Инерционный включатель
INERTIAL SWITCH

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к инерционным включателям для систем автоматики различных летательных аппаратов и систем безопасности подвижных объектов.
В настоящее время известны самые различные конструкции инерционных включателей, однако все они, обладая определенными недостатками, не могут быть использованы в указанных системах для объектов ответственного назначения.
Известен инерционный включатель, содержащий корпус с крышкой, инерционное тело, контакты. Внутренний объем, образованный корпусом и крышкой, заполнен жидкостью [патент РФ №2237310, МПК Н01Н 35/14, опубликовано 27.09.2004]. Инерционное тело выполнено в виде плоского диска и расположено в жидкости во внутреннем объеме корпуса с возможностью плоскопараллельного перемещения между двумя плоскими стенками, причем величина перемещения меньше его диаметра, но больше зазора между стенкой корпуса и плоским диском в его исходном положении.
Известный инерционный включатель не срабатывает (сохраняет исходное состояние) при высокочастотных виброударных аварийных воздействиях и работоспособен при действии вибрации.
Однако он сохраняет исходное состояние при ударных воздействиях только очень малой длительности, при падении на мягкий грунт в составе летательного аппарата возможно срабатывание известного инерционного включателя. Кроме того сработанное состояние инерционного включателя сохраняется только при действии ускорения. Перечисленные недостатки ограничивают область применения в объектах ответственного назначения.
Известен инерционный включатель, содержащий герметичный корпус, заполненный демпфирующей жидкостью, инерционное тело, поджатое пружиной, контактную систему с поворотным перемыкателем и компенсатор температурного изменения объема жидкости, состоящий из набора отдельных герметичных мембранных коробок - компенсаторов [патент РФ №2221302, МПК Н01Н 35/14, опубликовано 10.01.2004]. Корпус выполнен с центральной перегородкой, расположенной между инерционным телом и контактами. В отверстии в центральной перегородке размещен фиксатор, контактирующий с инерционным телом и удерживающий от проворота перемыкатель контактов. В сквозном канале инерционного тела установлен дроссель. Контактная система выполнена в виде пар контактов скользящего типа и поворотного перемыкателя.
Известный инерционный включатель обеспечивает сохранение исходного состояния при высокочастотных виброударных воздействиях в служебном обращении и аварийных ситуациях и сохранение сработанного состояния при прекращении действия линейного ускорения.
Однако в исходном состоянии инерционного включателя контакты, предназначенные для подключения электрических цепей, опираются на стенку перемыкателя, выполненную из изоляционного материала, при этом на контактах неизбежно появление токонепровидящих пленок и частиц износа изолятора, значительно ухудшающих электрические параметры (сопротивление) контактов. Микро перемещения перемыкателя в зоне взаимодействия с контактами от виброударных воздействиях при длительной эксплуатации инерционного включателя могут увеличить сопротивление контактов вплоть до потери их работоспособности. Также в известном инерционном включателе контакты находятся в демпфирующей жидкости. При переключении контактной системы, при наличии напряжения в коммутируемых электрических цепях объекта использования при наличии в них индуктивной нагрузки, на контактах возможно из-за образования электрической дуги появление продуктов горения жидкости, также ухудшающих сопротивление контактов вплоть до потери их работоспособности и отказу инерционного включателя в целом, то есть надежность известного инерционного включателя недостаточна.
Возможное появление в жидкости токопроводящих продуктов износа поверхностей подвижных деталей из зон их сопряжения, например из-за фретингкоррозии от вибрационных и ударных воздействий, также может вызвать потерю работоспособности всей контактной системы, следовательно и прибора в целом.
Применение известного инерционного включателя ограничено значением ускорений в боковых направлениях, которые неизбежно присутствуют, например, в высокоманевренных летательных аппаратах с различными типами движителей. Точнее ограничено соотношением ускорений в боковых и осевом (рабочем) направлениях. Ускорения в боковых направлениях значительно увеличивают силу трения, действующую на массивное протяженное цилиндрическое инерционное тело, контактирующее с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса всей внешней цилиндрической поверхностью. Для известного инерционного включателя такое соотношение предположительно не должно превышать 20%. При больших ускорениях в боковых направлениях сила трения, препятствующая перемещению инерционного тела, значительно возрастает, увеличивая погрешность по интегралу срабатывания, и надежная работа инерционного включателя в этих условиях не гарантируется. Все это ограничивает эксплуатационные возможности инерционного включателя и сужает его область применения.
