RU2421842C1

RU2421842C1 - Executive switching device

Info

Publication number: RU2421842C1
Application number: RU2010111459/07A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Китаев (RU); Владимир Николаевич Китаев; Елена Николаевна Китаева (RU); Елена Николаевна Китаева
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-06-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: executive switching device comprises main and subsidiary contact system, electromagnetic actuator that switches contacts of contact systems via ratchet mechanism by axis rotation with attached to it bridging device with conductive sectors, and cam. Device is equipped with additional axes, on one of which there located is cam together with ratchet wheel, on the other - pusher and toothed wheel that interacts with toothed wheel mounted on the axis of bridging device. Pusher interacts with a cam, having a profile with constantly and gradually increasing radius at external diameter with provision of pusher relay rotation at triggering from the moment of spring fixed at bridging device axis. Contacts and conductive sectors on bridging device of the main contact system are located on two levels, and the contacts and conductive sectors of different levels are deployed at location circle by half of angular pitch.

EFFECT: enlarging application ranges with safety maintenance at contingency situations.

3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к исполнительным коммутирующим устройствам пороговых датчиков физического параметра систем автоматики взрывоопасных технических объектов, которые могут подвергаться аварийным воздействиям.The invention relates to actuating devices for threshold sensors of a physical parameter of automation systems of explosive technical objects that may be subjected to emergency impacts.

В настоящее время известны различные конструкции исполнительных коммутирующих устройств систем автоматики взрывоопасных технических объектов, однако они, обладая определенными недостатками, зачастую не могут обеспечить гарантированную взрывобезопасность указанных объектов в аварийных ситуациях.Currently, various designs of executive switching devices for automation systems of explosive technical objects are known, however, having certain drawbacks, they often cannot provide guaranteed explosion safety of these objects in emergency situations.

Известно исполнительное коммутирующее устройство - пороговое реле разности давлений, содержащее размещенный в корпусе пороговый чувствительный элемент разности давлений, взаимодействующий через герметичную стенку посредством магнитной системы с контактной системой, блокируемой в исходном и сработанном состояниях электромагнитным реле, на корпусе исполнительного коммутирующего устройства размещены токовыводы [патент РФ №2254561 C1, G01L 19/12, опубликовано 20.06.2005].It is known that an executive switching device is a threshold pressure difference relay, comprising a threshold pressure difference sensing element located in the housing and interacting through a sealed wall by means of a magnetic system with a contact system that is blocked in the initial and activated states by an electromagnetic relay; current outputs are placed on the housing of the executive switching device [RF patent No. 2254561 C1, G01L 19/12, published June 20, 2005].

Известное исполнительное коммутирующее устройство имеет значительное количество контактов, однако в нем защита от переключения при ударных воздействиях большой интенсивности обеспечивается тонкой балансировкой деталей и сборочных единиц, что весьма трудоемко и не всегда эффективно. При этом для обеспечения высокой ударостойкости требуется тонкая балансировка всех без исключения подвижных деталей и сборочных единиц.The well-known executive switching device has a significant number of contacts, however, it provides protection against switching during shock impacts of high intensity by providing fine balancing of parts and assembly units, which is very laborious and not always effective. At the same time, to ensure high impact resistance, fine balancing of all moving parts and assembly units without exception is required.

Известно исполнительное коммутирующее устройство, содержащее основную и дополнительную контактные системы, электромагнитный привод, переключающий контакты контактных систем через храповой механизм поворотом оси с закрепленным на ней перемыкателем с токопроводящими секторами, и кулачок. Перемыкатель с токопроводящими секторами взаимодействует с контактами основной контактной системы, расположенными по окружности, дополнительная контактная система содержит контакты, переключаемые кулачком, при этом электромагнитный привод выполнен в виде поляризованного реле с возвратно-поворотным движением якоря и кинематически связанного с ним храпового механизма с возможностью пошагового однонаправленного поворота оси, на которой жестко закреплены перемыкатель и кулачок [патент РФ №2367050 С1, Н01Н 35/14, опубликовано 10.09.2009].Known Executive switching device containing the main and additional contact systems, an electromagnetic drive that switches the contacts of the contact systems through a ratchet mechanism by turning the axis with a switch connected to it with conductive sectors, and a cam. The switch with conductive sectors interacts with the contacts of the main contact system located around the circumference, the additional contact system contains contacts switched by a cam, and the electromagnetic drive is made in the form of a polarized relay with a reciprocating movement of the armature and a kinematically connected ratchet mechanism with the possibility of stepwise unidirectional rotation of the axis on which the jumper and cam are rigidly fixed [RF patent No. 2367050 C1, H01H 35/14, published on 09/10/2009].

