Магнитоуправляемый контакт

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в автоматике для коммутации электрических цепей, в частности, в системах пожарной и охранной сигнализаций. Улучшение эксплуатационных свойств и расширение функциональных возможностей устройства достигается наличием второго контактного узла, реагирующего на изменение температурного поля окружающей среды, что в совокупности с регулярным микрорельефом рабочих поверхностей этого контактного узла обеспечивает повышенную надежность работы, в связи с отсутствием дребезга, залипания и спекания.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в автоматике для коммутации электрических цепей, в частности, в системах пожарной и охранной сигнализаций.

Известна конструкция термобиметаллического контакта, состоящая из одного контактного узла, содержащего одну консольно закрепленную термобиметаллическую пружину, способную реагировать на изменение температурного поля изгибом контакта в сторону верхнего инертного слоя до замыкания со второй консольно закрепленной пружиной (см. Вопилкин Е.А. Расчет и конструирование механизмов приборов и систем: учебное пособие для электромашино- и приборостроительных специальностей вузов Издательство: Высшая школа, 1980 г. - С. 379-380). Недостатком известной конструкции являются малые функциональные возможности магнитоуправляемого контакта из-за реагирования только на изменение температурного поля, без регистрации факта изменения магнитного поля. Контакт склонен к залипанию и спеканию контактирующих участков, что является одной из основных причин сбоев в работе магнитоуправляемых контактов и существенно влияет на надежность работы всей конструкции в целом.

Известна также конструкция магнитоуправляемого контакта, состоящая из одного контактного узла, содержащего два ферромагнитных упругих чувствительных элемента, концы которых расположены в противоположных торцах диэлектрического баллона, а контактирующие участки этих упругих чувствительных элементов выполнены гофрированными (см. Ткалич В.Л., Беккер Я.М., Фролкова Е.Г., Шнейдер Ю.Г. Потапов А.И. Магнитоуправляемый контакт. Патент РФ 2024981, Бюл. 23, 15.12.94, кл. H01H 1/66). Гофрирование подразумевает под собой наличие регулярного микрорельефа поверхности упругих чувствительных элементов (см. ГОСТ 24773-81: Поверхности с регулярным микрорельефом). Недостатком данной конструкции являются ограниченные функциональные возможности вследствие наличия только одного контактного узла, реагирующего на изменения электромагнитного поля и нечувствительного к колебаниям температурного поля.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является конструкция магнитоуправляемого коммутационного элемента, обеспечивающего световой контакт (см. В.И. Трофимов, К.И. Харазов. Магнитоуправляемый коммутационный элемент. Авторское свидетельство 1003167, Бюл. 9, 07.03.83, кл. H01H 1/66), содержащая герметизированный баллон, два световода, установленные консольно и встречно друг другу внутри баллона в его противоположных торцах, на которые с целью повышения надежности и срока службы элемента на каждый из световодов нанесены методом напыления кольцевые участки из ферромагнитного материала, внутренние торцы световодов выполнены шлифованными, установлены с зазором один относительно другого по продольной оси герметизированного баллона и без перекрытия проекций их поверхностей на плоскость поперечного сечения герметизированного баллона.

Недостатком этого прототипа являются ограниченные функциональные возможности, конструкция реагирует на изменение магнитного потока без реакции на изменение температурного поля, что существенно влияет на надежность работы данного элемента.

Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в улучшении эксплуатационных свойств и расширении функциональных возможностей магнитоуправляемого контакта.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в обеспечении кроме светового контакта еще и контакта электрического, а также в повышении надежности работы магнитоуправляемого контакта.

Данный технический результат достигается тем, что в магнитоуправляемом контакте, содержащем диэлектрический баллон с контактным узлом внутри него, состоящим из двух световодов, закрепленных в противоположных внутренних торцах диэлектрического баллона, внутренние торцы световодов выполнены шлифованными, установлены с зазором один относительно другого по продольной оси герметизированного баллона и без перекрытия проекций их поверхностей на плоскость поперечного сечения герметизированного баллона, а ферромагнитные кольцевые участки размещаются на световодах, новым является то, что в диэлектрический баллон введен второй контактный узел, содержащий одну консольно закрепленную термобиметаллическую пружину, способную реагировать на изменение температурного поля изгибом контакта в сторону нижнего инертного слоя до замыкания со второй консольно закрепленной в противоположном торце баллона пружиной, при этом рабочие поверхности двух токопроводящих пружин имеют полностью регулярный микрорельеф, а один из световодов жестко закреплен на активном слое термобиметалличечской пружины в зоне ферромагнитного кольцевого участка на световоде, что позволяет ферромагнитному кольцевому участку изгибаться совместно с термобиметаллической пружиной в случае изменения температурного поля окружающей среды, вплоть до размыкания оптического первого контактного узла и замыкание второго электрического контактного узла между термобиметаллической пружиной и токопроводящей пружиной в противоположном торце баллона.

