПРИВОД ДЛЯ ШАГОВОГО ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
1
Изобретение относится к приборостроению, а именно к приводам механизмов шагового вращательного движения, с помощью которых осуществляют поворот ведомого элемента на заданный угол (щаг) в определенные моменты времени, и может быть использовано преимущественно в герметизированных объемах, заполненных вязкой жидкостью, например в сосудах высокого давления.
Известен пружинный привод для щагового движения, содержащий спиральную пружину и спусковой механизм с включающим элементом в виде спирали из твердого горючего заполнителя, размещенным между витками пружины и разделенными вставками из негорючего материала на несколько секций, каждая из которых имеет запальный элемент 1.
Шаговое включение данного привода достигается при последовательном включении запальных элементов и сжигании секций заполнителя. Однако, сжигание заполнителя при работе привода в герметизированном объеме нарущит состояние среды, заключенной в нем. Кроме того, необ.ходимость введения в герметизированный объем электрически изолированных проводов по числу запальных элементов и секций включающего элемента привода снижает надежность герметизации, особенно в камерах высокого давления. Все это ограничивает область применения привода.
Наиболее близким к предлагаемому является пружинный привод для щагового
10 вращательного движения, содержащий корпус, установленный в нем с возможностью вращения рабочий вал, соединенный со спиральной заводной пружиной, с прикрепленным к валу одновенцовым зубчатым колесом, и спусковой механизм с включающим элементом, имеющим два выступа для поочередного взаимодействия с зубчатым колесом 2.
Недостатками известного устройства являются, во-первых, увеличенный диаметраль20 ный габарит из-за радиального перемещения выступов включающего элемента; вовторых, низкая надежность работы внутри сосудов высокого давления вследствие наличия большого числа вращающихся элементов, выполнение опор которых с трением скольжения на шпиле обусловливает их быстрый износ в вязкой жидкости под высоким давлением, а установка подшипниковых опор вызовет увеличение габаритов; в-третьих, недостаточная объемная мощность привода включающего элемента для надежной работы в вязкой среде из-за отсутствия подвода энергии извне.
Цель изобретения - уменьшение диаметрального габарита и повышение надежности при работе привода в герметичных сосудах высокого давления в вязкой среде. Указанная цель достигается тем, что привод содержит корпус, установленный в нем с возможностью вращения рабочий вал, соединенный со спиральной заводной пружиной, с прикрепленным к валу одновенцовым зубчатым колесом, и спусковой механизм с включающим элементом, имеющим два выступа для поочередного взаимодействия с зубчатым колесом, и снабжен прикрепленным к корпусу электромагнитом с двумя полюсными наконечниками, обмотки которых соединены последовательно, включающий элемент снабжен прикрепленным к нему постоянным магнитом, расположе(ным между полюсными наконечниками с зазором, превышающим толщину венца зубчатого колеса, и установлен с возможностью перемещения параллельно оси рабочего вала, а ось намагничивания постоянного магнита параллельна направлению перемещения элемента.
Выступы элемента смещены друг относительно друга в направлении его перемещения на толщину венца зубчатого колеса и по окружности - на половину щага зацепления последнего.
При указанном выполнении привода его радиальный габарит уменьшается за счет введения осевого перемещения включающего элемента, а уменьшение количества вращающихся элементов и повышение объемной мощности привода включающего элемента за счет подвода электроэнергии извне, кроме уменьшения габаритов, обеспечивают повышение надежности работы в вязкой среде под давлением.
На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого привода; на фиг. 2 показана в двух проекциях схема взаимодействия выступов включающего элемента и звездочки.
Привод содержит герметичный корпус 1, заполненный жидкостью под высоким давлением, и установленный в нем с возможностью вращения рабочий вал 2, соединенный с подвижным концом спиральной заводной пружины 3, неподвижный конец которой прикреплен к корпусу 1.
К валу 2 прикреплено одновенцовое зубчатое колесо 4. Спусковой механизм пружины 3 состоит из включающего элемента 5, установленного с возможностью перемещения параллельно оси рабочего вала 2 на пружинках 6, и привода вклкхчающего элемента. Последний состоит из прикрепленного к корпусу электромагнита с двумя полюсными наконечниками 7, обмотки 8 которых соединены последовательно, и постоянного магнита 9, прикрепленного к включающему элементу 5 и расположенного между полюсными наконечниками 7 с зазором, превышающим толщину венца зубчатого
колеса 4. Ось намагничивания постоянного магнита 9 параллельна направлению перемещения элемента 5. Один вывод 10 обмоток 8 изолирован, а другой соединен с корпусом 1. Включающий элемент 5 имеет два выступа 11 и 12 для поочередного
взаимодействия с зубчатым колесом 4. Выступы И и 12 смещены друг относительно друга в направлении перемещения включающего элемента 5 на толщину венца зубчатого колеса 4 и по окружности - на половину щага зацепления последнего.
Привод работает следующим образом. Перед рабочим циклом вращением вала 2 при попеременном переводе включающего элемента 5 из одного крайнего положения в другое заводят спиральную пружину 3.
Во время работы на обмотки 8 электромагнита подают импульсы постоянного тока чередующейся полярности от специального генератора. При каждом импульсе
постоянный магнит 9 переходит из одного крайнего положения в другое, перемещая включающий элемент 5 таким образом, что его выступы 11 и 12 поочередно входят в зацепление с зубцами зубчатого колеса 4. При этом происходит поворот колеса 4 с
рабочим валом 2 под действием раскручивающейся пружины 3 на фиксированный угол, равный - рад, где Z - число зубцов звездочки. Через 2Z импульсов рабочий вал 2 совершает полный оборот.
Изменения скорости движения включающего элемента при работе привода в условиях вязкой среды не влияют на правильную работу механизма.
Повторное приложение импульсов тока одинаковой полярности и использование
для управления устройством продолжительных импульсов тока не приводит к ложным срабатываниям.
Предлагаемый привод позволяет при малых габаритах устройства запасать энергию,
достаточную для осуществления шагового вращательного движения, например, в вязкой среде с использованием для управления электрических сигналов малой мощности.
Использование изобретения обеспечивает возможность автоматизации научных исследований и ускорение проведения экспериментов при высоких давлениях. При этом снижаются затраты высококвалифи