Исполнительное коммутирующее устройство сохраняет состояния основной контактной системы в аварийных ситуациях, однако наличие малого количества контактов (всего одной коммутируемой электрической цепи) значительно сужает области применения известного исполнительного коммутирующего устройства. Для устранения имеющегося недостатка известного исполнительного коммутирующего устройства требуется применение электромагнитных повторителей (переключателей), однако это требует дополнительных затрат, дополнительных конструктивных объемов, а самое главное - не эффективно из-за низкой стойкости этих устройств к аварийным воздействующим факторам. Кроме того, основная контактная система устройства при срабатывании переключается за вполне определенное время (не релейно), то есть контактная система при переключении занимает неопределенное промежуточное состояние, что зачастую не приемлемо для систем автоматики объектов применения. Это исполнительное коммутирующее устройство рассматривается в качестве прототипа.The Executive switching device saves the state of the main contact system in emergency situations, however, the presence of a small number of contacts (only one switched electric circuit) significantly reduces the scope of application of the known executive switching device. To eliminate the existing drawback of the known actuating switching device, the use of electromagnetic repeaters (switches) is required, however, this requires additional costs, additional structural volumes, and most importantly, it is not effective due to the low resistance of these devices to emergency factors. In addition, the main contact system of the device, when triggered, switches over for a very definite time (not relay), that is, the contact system takes an indefinite intermediate state when switching, which is often not acceptable for automation systems of objects of use. This executive switching device is considered as a prototype.

Анализ конструкций известных исполнительных коммутирующих устройств позволяет сделать вывод, что известный уровень техники не обеспечивает создания безопасного исполнительного коммутирующего устройства, имеющего большое количество контактов (коммутирующего большое количество электрических цепей) с обеспечением релейного переключения контактов при срабатывании.Analysis of the designs of known actuating switching devices allows us to conclude that the prior art does not provide a safe actuating switching device having a large number of contacts (switching a large number of electrical circuits) with relay switching of contacts when triggered.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения - расширение областей применения путем увеличения количества контактов основной контактной системы с обеспечением их релейного переключения при срабатывании, с сохранением безопасности в аварийных ситуациях.The technical result obtained by using the invention is the expansion of areas of application by increasing the number of contacts of the main contact system with ensuring their relay switching during operation, while maintaining safety in emergency situations.

Указанный технический результат достигается тем, что исполнительное коммутирующее устройство, содержащее корпус, основную и дополнительную контактные системы, электромагнитный привод, переключающий контакты контактных систем через храповой механизм поворотом оси с закрепленным на ней перемыкателем с токопроводящими секторами, и кулачок, согласно изобретению снабжено дополнительно осями, на одной из которых совместно с храповым колесом размещен кулачок, на другой - толкатель и зубчатое колесо, взаимодействующее с зубчатым колесом, установленным на оси перемыкателя, при этом толкатель взаимодействует с кулачком, имеющим на внешнем диаметре профиль с постоянным и плавно возрастающим радиусом с обеспечением релейного поворота толкателя при срабатывании от момента закрепленной на оси перемыкателя пружины, а контакты и токопроводящие секторы на перемыкателе основной контактной системы расположены на двух уровнях, причем контакты и токопроводящие секторы разных уровней развернуты по окружности расположения на половину углового шага.The specified technical result is achieved by the fact that the actuating switching device comprising a housing, main and additional contact systems, an electromagnetic drive switching contacts of the contact systems through a ratchet mechanism by turning the axis with a switch connected to it with conductive sectors, and the cam, according to the invention, is additionally equipped with axes, on one of which, together with the ratchet wheel, a cam is placed, on the other, a pusher and a gear wheel interacting with the gear wheel, mounted on the axis of the switch, while the pusher interacts with a cam having a profile on the outer diameter with a constant and smoothly increasing radius, providing relay rotation of the pusher when triggered from the moment the spring is fixed on the axis of the switch, and the contacts and conductive sectors on the switch of the main contact system are located on two levels, and the contacts and conductive sectors of different levels are rotated around the circumference of the location at half the angular pitch.

