УКАЗАТЕЛЬНОЕ РЕЛЕ

Заявленная полезная модель относится к электромагнитным аппаратам, в частности, к указательным реле переменного и постоянного тока и может использоваться для сигнализации (визуальной информации) аварийного состояния в цепях постоянного и переменного тока систем защиты, автоматики, управления и сигнализации.
Наиболее близким техническим решение (прототипом) является техническое решение (Авторское свидетельство СССР №1612336, Н01Н 51/30, опубл. 07.12.90, Бюл. №45), содержащее корпус с отверстием, электромагнит в виде катушки с сердечником, направляющую, контакты, подпружиненный элемент, установленный в корпусе, поворотный якорь, установленный на опоре, фиксатор, контакты, пружины.
Недостатки: низкая удароустойчивость устройства, т.к. направление движения якоря и направление нажатия кнопки совпадают с направлением удара при закрытии дверцы шкафа электрооборудования, на которую устанавливается указательное реле.
Технической проблемой, решаемой созданием нового технического решения, является то, что в процессе эксплуатации при закрытии дверцы шкафа электрооборудования, на которую устанавливается указательное реле, очень часто происходит ложное срабатывание реле, что связано с низкой удароустойчивостью устройства.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание указательного реле, обладающего повышенной удароустойчивостью при воздействии на него ударных и вибрационных нагрузок в процессе эксплуатации электрооборудования.
Технический результат достигается тем, что указательное реле, содержащее корпус с отверстием, электромагнит в виде катушки с сердечником, направляющую, контакты, подпружиненный элемент, установленный в корпусе, поворотный якорь, установленный на опоре, фиксатор, контакты, пружины, причем отверстие корпуса выполнено в виде центральных перпендикулярных вырезов прямоугольной формы, а подпружиненный проволочной пружиной элемент в виде траверсы с наружным элементом ручного переключения расположен параллельно сердечнику электромагнита и выполнен с возможностью поступательного перемещения в направляющих корпуса вдоль его фронтальной поверхности, поворотный якорь выполнен перпендикулярно фронтальной поверхности корпуса и установлен в вырезах печатной платы, к которой выполнена закрепленной проволочная пружина с возможностью взаимодействия с одним внутренним выступом траверсы, по меньшей мере один дополнительный внутренний выступ которой выполнен с возможностью взаимодействия с контактами, расположенными на печатных платах, в отверстиях которых расположена ось, на которой выполнен с возможностью поворота фиксатор с выступами, плоская возвратная пружина, установленная на печатной плате, выполнена с возможностью взаимодействия с поворотным якорем через его отогнутый элемент, причем все указанные элементы выполнены в корпусе, состоящем из двух сопряженных частей, зафиксированных друг к другу при помощи механического крепежа. При этом вокруг вырезов на фронтальной поверхности корпуса расположены наружные фигурные выступы. При этом направляющие корпуса выполнены заодно с ним. При этом один выступ фиксатора выполнен с возможностью взаимодействия с траверсой, а другой выступ выполнен с возможностью фиксации поворотного якоря через якорную скобу, прикрепленную к поворотному якорю. При этом направляющие корпуса выполнены параллельно сердечнику электромагнита в собранном состоянии устройства.
Новыми существенными отличительными признаками заявленного технического решения являются следующие признаки:
- выполнение отверстия корпуса в виде центральных перпендикулярных вырезов прямоугольной формы;
- выполнение подпружиненного проволочной пружиной элемента в виде траверсы с наружным элементом ручного переключения, расположенного параллельно сердечнику электромагнита и выполненного с возможностью поступательного перемещения в направляющих корпуса вдоль его фронтальной поверхности;
- выполнение поворотного якоря перпендикулярным фронтальной поверхности корпуса и установленным в вырезах печатной платы;
- выполнение закрепленной к печатной плате проволочной пружины с возможностью взаимодействия с одним внутренним выступом траверсы, по меньшей мере один дополнительный внутренний выступ которой выполнен с возможностью взаимодействия с контактами, расположенными на печатных платах;
- выполнение в отверстиях печатной платы оси, на которой выполнен с возможностью поворота фиксатор с выступами;
- выполнение плоской возвратной пружины, установленной на печатной плате с возможностью взаимодействия с поворотным якорем через его отогнутый элемент;
- выполнение всех указанных элементов в корпусе, состоящем из двух сопряженных частей, зафиксированных друг к другу при помощи механического крепежа.
