Датчик схода конвейерной ленты с бистабильным магнитоуправляемым двухканальным переключателем

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к переключателям, приводимым в действие изменением магнитного или электрического поля, например изменением относительного положения магнитного поля заданной формы и переключателя, и может быть использована для одновременного изменения состояния двух электрически разделенных цепей.
Известно магнитоуправляемое коммутационное устройство для определения угла наклона/поворота (патент РФ №187013 по кл. Н01H 36/00), содержащее два бистабильных герконовых выключателя, перемещающихся относительно управляющего магнитного поля, создаваемого двумя парами постоянных магнитов, магнитные оси которых параллельны, а одноименные полюса направлены в противоположные стороны.
Известен также датчик схода конвейерной ленты с роликоопор (патент РФ №192294 по кл. Н01H 36/00), отличающийся от вышеописанного устройства тем, что коммутирующий узел с двумя бистабильными выключателями закреплен на основании неподвижно, а управляющий узел перемещается относительно основания. Этот датчик выбран в качестве прототипа.
Указанный датчик содержит неподвижно закрепленный коммутирующий узел с двумя бистабильными герконовыми выключателями и управляющий узел с двумя парами управляющих магнитов, выполненный с возможностью перемещения относительно коммутирующего узла. При этом каждая пара магнитов управляет своим бистабильным герконовым выключателем, при повороте изменяя направление магнитной индукции в зоне вывода геркона, расположенного со стороны управляющего узла. Герконовый выключатель представляет собой замыкающий геркон с двумя выводами, к одному из выводов которого прикреплен магнит удержания, остаточной индукции которого недостаточно для замыкания геркона, но достаточно для удержания геркона в замкнутом состоянии. На второй противоположный вывод геркона воздействует магнитное поле пары магнитов, управляющей именно этим герконовым выключателем. При перемещении управляющего узла относительно коммутирующего направление магнитного потока в зоне вывода геркона, расположенного со стороны управляющего узла, изменяет свое направление на противоположное, и, если направление магнитного потока, создаваемого парой управляющих магнитов совпадает с направлением магнитного потока, создаваемого магнитом удержания, происходит замыкание геркона. Если же направления магнитных потоков противоположны, происходит размыкание геркона.
Однако в случае, если необходимо одновременно изменять состояние двух бистабильных герконовых выключателей, данное решение для серийного производства неприменимо, так как из-за разброса параметров герконов, разброса параметров магнитов, допусков относительного расположения герконовых выключателей и магнитов, входящих в состав узла управления, согласование углов срабатывания двух герконовых выключателей занимает неприемлемо большое время. В датчиках контроля схода ленты ДКСЛ-7502 и ДКСЛ-7702 производства АО НПК «ТЕКО», например, применен бистабильный переключающий геркон; нормально замкнутая и нормально разомкнутая цепи изменяют свое состояние одновременно. Но у переключающего геркона нормально замкнутая и нормально разомкнутая цепи имеют общий контакт, а в ряде случаев ставится требование электрического разделения цепей безопасности и прочих (например, сигнальных).
Задача - создание датчика с одновременным изменением состояния двух электрически изолированных цепей для обеспечения согласования углов срабатывания двух герконовых выключателей.
Поставленная задача решается тем, что в датчике схода конвейерной ленты с бистабильным магнитоуправляемым двухканальным переключателем, включающем в себя объединенные в общую конструкцию жестко закрепленный на неподвижном основании коммутирующий узел, содержащий закрепленную горизонтально ось и расположенные в его полости два бистабильных герконовых выключателя, состоящих каждый из геркона и постоянного магнита, расположенный на горизонтальной оси коммутирующего узла управляющий узел, имеющий возможность поворота в вертикальной плоскости, содержащий, по меньшей мере, одну пару магнитов, снабженный роликом для восприятия давления конвейерной ленты, расположенную на горизонтальной оси коммутирующего узла пружину кручения, прижимающую управляющий узел к упору, расположенному со стороны контролируемой конвейерной ленты, согласно полезной модели, два бистабильных герконовых выключателя представляют собой два электрически изолированных друг от друга геркона, собранных с одним общим постоянным магнитом удержания так, что выводы с одной стороны обоих герконов сведены в одной точке пространства, а противоположные выводы прикреплены к разноименным полюсам общего магнита удержания, расположенного между этими выводами, образуя единый бистабильный магнитоуправляемый двухканальный переключатель, состояние цепей которого изменяется под воздействием магнитного поля пары магнитов управляющего узла, магнитные оси которых параллельны.
Сборка двух герконов с общим магнитом удержания при обеспечении их электрической изолированности в совокупности с синхронным управлением ими при помощи одной пары управляющих магнитов с параллельными осями делает возможным одновременное изменение состояния двух электрически изолированных цепей, что дает возможность получить заданный результат в виде обеспечения согласования углов срабатывания двух герконов.
Технический результат - обеспечение одновременного изменения состояния двух электрически изолированных цепей при повороте управляющего узла относительно коммутирующего узла.