Также согласно изобретению контакты основной контактной системы выполнены составными, внутренние части выполнены из материала с высокой электрической проводимостью, внешние части - из материала, сохраняющего упругость при высоких температурах.Also according to the invention, the contacts of the main contact system are made integral, the internal parts are made of a material with high electrical conductivity, the external parts are made of a material that retains elasticity at high temperatures.

Также согласно изобретению токовыводы контактов основной контактной системы закреплены во втулках, размещенных в изоляторах.Also according to the invention, the current outputs of the contacts of the main contact system are fixed in the bushings located in the insulators.

Введение в конструкцию исполнительного коммутирующего устройства дополнительных осей, на одной из которых совместно с храповым колесом размещен кулачок, на другой - толкатель и зубчатое колесо, взаимодействующее с зубчатым колесом, установленным на оси перемыкателя, обеспечение взаимодействия толкателя с кулачком, имеющим на внешнем диаметре профиль с постоянным и плавно возрастающем радиусом с обеспечением релейного поворота толкателя при срабатывании от момента закрепленной на оси перемыкателя пружины, а также расположение контактов и токопроводящих секторов на перемыкателе основной контактной системы на двух уровнях, с разворотом контактов и токопроводящих секторов разных уровней по окружности расположения на половину углового шага позволяет обеспечить большое количество размыкающих и замыкающих контактов при плотной компоновке в очень малом объеме с сохранением стойкости в аварийных ситуациях. Также обеспечивается релейное переключение контактов при срабатывании.Introduction to the design of the actuating switching device of additional axes, on one of which a cam is placed together with a ratchet wheel, on the other - a pusher and a gear wheel interacting with a gear mounted on the axis of the switch, ensuring the interaction of the pusher with a cam having a profile with an external diameter of a constant and gradually increasing radius with the provision of relay rotation of the pusher when triggered from the moment the spring is fixed on the axis of the jumper, as well as the location of the contacts products and conductive sectors on the jumper of the main contact system at two levels, with a turn of contacts and conductive sectors of different levels around the circumference of the arrangement by half an angular pitch, it is possible to provide a large number of opening and closing contacts with a tight arrangement in a very small volume while maintaining resistance in emergency situations. Relay switching of contacts upon actuation is also provided.

Выполнение упругих контактов основной контактной системы составными: внутренних частей - из материала с высокой электрической проводимостью, внешних - из материала, сохраняющего упругость при высоких температурах, позволяет обеспечить работу контактной системы в широком диапазоне температур, в том числе и при пожаре.The implementation of the elastic contacts of the main contact system by components: internal parts - from a material with high electrical conductivity, external - from a material that maintains elasticity at high temperatures, allows the contact system to operate in a wide temperature range, including in case of fire.

Закрепление токовыводов контактов во втулках, размещенных в изоляторах, позволяет значительно упростить сборку и регулировку контактов.The fastening of the current outputs of the contacts in the bushings located in the insulators can significantly simplify the assembly and adjustment of the contacts.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».The presence in the claimed invention features that distinguish it from the prototype, allows us to consider it appropriate to the condition of "novelty."

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».New features that contain a distinctive part of the claims are not identified in technical solutions for a similar purpose. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен осевой разрез устройства.Figure 1 presents an axial section of the device.

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, конструкция контактов основной контактной системы верхнего уровня, контакты в исходном состоянии.Figure 2 - section aa in figure 1, the design of the contacts of the main contact system of the upper level, the contacts in the initial state.

На фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1, конструкция контактов основной контактной системы нижнего уровня, контакты в исходном состоянии.Figure 3 - section bB in figure 1, the design of the contacts of the main contact system of the lower level, the contacts in the initial state.

На фиг.4 - разрез В-В на фиг.1, конструкция кулачка, поворотного толкателя и контактов дополнительной контактной системы, детали в исходном состоянии устройства.Figure 4 - section bb in figure 1, the design of the cam, the rotary pusher and the contacts of the additional contact system, parts in the initial state of the device.

На фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1, конструкция храпового механизма и взаимодействие электромагнитного привода с храповым механизмом.Figure 5 - section GG in figure 1, the design of the ratchet mechanism and the interaction of the electromagnetic drive with a ratchet mechanism.

На фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.1, конструкция электромагнитного привода.In Fig.6 is a section DD in Fig.1, the design of the electromagnetic drive.

На фиг.7 - конструкция контакта основной контактной системы на токовыводе.Figure 7 - contact design of the main contact system on the current output.