Компенсатор температурного изменения объема жидкости известного инерционного включателя, состоящий из набора отдельных герметичных мембранных коробок, обеспечивает малое изменение объема по отношению к объему, занимаемому им в приборе (по оценке до 30% от общего объема прибора). Герметичность мембранных коробок (отсутствие сообщения с внешней средой) при изменении объема жидкости приводит к значительным перепадам давления внутри прибора, которое при пониженной температуре будет понижаться, а при повышенной соответственно повышаться, что ограничит температурный диапазон эксплуатации известного инерционного включателя.
Этот инерционный включатель рассматривается в качестве прототипа заявляемого инерционного включателя.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности, снижение погрешности по величине и интегралу ускорения срабатывания, что расширение его области применения.
Указанный технический результат достигается тем, что инерционный включатель, содержащий герметичный корпус с крышкой, заполненный демпфирующей жидкостью, инерционное тело, поджатое пружиной, контактную систему с поворотным перемыкателем, компенсатор температурного изменения объема жидкости, состоящий из набора отдельных мембранных коробок, согласно изобретению характеризуется тем, что инерционное тело выполнено в виде полого цилиндра с фланцем, поджатым пружиной, и стенкой на торце, на которой закреплен постоянный магнит, взаимодействующий при движении инерционного тела разноименными полюсами с постоянным магнитом, закрепленным на оси перемыкателя контактной системы, при этом постоянные магниты намагничены в поперечном направлении и развернуты относительно друг друга, как в исходном, так и в переключенном состоянии контактной системы, а во фланце инерционного тела установлены радиальные штифты, входящие с возможностью движения в Г-образные пазы, выполненные в стенке корпуса.
В инерционном включателе Г-образные пазы, выполнены в стенке корпуса по винтовой линии с углом наклона от вертикали, равным углу трения радиальных штифтов о боковые стенки Г-образных пазов от взаимодействия магнитов при движении инерционного тела к контактной системе и с наклоном в направлении, противоположном направлению поворота перемыкателя контактной системы при ее переключении.
В инерционном включателе компенсатор температурного изменения объема жидкости выполнен из мембран, попарно сваренных по внешнему контуру и в центральной части с соседними парами мембран с выполнением в последнем сварном соединении отверстий, соединяющих внутренние объемы пар мембран между собой и с внешней средой.
Выполнение инерционного тела в виде полого цилиндра с фланцем, поджатым пружиной, обеспечивает расходом жидкости интегрирование действующего линейного ускорения в направлении срабатывания, надежно сохраняя исходное состояние инерционного включателя при ударных аварийных воздействиях. Инерционное тело взаимодействует с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса небольшой поверхностью фланца. Конструкция инерционного тела способствует восстановлению его, так как при ускорении вдоль оси срабатывания результирующая сила, действующая на инерционное тело, всегда будет препятствовать его развороту в плоскости, перпендикулярной продольной оси, исключая отказы заявляемого инерционного включателя.
