Управляющий узел путевого выключателя

Заявляемое техническое решение относится к области электроаппаратостроения-электротехники, в частности к выключателям путевым, и может быть использовано для коммутации электрических цепей управления, сигнализации и контроля под действием воздействующих упоров при достижении определенного заданного положения.
Известен путевой выключатель, наиболее близкий по технической сути и достигаемому результату производства фирмы Siemens, серии 3SE5 - URL: www.siemens.com, содержащий кожух, управляющий узел, взаимодействующий с приводом определенного типа, выбранным в зависимости от места установки и воздействующего упора, и с контактным блоком с контактами подвижного и неподвижного типа.
Недостатком известного путевого выключателя является невозможность оперативной регулировки хода его привода относительно изменения коммутационного положения контактов контактного блока и сложность данной регулировки в условиях промышленного производства:
технически сложная реализация регулировки хода привода путевого выключателя относительно изменения коммутационного положения его контактов блока контактного обусловлена тем, что управляющий узел выполнен неразборной единой конструкцией методом литья из пластмассы, и для регулировки хода необходимо изменение некоторых размеров управляющего узла путевого выключателя путем изменения оснастки или изготовления новой. Одновременно, в виду того, что в некоторых типоисполнениях приводов управляющий узел совместно с изолятором служит упругим элементом для поддержания головки привода в рабочем положении и изменение его длины ведет к некоторой утрате функциональности путевого выключателя, что предполагает введение дополнительных конструктивных решений;
ограниченная область регулировки взаимодействия головки привода с воздействующим упором при установке/монтаже выключателя на место эксплуатации, так как функциональные поверхности элементов привода, управляющего узла и блока контактного находятся в непосредственной близости друг к другу, и дополнительный ход привода обеспечивается только конструкцией блока контактного, а именно величиной провала контактов.
Также присутствует еще один недостаток - сложность геометрии управляющего узла и его установочного места в кожухе путевого выключателя.
Вышеперечисленные недостатки рассматриваемого прототипа в совокупности указывают на его недостаточную эффективность при эксплуатации/регулировке и сборке.
Задачей заявляемого технического решения является создание путевого выключателя с достаточно эффективным управляющим узлом путевого выключателя, обеспечивающим облегчение процесса регулировки хода его привода относительно изменения коммутационного положения его контактов блока контактного и расширение области регулировки взаимодействия головки привода с воздействующим упором.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, это повышение эффективности управляющего узла путевого выключателя.
Указанный технический результат достигается тем, что в путевом выключателе, содержащем кожух, контактный блок с контактами подвижного и неподвижного типа, привод и управляющий узел, взаимодействующий с контактным блоком и приводом, который в свою очередь посредством приводной головки взаимодействует с воздействующим упором, управляющий узел имеет составную конструкцию, содержащую крышку, шток, корпус штока, пружину и изолятор, с возможностью изменения силовой характеристики пружины и длины штока для изменения соотношения хода привода относительно изменения коммутационного положения контактов контактного блока.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре изображен управляющий узел в разрезе и приняты следующие обозначения:
1 - крышка;
2 - изолятор;
3 - корпус штока;
4 - шток;
5 - пружина.
Управляющий узел путевого выключателя состоит из крышки, штока, корпуса штока, пружины сжатия и изолятора. Все элементы управляющего узла путевого выключателя имеют форму тел вращения, которые, кроме изолятора, выполнены из металла, и изготавливаются на простейших токарных станках, что в совокупности упрощает процесс изготовления и сборки изделия в целом.
Крышка 1 имеет форму колпачка с выполненной внутренней резьбой для фиксации детали на корпусе штока 3.
Резиновый изолятор 2 имеет форму усеченного полого конуса с внешней отбортовкой в форме плоского кольца у основания и внутренней отбортовкой в форме плоского кольца при усеченной вершине. Выполнен для обеспечения необходимой степени защиты IP устройства от проникновения воды и внешних твердых предметов (например, в данном случае IP67).