На фиг.8 - электрические связи и взаимодействие составных элементов устройства.On Fig - electrical connection and interaction of the constituent elements of the device.

Исполнительное коммутирующее устройство содержит герметичный корпус 1, в котором размещены платы 2, 3 с токовыводами 4, 5 соответственно. На токовыводах 4 и 5 размещены по окружности контакты 6, взаимодействующие с перемычками 7. Перемычки 7 тоже расположены по окружности и закреплены на перемыкателе 8 на двух уровнях. В плате 2 также размещены токовыводы 9. Ось 10 перемыкателя 8, поджатая поворотной пружиной 11. На оси 10 установлено зубчатое колесо 12. На оси зубчатого колеса 13 размещен толкатель 14. Ось 10 взаимодействует через зубчатые колеса 12, 13 поворотным толкателем 14 с кулачком 15. Кулачок 15 закреплен на оси 16 храпового колеса 17, которое поворачивается собачками 18, установленными на коромысле 19. Коромысло 19 совершает возвратно-вращательные движение на угол, превышающий шаг зубьев храпового колеса 17 от взаимодействия с выступами якоря 20 электромагнитного привода 21 (фиг.1).The executive switching device comprises a sealed housing 1, in which there are placed boards 2, 3 with current outputs 4, 5, respectively. On the current outputs 4 and 5, contacts 6 are arranged around the circumference, interacting with the jumpers 7. The jumpers 7 are also located around the circumference and are fixed on the switch 8 at two levels. Current outputs 9 are also located in the circuit board 2. The axis 10 of the switch 8, preloaded by the rotary spring 11. A gear wheel 12 is mounted on the axis 10. A pusher 14 is placed on the axis of the gear wheel 13. The axis 10 interacts via the rotary pusher 14 with the cam 15 through the gear wheels 12, 13 The cam 15 is mounted on the axis 16 of the ratchet wheel 17, which is rotated by the dogs 18 mounted on the beam 19. The beam 19 performs a rotational movement at an angle exceeding the tooth pitch of the ratchet wheel 17 from interaction with the protrusions of the armature 20 of the electromagnetic iodine 21 (figure 1).

Токовыводы 4, 5 с контактами 6 и перемыкателем 8 образуют основную контактную систему 22 (фиг.2, 3).Current outputs 4, 5 with contacts 6 and a jumper 8 form the main contact system 22 (Fig.2, 3).

Контакты 6 выполнены составными: внутренние части 23 - из материала с высокой электрической проводимостью, например ленты из бериллиевой бронзы по ГОСТ 1789-70, внешние части 24 - из материала, сохраняющего упругость при высоких температурах, например ленты из прецизионных сплавов по ГОСТ 14117-85 (фиг.7). Токовыводы 4 и 5 закреплены во втулках 25, размещенных в изоляторах 26.Contacts 6 are made integral: the inner parts 23 are made of a material with high electrical conductivity, for example, ribbons of beryllium bronze according to GOST 1789-70, the outer parts 24 are made of a material that retains elasticity at high temperatures, for example, ribbons of precision alloys according to GOST 14117-85 (Fig.7). Current leads 4 and 5 are fixed in the bushings 25 located in the insulators 26.

Шаговый электромагнитный привод 21 выполнен в виде поляризованного реле с возвратно-вращательным движением якоря 20 (фиг.6). Храповой механизм 27, состоящий из храпового колеса 17 и взаимодействующих с ним подвижных 18 и неподвижных 28 пружинных собачек, преобразует возвратно-вращательное движение якоря 20 в однонаправленное вращение оси 16, на которой жестко закреплен кулачок 15. Храповое колесо 17 выполнено за одно целое с осью 16 (или запрессовано на него), а коромысло 19 установлено на оси 16 свободно с возможностью поворота.The step-by-step electromagnetic drive 21 is made in the form of a polarized relay with a reciprocating movement of the armature 20 (Fig.6). The ratchet mechanism 27, consisting of a ratchet wheel 17 and the movable 18 and the fixed 28 spring dogs interacting with it, converts the reciprocating movement of the armature 20 into the unidirectional rotation of the axis 16, on which the cam 15 is rigidly fixed. The ratchet wheel 17 is made in one piece with the axis 16 (or is pressed onto it), and the beam 19 is mounted on the axis 16 freely with the possibility of rotation.