Размещение на торце инерционного тела и на оси перемыкателя контактной системы постоянных магнитов, намагниченных в поперечном направлении и развернутых относительно друг друга, как в исходном, так и в переключенном состоянии контактной системы, взаимодействующих на конечном участке движения инерционного тела разноименными полюсами, и установка во фланце инерционного тела радиальных штифтов, входящих с возможностью движения в Г-образные пазы, выполненные в стенке корпуса, обеспечивает надежное переключение контактной системы при действии линейного ускорения. Наличие штифтов во фланце и определенная форма пазов на стенке корпуса обеспечиваю требуемое взаимное угловое расположение инерционного тела в корпусе, исключая не предусмотренный проворот инерционного тела при его движении от действия ускорения и фиксируя инерционное тело в перемещенном осевом положении, то есть обеспечивая надежное переключение и сохранение переключенного состояния контактной системы инерционного включателя. Переключение контактной системы поворотом перемыкателя через герметичную стенку кожуха посредством взаимодействия магнитов исключает наличие жидкости во внутренней полости контактной системы. Контактная система прибора работает в осушенной воздушной среде, не подвергаясь воздействию демпфирующей жидкости, что значительно повышает надежность контактной системы. К демпфирующей жидкости не предъявляются требования по диэлектрическим свойствам. Кроме того инерционный включатель остается работоспособным даже при наличии в жидкости некоторого количества посторонних примесей и продуктов износа в зонах сопряжения подвижных деталей из состава прибора. Все это в совокупности обеспечивает повышение надежности, и снижение погрешности по величине и интегралу ускорения срабатывания.
Выполнение Г-образных пазов в стенке корпуса по винтовой линии с определенным углом от вертикали позволяет компенсировать дополнительную силу трения от момента вращения инерционного тела от взаимодействия постоянных магнитов при движении инерционного тела к контактной системе, повышая стабильность работы инерционного включателя и этим обеспечивая снижение погрешности по величине и интегралу ускорения срабатывания.
Выполнение компенсатора температурного изменения объема жидкости в виде сильфона из мембран, попарно сваренных по внешнему контуру и в центральной части с соседними парами мембран с выполнением в последнем сварном соединении отверстий, соединяющих внутренние объемы пар мембран между собой и с внешней средой, позволяет минимизировать объем жидкости, заполняющей инерционный включатель, обеспечивая расширение температурного диапазона эксплуатации инерционного включателя. В сжатом состоянии такой сильфон имеет наименьший внутренний объем. При температурном изменении объема жидкости давление внутри прибора из-за соединения внутреннего объема сильфона с внешней средой практически не изменяется. Сильфон размещен внутри инерционного тела, не увеличивая общего объема прибора. Эффективность компенсатора температурного изменения объема жидкости заявляемого инерционного включателя значительно превосходит техническое решение прототипа, расширяя область применения.
Указанные преимущества значительно повышают надежность, снижают погрешность по величине интеграла ускорения срабатывания и расширяют его область применения.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».
Изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 приведен осевой разрез инерционного включателя в исходном состоянии.
На фиг. 2 - осевой разрез инерционного включателя в сработанном состоянии.
На фиг. 3 - поперечный разрез, размещение постоянного магнита на торце инерционного тела.
На фиг. 4 - взаимодействие радиальных штифтов, установленных во фланце инерционного тела, с пазами в стенке корпуса, а) - исходное состояние, б) - промежуточное состояние, инерционное тело, переместилось по оси до выхода из продольного участка паза в) - сработанное состояние инерционного включателя.
На фиг. 5 - поперечный разрез, конструкция контактной системы.
На фиг. 6 - поперечный разрез, размещение постоянного магнита на оси перемыкателя контактной системы.
На фиг. 7 - взаимодействие постоянных магнитов (исходное состояние контактной системы).
На фиг. 8 - взаимодействие постоянных магнитов (переключенное состояние контактной системы, инерционное тело переместилось по оси до выхода из продольного участка паза).
Для наглядности фиг. 7 и фиг. 8 постоянный магнит, закрепленный на торце инерционного тела, изображен условно смещенным относительно постоянного магнита, закрепленного на оси перемыкателя контактной системы.
На фиг. 9 - конструкция компенсатора температурного изменения объема жидкости, заполняющей внутренний объем инерционного включателя.
На фиг. 10 - взаимодействие радиальных штифтов, установленных во фланце инерционного тела, с пазами в стенке корпуса, пазы выполнены наклонными, а) - исходное состояние, б) - промежуточное состояние, инерционное тело, переместилось по оси до выхода из продольного участка паза в) - сработанное состояние инерционного включателя.
пp
м
peз
На фиг. 11 - силы, действующие на инерционное тело вдоль оси при его перемещении из исходного положения в конечное, где F - сила пружины, поджимающей инерционное тело, F - сила взаимодействия постоянных магнитов, F - результирующая (суммарная) сила пружины и постоянных магнитов, х - перемещение инерционного тела.