Корпус штока 3 выполнен в виде трубчатого элемента, с одного конца которого, на внешней поверхности, выполнена резьба для фиксации крышки 1, ступенчатый вырез и выступ для установки изолятора 2 и дополнительный паз ближе к другому концу для фиксации шайбой воздействующего упора в кожухе путевого выключателя. В нижней части корпуса 3 выполнен кольцевой выступ для фиксации штока 4. Корпус штока 3 выполняет роль направляющего элемента для штока 4 и пружины сжатия 5.
Шток 4 имеет форму «гвоздя» - сильно вытянутый цилиндр малого диаметра определенной длины с одного конца ограниченный низким, плоским соосным цилиндром большего диаметра.
Пружина 5 - пружина сжатия с одним поджатым витком с обеих сторон.
Регулировка хода привода путевого выключателя относительно изменения коммутационного положения контактов контактного блока осуществляется с помощью перебора пружины 5, с необходимыми силовыми характеристиками:
если усилие на сжатие пружины 5 превышает противодействующее ей суммарное усилие пружин блока контактного - изменение коммутационного положения контактов происходит в начале хода привода, при дальнейшем движении головки привода за счет сжатия пружины 5 и пружин блока контактного обеспечивается увеличенный дополнительный ход.
если усилие на сжатие пружины 5 менее противодействующего ей суммарного усилия пружин блока контактного - изменение коммутационного положения контактов происходит в конце хода привода, после сжатия пружины 5, обеспечивая увеличение рабочего хода. Дополнительный ход обеспечивается величиной провала контактов контактной группы;
- если пружина 5 выполнена в виде пружины сжатия с межвитковым интервалом равным диаметру ее проволоки и длиной равной расстоянию от крышки 1 до штока 4, то изменение коммутационного положения контактов происходит в начале хода привода, а дополнительный ход, в данном случае, равен величине провала контактов контактного блока.
При переводе воздействующего упора в изначальное положение движение системы происходит в обратном порядке.
Выбирая требуемую жесткость пружины 5 для получения необходимых соотношений хода привода к изменению коммутационного положения контактов контактного блока, мы изменяем величины рабочего хода или дополнительного хода путевого выключателя.
Дополнительно регулировать ход путевого выключателя, возможно изменением длины штока управляющего механизма путем его изготовления разных исполнений на токарных станках:
увеличение длины штока, независимо от силовой характеристики пружины, приведет к уменьшению полного хода путевого выключателя за счет уменьшения рабочего хода;
уменьшение длины штока, независимо от силовой характеристики пружины, приведет к увеличению полного хода путевого выключателя за счет увеличения рабочего хода.
Для достижения необходимого соотношения рабочего и дополнительного хода, суммарно определяющего полный ход путевого выключателя, возможно комбинирование пружин определенной силовой характеристики с необходимой длиной штока.
Воздействующий упор действует на головку привода, далее - на крышку управляющего узла и приводит в действие управляющий узел. Шток управляющего узла воздействует на траверсу контактного блока, затем в зависимости от жесткости пружины, происходит изменение коммутационного положения контактов блока контактного либо в начале хода воздействующего упора, либо в конце.
Недостаток сложности геометрии управляющего узла и его установочного места в кожухе путевого выключателя достигается конструкцией деталей управляющего узла, представляющих собой тела вращения, имеющих одну основную ось. Установочное место в кожухе путевого выключателя выполнено односложным цилиндрическим отверстием. Крепление управляющего узла в кожухе путевого выключателя производится посредством быстросъемной шайбы, соответствующей ГОСТ России.
Заявляемая полезная модель позволяет устранить недостатки известного устройства. Выполнение управляющего узла составного (сборочного) типа позволяет существенно повысить эффективность управляющего узла путевого выключателя.
Заявляемое устройство может быть неоднократно воспроизведено на современном оборудовании и планируется применять для осуществления коммутации электрических цепей управления, сигнализации и контроля под воздействием воздействующих упоров в определенных точках пути контролируемого объекта, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленной применимости» для полезной модели.