Коммутационное устройство Советский патент 1988 года по МПК H01H36/00 

Изобретение относится к электро- ехнике, может быть использовано дл Коммутации тока и является усовершенствованием устройства по авт. ев, № 1234890.

Цель изобретения - повьшение чув- (|;твительности и уменьшение габаритов Путем уменьшения дифференциального :ода постоянного магнита, I На фиг.1 изображены repKOHj пос- Гоянный магнит и ферромагнитная плас тина при замыкании (и размыкании) контакта; на фиг.2 - вид А на фиг.1, :sa фиг.З - зависимость дифференциаль :ioro хода от соотношения длин ферромагнитной пластины и магнита; на фиг.4 - зависимость дифференциальног Ьсода от соотношения ширины ферромагнитной пластины и магнита, на фиг,5 зависимость дифференциального хода и Ьависимость расстояния между герконо и магнитом при замыкании и размыкани контакта от толщины пластины-,на фиг, 6 пример выполнения коммутационного устройства с круглой тонкой пластиной рродольный разрез,

I Путем измерений расстояния между |Герконом 1 и постоянным магнитом 2 1(фиг,1) в момент замыкания (1я) и размыкания (tp) контакта, которые Iпроизводились с помощью специально {сконструированного экспериментально- jro стенда, оснадценного механизмом перемещения постоянного магнита по- I средством микрометрического винта, обеспечивающего точность до 0,01 мм, установлены зависимости дифференци- (ального хода йИ от соотношения длин ; ферромагнитной пластины 3 (Ь,) ,и noc ;тоянного магнита 2 (L), от соот- jношения ширины ферромагнитной плас- г тины 3 (Bj,) и постоянного магнита 2 (В„), от толщины ферромагнитной пластины 3 (Sf). Для этого эксперименты проводят с ферромагнитными пластинами 3 разной длины (L 32-80 мм), разной ширины (БП 3-21,5 мм) и разной толщины (S 0,2-1,18 мм), а также с постоянными магнитами 2, имеющими разну)о длину (L) и ширину (В , Типичньй график зависимости дифференциального хода постоянного магнита 2 от длины L , ферромагнитной пластины 3, а также от соотношения длин К , полученный, например, для геркона, постоянного магнита с размерами L 32,5 мм, В ;v 6,2 мм и ферромагнитной пластины

0

5 0 5

Q 5

0

5

0

5

с постоянными шириной В 10 мм и тoJщинoй 3„ 0,375 мм, изготовленной из трансформаторного железа, ЛЬ (L) f (кр f (, представлен на фиг.З. Из графика фиг. 3 видно, что с увеличением длины пластины 3 LJ, дифференциальньй ход ЛЬ магнита 2 сначала резко уменьшается, но, начиная с некоторой величины (соответствующей соотношению К. Ljj/L 1,2), уменьшение й замедляется, так что дальнейшее увеличение длины LJ, не вызывает существенного уменьшения з L, Таким образом, если длину L пластины 3 выбирать из соотношения 1,2, то обеспечивается минимальньш дифференциальный ход й1 постоянного магнита 2 при одинаковых прочих условиях.

Типичный график зависимости дифференциального хода л1 постоянного магнита 2 от ширины В( ферромагнитной пластины 3, а также от соотношения ширин К , полученный для тех же геркона и магнита, что и график фиг.З, но для пластины 3 с пос-. тоянными длиной L 80 мм и толщиной SP 0,35 мм, Л1 f (Вр) и dl f (К) f (Вр/В) представлен на фиг„4. Влияние на дифференциальный ход постоянного магнита 2 изменения ширины В1 ферромагнитной пластины 3 аналогично влиянию изменения длины . Lp с увеличением ширины В дифференциальный ход вначале резко уменьшается, а, начиная с некоторой величины (соответствующей соотношению , ,5), уменьшение замедляется и дальнейшее увеличение В не вызывает заметного уменьшения Д1. Таким образом, если ширину В пластины 3 выбирать из соотношения ,5, то обеспечивается минимальньш дифференциальнь Й ход 1 постоянного магнита 2 при одинаковых прочих условиях.

.На фиг.5 представлены типичные зависимости расстояния от геркона 1 до магнита 2 в момент замыкания контакта (Iv), в момент размыкания контакта (1р)- и дифференциального хода Л32 постоянного магнита 2 от толщины Sf, пластины 3, полученные для тех же геркона и магнита, что и графики фиг,3 и 4, но для пластины 3 с .постоянными длиной L f 58,3 мм и шириной Вп 10 мм Iff (Sp), (S) и (S ) ПТИХ графиков

видно, чт о дифференциальный ход постоянного магнита 2 увеличением толщины S пластины З вначале резко уменьшается, а затем это уменьшение д1 с ростом Sjj замедляется. Из графика 1 фиг.5. видно, что с увеличением толщины SP расстояние от геркона 1 до магнита 2 в момент .замыкания контакта i, стремится (по абсолютной величине) к толщине пластины Sf,, т.е. IJ. SP . Очевидно, что S не может быть выбрана больше tj, так как в этом случае контакт не сможет замкнуться, ибо пластина 3 не позволит, магниту 2 приблизиться к геркону 1 на необходимое для замыкания его контакта расстояние. Отсюда вытекает ограничительное условие (соотношение), которое необходимо выполнять при выборе толщины пластины 3

1

или

Sn 1

1.

Таким образом, полученные экспериLnментально соотношения --

Вп . .. Sp

7 1,2,

М

позволяют выбf 1 .5 и .1

OMI у

рать (по конкретным размерам магнита L и В ) размеры ферромагнитной пластины 3, обеспечивающие минимальный дифференциальный ход постоянного магнита, что важно, так как повышает точ ность срабатывания коммутационного устройства.