1
mp
2
mp
2
mp
На фиг. 12 - схема, поясняющая компенсацию силы трения, где F - сила от момента вращения инерционного тела при взаимодействии постоянный магнитов, N - реакция стенки паза на штифт, F - сила трения от момента вращения инерционного тела, возникающего при взаимодействии постоянных магнитов, F - сила, компенсирующая силу трения F, то есть F=F.
На чертежах фиг. 1-12 принимаются следующие обозначения.
1 - герметичный корпус;
2 - демпфирующая жидкость;
3 - инерционное тело;
4 - пружина;
5 - контактная система;
6 - поворотный перемыкатель;
7 - компенсатор в виде сильфона;
8 - фланец инерционного тела;
9 - торец инерционного тела;
10 - магнит инерционного тела;
11 - магнит контактной системы;
12 - ось перемыкателя;
13 - радиальный штифт;
14 - Г-образный паз;
15 - мембрана сильфона;
16 - крышка;
17 - кожух контактной системы;
18 - токовывод;
19 - упругий контакт;
20 - токопроводящий нож;
21 - изолятор;
22 - спиральная пружина;
23 - подложка;
24 - выступ;
25 - осевое отверстие в мембранах сильфона;
26 - осевое отверстие в инерционном теле;
27 - выемка;
28 - заглушка.
Инерционный включатель выполнен следующим образом.
В герметичном корпусе 1 (фиг. 1-9) размещено инерционное тело 3, выполненное в виде полого цилиндра с фланцем 8, в котором равномерно по окружности размещены три радиальных штифта 13, входящие в пазы 14 корпуса 1. Инерционное тело 3 выполнено из «тяжелого» вольфрамового немагнитного сплава типа ВНМ3-2. Внутренняя полость инерционного включателя заполнена демпфирующей полиметилсилоксановой жидкостью 2, например ПМС-5 или ПМС-10 ГОСТ 13032-77 с температурой застывания минус 65°С и рабочим диапазоном температур от минус 60 до плюс 200°С, с запасом перекрывающим диапазон температур эксплуатации инерционного включателя. Фланец 8 и корпус 1 сопряжены по диаметру с малым, но гарантируемым в требуемом диапазоне температур эксплуатации инерционного включателя зазором. Внешняя поверхность фланца 8 выполнена сферической с центром на оси инерционного тела 3 для исключения заклинивания инерционного тела 3 при его возможном «перекашивании». Фланец 8 инерционного тела 3 поджат пружиной 4. Конструкция инерционного тела 3 в виде полого цилиндра с фланцем 8, расположенным в его нижней части, способствует восстановлению вертикального положения инерционного тела 3, так как при ускорении вдоль оси срабатывания результирующая сила, действующая на инерционное тело 3, всегда будет препятствовать его развороту в плоскости, перпендикулярной продольной оси, исключая несрабатывания инерционного включателя. Между фланцем 8 и крышкой 16 осевыми размерами пазов 14 обеспечивается зазор h, исключающий «залипание» инерционного тела 3 на крышке 16. На торце 9 инерционного тела 3 закреплен постоянный магнит 10, намагниченный в поперечном направлении Г (фиг. 7, 8).
Контактная система 5, отделенная от внутренней полости корпуса 1 кожухом 17, состоит из размещенных на токовыводах 18 упругих контактов 19 и поворотного перемыкателя 6 с токопроводящими ножами 20. Токопроводящие ножи 20, закрепленные на перемыкателе 6, взаимодействуют с упругими контактами 19, закрепленными на токовыводах 18, формируя требуемые электрические цепи. Токовыводы 18 установлены на изоляторах 21. Исходное состояние контактной системы 5 обеспечивается спиральной пружиной 22, удерживающей ось 12 перемыкателя 6 в исходном угловом положении.