Совокупность новых существенных отличительных признаков с известными из уровня техники признаками достаточна для получения обеспечиваемого полезной моделью технического результата, заключающегося в создании устройства, обладающего повышенной удароустойчивостью при воздействии на него ударных и вибрационных нагрузок в процессе эксплуатации электрооборудования.
Сущность предлагаемой полезной модели, ее реализуемость и возможность промышленного применения поясняются чертежами, где представлены:
на фиг. 1 - указательное реле в разрезе во взведенном состоянии;
на фиг. 2 - указательное реле в разрезе в возбужденном состоянии;
на фиг. 3 - вид спереди указательного реле.
на фиг. 4 - указательное реле в разрезе Б-Б.
На представленных чертежах имеются следующие обозначения:
1 - указательное реле;
2 - корпус;
3, 4 - сопряженные части корпуса;
5 - механический крепеж;
6 - фронтальная поверхность корпуса;
7 - вертикальный (центральный) вырез;
8 - горизонтальный (центральный) вырез;
9, 10 - наружные фигурные выступы фронтальной поверхности корпуса;
11, 12 - внутренние направляющие корпуса;
13, 14 - внутренние поверхности корпуса;
15 - электромагнит;
16 - катушки;
17 - сердечники;
18 - основание;
19 - поворотный якорь;
20 - опоры;
21 - траверса;
22 - наружный элемент ручного переключения траверсы;
23 - паз прямоугольной формы;
24 - фиксатор;
25 - сигнальная полоса контрастного цвета;
26, 26а - внутренние выступы траверсы;
27 - контакты;
29, 30 - печатные платы;
31 - внутренний выступ траверсы;
32 - проволочная пружина;
33 - якорная скоба;
34 - ось;
35 - выступ фиксатора;
36 - второй выступ фиксатора;
37 - отогнутые элементы основания;
38 - отогнутые элементы опоры;
39 - плоская возвратная пружина;
40 - отогнутый элемент якоря;
41 - клеммники;
42 - стрелка траверсы.
Указательное реле 1 (фиг. 1, 3) содержит корпус 2 (фиг. 1, 2) в виде прямоугольного параллелепипеда, который состоит из двух сопряженных частей 3, 4 (фиг. 3), зафиксированных между собой в собранном состоянии при помощи механического крепежа (любого стандартного винта) 5 (фиг. 1, 2). Во фронтальной поверхности 6 корпуса 2 имеются центральные вырезы (вертикальный и горизонтальный) 7, 8 (фиг. 3) прямоугольной формы, расположенные перпендикулярно друг другу. Вокруг указанных центральных (вертикального и горизонтального) вырезов 7, 8 имеются наружные фигурные выступы 9, 10, выполненные напротив друг друга на сопряженных частях 3, 4. Направляющие (выступы-ограничители) 11 (фиг. 1, 2) и 12 (фиг. 4), выполненные заодно с корпусом 2 (фиг. 1, 2), т.е. являющиеся его частью, расположены на внутренних поверхностях 13 (фиг. 1, 2) и 14 (фиг. 4) сопряженных частей 3, 4 (фиг. 3) корпуса 2 (фиг. 1, 2) со стороны его фронтальной поверхности 6 и параллельны сердечнику электромагнита 15 в собранном состоянии устройства.