Якорь 20 поворачивает коромысло 19 выступами, входящими в отверстия 29 коромысла 19 (фиг.5), которое размещенными на нем собачками 18 поворачивает храповое колесо 17. Неподвижные собачки 28 обеспечивают однонаправленный поворот храпового колеса 17.The anchor 20 rotates the rocker arm 19 by the protrusions entering the openings 29 of the rocker arm 19 (FIG. 5), which by the pawls 18 rotates the ratchet wheel 17. The fixed dogs 28 provide unidirectional rotation of the ratchet wheel 17.

В корпусе 1 также расположен пороговый датчик требуемого физического параметра 30, например линейного ускорения, функционирование которого обеспечивается инерционным телом 31 в виде постоянного магнита, закрепленного на мембране 32 (фиг.1).In the housing 1 there is also a threshold sensor of the required physical parameter 30, for example, linear acceleration, the functioning of which is provided by the inertial body 31 in the form of a permanent magnet fixed to the membrane 32 (Fig. 1).

Электромагнитный привод 21 содержит последовательно соединенные обмотки 33 - выводы «в-г» и последовательно соединенные обмотки 34 - выводы «б-г», необходимые для его срабатывания (фиг.6).The electromagnetic drive 21 contains a series-connected windings 33 - conclusions "in-d" and series-connected windings 34 - conclusions "b-d" necessary for its operation (Fig.6).

Контакты 35 с толкателем 36 и токовыводами 37, 38 образуют дополнительную контактную систему 39.Contacts 35 with a pusher 36 and current leads 37, 38 form an additional contact system 39.

Исполнительное коммутирующее устройство работает следующим образом. Для срабатывания (переключения контактов основной контактной системы 22) исполнительного коммутирующего устройства необходима поочередная подача на последовательно соединенные обмотки 33 (выводы «в-г») и на последовательно соединенные обмотки 34 (выводы «б-г») шагового электромагнитного привода 21 некоторого количества импульсов напряжения через замкнутый контакт порогового датчика физического параметра 30 при его срабатывании от превышения ускорением уставочного (порогового) значения (фиг.1, 8). При подаче импульса напряжения на обмотки 33 якорь 20 поворачивается на угол f из одного крайнего положения в другое, поворачивая через коромысло 19 и собачки 18 храповое колесо 17 на угол, равный шагу его зубьев, и затем при подаче импульса напряжения на обмотки 34 якорь 20 возвращается без поворота храпового колеса 17 для повторения цикла. При возврате якоря 20 храповое колесо 17 удерживается от поворота обратно собачками 28.Executive switching device operates as follows. For actuation (switching the contacts of the main contact system 22) of the actuating switching device, it is necessary to supply to the serially connected windings 33 (terminals “v-d”) and to the serially connected windings 34 (conclusions “b-d”) a step electromagnetic drive 21 of a certain number of pulses voltage through the closed contact of the threshold sensor of the physical parameter 30 when it is triggered by the acceleration exceeding the setpoint (threshold) value (Figs. 1, 8). When a voltage pulse is applied to the windings 33, the armature 20 rotates through an angle f from one extreme position to another, turning the ratchet wheel 17 through the beam 19 and the dog 18 to an angle equal to the pitch of its teeth, and then, when a voltage pulse is applied to the windings 34, the armature 20 returns without turning the ratchet wheel 17 to repeat the cycle. When the anchor 20 is returned, the ratchet wheel 17 is kept from turning back by the dogs 28.

Схема, поясняющая электрические связи и взаимодействие составных элементов (порогового датчика физического параметра 30, основной контактной системы 22, дополнительной контактной системы 39, шагового электромагнитного привода 21, храпового механизма 27) исполнительного коммутирующего устройства приведена на фиг.8. Коммутация электрических цепей приведена для исходного состояния устройства.A diagram explaining the electrical connections and the interaction of the constituent elements (the threshold sensor of the physical parameter 30, the main contact system 22, the additional contact system 39, the stepper electromagnetic drive 21, the ratchet mechanism 27) of the actuating switching device is shown in Fig. 8. Switching electrical circuits is given for the initial state of the device.

По одному из выводов обмоток 33 и 34 соединено в общий вывод «г», с которым, в свою очередь, соединена электрическая цепь датчика физического параметра 30. Данное соединение обеспечивает разрыв двух цепей подачи импульсов напряжения (на обмотки 33 и на обмотки 34) одним контактом датчика физического параметра 30.One of the conclusions of the windings 33 and 34 is connected to the common terminal “g”, with which, in turn, the electrical circuit of the sensor of the physical parameter 30 is connected. This connection ensures the breaking of two voltage pulse supply circuits (to the windings 33 and to the windings 34) with one sensor contact of physical parameter 30.

