Устройство для передачи электрических сигналов Советский патент 1992 года по МПК H01R39/64 

Изобретение относится к измерительной технике, а имен но к устройствам, служащим для передачи электрических сигналов от датчиков, расположенных на объектах, совершающих одновременно вращательное и поступательное движение, к измерительной аппаратуре.

Известно устройство для обеспечения непрерывной электрической связи между вращающимися вокруг своей оси без поступательного перемещения объектом и измерительной аппаратурой, выполненное в виде токосъемника со скользящими контактами и состоящее из системы вращающихся контактных колец и щеток.

Недостатками этого устройства являются невозможность получения непрерывного электрического сигнала от датчиков, расположенных на объектах, совершающих одновременно вращательное и поступательное

движение, нестабильность величины электрического сопротивления между скользящими контактами, особенно при увеличении частоты вращения за счет вибрации, незначительная контактная поверхность щетки, приводящая к ее быстрому износу, сложность конструкции (наличие щеток, пружин и т. д.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, состоящее из токосъемных колец и контактирующих с ними тоководов в виде проволок.

Недостатком известного устройства является невозможность получения непрерывного электрического сигнала от датчиков, расположенных на объектах, совершающих одновременно вращательное и поступательное движение (например, при исследовании температурного поля продукч со сл о VI

та в консервных банках при тепловой стерилизации в стерилизаторах и охладителях непрерывного действия ротационного типа).

Целью изобретения является получение непрерывного электрического сигнала от объектов, совершающих одновременно вращательное и поступательное движение, и упрощение конструкции.

Устройство состоит из тоководящих проводов 1 с противовесами (грузиками) 2 и 5, полого вала 3 с токосъемными кольцами 4 и системы блоков 6 и 7.

Контакт тоководящих проводов 1 стоко- съемными кольцами 4 осуществляется при помощи противовесов (грузиков) 2 и 5, при- крепленных к блоку 6 и свободным концам тоководящих проводов, перекинутых через токосъемные кольца, а длина тоководящих проводов при поступательном движении объекта с датчиками электрического сигна- ла регулируется посредством перемещения блока 6 в вертикальной плоскости, возвратно-поступательное движение которого обеспечивается противовесом 5.

На фиг. 1 представлена схема устройст- ва (а) и схема действия сил (б); на фиг.2 - схема крепления составных частей устройства к исследуемому объекту (банка с продуктом).

Устройство работает следующим образом,

К исследуемому объекту (например, банка с продуктом) 8, в котором предварительно установлен датчик (термопара) 9, посредством соединительной шайбы 10 крепится полый вал 3 из электроизоляцион- ного материала, выполненный с канавками, в которых установлены токосъемные кольца 4. Концы термопарных проводов 11 выводятся из банки, отверстие вывода термопарных проводов герметизируется сальником и соединяется к соответствующим токосъем- ным кольцам 4, установленным в канавках полого вала 3. Одни концы тоководящих проводов 1, которые проходят через систему блоков 6 и 7, подключаются к измери- тельному прибору (потенциометру)-12, а к другим концам, перекинутым через токосъемные кольца 4, закреплены противовесы 2, под тяжестью которых осуществляется контакт между токосъемными кольцами 4 и тоководящими проводами 1.

При анализе схемы действия сил (фиг. 1 б) видно, что наилучший контакт между токосъемными кольцами 4 и тоководящими проводами осуществляется при условии, что сила тяжести nvjg противовеса 5 должна быть больше силы тяжести mag противовеса 2 и при отсутствии силы FS, которая перемещает объект в горизонтальном направлении длина тоководящих проводов минимальна.

и подвижный блок 6 находится в начальном (устойчивом) положении. При условии (2ma - mig)/(2/u) блок 6 с противовесом 5 перемещается вверх в вертикальной плоскости, обеспечивая тем самым хороший электрический контакт тоководящих проводов 1 с токосъемными кольцами 4. Как видно из схемы сил

гтпд 2Fi; Fa Fa Рз;

F,i

mag Рз + Ртр; FTP p FB;

FTP 2 mag -mi g . 5 /f2 fi

mig;

или FB

(2 ma -m-i ) 2fi

g.

значит ma mi (при возврате FTp 0), где g - ускорение свободного падения;

ju - коэффициент трения скольжения;

mi - масса груза 5 (фиг. 1 а);

та - масса груза 2 (фиг. 1 а).

Когда прекращается действие силы , система возвращается в начальное состояние под действием силы тяжести mig.

Для нормальной работы ггп ma, но 2m2 mi, т. е. mi (1-3 - ,..1,7)ma.

Тоководящие провода 1 от измерительного прибора (потенциометра) 12 через систему блоков 6 и блок 5, выполненный с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, подводятся к токосъемным кольцам 4, и через них перекидываются свободные концы проводов 1, к которым закреплены противовесы (грузики) 2, под тяжестью которых осуществляется контакт между токосъемными кольцами 4 и тоководящими проводами 1. При поступательном движении объекта (банки) 8 с датчиком 9 электрического сигнала (термопара) длина тоководящих проводов 1 регулируется посредством перемещения подвижного блока 7 в вертикальной плоскости. Таким образом, электрический сигнал непрерывнооттермо- датчика 9 через токосъемные кольца 4 и тоководящие провода 1 поступает к измерительному прибору 12.

Предлагаемое изобретение позволяет получить непрерывную электрическую связь между датчиками, расположенными на объектах, совершающих одновременно вращательное и поступательное движение к измерительной аппаратуре, упрощает конструкцию и повышает надежность работы.

Формула изобретения Устройство для передачи электрических сигналов, включающее полый вал из электроизоляционного материала с токосъемными кольцами, токоподводящие гибкие элементы, контактирующие с токосъемными кольцами, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, одни концы токоподводящих гибких элементов снабжены грузами, устройство снабжено тремя блоками, через которые проходят токоподводящие гибкие элементы, два блока установлены неподвижно, а третий имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости, причем масса подвижного блока выполнена большей массы грузов.

Использование: передача электрических сигналов от датчиков, расположенных на объектах, совершающих одновременно вращательное и поступательное движение. Сущность изобретения: устройство содержит полый вал из электроизоляционного материала, токоподводящие гибкие элементы, соединенные с измерительным прибором, другие концы снабжены грузами, устройство снабжено тремя блоками, два из которых неподвижные, а третий имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение, причем масса подвижного блока больше массы грузов. 2 ил.

12 /

0

В

Фиг I