Бестоковое электромагнитное реле
Предлагается бестоковое электромагнитное реле, содержащее: два неподвижно закрепленных электромагнита, четырехплечевой рычаг, закрепленный на опоре и вращаемый электромагнитами, пружину, находящуюся в сжатом состоянии, которая установлена на своей опоре, и имеющая возможность поворачивать четырехплечевой рычаг вокруг его опоры, установленную сверху с зазором на верхнее плечо четырехплечевого рычага, пластмассовую пластину и две пары контактов, два из которых закреплены в пластмассовой пластине, каждый из которых связан с соответствующим электромагнитом, а два других контакта жестко закреплены в своих опорах по разным сторонам от контактов, закрепленных в пластмассовой пластине, и каждый связан с контактами управляющего переключателя, электрической сети. Технический результат заявляемого технического решения - увеличение быстродействия, уменьшения веса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к низковольтному аппаратостроению, и может быть использовано в реле, контакторах и пускателях. Магнитные пускатели и реле, применяющиеся во всех сферах нашей жизни, обладают одним общим недостатком: для их работы во время коммутации электрических цепей им требуется напряжение. Оно нужно не только для включения, но, самое существенное, и для выполнения работы по коммутации электрических цепей, что сопряжено с затратами электроэнергии.
Известно электромагнитное реле, см. патент РФ 
16633, 20.01.2001. Данное реле содержит электромагнит с сердечником, внешний поворотный якорь, опирающийся на ярмо электромагнита и имеющий возвратную пружину, контактную систему с упругим элементом, соединенным с якорем электромагнита, и обладающую, по меньшей мере, двумя парами контактов. При этом упругий элемент выполнен плоским, П-образной формы для двух пар контактов, соединен с якорем электромагнита тремя точками крепления, две из которых - крайне верхние, а третья точка крепления упругого элемента расположена по оси той пары контактов, которой требуется большее усилие прижатия, и смещена относительно первых двух точек крепления на расстояние, определяющее усилие прижатия данной пары контактов. Недостатком данного реле является достаточно долгое время разрыва цепи, из-за чего может происходить «подгорание» контактов, ведущее затем к возникновению неисправности.
Наиболее близким техническим решением является электромагнитный коммутационный аппарат, см. патент РФ 2087981, от 20.08.1997. Данный аппарат содержит двух катушечный электромагнит клапанного типа, контактные блоки, установленные на скобе магнитопровода, поворотный рычаг, симметричные плечи которого шарнирно связаны с траверсами контактных блоков с возможностью совершения при повороте якоря возвратно-поступательного движения в двух взаимнопротивоположных направлениях, а рычаг шарнирно закреплен на вертикальной оси симметрии аппарата и расположен перпендикулярно этой оси, на концах рычага симметрично относительно его оси вращения установлены два якоря, причем один из них установлен над отгибами Г-образных магнитопроводов одной катушки, а второй - под отгибами Г-образных магнитопроводов второй катушки упомянутыми отгибами и боковой поверхностью катушки. В данном решении скорость срабатывания электромагнита на отключение довольно высока, что сопряжено с увеличением веса электромагнита, соответственно из-за чего недостатком данного устройства является большой вес.
Технический результат заявляемого технического решения - увеличение быстродействия, уменьшения веса.
Технический результат достигается тем, что бестоковое электромагнитное реле содержит:
- два неподвижно закрепленных электромагнита связанных с электрической сетью,
- четырехплечевой рычаг, закрепленный на опоре и вращаемый электромагнитами на некоторый угол в вертикальной плоскости по- и против часовой стрелки, два плеча которого расположены в горизонтальной плоскости напротив электромагнитов, а два других - в вертикальной,
- закрепленную снизу на нижнем плече четырехплечевого рычага, расположенного в вертикальной плоскости, пружину, находящуюся в сжатом состоянии, которая установлена на своей опоре, и имеющая возможность поворачивать на некоторый угол по- и против часовой стрелки четырехплечевой рычаг вокруг его опоры,
- установленную сверху с зазором на верхнее плечо четырехплечевого рычага, расположенного в вертикальной плоскости, пластмассовую пластину,
- по меньшей мере, две пары контактов, два из которых закреплены в пластмассовой пластине имеющую подвижную связь посредством зазора с четырехплечевым рычагом и каждый из которых связан с соответствующим электромагнитом, а два других контакта жестко закреплены в своих опорах по разным сторонам от контактов, закрепленных в пластмассовой пластине, и каждый связан с контактами управляющего переключателя, электрической сети.
Кроме того в пластмассовой пластине может быть дополнительно установлен, по меньшей мере, один контакт, который имеет возможность связи с, по меньшей мере, одним контактом жестко закрепленном в своей опоре, и связанный с электрической сетью.
Заявленное техническое решение поясняется фигурой 1.
Предлагается устройство, показанное на фиг. 1, состоит из электромагнитов ЭМ1, ЭМ2, четырехплечевого рычага 1, вращающегося на некоторый угол в плоскости рисунка по- и против часовой стрелки на точке опоры 2, пружины 3, находящейся в сжатом состоянии и имеющей возможность поворачиваться на некоторый угол по- и против часовой стрелки в плоскости рисунка относительно точки опоры 4, групп контактов A, B, пластмассовой пластины 5, имеющей подвижную связь с плечом 6 четырехплечевого рычага 1 и обеспечивающей работу контактных групп А,В, группы УК управляющих контактов, зазора 7.