Переключение контактов основной контактной системы 22 исполнительного коммутирующего устройства возможно при наличии двух факторов: ускорения а, равного или превышающего уставку и импульсов напряжения, подаваемых поочередно на выводы «в-г» и «б-г». В электрическую цепь подачи импульсов напряжения также включен контакт 35, который разрывает цепи питания обмоток 33 и 34 шагового электромагнитного привода 21 в крайних угловых положениях перемыкателя 8, соответствующих исходному и сработанному состояниям контактной системы. Контакт отключения 35 отжимается Г-образным толкателем 36, закрепленным на зубчатом колесе 12, при этом размыкается электрическая цепь между токовыводом 37, на котором закреплен контакт 35, и токовыводом 38 (фиг.4).Switching the contacts of the main contact system 22 of the executive switching device is possible if there are two factors: acceleration a equal to or greater than the set point and voltage pulses supplied alternately to the conclusions "v-d" and "b-d". The electrical circuit for supplying voltage pulses also includes a contact 35, which breaks the power supply circuits of the windings 33 and 34 of the stepper electromagnetic drive 21 in the extreme angular positions of the switch 8 corresponding to the initial and activated states of the contact system. The trip contact 35 is pressed out by a L-shaped pusher 36 mounted on the gear wheel 12, while the electric circuit between the current output 37, on which the contact 35 is fixed, and the current output 38 (Fig. 4) is opened.

При повороте храпового колеса 17, а следовательно и кулачка 15 на 90° поворотный толкатель 14 перестанет взаимодействовать с профилем постоянного радиуса 40 кулачка 15 и повернется, вызывая поворот оси 10 с перемыкателем 8 через зубчатые колеса 13, 12 на угол, необходимый для переключения контактов 6 основной контактной системы 22 (на 30°). Переключение контактов 6 обеспечивается токопроводящими секторами 7, закрепленными на перемыкателе 8. При 60 зубьях на храповом колесе 17 оно повернется на 90° после поочередной подачи суммарно 30 импульсов напряжения на выводы «в-г» и «б-г».When the ratchet wheel 17, and therefore the cam 15 is rotated 90 °, the rotary pusher 14 will no longer interact with the constant radius profile 40 of the cam 15 and will rotate, causing the axis 10 to rotate with the switch 8 through the gears 13, 12 by the angle necessary to switch contacts 6 main contact system 22 (at 30 °). Switching of the contacts 6 is provided by conductive sectors 7, mounted on the jumper 8. With 60 teeth on the ratchet wheel 17, it will rotate 90 ° after a total of 30 voltage pulses are alternately applied to the “v-d” and “b-d” terminals.

Для приведения исполнительного коммутирующего устройства в исходное состояние необходима поочередная подача суммарно 90 импульсов напряжения на последовательно соединенные обмотки 33 (выводы «в-г») и на последовательно соединенные обмотки 34 (выводы «б-г») шагового электромагнитного привода 21. При повороте храпового колеса 17, а следовательно и кулачка 15, на 270° другой контакт 35, включенный в цепь подачи импульсов напряжения, разрывает цепи питания обмоток 33 и 34 шагового электромагнитного привода 21. То есть приведение исполнительного коммутирующего устройства в исходное состояние может осуществляться дистанционно без ручных операций и необходимости непосредственного доступа к нему.To bring the actuating switching device to its initial state, a total of 90 voltage pulses are required alternately to the serially connected windings 33 (leads “v-d”) and to the serially connected windings 34 (leads “b-d”) of the step-by-step electromagnetic drive 21. When turning the ratchet the wheels 17, and consequently the cam 15, 270 ° another contact 35 included in the voltage pulse supply circuit breaks the power supply circuits of the windings 33 and 34 of the stepped electromagnetic drive 21. That is, the actuator iruyuschego device to its original state can be performed remotely, without manual operations and the need for direct access to it.

