КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОЕ
EXPLOSION-PROOF SWITCHING DEVICE

Изобретение относится к устройствам коммутации электрических цепей и может быть использовано в качестве бесконтактного пульта управления в системах автоматического управления технологическими процессами в газовой и нефтяной промышленности во взрывоопасных зонах.
Известно большое количество коммутирующих устройств, панели управления которых отличаются в частности, составляющими их чувствительными элементами и принципами действия:
- герконы в совокупности с магнитом;
- емкостные, индуктивные датчики;
- оптические, основанные на прерывании или ослаблении светового потока;
- на основе пьезоэффекта;
- сенсорные, псевдосенсорные датчики;
- магниточувствительные панели с подвижными магнитами. Устройства могут приводиться в рабочее состояние путем нажатия на клавиши клавиатуры панели управления, контактные и бесконтактные - с помощью световых указок, изменяющегося магнитного поля.
Среди других характерных особенностей необходимо отметить взрыво- и пожарозащищенность, технологичность, точность, целенаправленность, надежность срабатывания и другие.
Так, в коммутирующем устройстве по а.с. №609139 (кл. H01H 36/00, бюл. №20, 1978 г.) в качестве магниточувствительных элементов, из которых состоит панель управления, используются герконы, взаимодействующие с подвижными постоянными магнитами, расположенными между герконами и местами приложения контактных усилий в сплошном корпусе, выполненном из упругого электроизоляционного немагнитного материала.
Положительным эффектом изобретения является упрощение конструкции.
Наиболее близким техническим решением является коммутирующее устройство по а.с. №775778 (кл. H01H 36/00, бюл. №40, 1980 г.).
В данной конструкции для повышения надежности части упругого электроизоляционного немагнитного корпуса со стороны приложения усилий выполнены в виде выступов, заключающих в себе магниты.
Недостатком рассмотренных конструкций является малая зона чувствительности - от 2 до 5 мм, которая ограничивает толщину применяемой взрывозащищенной немагнитной оболочки, что не позволяет размещать подобные устройства во взрывоопасной зоне.
Целью предлагаемого изобретения является повышение зоны чувствительности и увеличение степени взрывозащиты.
Указанная цель достигается тем, что в коммутирующем устройстве взрывозащищенном, содержащем взрывозащищенную оболочку из магнитопроницаемого материала, матрицу с «n» автономными магниточувствительными элементами, размещенными внутри взрывозащищенной оболочки в непосредственной близости к ее лицевой поверхности, «n» электромеханических элементов типа кнопок, расположенных на лицевой поверхности взрывозащищенной оболочки с подвижными постоянными магнитами, воздействующими на соответствующие «n» автономные магниточувствительные элементы при нажатии на кнопки, схему обработки сигналов,
«n» электромеханических элементов типа кнопок выполнены в виде нанесенных на лицевую поверхность взрывозащищенной оболочки символов, определяющих зоны срабатывания «n» автономных магниточувствительных элементов, а подвижные постоянные магниты выполнены в виде единого переносного постоянного магнита, схема обработки сигналов представлена в виде амплитудного селектора-формирователя, шифратора и дешифратора, причем входы шифратора соединены с выходами амплитудного селектора-формирователя, входы которого связаны с «n» автономными магниточувствительными элементами, а выходы шифратора - с соответствующими входами дешифратора, выходы которого соединены с исполнительными устройствами.
Анализ патентных, информационных и каталожных материалов по коммутирующим устройствам взрывозащищенным по фондам областной универсальной научной библиотеки г.Саратова позволяет сделать выводы, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым.
Кроме того, предлагаемое устройство не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.
Отсутствие в предлагаемой конструкции электромеханических элементов типа кнопок и выполнение их в виде нанесенных на лицевую поверхность взрывозащищенной оболочки символов, определяющих зоны срабатывания магниточувствительных элементов, способствует сохранению в целостности взрывозащищенной оболочки, что приводит к увеличению степени взрывозащиты устройства.
Кроме того, выполнение подвижных постоянных магнитов в виде единого переносного постоянного магнита, а схемы обработки сигналов - в виде амплитудного селектора-формирователя, шифратора и дешифратора приводит к повышению зоны чувствительности до нескольких сантиметров, что позволяет использовать устройство для передачи команд вовнутрь взрывозащищенной оболочки толщиной несколько сантиметров и исключает возможность одновременного срабатывания двух и более магниточувствительных элементов, т.к. выбирается магниточувствительный элемент, электрический сигнал которого максимален. Следует также подчеркнуть, что выполнение схемы обработки сигналов в виде амплитудного селектора формирователя, шифратора и дешифратора также способствует исключению ложных срабатываний от воздействия паразитных магнитных полей, существующих в окружающем пространстве.
Это отличает предлагаемую конструкцию от известных по высокой зоне чувствительности и большой степени взрывозащиты.
Таким образом, предлагаемое коммутирующее устройство взрывозащищенное обладает промышленной полезностью.
Устройство представлено на чертеже.
Коммутирующее устройство взрывозащищенное содержит взрывозащищенную оболочку 1 из магнитопроницаемого материала, матрицу 2 с «n» автономными магниточувствительными элементами 3, схему обработки сигналов 4, включающую амплитудный селектор-формирователь 5, шифратор 6, дешифратор 7, а также единый переносной постоянный магнит 8.
Коммутирующее устройство взрывозащищенное работает следующим образом.
Принцип действия предлагаемого устройства заключается в преобразовании уровня постоянного магнитного поля, наведенного переносным постоянным магнитом 8 на магниточувствительный элемент 3 в электрический сигнал с последующим выделением полезного сигнала амплитудным селектором-формирователем, шифратором 6 и дешифратором 7, входящим в схему обработки сигнала 4 в цифровой двоичный код, однозначно идентифицирующий выбранное исполнительное устройство, т.е. адрес коммутируемой цепи. Магниточувствительные элементы 3 размещены в «n» ячейках матрицы 2 и каждый символизирует некий логический элемент. При необходимости активизировать один из магниточувствительных элементов 3, переносный постоянный магнит 8 приближают к соответствующему символу, нанесенному на лицевую поверхность взрывозащищенной оболочки 1. При этом на все магниточувствительные элементы 3 будет действовать, в разной степени, магнитное поле переносного постоянного магнита 8. Но, поскольку расстояние от переносного постоянного магнита 8 до каждого магниточувствительного элемента 3 разное, уровень электрического потенциала тоже будет разным. Электрический сигнал с магниточувствительных элементов 3 поступает на входы амплитудного селектора-формирователя 5 и далее - на входы шифратора 6, с выходов которого - на входы дешифратора 7 схемы обработки сигналов 4, выбирающей максимальное (минимальное) значение уровня сигнала и формирующей его адрес в цифровом двоичном коде. Далее полученная цифровая комбинация поступает на соответствующее исполнительное устройство, согласно выбранному алгоритму работы.
В настоящее время изготовлен и испытан опытный образец панели размером 4×5 ячеек с рабочей зоной срабатывания более 30 мм в составе разработанной фирмой изделия для газодобывающих скважин СУФАиКО (станция управления фонтанной арматурой и клапаном-отсекателем). Испытания подтвердили полное достижение целей, которые были поставлены перед данным устройством.