АВАРИЙНЫЙ ТРОСОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Полезная модель относится к основным элементам электрического оборудования, а именно к электрическим переключателям с переключением с помощью подвижного элемента с применением электрического или магнитного поля, в частности, к коммутационным устройствам, в которых используются магнитоуправляемые контакты - герконы, и может быть использована для управления аварийными тросовыми выключателями, применяемыми в системах безопасности различных технологических линий, в частности, конвейерных.
Так, известен механический аварийный тросовый выключатель АТВ-0102 производства АО НПК «ТЕКО» (г. Челябинск) (см. Приложение 1). В качестве коммутирующего элемента в нем, и подобных выключателях применены обыкновенные механические контакты. Такое оборудование с успехом применялось и применяется там, где с его помощью приходится управлять пускателями или промежуточными реле с рабочим током порядка от десятых долей ампера до нескольких ампер. Но для коммутации сигнала на вход в программируемые логические реле (ПЛР) или контроллеры (ПЛК), т.е. там, где ток логической единицы не превышает нескольких миллиампер, механические контакты устройств, рассчитанные на гораздо большие токи, из-за неизбежного появления оксидной пленки на контактных поверхностях, оказываются непригодными.
В этих условиях хорошо себя показывают слаботочные реле на базе герконов - герметичных магнитоуправляемых контактов. Минимальные значения коммутируемого тока для герконов производства Рязанского завода металлокерамических изделий составляют порядка нескольких микроампер.
В качестве примера герконового тросового выключателя можно привести, например, датчик экстренной остановки конвейера серии ДЭК-М-… производства ООО «Опытное Производство «Технологии Контроля». (См. Приложение 2).
Известный выключатель представляется наиболее близким по технической сущности к заявляемому и выбран в качестве прототипа.
Известный аварийный тросовый выключатель содержит прямоугольный корпус с плоской крышкой, к боковым стенкам корпуса прикреплены снаружи на одном уровне две тяги для прикрепления к ним троса, расположенный в корпусе неподвижный коммутирующий элемент в виде переключающего геркона, имеющего зону чувствительности выключателя, определяемую его конструктивными параметрами, и связанный с тросом воздействующий элемент в виде постоянного магнита-выключателя, закрепленного на поворотной рукоятке, установленной на крышке корпуса, и кинематически связанной с тягами, способный вследствие вытягивания троса, прикрепленного к любой из тяг, или поворота рукоятки, входить в зону чувствительности переключающего геркона, и элемент фиксации его в крайних положениях в виде фиксирующих подпружиненных шариков.
Путем вытягивания троса, прикрепленного к одной из тяг, или поворота рукоятки в положение «выключено», можно изменить положение подвижного магнита-выключателя относительно неподвижного коммутирующего элемента (переключающего геркона), и, тем самым, изменить состояние контактов геркона. Для возвращения в состояние «включено» необходимо рукоятку поворотом вернуть в исходное положение. В данной конструкции предусмотрена механическая фиксация поворотной части датчика в положениях «включено» и «выключено». В качестве фиксирующих элементов используются подпружиненные шарики.
Недостатком указанной конструкции является ее ненадежность, обусловленная наличием шариковых фиксаторов, которые должны создавать достаточное усилие для удержания рукоятки в положениях «включено» и «выключено» (не менее пяти-семи килограмм на одну тягу), но, чем больше усилие удержания, с тем большим усилием необходимо проворачивать рукоятку, тем быстрее разбивается гнездо шарикового стопора, и тем быстрее прибор приходит в негодность.
Задачей является повышение надежности за счет увеличения срока службы.