Взаимодействие поворотного толкателя 14 с кулачком 15 показано на фиг.4. При нахождении поворотного толкателя 14 на участке кулачка 15 с постоянным радиусом 40 - основная контактная система в исходном состоянии, на участке 41 - в сработанном. Участок с плавно возрастающим радиусом 42 обеспечивает плавный поворот оси 10 с перемыкателем 8 в исходное угловое положение. То есть переключение основной контактной системы 22 из исходного состояния в сработанное происходит релейно из-за ступенчатого изменения радиуса кулачка, а взведение постепенно за время, определяемое частотой подаваемых импульсов напряжения. Продолжительный участок 42 (270°) позволяет облегчить взведение устройства даже при пружине 11 с большим моментом кручения.The interaction of the pusher 14 with the cam 15 is shown in Fig.4. When the rotary pusher 14 is located on the cam portion 15 with a constant radius of 40, the main contact system is in the initial state, and on the portion 41, it has been activated. The plot with a gradually increasing radius 42 provides a smooth rotation of the axis 10 with the switch 8 in the initial angular position. That is, the switching of the main contact system 22 from the initial state to the triggered occurs relay due to a step change in the radius of the cam, and cocking gradually over a time determined by the frequency of the supplied voltage pulses. The long section 42 (270 °) makes it easier to cock the device even with a spring 11 with a large torsion moment.

Таким образом, смена состояний основной контактной системы 22, а следовательно и смена состояний исполнительного коммутирующего устройства обеспечиваются при однонаправленном повороте храпового колеса 17 (оси 16) на каждые 90° и 270°.Thus, the change of state of the main contact system 22, and therefore the change of state of the actuating switching device, is ensured by unidirectional rotation of the ratchet wheel 17 (axis 16) for every 90 ° and 270 °.

Подача импульсов напряжения на обмотки 33, 34 шагового электромагнитного привода 21 через контакты 35 не требует подачи строго определенного количества импульсов для срабатывания и взведения исполнительного коммутирующего устройства соответственно, то есть обеспечивает его надежную работу при возможных сбоях в работе шагового электромагнитного привода 21 и «дребезге» контакта порогового датчика ускорения 30.The supply of voltage pulses to the windings 33, 34 of the step-by-step electromagnetic drive 21 through the contacts 35 does not require the supply of a strictly defined number of pulses for actuation and charging of the executive switching device, respectively, that is, it ensures its reliable operation in case of possible malfunctions of the step-by-step electromagnetic drive 21 and the "bounce" threshold acceleration sensor contact 30.

Дополнительные токовыводы 9, установленные на плате 2, предназначены для вывода электрических цепей с контактов, расположенных на токовыводах 5 платы 3. Организация необходимых электрических цепей контактов датчика ускорения 30, обмоток 33, 34 шагового электромагнитного привода 21 и контактов отключения 35 обеспечивается соединением токовыводов 4, 5, 9, 37, 38. Монтажные провода на иллюстрациях не показаны.Additional current outputs 9 installed on the board 2 are designed to output electrical circuits from the contacts located on the current outputs 5 of the board 3. The organization of the necessary electrical circuits of the contacts of the acceleration sensor 30, the windings 33, 34 of the step-by-step electromagnetic drive 21 and the trip contacts 35 is provided by connecting the current outputs 4, 5, 9, 37, 38. The mounting wires are not shown in the illustrations.

Соединения токовыводов 9 с токовыводами 5 обеспечиваются перемычками 43, длина которых минимальна.The connections of the current outputs 9 to the current outputs 5 are provided by jumpers 43, the length of which is minimal.

Закрепление токовыводов 4 и 5 во втулках 25, размещенных в изоляторах 26, обеспечивает предварительную сборку и регулировку контактов 6 (фиг.7) на токовыводах 4, 5 до установки их в устройство, что значительно упрощает сборку всего устройства.The fastening of the current leads 4 and 5 in the bushings 25 located in the insulators 26 provides for the preliminary assembly and adjustment of the contacts 6 (Fig. 7) on the current leads 4, 5 before installing them in the device, which greatly simplifies the assembly of the entire device.

Для уменьшения момента поворота оси 10, 16 и ось зубчатого колеса 13 установлены на шарикоподшипниках 44.To reduce the turning moment, the axles 10, 16 and the axis of the gear 13 are mounted on ball bearings 44.