На оси 12 перемыкателя 6 закреплена подложка 23 с размещенным постоянным магнитом 11, намагниченным в поперечном направлении Д (фиг. 7, 8). Постоянные магниты 10, 11 развернуты относительно друг друга как в исходном, так и в переключенном состоянии контактной системы 5 на угол γ, например равный 45° и Δ, например равный 15°, соответственно. Угол поворота перемыкателя 6 φ, например равный 30°, ограничивается выступами 24, взаимодействующими с подложкой 23 (фиг. 5). Угол γ может быть увеличен до 85°, тогда соответственно угол Δ будет на 30° меньше. Угол φ, равный 30°, оптимальный для обеспечения электрической прочности и сопротивления изоляции контактной системы 5 инерционного включателя.
Контактная система 5 находится в осушенной воздушной среде, не подвергаясь воздействию демпфирующей жидкости 2, что значительно повышает надежность контактной системы 5. К демпфирующей жидкости 2 при указанном техническом решении не предъявляются требования по диэлектрическим свойствам. Кроме того инерционный включатель остается работоспособным даже при наличии в демпфирующей жидкости 2 некоторого количества посторонних примесей и продуктов износа, появляющихся в зонах сопряжения подвижных деталей из состава прибора от вибрационных и ударных воздействий в процессе его эксплуатации.
Мембранный сильфон 7, закрепленный на крышке 16, выполняет функции компенсатора температурного изменения объема жидкости 2, заполняющей внутренний объем инерционного включателя. Заглушки 28 герметизируют внутренний объем инерционного включателя после его заполнения демпфирующей жидкостью 2.
Выполнение компенсатора температурного изменения объема жидкости (фиг. 9) в виде сильфона 7 из мембран 15, попарно сваренных по внешнему контуру и в центральной части с соседними парами мембран 15 с выполнением в последнем сварном соединении осевых отверстий 25, соединяющих внутренние между собой объемы пар мембран 15, позволяет минимизировать объем жидкости 2, заполняющей инерционный включатель, так как в сжатом состоянии такой сильфон 7 имеет наименьший внутренний объем. При температурном изменении объема жидкости 2 давление внутри прибора из-за соединения внутреннего объема сильфона 7 с внешней средой практически не изменяется. Сильфон 7 размещен внутри инерционного тела 3, не увеличивая общего объема прибора. Эффективность компенсатора температурного изменения объема жидкости заявляемого инерционного включателя значительно превосходит техническое решение прототипа, расширяя область применения.
Выполнение инерционного тела 3 в виде полого цилиндра позволяет разместить в его внутреннем объеме мембранный сильфон 7 без увеличения габаритов прибора, а поджатие инерционного тела 3 пружиной 4 по фланцу 8 (фиг. 1, 2) обеспечивает из-за рационального расположения пружины 4 ее силовую диаграмму - зависимость усилия от величины сжатия пружины 4 с малой крутизной, что позволяет расширить возможный диапазон уставок срабатывания по интегралу ускорения инерционного включателя.
Выполнение инерционного тела 3 из «тяжелого» вольфрамового немагнитного сплава типа ВНМ3-2 позволяет обеспечить его значительную массу и разместить непосредственно на нем постоянный магнит 10. Увеличение массы инерционного тела 3 позволяет усилить пружину 4 для оптимизации параметров всей системы инерционное тело 3 - пружина 4, реализующих зависимости, приведенные на фиг. 11 и обеспечивающих надежное переключение и сохранение переключенного состояния контактной системы 5 инерционного включателя.
Инерционный включатель работает следующим образом.