Устройство работает следующем образом. Положение четырехплечевого рычага при работе отличается от показанного на фиг. 1. Рычаг 1 при работе может занимать только два фиксированных положения относительно центра вращения 2: Положение 1 (рычаг повернут по часовой стрелке до прижима нижней части правого плеча рычага 1 к верхней части ЭМ2); Положение 2 (рычаг повернут против часовой стрелки до прижима нижней части левого плеча рычага 1 к верхней части ЭМ1). Контакты УК, управляемые либо человеком, либо каким-нибудь любым устройством, могут занимать только два фиксированных положения: замкнуты управляющие контакты 2-1 или замкнуты управляющие контакты 2-3.
1. Положение 1 рычага 1. При замкнутых контактах УК.2-УК.1 включается ЭМ2 по цепи: замкнутые контакты А.3-А.4 (эти контакты замкнуты, т.к. при предыдущем включении рычаг 1 был в положении, когда нижняя часть левого плеча рычага 1 была прижата под воздействием пружины 3 к верхней части ЭМ1, а плечо 6 при повороте против часовой стрелки посредством пластмассовой пластины 5 перевело контакты А.3-А.4 в замкнутое состояние), ЭМ2. Зазор 7 обеспечивает конструктивно заданную выдержку времени, необходимую для своевременного переключения контактов группы A: их переключение происходит тогда, когда центр верхней части пружины 3, вращаясь против часовой стрелки относительно опоры 4, пересечет линию, проходящую через центры точек опор 2, 4 и ее дальнейшее вращение под воздействием магнитного поля и разжиманием пружины 3 происходит экспоненциально и необратимо. В этот момент происходит размыкание контактов А.3-4, прерывающих питание обмотки ЭМ2, и дальнейший поворот рычага 1 происходит только под воздействием разжимающейся пружины 3. Контакты А.1-2 замыкаются, подготавливая цепь работы ЭМ1. Контакты УК.2-1 продолжают оставаться включенными до появления управляющего сигнала, переключающего контакты УК в другое положение.
2. Положение 2 рычага 1. При замкнутых контактах УК.2-УК.3 включается ЭМ1 по цепи: замкнутые контакты А.2-А.1 (эти контакты замкнуты, т.к. при предыдущем включении рычаг 1 был в положении, когда нижняя часть правого плеча рычага 1 была прижата под воздействием пружины 3 к верхней части ЭМ2, а плечо 6 при повороте по часовой стрелке посредством пластмассовой пластины 5 перевело контакты А.2-А.1 в замкнутое состояние), ЭМ1. Происходит размыкание контактов А.2-1, прерывающих питание обмотки ЭМ1, и дальнейший поворот рычага 1 происходит только под воздействием разжимающейся пружины 3. Контакты А.3-4 замыкаются, подготавливая цепь работы ЭМ2. Контакты УК.2-3 продолжают оставаться включенными до появления управляющего сигнала, переключающего контакты УК в другое положение.
Как видно из описания, заявляемое устройство потребляет энергию только в момент переключения, а конструкция устройства позволяет значительно снизить ток срабатывания электромагнитов ЭМ1, ЭМ2 наряду с сохранением конструктивно заданной силы прижима контактных групп A, B посредством сжатой пружины 3. Контактная группа В показана символически. В ней может быть несколько групп контактов, как в обычных реле и магнитных пускателях.
Предлагаемое устройство названо «бестоковым» лишь потому, что величина потребляемой им энергии во время работы сведена до ничтожно малого уровня.
Заявленная полезная модель может быть осуществлена с помощью известных в области техники средств и компонентов и соответствует условию "промышленная применимость".
1. Бестоковое электромагнитное реле, содержащее:
- два неподвижно закрепленных электромагнита связанных с электрической сетью,
- четырёхплечевой рычаг, закрепленный на опоре и вращаемый электромагнитами на некоторый угол в вертикальной плоскости по- и против часовой стрелки, два плеча которого расположены в горизонтальной плоскости напротив электромагнитов, а два других - в вертикальной,
- закрепленную снизу на нижнем плече четырёхплечевого рычага, расположенного в вертикальной плоскости, пружину, находящуюся в сжатом состоянии, которая установлена на своей опоре, и имеющая возможность поворачивать на некоторый угол по- и против часовой стрелки четырёхплечевой рычаг вокруг его опоры,
- установленную сверху с зазором на верхнее плечо четырёхплечевого рычага, расположенного в вертикальной плоскости, пластмассовую пластину,
- по меньшей мере, две пары контактов, два из которых закреплены в пластмассовой пластине, имеющей подвижную связь посредством зазора с четырёхплечевым рычагом, и каждый из которых связан с соответствующим электромагнитом, а два других контакта жестко закреплены в своих опорах по разным сторонам от контактов, закрепленных в пластмассовой пластине, и каждый связан с контактами управляющего переключателя электрической сети.
2. Бестоковое электромагнитное реле по п. 1, отличающееся тем, что в пластмассовой пластине дополнительно установлен, по меньшей мере, один контакт, который имеет возможность связи с, по меньшей мере, одним контактом жестко закрепленном в своей опоре, и связанный с электрической сетью.