В корпусе 2 размещены следующие конструктивные элементы: электромагнит 15, содержащий две катушки 16 с сердечниками 17 и основанием 18, которые в совокупности образуют П-образную магнитную систему, а также имеется поворотный якорь 19, качающийся в опорах 20, выполненных параллельно основанию 18. Якорь 19 расположен перпендикулярно фронтальной поверхности 6 корпуса 2 в собранном состоянии устройства. Траверса 21 установлена в направляющих 11 (фиг. 1, 2) и 12 (фиг. 4) корпуса 2 (фиг. 1, 2) и имеет возможность поступательного перемещения в направлении, которое перпендикулярно расположению поворотного якоря 19. Траверса 21, расположенная параллельно сердечнику электромагнита 15, имеет следующие конструктивные элементы, а именно: наружные конструктивные элементы - наружный элемент 22 ручного переключения траверсы 21, выполненный с возможностью поступательного перемещения в вертикальном (центральном) вырезе 7 (фиг. 3) корпуса 2 (фиг. 1, 2) и предназначенный для приведения оператором указательного реле во взведенное состояние; паз 23 прямоугольной формы (для размещения в нем выступа 35 фиксатора 24), выполненный в траверсе 21 перпендикулярно направлению ее поступательного перемещения; на фронтальной поверхности траверсы 21 имеется сигнальная полоса 25 (фиг. 3) контрастного цвета, которая своим цветом свидетельствует о том, что указательное реле сработало и находится в положении, когда контакты, например, разомкнуты как указано на фиг. 2; внутренние конструктивные элементы включают: два внутренних выступы 26, 26а (фиг. 1, 2, 4) расположены на расстоянии друг от друга с помощью которых траверса 21 воздействует на два контакта 27, которые расположены на печатных платах 29 (фиг. 1, 2), 30 (фиг. 4), т.е. их концы прикреплены к ним; внутренний выступ 31 (фиг. 1, 2), на который воздействует проволочная пружина 32, перемещающая траверсу 21 для приведения реле в сработанное положение, когда контакты, например, разомкнуты как показано на фиг. 2. Наружный элемент 22 (фиг. 1, 2) ручного переключения траверсы 21 выполнен в середине сигнальной полосы 25 (фиг. 3) контрастного цвета на траверсе 21 (фиг. 1, 2).
Наружные фигурные выступы 9, 10 (фиг. 3) фронтальной поверхности 6 (фиг. 1, 2) корпуса 2, расположенные вокруг центральных (вертикального и горизонтального) вырезов 7, 8 (фиг. 3), служат для предотвращения ошибочного переключения траверсы 21 (фиг. 1, 2) оператором в процессе обслуживания электрооборудования.
Горизонтальный (центральный) вырез 8 (фиг. 3) предназначен для визуализации оператором сигнальной полосы 25 контрастного цвета траверсы 21 (фиг. 1, 2) при приведении указательного реле в возбужденное положение (когда контакты, например, разомкнуты как показано на фиг. 2).
Вертикальный (центральный) вырез 7 (фиг. 3) предназначен для перемещения наружного элемента 22 (фиг. 1, 2) ручного переключения траверсы 21.
К печатной плате 30 (фиг. 4) перпендикулярно прикреплена проволочная пружина 32 (фиг. 1, 2). К поворотному якорю 19 выполнена прикрепленной якорная скоба 33, которая находится со стороны расположения контактов 27. Между якорной скобой 33 и траверсой 21 выполнен фиксатор 24, установленный на оси 34, которая расположена между печатными платами 29 (фиг. 1, 2) и 30 (фиг. 4) и прикреплена к ним, т.к. в печатных платах имеются соответствующие отверстия (на фиг. не показаны). Фиксатор 24 (фиг. 1, 2), выполненный с возможностью поворота на оси 34, имеет два выступа, где один выступ 35 выполнен для взаимодействия с траверсой 21, а другой выступ 36 предназначен для фиксации поворотного якоря 19 через якорную скобу 33, прикрепленную к поворотному якорю 19. Печатные платы 29 (фиг. 1, 2) и 30 (фиг. 4) соединены между собой при помощи отогнутых элементов 37, 38 (фиг. 1, 2) основания 18 и опор 20 соответственно. Опоры 20 и основание 18, выполненные П-образной формы (за счет отогнутых элементов 37, 38), фиксируют положение электромагнита 15 в заявленном устройстве. На печатной плате 29 установлена плоская возвратная пружина 39, которая выполнена с возможностью взаимодействия с поворотным якорем 19 через его отогнутый элемент 40 для приведения якоря 19 во взведенное состояние. Поворотный якорь 19 зафиксирован в пазах (на фиг. не показаны) печатной платы 29 при помощи отогнутых элементов 38 опоры 20 с возможностью его поворота в указанных пазах (на фиг. не показаны) печатной платы 29. Клеммники 41 (фиг. 3), выполненные прикрепленными к печатным платам 29 (фиг. 1, 2) и 30 (фиг. 4), предназначены для подсоединения проводов.