пp
м
peз
н
к
pез
При действии ускорения а в направлении оси чувствительности с величиной, обеспечивающей превышение усилия предварительного поджатая пружины 4 (фиг. 2), инерционное тело 3 начинают перемещаться, сжимая пружину 4. Демпфирующая жидкость 2 перетекает через кольцевой зазор между корпусом 1 и фланцем 8, а также через зазоры между штифтами 13 и стенками пазов 14, отслеживая величиной расхода через зазоры значение действующего линейного ускорения, то есть интегрируется ускорение. При необходимости с торца инерционного тела 3 может быть выполнено дополнительное дроссельное отверстие 26. Радиальные штифты 13, установленные во фланце 8, предотвращают проворот инерционного тела 3. Характерные графики, поясняющие зависимость сил, действующих на инерционное тело 3 в осевом направлении при его перемещении из исходного положение в конечное, показаны на фиг. 11, где F - сила пружины 4, F - сила взаимодействия постоянных магнитов 10, 11, F - результирующая (суммарная) сила пружины 4 и постоянных магнитов 10, 11, действующая на инерционное тело 3, F - результирующая сила в вначале движения, F - результирующая сила в конце движения, х - осевое перемещение инерционного тела 3,  - полный ход (осевое перемещение) инерционного тела 3. Результирующее (суммарное) силовое воздействие F пружины 4 и постоянных магнитов 10, 11 на инерционное тело 3 на большем участке его движения положительное (фиг. 11), то есть стремиться возвратить инерционное тело 3 в исходное положение, затем на конечном участке - отрицательное, то есть способствует перемещению инерционного тела 3 в конечное осевое положение и удерживает его в этом положении.
к
При приближении постоянного магнита 10 к постоянному магниту 11 резко возрастающее усилие взаимодействия полюсов магнитов поворачивает магнит 11, а следовательно и перемыкатель 6, преодолевая момент спиральной пружины 22 и обеспечивая переключение и сохранение переключенного состояния контактной системы 5 (фиг. 7, 8). Радиальные штифты 13 в верхней части пазов 14 за счет их Г-образной формы пазов 14 обеспечат разворот инерционного тела 3 на некоторый угол (фиг. 4 в), исключающий возвращение инерционного тела 3 в исходное состояние при возможных ударных воздействиях уже после прекращении действия ускорения. Для этого минимальная величина угла должна обеспечивать поворот (перемещение) штифтов 13 по окружности, например, на величину не менее их диаметра. При приведенных на чертежах значениях углов γ, Δ, и φ этот угол может быть равен, например 13°. На горизонтальном участке каждого паза 14 дополнительно может быть выполнена выемка 27, фиксирующая соответствующий штифт 13, например при воздействии линейных ускорений в направлении противоположном оси чувствительности инерционного включателя. Разворот инерционного тела 3 для фиксации его осевого конечного положения упрощает настройку системы инерционное тело 3 - контактная система 5 в части величины F - результирующей силы, действующей на инерционное тело 3 вдоль оси в конечном его положении.
В процессе изготовления и приемки инерционный включатель может быть взведен - переведен из сработанного состояние в исходное приспособлением с постоянными магнитами (на чертежах не показано), устанавливаемым на корпус 1, при этом инерционное тело 3, за счет взаимодействия постоянных магнитов приспособления с постоянным магнитом 10, при повороте приспособления, сначала разворачивается на угол, обеспечивающий заход радиальных штифтов 13 в вертикальный участок пазов 14 и затем, преодолевая усилие магнита 11, при осевом перемещении приспособления, возвращается в исходное положение. При исходном положении инерционного тела 3 контактная система 5 поворотом перемыкателя 6 спиральной пружиной 22 переключится в исходное состояние. Возможность многократного срабатывания и взведения инерционного включателя обеспечивает достоверное подтверждение качества его изготовления, а следовательно и надежности в течение последующего срока эксплуатации.
Обеспечение расходом жидкости через кольцевой зазор между корпусом 1 и фланцем 8, а также через зазоры между штифтами 13 и стенками пазов 14 и дроссельное отверстие 26 интегрирования действующего в направлении срабатывания линейного ускорения исключает срабатывание прибора от ударных аварийных воздействий.
