ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте.
Известно применяемое в устройствах СЦБ электромагнитное реле СЦБ типа РЭЛ, содержащее ярмо, сердечники с обмотками, Г-образный якорь, установленный на расположенную на ярме вершину призматической опоры, на горизонтальной полке которого закреплен груз с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении при воздействии вибрационных нагрузок, а также контактную систему, подвижные контакты которой шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря (см, 1, с.14-16, Рис.1).
В этом реле СЦБ гарантия возврата якоря в начальное положение достигается за счет веса груза.
Недостатком этого реле является малая виброустойчивость его размыкающих контактов, обусловленная тем, что вес горизонтальной и вес вертикальной полок якоря выполнены такой величины, что они создают в начальном положении якоря относительно вершины призматической опоры направленные противоположно друг другу вращающие моменты разной величины, а также тем, что в реле отсутствует элемент конструкции, препятствующий повороту якоря в начальном положении в направлении от размыкающего к замыкающему контакту вокруг вершины призматической опоры под воздействием вибрационных нагрузок.
Малая виброустойчивость размыкающих контактов приводит к малой надежности реле при воздействии вибрационных нагрузок и препятствует коммутации этими контактами бесконтактных переключающих устройств.
Недостатком этого реле СЦБ является также большое время срабатывания реле, обусловленное тем, что вес груза имеет большую величину, т.к. его величина выбрана такой, чтобы обеспечить не только гарантию возврата якоря в начальное положение, но и создать требуемое нажатие на размыкающие контакты реле. Большое время срабатывания реле СЦБ приводит к малой надежности работы устройств СЦБ.
Известно также электромагнитное реле СЦБ типа К, содержащее ярмо, сердечник с обмоткой, Г-образный якорь, установленный на расположенную на ярме вершину призматической опоры, на горизонтальной полке которого закреплен груз с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении при воздействии вибрационных нагрузок, а также контактную систему, подвижные контакты которой шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря (см. 3, с.48-49, Рис.1).
В этом реле СЦБ гарантия возврата якоря в начальное положение достигается за счет веса груза.
Недостатком этого реле СЦБ является малая виброустойчивость его размыкающих контактов, обусловленная тем, что вес горизонтальной и вес вертикальной полок якоря выполнены такой величины, что они создают в начальном положении якоря относительно вершины призматической опоры направленные противоположно друг другу вращающие моменты разной величины, а
также тем, что в реле отсутствует элемент конструкции, препятствующий повороту якоря в начальном положении в направлении от размыкающего к замыкающему контакту вокруг вершины призматической опоры под воздействием вибрационных нагрузок.
Малая виброустойчивость размыкающих контактов приводит к малой надежности реле СЦБ при воздействии вибрационных нагрузок и препятствует коммутации этими контактами бесконтактных переключающих устройств.
Недостатком этого реле СЦБ является также большое время срабатывания реле, обусловленное тем, что вес груза имеет большую величину, т.к. его величина выбрана такой, чтобы обеспечить не только гарантию возврата якоря в начальное положение, но и создать требуемое нажатие на размыкающие контакты реле. Большое время срабатывания реле СЦБ приводит к малой надежности работы устройств СЦБ.
Известно также применяемое в устройствах СЦБ электромагнитное реле СЦБ типа Н, содержащее ярмо, сердечник с обмоткой, Г-образный якорь, установленный на расположенную на ярме вершину призматической опоры, на горизонтальной полке которого закреплен груз с возможностью в заданных пределах свободно перемещаться в вертикальном направлении при воздействии вибрационных нагрузок, а также контактную систему, подвижные контакты которой шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря. (См, 2, с.18-31).
В этом реле СЦБ гарантия возврата якоря в начальное положение достигается за счет веса груза.
Это реле СЦБ принято в качестве прототипа как более близкое к
предложенному по своей технической сущности.
Недостатком противопоставленного реле СЦБ является малая виброустойчивость его размыкающих контактов, обусловленная тем, что вес горизонтальной и вес вертикальной полок якоря выполнены такой величины, что они создают в начальном положении якоря относительно вершины призматической опоры направленные противоположно друг другу вращающие моменты разной величины, а также тем, что в реле отсутствует элемент конструкции, препятствующий повороту якоря в начальном положении в направлении от размыкающего к замыкающему контакту вокруг вершины призматической опоры под воздействием вибрационных нагрузок.
Малая виброустойчивость размыкающих контактов приводит к малой надежности реле СЦБ при воздействии вибрационных нагрузок и препятствует коммутации этими контактами бесконтактных переключающих устройств.
Вследствие малой виброустойчивости реле СЦБ статив, на котором размещаются реле в релейных шкафах СЦБ, устанавливается на амортизаторах (см. 4, с.730), что усложняет конструкцию шкафа и, как показывает практика эксплуатации этих шкафов, не обеспечивает достаточной надежности работы установленных в них реле при воздействии вибрационных нагрузок, отчего в схемах автоблокировки не допускается создание цепей самоблокировки реле, в которых используются размыкающие контакты реле из-за возможности их размыкания под воздействием вибрационных нагрузок, что ограничивает возможности построения схем СЦБ.
Недостатком этого реле СЦБ является также большое время срабатывания
реле, обусловленное тем, что вес груза имеет большую величину, т.к. его величина выбрана такой, чтобы обеспечить не только гарантию возврата якоря в начальное положение, но и создать требуемое нажатие на размыкающие контакты реле. Большое время срабатывания реле приводит к малой надежности работы устройств СЦБ.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение перечисленных недостатков известных реле СЦБ.