Устройство содержит геркон 1, расположенный параллельно постоянному магниту 2. В зоне контакта геркона 1 расположена ферромагнитная пластина 3 постоянного поперечного сечения прямоугольной формы. Приводной элемент постоянного магнита 2 со штоком 4 снабжен тонкой круглой пластиной 5, которая жестко связана в центре со што-

ком 4, в корпусе 6 выполнена впадина 7, ц яаметр которой ограничивает смещение пластины 5 в радиальном направлении, а глубина впадины - про

гиб этой пластины превышающий давление срабатывания. Устройство снабжено защитной полимерной пленкой - мембраной 8, прилегающей к круглой пластине 5.

Коммутационное устройство с круг- лой пластиной работает следующим образом.

При отсутствии избыточного давления под мембраной 8- круглая пластина

0

5

0 5

0

0

5 выпрямлена и постоянньй магнит 2 расположен на расстоянии от геркона 1, большем расстояния при размыкании контакта (1р). При этом геркон 1 разомкнут. При появлении избыточного давления контролируемой среды в аппарате, оно давит на мембрану 8, а через нее на круглую пластину 5, которая начинает прогибаться, при этом шток 4 с постоянным магнитом 2 приближается к геркону 1. При достижении избыточным давлением величины срабатывания (замыкания контакта) устройства, когда прогиб пластины 5 дос- велик и расстояние между постоянным магнитом 2 и герконом 1 достигает величины, достаточной для замыкания контакта (Еа), геркон 1 замыкается. Дальнейшее повышение избыточного давления не изменяет за 1кну- того состояния геркона 1, так как расстояние при этом между герконом 1 и постоянным магнитом 2 меньше 7 (и тем более меньше p), Пластина 5 при

избыточном давлении, большем р.„ ,

3 Me к прилегает к поверхности паза 7 до

контакта с ней, при этом дальнейшее повышение давления уже не вызывает увеличения внутренних напряжений в пластине 5, а деформация ее не превышает предела упругости. При уменьшении давления среды пластина 5 начинает выпрямляться под действием упругих сил, постоянный магнит 2 удаляется от геркона 1 и контакт размыкается .

Формула изббретения

1. Коммутационное устройство по авт. св. № 1234890, щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения габаритов путем уменьшения дифференциального хода постоянного магнита, размеры ферромагнитной пластины определены из соотношений

Ln „lo Bf-,ii; 1

т- 2; g- 1 ,5-, Y

/

-«

L. и Ьд - длина пластины и постоянного магнита соответственно J

В- и В.. - ширина пластины и пос- п лл

тоянного магнита соотяи ветственно; БП - толщина пластины

I л - расстояние от геркона :до постоянного магнита

:в момент замыкания

контакта.

2, -Устройство по п. 1j отличающее ся тем, что приводной Элемент постоянного магнита, содер- ащий шток со стороны воздействия рабочей среды, снабжен тонкой круглой

пластиной, центр которой жестко связан со штоком, в корпусе устройства выполнена впадина, в которой расположена тонкая круглая пластина, причем диаметр и глубина впадины выбраны из условий ограничения радиальных смещений и прогиба тонкой круглой пластины при давлении, превьппагсщем давление срабатывания.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации тока. Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение чувствительности путем уменьшения дифференциального хода постоянного магнита. Под воздействием избыточного давления рабочей среды на защитную полимерную пленку-мембрану 8 тонкая круглая пластина (ТКЦ) 5 прогибается и перемещает щток 4 с постоянным магнитом 2, приближая его к геркону 1 с ферромагнитной прямоугольной пластиной 3. При расстоянии от геркона 1 до постоянного магнита 2, равном Ii, контакт геркона замыкается. С уменьшением избыточного давления рабочей среды ТКИ 5 выпрямляется, удаляя постоянньш магнит от геркона, и при расстоянии между постоянным магнитом 2 и герконом 1, равном 1р, контакт геркона размыкается. Благодаря тому, что длину, ширину и толщину ферромагнитной прямоугольной пластины 3 выбирают из соотношений Sn Вп.с LH TJ В/«Lf Lf,и ,2, 1 : 1 , где длина ферромагнитной прямоугольной пластины 3 и постоянного магнита 2 соответственно, В, Вд, - ширина ферромагнитной прямоугольной пластины и постоянного магнита соответственно, S f) - толщина ферромагнитной прямоугольной пластины, 1-г. рас- . стояние от геркона до ферромагнитной прямоугольной пластины в момент замыкания контакта геркона, достигается минимальный дифференциальный ход постоянного магнита. В силу того, что ТКП 5 расположена в пазу 7 корпуса 6, ограничивающем радиальные смещения ТКП 6 со штоком, обеспечивается большая гибкость ТКП 6, что повышает чувствительность коммутационного устройства и уменьшает его габариты. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. с « 4 00 4 О5

сриг.1

фиг.г

30 J« 38 2 В 50 5 58 $Z 66

u/iaHu пластины, i нп

-ь

10Ц5 1.5 -175

Соотношение S/JUH пластины и. магнита

Фаг. 5

-t0 0,5 J.O 1.5 2.-0 2,5 Саотношение ширины пластины и пагншпи

е fff 2 1 16 к 20 Ширима п/1астаны, Ва пм

-t 1.5 2.-0 2,5 рины пластины и и

3,0 ..la.

«t

Вт

То/1ш,ани n/iacmu.Hbi, S пи (Sn) 2-ip ffSnl 3-AL Lp-iy ffSfj/ U8.5