Индикатор удара

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам детектирования и индикации удара, и может быть использована для визуального контроля факта ударных воздействий.
Известен индикатор удара для тренировки стрельбы, содержащий модуль светового луча с переключателем и устройство сжатия, содержащее поршень на конце, удаленном от модуля светового луча, и шток на другом конце, который включает переключатель модуля светового луча при воздействии потоков воздуха на устройство сжатия. Патент Российской Федерации на полезную модель №84242, МПК A63F 9/00, 10.07.2009.
Необходимость закрепления в индикаторе удара источника света, а также сложность его конструкции, сужает область применения данного технического решения.
Известно устройство для индикации возникновения давления, содержащее корпус, мембранный привод, подвижное информационное звено, выполненное, например, в виде закрепленных на жестком центре мембранного привода двух параллельных шторок со сквозными окнами, элементы подсветки и индикаторный экран, выполненный в виде набора контурных пластин из светопроводящего материала с гравировкой на лицевой стороне, направленных своими торцовыми поверхностями на элементы подсветки, установленные относительно них с зазором, в котором расположены две параллельные шторки со сквозными окнами. Авторское свидетельство СССР № 393627, 10.08.1973. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Прототип относится к системам безопасности, в частности к устройствам индикации факта достижения механическим воздействием максимальных значений. Так, при смещении мембранного привода за счет давления, шторки со сквозными окнами, связанные с жестким центром мембранного привода, перемещаются в граничное положение, соответствующее сработанному состоянию индикатора. За счет смещения окон от торцов одной пластины с гравировкой к другой, светится соответствующий знак, выгравированный на ее лицевой стороне.
Исполнительным элементом представленной конструкции являются шторки со сквозными окнами, связанные с жестким центром мембранного привода, воспринимающего внешнее воздействие. Однако, наличие в устройстве источника света усложняет конструкцию и требует тщательного позиционирования всех взаимодействующих между собой элементов индикации в процессе сборки. Кроме того, наличие энергозависимых компонентов, к которым относятся источники света, такие устройства имеют ограниченную область использования, особенно в условиях взрывоопасных сред.
Задачей полезной модели является создание устройства индикации ударов при достижении ими максимальных значений, задаваемых физическими и геометрическими свойствами исполнительных конструктивных элементов, выполненного в виде простого энергонезависимого механического устройства с исполнительным элементом в виде инерционной массы, не требующего при этом сложной технологии изготовления, что позволяет расширить область его применения использованием, в том числе, в условиях взрывоопасных сред.
Техническим результатом является расширение арсенала технических средств индикации удара.
Технический результат достигается тем, что индикатор удара, содержит корпусной элемент, инерционную массу, пружину, удерживающую инерционную массу в исходном состоянии и пружину, фиксирующую инерционную массу в сработанном состоянии. Индикатор удара дополнительно содержит окна контроля положения инерционной массы. Инерционная масса выполнена в виде массивной пластины со сквозными отверстиями, расположенными напротив окон контроля положения инерционной массы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично представлен индикатор удара в исходном (I) и сработанном (II) состоянии, где:
1 - корпусной элемент конструкции;
2 - инерционная масса;
3 - пружина сжатия;
4 - плоская обжимная пружина-фиксатор;
5 - отверстия инерционной массы;
6 - граница зоны контроля положения инерционной массы (окон контроля положения инерционной массы).
Индикатор удара представляет собой конструкцию, содержащую корпусной элемент 1 (показан на чертеже в поперечном сечении), и инерционную массу 2, выполненную в виде массивной пластины со сквозными отверстиями 5, расположенными напротив границы зоны контроля положения инерционной массы 6 (условно показана на чертеже пунктирной линией). Инерционная масса 2 удерживается в исходном состоянии индикатора удара за счет жесткости пружины сжатия 3 от смещения в сторону, противоположную воздействию внешнего удара (ускорения М).
В исходном состоянии индикатора удара, в зоне контроля положения его инерционной массы 6 визуально просматривается только то отверстие инерционной массы 2, которое расположено напротив окна контроля положения инерционной массы (на чертеже в исходном состоянии (I) условно показана совмещенность одного отверстия инерционной массы с одним окном контроля положения инерционной массы).
Окна контроля положения инерционной массы могут быть выполнены в виде простых отверстий в корпусном элементе, либо в виде прозрачных участков на непрозрачной пластине, изготовленной из ударопрочного материала, например, ударопрочного стекла. С целью исключения ложной индикации и неоднозначности восприятия при визуальном контроле положения инерционной массы, ее отверстия и окна контроля могут конструктивно располагаться в разнесенных друг относительно друга зонах.
Для строгой ориентации инерционной массы 2 в вертикальной плоскости и обеспечения требуемой траектории ее перемещения относительно окон контроля 6 при воздействии удара, инерционная масса может содержать направляющие элементы, например, торцевые пазы и проточки. Для фиксации инерционной массы в сработанном состоянии индикатора удара, в корпусном элементе 1 закреплены плоские обжимные пружины-фиксаторы 4, а на наружных сторонах инерционной массы выполнены соответствующие углубления.
Свойства пружины сжатия 3, ее геометрические и физические параметры, а также параметры инерционной массы 2, подбирают исходя из конструктивных особенностей индикатора удара и порога его срабатывания при заданных в каждом конкретном случае значениях внешнего воздействия (ускорения М).
Индикатор удара работает следующим образом.
При внешнем воздействии на конструкцию индикатора удара, превышающем пороговое значение, определяемое жесткостью пружины сжатия 3, инерционная масса 2 под действием инерционной силы (Fим) смещается в сторону, противоположную воздействию внешнего удара (ускорения М). При этом изменяется визуально просматриваемое количество отверстий в зоне контроля положения инерционной массы 6 (на чертеже в сработанном состоянии (II) условно показана совмещенность двух отверстий инерционной массы с двумя окнами контроля). Фиксация инерционной массы в сработанном состоянии индикатора удара обеспечивается за счет действия плоских обжимных пружин-фиксаторов 4, загнутые концы которых входят в углубления на наружных сторонах инерционной массы, что, в свою очередь, обеспечивает последующий визуальный контроль факта ударных воздействий.
Общее количество отверстий инерционной массы, окон контроля ее положения, а также их взаимное расположение в конструкции подбирают исходя из требуемых геометрических форм наблюдаемого «рисунка» (комбинации просматриваемых и непросматриваемых отверстий) в исходном и сработанном состояниях индикатора удара.
Отсутствие сложных механических узлов для перемещения подвижных элементов индикатора удара позволяет сократить количество деталей, повысив тем самым надежность устройства в целом.
Отсутствие энергозависимых компонентов в индикаторе удара (таких, как, например, источники света) позволяет расширить область его применения использованием, в том числе, в условиях взрывоопасных сред.
Использование в качестве исполнительного элемента - инерционной массы, выполненной в виде массивной пластины со сквозными отверстиями, позволяет существенно упростить конструкцию и расширить область применения индикатора удара в системах безопасности с визуальным контролем факта ударных воздействий.