Размещение на торце инерционного тела 3 и на оси 12 перемыкателя 6 контактной системы 5 постоянных магнитов 10, 11 соответственно, намагниченных в поперечном направлении и развернутых относительно друг друга, как в исходном, так и в переключенном состоянии контактной системы 5, взаимодействующих на конечном участке движения инерционного тела 3 разноименными полюсами, и установка во фланце 8 инерционного тела 3 радиальных штифтов 13, входящих с возможностью движения в Г-образные пазы 14, выполненных в стенке корпуса 1, обеспечивает надежное переключение контактной системы 5 при действии линейного ускорения. Наличие штифтов 13 во фланце 8 и определенная форма пазов 14 на стенке корпуса 1 исключают проворот инерционного тела 3 при его движении от действия ускорения и фиксируют инерционное тело 3 в перемещенном осевом положении, обеспечивая сохранение переключенного состояния контактной системы 5 инерционного включателя. Переключение контактной системы 5 поворотом перемыкателя 6 через герметичную стенку кожуха 17 посредством взаимодействия магнитов 10, 11 разноименными (противоположными) полюсами исключает наличие жидкости 2 во внутренней полости контактной системы 5. Контактная система 5 прибора работает в осушенной воздушной среде, не подвергаясь воздействию демпфирующей жидкости, что обеспечивает сохранение ее электрических параметров, способствуя повышению надежности инерционного включателя в целом. К демпфирующей жидкости не предъявляются требования по диэлектрическим свойствам (не электропроводности).
Изменением диаметра дроссельного отверстия 26, подбором или электрополированием пружины 4 обеспечивается изменение интеграла ускорения, при наборе которого переключается контактная система 5 инерционного включателя.
тр
тр
mp
mp
1
mp
2
mp
2
mp.
2
mp
Для компенсации трения от момента вращения инерционного тела 3, возникающего из-за взаимодействия постоянных магнитов 10, 11 при движении инерционного тела 3 к контактной системе 5, Г-образные пазы 14, выполненные в стенке корпуса 1, могут быть расположены по винтовой линии с углом наклона от вертикали е, равным углу трения θ радиальных штифтов 13 о боковые стенки Г-образных пазов 14 и с наклоном в направлении, противоположном направлению поворота перемыкателя 6 контактной системы 5 при ее переключении фиг. 10). Согласно классической механики угол трения θ=arctg(μ), где μ - коэффициент трения. Схема, поясняющая компенсацию силы трения приведена на фиг. 12, где F - сила от момента вращения инерционного тела 3 при взаимодействии постоянный магнитов 10, 11, N - реакция стенки паза 14 на штифт 13, F - сила трения от момента вращения инерционного тела 3, возникающего из-за взаимодействия постоянных магнитов 10, 11, F - сила, компенсирующая силу трения F, то есть F=F В реальной конструкции из-за возможного разброса значений коэффициента трения соотношение будет приблизительным, то есть F≈F. Силы, приведенные на фиг. 12, связаны известными соотношениями классической механики:
mp
mp
тр
F=N⋅μ.=N⋅tg(θ).
1
N=F⋅cos(e).
2
1
F=F⋅sin(e).
Компенсация силы трения в зоне штифтов 13 уменьшает погрешность по интегралу срабатывания, повышая стабильность работы инерционного включателя.
При выполнении пазов 14 с указанным наклоном угол γ целесообразно увеличить, например до 70…85°, тогда, при движении инерционного тела 3 до касания кожуха 17 контактной системы 5, оно предварительно повернется из-за наклона пазов 14 на угол е, например равный 12°, и затем в горизонтальной зоне паза 14 на дополнительный угол α, например равный 13°. С учетом утла φ, равного 30°, угол Δ будет равен 15... 30°. Также за счет изменения угла γ в пределах 70…85° при сборке инерционного включателя возможна регулировка в части момента вращения от взаимодействия постоянных магнитов 10, 11 для обеспечения превышения этим моментом момента создаваемого спиральной пружиной 22 в конечном (перемещенном) положении инерционного тела 3. Указанное превышение обеспечивает надежное переключение контактной системы 5.
Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия обеспечения широкого применения инерционного включателя в системах автоматики различных летательных аппаратов и систем безопасности подвижных объектов.
Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- заявляемый инерционный включатель предназначен для использования в системах автоматики различных летательных аппаратов и систем безопасности подвижных объектов;
- заявляемый инерционный включатель при использовании способен обеспечить надежное сохранение исходного состояния в служебном обращении и аварийных ситуациях, а также надежное срабатывание с требуемой точностью в составе объекта применения;
- для заявляемого инерционного включателя в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявленный инерционный включатель соответствует условию «промышленная применимость».