МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к элементам управления, к коммутационным устройствам, в которых используются магнитоуправляемые контакты - герконы, регулируемые с помощью магнито-движущей силы.
Известны реле, создаваемые на базе магнитоуправляемых контактов, герконов (см. «Слаботочные реле» Г.Я Рыбин и др., М., Радио и связь, 1982, с.43, 44). По принципу действия они относятся к группе электромагнитных, слаботочных. Целесообразность выделения их в отдельную группу определяется некоторыми конструктивными и функциональными особенностями их работы, обусловленными использованием магнитоуправляемых контактов.
Пластины герконов изготавливаются из магнитных материалов и совмещают в себе функции магнитопровода и электрической контактной цепи. Поэтому если к такому, геркону, подвести постоянный магнит, то его магнитный поток, сосредоточиваясь в пластинах, создает в воздушном зазоре магнитную силу их взаимного притяжения или отталкивания. При соответствующей магнитодвижущей силе (далее МДС) магнита пластины притягиваются друг к другу (или отталкиваются друг от друга) и создают электрический контакт. После снятия магнитного поля пластины размыкаются и возвращаются в исходное положение под действием сил упругости.
Срабатывание контактов геркона в таком коммутационном устройстве зависит от силы используемого магнита, расстояния между магнитом и герконом в момент взаимодействия и их взаимного расположения. Если используется двухполюсной магнит, то при ориентации его полюсов вдоль продольной оси магниточувствительных контактов срабатывание их происходит при минимальном расстоянии. Эта особенность геркона применяется при конструировании с его использованием различных датчиков положения (А.с. N 195930, G01/P 13/00, 1966)
Наиболее близкой конструкцией является магнитоуправляемое коммутационное устройство, состоящее из управляющего узла, включающее постоянный магнит, расположенный соосно с коммутационным узлом, содержащим геркон, с выводами из ферромагнитного материала, причем выводы геркона со стороны управляющего узла отогнуты, расположены вдоль капсулы геркона и зафиксированы с образованием электрического контакта на проводнике из немагнитного электропроводного металла, выходящего с противоположной стороны геркона (патент на полезную модель RU №6646 МПК H01H 36/00)
Недостатком устройства являются довольно значительные потери магнитно-движущей силы постоянного магнита ввиду значительной общей длины выводов двух контактов с выводами со стороны магнита. Выводы являются продолжением двух контактов геркона и так же выполнены из магнитно-мягкого ферромагнитного материала. Это влияет на МДС срабатывания магнита, то есть приводит к необходимости ее увеличения, или к уменьшению чувствительности устройства в целом. Поэтому приходится применять магнит, коэрцитивная сила которого имеет большую величину, чем это необходимо для замыкания/размыкания контактов геркона, учитывая потери МДС из-за наличия двух выводов геркона, имеющих значительную общую длину.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение эффективности управления путем снижения потерь, уменьшение габаритов устройства.
Этот технический результат достигается тем, что в магнитоуправляемом коммутационном устройстве, состоящем из управляющего узла, включающего постоянный магнит, расположенный соосно с коммутационным узлом, содержащим геркон, с установленными в его капсуле двумя неподвижными и одним взаимодействующим с ними подвижным контактом с выводами из ферромагнитного материала, причем, выводы одного из неподвижных контактов и подвижного контакта выведены с одной стороны капсулы геркона, согласно полезной модели постоянный магнит управляющего узла расположен с другой стороны капсулы и со стороны другого неподвижного контакта геркона, вывод которого соединен со стороны торца капсулы с проводником из немагнитного электропроводного металла, расположенного вдоль капсулы геркона, причем, для соединения с выводом геркона конец проводника загнут в соответствии с конфигурацией торца капсулы.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". В то же время, заявляемое техническое решение применимо в промышленности, в частности, в электротехнике, поэтому оно соответствует критерию "промышленная применимость".
Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунком фиг.1.
На фиг.1 схематично показано заявляемое магнитоуправляемое коммутационное устройство.
Устройство состоит из управляющего узла 1 и коммутационного узла 2.
Управляющий узел 1 содержит постоянный магнит, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси, совпадающей с осью его намагниченности и соосно с коммутационным узлом. Коммутационный узел содержит геркон 2, с установленными в его капсуле двумя неподвижными контактами с выводами 3, 5 и одним взаимодействующим с ними подвижным контактом с выводом 6 из ферромагнитного материала, причем, выводы одного из неподвижных контактов и подвижного контакта 6, 5 выведены с одной стороны капсулы геркона. Постоянный магнит управляющего узла 1 расположен с другой стороны капсулы со стороны другого неподвижного контакта 3 геркона. Этот вывод выполнен укороченным и электрически соединен с проводником 4 из немагнитного электропроводного металла со стороны торца капсулы в месте выхода вывода 3 из капсулы. Проводник 4 расположен вдоль капсулы геркона 2. и выходящего с противоположной стороны геркона 2. Вывод контакта 3 укорочен до длины, достаточной для соединения с проводником 4 из немагнитного материала в месте выхода вывода 3 из капсулы геркона, для чего конец проводника 4 загнут для огибания торца капсулы геркона в соответствии с формой торца капсулы.
В исходном положении управляющий узел 1 и коммутационный узел 2 пространственно разнесены. В случае выполнения контакта 6 нормально замкнутым с неподвижным контактом 5, электрическая цепь замкнута через эти контакты. При приближении управляющего узла 1 к коммутационному узлу 2 магнитное поле магнита, концентрируясь на выводе контакта 3, воздействует на подвижный контакт 6, отводя его от контакта 5. Электрическая цепь размыкается. Соединение вывода контакта 3 с проводником из немагнитного материала, конец которого загнут и таким образом огибает капсулу геркона для соединения с выводом контакта 3, позволяет сделать вывод укороченным и соединить его с проводником 4 в месте выхода вывода из капсулы геркона на минимально коротком расстоянии от внешней поверхности капсулы со стороны магнита. Это уменьшает потери магнитно-движущей силы, развиваемой магнитом, по сравнению с прототипом, у которого два вывода из ферромагнитного материала отогнуты и соединены с проводниками из немагнитного материала по обе стороны капсулы геркона, то есть имеют достаточно большую суммарную длину. В результате использования заявляемой полезной модели повышается эффективность управления. Кроме того, уменьшаются габариты устройства за счет уменьшения расстояния магнита от геркона и использования магнита меньшей коэрцитивной силой.
1
1
В результате, например, при управлении переключающего геркона типа КЭМ 31 с МДС срабатывания 50 А магнитом из магнитопласта ТУ 4229-007-18413702-2003 при использовании заявляемого решения при массе магнита 0,13 г и массе геркона 0,48 г расстояние, на котором расположен управляющий магнит, когда он не воздействует на коммутационное устройство x=0,7 мм, а расстояние срабатывания x=0,3 мм, а при массе магнита 0,20 г соответственно x=1,2 мм, а x=0,7 мм. Реализация токоведущей функции укороченного вывода геркона осуществляется припайкой/приваркой к выводу немагнитного проводника.