Решение этой задачи достигается тем, что вес горизонтальной и вес вертикальной полок якоря выполнены такой величины, что они создают в начальном положении якоря относительно вершины призматической опоры направленные противоположно друг другу вращающие моменты равной величины, при этом реле снабжено пружиной, воздействие которой на якорь направлено в сторону возврата его в начальное положение.
Предложенное устройство является новым, т.к. из уровня техники не известны реле СЦБ, в которых вес горизонтальной и вес вертикальной полок якоря выполнены такой величины, что они создают в начальном положении якоря относительно вершины призматической опоры направленные противоположно друг другу вращающие моменты равной величины, при этом реле снабжено пружиной, воздействие которой на якорь направлено в сторону возврата его в начальное положение.
Предложенное реле СЦБ является промышленно применимым, т.к. при его использовании достигается получение технического результата в виде увеличения виброустойчивости и надежности реле СЦБ, а также уменьшения времени его
срабатывания.
Полученные новые свойства (увеличение виброустойчивости и надежности реле СЦБ, а также уменьшение времени его срабатывания) дают основание для того, чтобы сделать заключение о соответствии предлагаемого технического решения требованиям к полезной модели.
Пример варианта выполнения предлагаемого реле СЦБ показан на Фиг.1.
Предлагаемое электромагнитное реле СЦБ (См. Фиг.1) содержит ярмо 1 с расположенной на нем вершиной призматической опоры 1.1, сердечник с обмоткой 2, якорь 3 с вертикальной полкой 3.1 и горизонтальной полкой 3.2, на которой закреплен шарнир 3.3, а также закреплен груз 3.4 с возможностью свободно перемещаться в вертикальном направлении в заданном пределе 3.5 при воздействии вибрационных нагрузок, контактную систему 4 с размыкающими контактами 4.1, подвижными контактами 4.2, входящими в шарнир 3.3, замыкающими контактами 4.3, пружину 5, которая закреплена на ярме, а ее свободный конец опирается на горизонтальную полку якоря.
Вес горизонтальной полки якоря 3.2 с закрепленным на ней шарниром 3.3 и вес вертикальной полки якоря 3.1 выполнены такой величины, что они создают относительно вершины призматической опоры 1.1 направленные противоположно друг другу вращающие моменты равной величины.
Работа предлагаемого реле происходит следующим образом.
Действие груза 3.4 на горизонтальную полку якоря 3.2 направлено на возврат якоря 3 в начальное положение и величина усилия этого действия такова, что она гарантирует возврат якоря в начальное положение при всех возможных при
эксплуатации реле условиях. В этом положении шарнир 3.3 под действием груза 3.4 замыкает подвижный контакт 4.2 с размыкающим контактом 4.1 и от этого действия груза 3.4 создается одна часть требуемого нажатия на этот контакт. Груз имеет малую величину от того, что он создает только одну часть требуемого нажатия на контакт.
Пружина 5, закрепленная на ярме 1, своим свободным концом опирается на горизонтальную полку якоря 3.2 и создает усилие, направленное в сторону возврата якоря в начальное положение и это усилие через шарнир 3.3 передается подвижному контакту 4.2, отчего на размыкающий контакт 4.1 создается другая часть требуемого нажатия на этот контакт, которая совместно с упомянутой одной частью создают требуемое нажатие на контакт.
При воздействии на реле вибрационных нагрузок груз 3.4 совершает свободные колебательные перемещения в вертикальном направлении в заданном пределе 3.5, поэтому эти перемещения через шарнир 3.3 не передаются подвижному контакту 4.2, а на горизонтальную полку якоря 3.2 вибрационные нагрузки не воздействуют из-за того, что вес горизонтальной и вес вертикальной полок якоря выполнены такой величины, что они создают в начальном положении якоря направленные противоположно друг другу вращающие моменты одинаковой величины относительно вершины призматической опоры 1.1.
Свободные колебательные перемещения груза 3.4 в заданном пределе 3.5 под воздействием вибрационных нагрузок оказывают небольшое усилие воздействия на горизонтальную полку якоря 3.2 из-за малой величины этого груза и это усилие воздействия имеет меньшую величину, чем величина направленного на возврат
якоря в начальное положение усилия воздействия на эту полку якоря пружины 5, отчего исключено перемещение шарнира 3.3 и подвижного контакта 4.2 в направлении размыкания с контактом 4.1, чем обеспечивается большая виброустойчивость реле.
Пружина 5 является элементом конструкции предлагаемого реле, который препятствует повороту якоря вокруг вершины призматической опоры в направлении от размыкающего к замыкающему контакту.
Эта пружина может быть выполнена как плоской, так и винтовой.
На вертикальной 3.1 и горизонтальной 3.2 полках якоря могут быть закреплены дополнительные элементы для обеспечения равенства направленных противоположно друг другу вращающих моментов весов этих полок с дополнительными элементами относительно вершины призматической опоры 1.1.
Экономический эффект предлагаемого электромагнитного реле СЦБ можно характеризовать следующими показателями:
- экономией при эксплуатации, связанной с уменьшением задержек поездов, обусловленных отказами систем СЦБ из-за размыкания размыкающих контактов реле под воздействием вибрационных нагрузок,
- экономией при эксплуатации, связанной с уменьшением задержек поездов, обусловленных отказами систем СЦБ из-за большого времени срабатывания реле из-за большого веса груза.
- экономией материалов при изготовлении реле из-за малого веса груза.
Литература:
1 Журнал «Автоматика, телемеханика и связь» №7, 1983 г., Москва, Издательство «Транспорт».
2 Журнал «Автоматика, связь, информатика» №9, 2002 г., Москва.
3 Журнал «Автоматика, связь, информатика» №9, 2006 г., Москва.
4 В.И.Сороко, В.А.Милюков «Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики», книга 1, НПФ «Планета», Москва, 2000