Устройство работает следующим образом.
Указательное реле в собранном состоянии устанавливают на дверцу, указанную на фиг. 1, 2, 4 шкафа электрооборудования таким образом, чтобы его фронтальная поверхность 6 совпадала с внутренней поверхностью дверцы шкафа электрооборудования, а выполненная на наружной поверхности траверсы 21 стрелка 42 (фиг. 3), расположенная перпендикулярно сигнальной полосе 25 (фиг. 1, 2, 3) контрастного цвета, была направлена вертикально вниз. При ручном перемещении оператором траверсы 21 (фиг. 1, 2) при помощи наружного элемента 22 ручного переключения, расположенного в вертикальном (центральном) вырезе 7 (фиг. 3) вдоль электромагнита 15 (фиг. 1, 2) в направлении к поворотному якорю 19, фиксатор 24, соединенный с траверсой 21 посредством фигурного выступа 36, имеет возможность поворота вокруг оси 34, на которую он установлен, и фиксируется якорной скобой 33, прикрепленной к поворотному якорю 19. В этот момент поворотный якорь 19 находится в повернутом (со смещением) положении под воздействием плоской возвратной пружины 39 по отношению к сердечникам 17 электромагнита 15. Контакты 27 находятся в это время в замкнутом положении, т.е. устройство приведено во взведенное состояние и готово к работе. При этом полоса контрастного цвета сигнальной части 25 (фиг. 1, 2, 3) траверсы 21 (фиг. 1, 2) не визуализируется, т.к. она находится вне горизонтального (центрального) выреза 8 фронтальной поверхности 6 корпуса 2.
При подаче напряжения питания (возбуждение реле) на обмотки катушек 16, поворотный якорь 19 притягивается к полюсам сердечников 17 катушек 16, а якорная скоба 33, прикрепленная к поворотному якорю 19, выходит из зацепления с выступом 36 фиксатора 24, выступ 35 которого находится в прямоугольном пазу 23 траверсы 21. Подпружиненная проволочной пружиной 32 траверса 21, поступательно перемещаясь параллельно сердечнику 17 электромагнита 15 вдоль фронтальной поверхности корпуса 2 в направлении от поворотного якоря 19, воздействует на замкнутые контакты 27 и своими выступами 26 размыкает их.
При снятии напряжения питания с обмоток катушек 16 поворотный якорь 19 возвращается в исходное состояние под действием плоской возвратной пружины 39. Полоса контрастного цвета сигнальной части 25 (фиг. 1, 2, 3) траверсы 21 (фиг. 1, 2) визуализируется в горизонтальном (центральном) вырезе 8 фронтальной поверхности 6 корпуса 2.
Для повторного приведения указательного реле во взведенное состояние оператор вручную перемещает траверсу 21 при помощи наружного элемента ручного переключения 22 вдоль сердечника электромагнита 15 в направлении к поворотному якорю 19 и полоса контрастного цвета сигнальной части 25 (фиг. 1, 2, 3) траверсы 21 не будет визуализироваться в горизонтальном (центральном) вырезе 8 корпуса 2.
При обслуживании дверцы шкафа электрооборудования, в которую установлено заявленное указательное реле, ударные нагрузки воздействуют на него в направлении, которое перпендикулярно направлению движения поворотного якоря 19 (т.е. при закрытии дверцы шкафа электрооборудования направление ударной нагрузки не совпадает с направлением движения поворотного якоря 19), что обеспечивает устойчивость заявленного устройства к воздействию ударных нагрузок.