Заявляемый датчик обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как сборка двух герконов в единый узел с общим магнитом удержания и размещение выводов, расположенных с противоположной от магнита удержания стороны геркона, в одной точке, что обуславливает воздействие на оба геркона магнитной индукции, одинаковой по модулю и направлению, обеспечивая в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый датчик может быть использован в измерительной технике, в частности, для определения смещения конвейерной ленты, и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется рисунками, где представлены на:
- фиг. 1 - датчик, вид спереди;
- фиг. 2 - датчик, вид слева;
- фиг. 3 - датчик, вид сверху;
- фиг. 4 - принципиальная схема двухканального бистабильного выключателя;
- фиг. 5 - расположение управляющих магнитов в управляющем узле, коммутирующий узел не показан;
- фиг. 6 - относительное расположение двухканального бистабильного выключателя и магнитов узла управления в исходном положении датчика - ролик расположен перпендикулярно плоскости основания, управляющий узел прижат к упору.
- фиг. 7 - относительное расположение двухканального бистабильного выключателя и магнитов узла управления при повороте узла управления под действием контролируемой конвейерной ленты на угол, при котором против плоскости симметрии двухканального бистабильного выключателя располагается средняя магнитная плоскость магнитов узла управления.
- фиг. 8 - относительное расположение двухканального бистабильного выключателя и магнитов узла управления при повороте узла управления под действием контролируемой конвейерной ленты на угол изменения состояния герконов двухканального бистабильного выключателя.
Заявляемый датчик схода конвейерной ленты с роликоопор выполнен следующим образом.
1
2
1
2
1
2
На основании-кронштейне 1 с упором 2 жестко закреплены коммутирующий узел 3 с гермовводом 4 (см. фиг. 1 - фиг. 3). На оси 5 расположена пружина 6, прижимающая управляющий узел 7 к упору 2. Управляющий узел 7 снабжен роликом 8, предназначенным для восприятия давления конвейерной ленты (на чертежах не показана). В полости коммутирующего узла 3 расположен двухканальный бистабильный магнитоуправляемый переключатель (см. фиг. 4), состоящий из двух герконов 9 и 9 в термоусадочных трубках 10 и магнита 11 удержания, подмагничивающего находящийся в непосредственной близости от себя вывод одного геркона северным полюсом, и такой же вывод второго геркона - южным полюсом. Управляющий узел 7 (см. фиг. 5) содержит одну пару магнитов: магниты 12 и 12 имеют осевую намагниченность, расположены так, что их магнитные оси параллельны, управляют состоянием обоих герконов 9 и 9 в составе двухканального бистабильного магнитоуправляемого переключателя.
Работа датчика иллюстрируется на фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8.
1
1
1
2
1
1
2
В нейтральном положении, когда управляющий узел 7 с роликом 8 прижат пружиной 6 к упору 2, двухканальный бистабильный магнитоуправляемый переключатель находится в зоне действия магнита 12. Магнит 11 удержания намагничивает ближний к себе вывод, и, в меньшей степени, противоположный вывод геркона 9 в направлении, совпадающем с направлением магнитного потока магнита 12. А ближний, и, в меньшей степени, противоположный вывод геркона 9 магнит 11 удержания намагничивает в направлении, противоположном направлению магнитного потока магнита 12. В результате этого геркон 9, оба вывода которого намагничены в одном направлении, замкнут, а геркон 9, выводы которого намагничены в противоположных направлениях, вследствие того, что магнитный поток магнита 11 удержания и магнитный поток магнита 12 управления взаимно ослабляют друг друга, разомкнут (См. фиг. 6).
1
2
1
2
1
2
При повороте управляющего узла 7 с роликом 8 под действием конвейерной ленты, давящей на ролик, управляющие магниты 12 и 12 перемещаются относительно коммутирующего узла 3. При повороте управляющего узла 7 на такой угол, что средняя плоскость между магнитными осями управляющих магнитов 12 совпадает с плоскостью симметрии двухканального бистабильного магнитоуправляемого переключателя, в этом положении состояние герконов 9 и 9 определяется только магнитным полем магнита 11 удержания. Магнитного поля магнита 11 удержания достаточно для удержания геркона 9 в замкнутом состоянии, но недостаточно для приведения в замкнутое состояние геркона 9(См. фиг. 7).
1
2
2
у
2
1
2
2
у
1
у
2
1
Для изменения состояния герконов 9 и 9, входящих в состав бистабильного магнитоуправляемого переключателя, управляющий узел 7 должен повернуться на больший угол относительно коммутирующего узла 3 так, чтобы управляющий магнит 12 находился ближе к плоскости симметрии двухканального бистабильного магнитоуправляемого переключателя (См. фиг. 8). В точке, где составляющая Н возрастает настолько, что может перемагнитить ближние к магниту 12 управления выводы герконов 9 и 9 так, что два вывода геркона 9 будут намагничены в одном и том же направлении, поскольку направление составляющей Н и направление магнитного потока, создаваемого северным полюсом магнита 11 удержания, совпадают, а два вывода геркона 9 будут намагничены в противоположных направлениях, поскольку Н и направление магнитного потока, создаваемого южным полюсом магнита 11 удержания противоположны; в результате чего геркон 9 замкнется, а геркон 9 разомкнется. Состояние цепей двухканального бистабильного магнитоуправляемого переключателя изменяется синхронно.
В сравнении с прототипом заявляемый датчик обеспечивает одновременное изменение состояния двух электрически изолированных цепей при повороте управляющего узла относительно коммутирующего узла.