ДЕМПФЕР
DAMPER

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться в составе автоматических быстродействующих выключателей.
Конструкции резиновых демпферов известны из источника: Афанасьев В.В. Электрические аппараты высокого напряжения (атлас конструкций). Л., «Энергия» 1977 с.163-166.
Демпфер по рис.41-8 содержит корпус и один шток с резиновой шайбой, расположенной между корпусом и указанным штоком. При ударе демпфируемой детали в шток буфера происходит сжатие резиновой шайбы, при этом до 50% кинетической энергии расходуется на силу трения, переходящую в тепловую энергию.
Применение описанного демпфера в автоматических быстродействующих выключателях выявило недостаток в конструкции демпфера. Описанная конструкция демпфера защищает элементы выключателя от разрушения и динамических нагрузок при отключении выключателя, но задача решается за несколько циклов работы демпфера, при этом обратный ход подвижного контакта в сторону замкнутого состояния контактов выключателя за первый цикл работы буфера достигает 50% от полного хода подвижного контакта. Обратный ход подвижного контакта обусловлен не только неполным поглощением кинетической энергии контакта резиновой шайбой, но и отсутствием идеально жесткой конструкции основания автоматического быстродействующего выключателя. Обеспечивать максимальную жесткость затруднительно, так как у каждой детали, включая подвижный контакт, есть упругость, которая вносит свой вклад в обратный ход контакта. Кроме того, увеличение упругости каждой детали ухудшает массогабаритные и, как следствие, технико-экономические показатели.
Обратный ход подвижного контакта вызывает повторные пробои контактного промежутка как на первом, так и на втором цикле работы буфера, тем самым затягивая процесс дугогашения, а при отключении токов короткого замыкания процесс дугогашения может затянуться до такого значения тока, который камера не сможет погасить, вследствие чего произойдет отказ выключателя с возгоранием и разрушением последнего.
Изобретение решает задачу: повышение эффективности демпфера - снижение обратного хода подвижного контакта уже на первом цикле работы буфера до 13% от полного хода подвижного контакта.
Технический результат, который достигается изобретением, состоит в уменьшении обратного хода подвижного контакта при отключении выключателя и, как следствие, снижение времени горения дуги, образующейся на контактах.
Это достигается тем, что демпфер дополнительно содержит расположенные на корпусе второй шток с резиновой шайбой, основание, закрепленную на основании ось, на которой поворотно установлен корпус с расположением штоков по обе стороны от оси, пружину, установленную между основанием и корпусом, ограничитель поворота корпуса, установленный на основании так, что он препятствует повороту корпуса демпфера в сторону обратного хода первого штока под действием указанной пружины, при этом расстояние от первого штока до оси меньше, чем от оси до второго штока.
Сущность изобретения состоит в том, что при указанных отличиях происходит демпфирование контакта не только первым штоком с резиновой шайбой демпфера, но и моментом инерции корпуса демпфера, так как корпус поворотно установлен на оси. При этом второй шток со второй резиновой шайбой служит как для дополнительного демпфирования контакта, так и для снижения колебаний демпфера вокруг оси, до полной остановки колебаний демпфера и контакта.
Изобретение поясняется примером выполнения демпфера в составе быстродействующего автоматического выключателя. На фиг.1 показан патентуемый демпфер в исходном положении, подвижный контакт во включенном положении; на фиг.2 показан патентуемый демпфер в момент касания подвижного контакта и штока демпфера; на фиг.3 - то же после первого цикла демпфирования резиновой шайбой и моментом инерции демпфера; 4 - обратный ход демпфера за первый цикл демпфирования резиновой шайбой и моментом инерции демпфера.
Демпфер содержит основание 1, корпус 2, первый шток 3 с резиновой шайбой 4, подвижный контакт 5, поворотно установленный на основании, второй шток 6 с резиновой шайбой 7, ось 8, закрепленную на основании, корпус 2 поворотно установлен на оси 8, ограничитель 9 поворота корпуса, неподвижно закрепленный на основании, и пружину 10, установленную между основанием и корпусом.
В исходном состоянии корпус 2 прижат пружиной 10 к ограничителю 9 поворота корпуса. Подвижный контакт 5 находится во включенном крайнем левом положении (фиг.1).
При отключении выключателя контакт 5 поворачивается в сторону корпуса 2 под действием отключающей пружины (не показана) и касается штока 3 (фиг.2). Дальнейшее движение контакта сдерживается силой инерции корпуса 2, который начинает поворачиваться вокруг оси 8, преодолевая усилие пружины 10. Контакт продолжает поворачиваться, но с отрицательным ускорением, при этом резиновая шайба 4 первого штока 3 демпфирует отброс штока 3 с корпусом 2, вызванного силами упругости последнего и подвижного контакта 5. После касания контакта 5 и второго штока 6, а также сжатия резиновых шайб 4 и 7, вращение контакта и буфера прекращается (фиг.3). Далее происходит обратный ход подвижного контакта. Обратный ход в основном обусловлен силами упругости контакта 5, резиновых шайб 4 и 7, корпуса 2 и оси 8. Контакт начинает поворачиваться в сторону включенного состояния выключателя, при этом пружина 10 поворачивает корпус 2 в сторону исходного состояния, подготавливая демпфер ко второму циклу работы. Первый цикл демпфирования окончен (фиг.4).
На практике по окончанию первого цикла демпфирования обратный ход контакта 5 настолько мал, что корпус 2 не может повернуться в сторону исходного состояния, чтобы последний коснулся ограничителя 9, так как его поворот ограничивает контакт 5 через первый шток 3. Далее работа демпфера повторяется.
Таким образом, за счет установки дополнительного штока с резиновой шайбой и установки корпуса поворотно на оси с расположением последней так, что расстояние от первого штока до оси меньше, чем от оси до второго штока, достигнуто повышение эффективности демпфера - снижение обратного хода подвижного контакта уже на первом цикле работы буфера до 13% от полного хода подвижного контакта.