В отличие от прототипа, где направление движения поворотного якоря и направление нажатия кнопки совпадают с направлением (вектором) удара на указательное реле при закрытии дверцы шкафа электрооборудования, на которую установлено указательное реле (т.е. якорь перемещается в направлении ударной нагрузки при закрывании двери шкафа электроооборудования, т.к. рабочие элементы прототипа: кнопка, направляющая, пружина, контакт, возвратная пружина, фиксатор выполнены в зоне перед поворотным якорем), в предложенном техническом решении направление (вектор) движения якоря и траверсы (вместо кнопки) с наружным элементом ручного переключения, перемещающихся перпендикулярно направлению (вектору) удара при закрытии дверцы шкафа электрооборудования, на которую установлено заявленное указательное реле (т.е. якорь перемещается в направлении, перпендикулярном направлению ударной нагрузки, а направление движения траверсы параллельно фронтальной поверхности корпуса потому, что рабочие элементы устройства: траверса, направляющие, пружина проволочная, контакты, фиксатор, ось выполнены в зоне, расположенной сбоку от электромагнита), что обеспечивает стабильную работу устройства в условиях ударных нагрузок (удароустойчивость устройства).
В отличие от прототипа, где поворотный якорь расположен параллельно фронтальной поверхности корпуса (совпадает с фронтальной поверхностью корпуса) и направление движения якоря совпадает с направлением движения ударной нагрузки, что отрицательно сказывается на удароустойчивости прототипа, в заявленном техническом решении поворотный якорь расположен перпендикулярно фронтальной поверхности корпуса, вдоль которой происходит перемещение траверсы с наружным элементом ручного переключения, что повышает удароустойчивость (надежность от ложного срабатывания) заявленного устройства, т.к. направление движения якоря перпендикулярно направлению ударной нагрузки при закрытии дверцы шкафа электрооборудования.
В отличие от прототипа, где конструкция указательного реле содержит кнопку, которая при закрытии дверцы шкафа электрооборудования под воздействием ударной нагрузки перемещается в направлении вектора ударной нагрузки (происходит ложное срабатывание устройства), т.к. направление движения кнопки перпендикулярно фронтальной поверхности корпуса указательного реле-прототипа, в предложенном техническом решении для исключения такого перемещения при закрытии дверцы шкафа электрооборудования в заявленной конструкции используется траверса, перемещающаяся перпендикулярно направлению/вектору ударной нагрузки, (т.е. траверса перемещается только вдоль фронтальной поверхности корпуса внутри направляющих корпуса), поэтому полностью исключается возможность самопроизвольного перемещения траверсы под воздействием ударной нагрузки, обеспечивая повышенную удароустойчивость устройства.
В связи с тем, что основные конструктивные элементы заявленного устройства расположены в его боковой части, поэтому цилиндрические пружины, которые используются в прототипе, заменены в предложенном указательном реле на плоскую и проволочную пружины.
Совокупность новых существенных конструктивных признаков заявленного технического решения выполнена такой, что позволила расположить траверсу с выполненным на ней наружным элементом ручного переключения так, что ударная нагрузка не воздействует на нее при ударе, т.к. траверса расположена перпендикулярно направлению ударной нагрузки при закрывании дверцы шкафа электрооборудования, а также благодаря тому, что траверса выполнена с возможностью перемещения только вдоль фронтальной поверхности корпуса.
Все составные части заявленного технического решения соединены (зафиксированы) между собой сборочными операциями, т.е. находятся в функционально-конструктивном единстве, которое обеспечивает достижение заявленного технического результата для решения поставленной проблемы.
Предложенное техническое решение, имеющее конструктивное единство, реализует общее функциональное назначение (функциональное единство).
Осуществление предложенной полезной модели позволяет решить заявленную техническую проблему и обеспечить достижение заявленного технического результата.
В уровне техники не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленной полезной модели.
Заявитель апробировал (испытал) предложенное устройство, что подтвердило назначение, реализуемость и работоспособность, в связи с чем заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».