Наличие двух контактных узлов обеспечивает три функциональных состояния двух цепей магнитоуправляемого контакта:

- замыкание одного контактного узла вызвано изменением магнитного потока, создаваемого обмоткой управления или постоянным управляющим магнитом, при этом магнитный поток, протекая по ферромагнитным участкам со световодами, вызывает их сближение, что приводит к перекрытию (наложению) торцов световодов и обеспечивает прохождение светового потока из одного световода в другой;

- замыкание второго контактного узла, образованного термобиметаллической пружиной с нижним инертным и верхним активным слоями и токопроводящей пружиной, установленной в противоположном внутреннем торце диэлектрического баллона магнитоуправляемого контакта, вызвано изменением температурного поля окружающей среды и сопровождается размыканием другого контактного узла со световодами, в случае их предварительного замыкания управляющим магнитным потоком;

- размыкание обеих электрических цепей при отсутствии факта достижения пороговых значений магнитного и теплового потоков в окружающей среде.

При совокупном использовании вышеперечисленных особенностей (наличие термобиметаллической и токопроводящей пружин, двух контактных улов и регулярного микрорельефа рабочих поверхностей двух пружин) в предлагаемой полезной модели магнитоуправляемый контакт проявляет новые свойства, что приводит к повышению надежности и расширению функциональных возможностей.

Устройство магнитоуправляемого контакта, изображенного на фигуре, содержит контактные узлы 1 и 2. Контактный узел 1 состоит из двух световодов 3 и 4, впаянных с противоположных торцов герметизированного баллона 5. На концевых участках световодов 3 и 4, размешенных внутри баллона 5, нанесены, например, методом напыления, кольцевые участки 6 из ферромагнитного материала, которые обеспечивают взаимодействие с управляющим магнитным потоком. Внутренние торцы световодов отшлифованы и предназначены для пропускания светового потока из одного световода в другой при срабатывании элемента. Световоды 3 и 4 устанавливаются с зазором по продольной оси устройства, что создает возможность совмещения их торцов при взаимодействии на них управляющего магнитного потока. Заделка световодов в колбе осуществляется впаиванием. В случае необходимости в месте спая на световод может быть надета металлическая обжимная втулка 7. Контактный узел 2 состоит из консольно закрепленной термобиметаллической пружины 8, способной реагировать на изменение температурного поля изгибом контакта в сторону нижнего инертного слоя до замыкания со второй консольно закрепленной в противоположном торце баллона токопроводящей пружиной 9, при этом рабочие поверхности пружин 8 и 9 имеют полностью регулярный микрорельеф, а один из световодов 4 жестко закреплен на активном слое термобиметалличечской пружины 8 в зоне ферромагнитного кольцевого участка 6 на световоде 4, что позволяет ферромагнитному кольцевому участку 6 изгибаться совместно с термобиметаллической пружиной 8 в случае изменения температурного поля окружающей среды, вплоть до размыкания оптического контактного узла 1 и замыкание электрического контактного узла 2 между термобиметаллической пружиной 8 и токопроводящей пружиной 9 в противоположном торце баллона 5.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии управляющий поток отсутствует, ферромагнитные участки световодов 3 и 4 размагничены, торцы световодов 3 и 4 не перекрывают друг друга, что соответствует состоянию разомкнутого контактного узла 1. При воздействии управляющего магнитного поля, создаваемого обмоткой управления или постоянным управляющим магнитом, магнитный поток, протекая по ферромагнитным участкам со световодами 3 и 4, вызывает их сближение, что приводит к перекрытию (наложению) торцов световодов 3 и 4 и прохождению светового потока из одного световода в другой. Это соответствует состоянию замкнутого контактного узла 1. Коммутация происходит без дребезга, так как нет соударений и отскоков. При увеличении температуры окружающей среды термобиметаллическая пружина 8 изгибается в сторону токопроводящей пружины 9, и обеспечивается замыкание электрической цепи пожарной безопасности, при этом происходит также размыкание контактного узла 1, в случае если он был предварительно замкнут управляющим магнитным потоком. При условии нормальной температуры контактный узел 2 разомкнут.

Экспериментальные исследования заявляемой полезной модели по сравнению с прототипом показали, что заявляемая модель обеспечивает более надежное замыкание и размыкание в контактных узлах, а также повышение функциональных возможностей, что позволяет расширить область применения магнитоуправляемых контактов, улучшить их эксплуатационные характеристики, срок службы, время переключения и число срабатываний.

Магнитоуправляемый контакт, содержащий диэлектрический герметизированный баллон с контактным узлом внутри него, состоящем из двух световодов, закрепленных в противоположных внутренних торцах диэлектрического баллона, внутренние торцы световодов выполнены шлифованными, установлены с зазором один относительно другого по продольной оси герметизированного баллона и без перекрытия проекций их поверхностей на плоскость поперечного сечения герметизированного баллона, а ферромагнитные кольцевые участки размещаются на световодах, отличающийся тем, что в диэлектрический баллон введен второй контактный узел, состоящий из термобиметаллической пружины с нижним инертным и верхним активным слоями, установленной консольно во внутренним торце баллона и жестко закрепленной со стороны активного слоя на ферромагнитном кольцевом участке одного из световодов, и токопроводящей пружины, установленной с перекрытием относительно свободного конца термобиметаллической пружины в противоположном внутреннем торце диэлекитрического баллона, при этом рабочие поверхности обеих пружин имеют полностью регулярный микрорельеф.

РИСУНКИ