При эксплуатации при случайном появлении напряжения в электрических цепях и в аварийных ситуациях (ударные воздействия при падении или столкновении, тепловые воздействия при пожаре, затопление, комбинации этих воздействий) основная контактная система 22 не переключится, обеспечив безопасность всей системы автоматики взрывоопасного технического объекта. При этом не требуется высокая стойкость к аварийным воздействиям всех составных частей исполнительного коммутирующего устройства. Основная контактная система 22, выполненная в ударостойком и термостойком исполнении и расположенная в герметичном корпусе, определяет и обеспечивает необходимую стойкость устройства к аварийным воздействиям. Конструкция шагового электромагнитного привода 21 даже при повороте якоря 20, например от ударного воздействия, не приводит к смене состояния основной контактной системы 22, так как возможный поворот якоря 20 приведет к повороту храпового колеса 17 и оси 16 всего на один шаг, тогда как для ее переключения требуется значительно большее количество шагов. Кроме того, пространственное разнесение контактов 6 (расположенными по окружности - фиг.2, 3) исключает их случайную коммутацию даже разрушенными элементами конструкции при ударных воздействиях большой интенсивности. Расположение контактов 6 на двух уровнях позволяет обеспечить большое количество контактов в малом объеме. Переключение основной контактной системы 22 поворотным перемыкателем 8 повышает ее стойкость к ударным аварийным воздействиям.When operating in the event of an accidental occurrence of voltage in electrical circuits and in emergency situations (shock during a fall or collision, thermal effects during a fire, flooding, combinations of these effects), the main contact system 22 will not switch, ensuring the safety of the entire automation system of an explosive technical facility. It does not require high resistance to accidental impacts of all the components of the executive switching device. The main contact system 22, made in shockproof and heat-resistant design and located in a sealed enclosure, determines and provides the necessary resistance of the device to emergency influences. The design of the step-by-step electromagnetic actuator 21 even when the armature 20 is rotated, for example from impact, does not lead to a change in the state of the main contact system 22, since a possible rotation of the armature 20 will lead to the rotation of the ratchet wheel 17 and the axis 16 by only one step, whereas for it switching requires a significantly larger number of steps. In addition, the spatial spacing of the contacts 6 (located around the circumference - figure 2, 3) eliminates their accidental switching even by destroyed structural elements during impacts of high intensity. The arrangement of contacts 6 on two levels allows for a large number of contacts in a small volume. Switching the main contact system 22 with a rotary switch 8 increases its resistance to shock emergency impacts.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволит создать компактное исполнительное коммутирующее устройство с большим количеством контактов, релейно переключающихся при срабатывании, сохраняющее состояние контактов (безопасное) в аварийных ситуациях и работоспособное (надежное) в широких областях применения с пороговыми датчиками различных физических параметров (абсолютного и избыточного давления, линейного и углового ускорений, угловой скорости, температуры).Thus, the claimed technical solution will allow you to create a compact Executive switching device with a large number of contacts, relay switching during operation, maintaining the state of the contacts (safe) in emergency situations and workable (reliable) in wide areas of application with threshold sensors of various physical parameters (absolute and redundant pressure, linear and angular accelerations, angular velocity, temperature).

При этом пороговые датчики физических параметров могут быть с предельно упрощенной конструкцией.In this case, the threshold sensors of physical parameters can be with an extremely simplified design.

Заявляемое исполнительное коммутирующее устройство с пороговым датчиком ускорения может быть реализовано массой в 80 г и объемом не более 40 см³.The inventive Executive switching device with a threshold acceleration sensor can be implemented with a mass of 80 g and a volume of not more than 40 cm ³ .

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

1. An executive switching device comprising a housing, a primary and secondary contact systems, an electromagnetic drive that switches the contacts of the contact systems through a ratchet by rotating the axis with a switch connected to it with conductive sectors, and a cam, characterized in that it is additionally provided with axes, on one of which, together with the ratchet, a cam is placed, on the other, a pusher and a gear, interacting with a gear mounted on the axis of the jumper, while the spruce interacts with a cam having a profile on the outer diameter with a constant and smoothly increasing radius with the relay pusher turning when triggered from the moment the spring is fixed on the axis of the switch, and the contacts of the main contact system and the conductive sectors on the switch are two levels, with contacts and conductive sectors of different levels are rotated around the circumference of the arrangement by half an angular pitch.

2. The executive switching device according to claim 1, characterized in that the contacts of the main contact system are made integral, the internal parts are made of a material with high electrical conductivity, the external parts are made of a material that retains elasticity at high temperatures.

3. The Executive switching device according to claims 1 or 2, characterized in that the current outputs of the contacts of the main contact system are fixed in the bushings located in the insulators.