Поставленная задача решается тем, что в аварийном тросовом выключателе, содержащем прямоугольный полый корпус с крышкой, к боковой стенке которого прикреплена снаружи тяга с присоединенным к ней тросом, расположенный внутри корпуса неподвижный коммутирующий элемент в виде переключающего геркона, имеющего зону чувствительности, воздействующий элемент в виде постоянного магнита-выключателя, связанного с элементом его перемещения в зоне чувствительности, и элемент фиксации переключателя в переключенном состоянии в этой зоне, согласно полезной модели, переключающий геркон размещен в отдельном корпусе под крышкой основного корпуса, к его нормально замкнутым выводам прикреплен элемент фиксации переключателя в переключенном состоянии в зоне чувствительности, представляющий собой постоянный магнит - фиксатор удержания его в переключенном состоянии, в этом же корпусе размещена подпружиненная кнопка с магнитом обратного переключения, характеристики которого аналогичны характеристикам магнита-фиксатора удержания, причем магнитные оси упомянутых магнитов параллельны, одноименные полюсы направлены в одну сторону, при нажатой кнопке оба магнита расположены соосно для компенсации воздействия друг друга на переключающий геркон, а элемент перемещения воздействующего элемента в зоне чувствительности представляет собой размещенную внутри корпуса и связанную с установленной на боковой стенке тягой каретку с постоянным магнитом-выключателем, выполненную подпружиненной с возможностью перемещения ее по направляющим под действием прикрепленного к ней через тягу троса.
Размещение переключающего геркона в отдельном корпусе с креплением к его нормально замкнутым выводам постоянного магнита - фиксатора удержания его в переключенном состоянии при наличии в этом же корпусе подпружиненной кнопки с магнитом обратного переключения при параллельности их осей и одинаковом направлении полюсов обоих названных магнитов, располагаемых при нажатой кнопке соосно, обеспечивает надежную фиксацию переключающего геркона в переключенном состоянии без использования быстро изнашивающихся шариковых фиксаторов, и возврат переключающего геркона в исходное состояние при нажатии кнопки, что в совокупности с выполнением элемента перемещения воздействующего элемента в зоне чувствительности в виде размещенной внутри корпуса и связанной с установленной на боковой стенке тягой каретки с постоянным магнитом-выключателем, выполненную подпружиненной с возможностью перемещения ее по направляющим под действием прикрепленного к ней через тягу троса, не требует механической фиксации движущихся частей друг относительно друга в исходном и переключенном состоянии.
Технический результат - повышение надежности работы.
Заявляемый аварийный выключатель обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как размещение переключающего геркона в отдельном корпусе под крышкой основного корпуса, крепление к его нормально замкнутым выводам выполненного в виде постоянного магнита элемента фиксации для удержания геркона в переключенном состоянии в зоне чувствительности, размещение в этом же корпусе подпружиненной кнопки с магнитом обратного переключения, выполнение вышеназванных магнитов с такими аналогичными характеристиками как расположение магнитных осей и направленность их полюсов, расположение этих магнитов соосно при нажатой кнопке с компенсацией их воздействия на геркон, выполнение элемента перемещения воздействующего элемента в зоне чувствительности в виде размещенной внутри основного корпуса и связанной с установленной на боковой стенке тягой каретки с постоянным магнитом-выключателем, выполненной подпружиненной с возможностью перемещения ее по направляющим под действием прикрепленного к ней через тягу троса, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый аварийный тросовый выключатель может быть использован в системах безопасности различных технологических линий, в частности, конвейерных, и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 общий вид аварийного тросового выключателя в продольном разрезе;
- фиг. 2 - общий вид аварийного тросового выключателя сверху;
-фиг. 3 - вид спереди расположения магнитов выключателя в рабочем режиме;
- фиг. 4 - вид сверху расположения магнитов выключателя в рабочем режиме;
- фиг. 5 - вид спереди расположения магнитов выключателя в режиме «Авария»;
- фиг. 6 - вид сверху расположения магнитов выключателя в режиме «Авария»;
- фиг. 7 - вид спереди расположения магнитов выключателя в режиме перевода из режима «Авария» в рабочий режим;
-фиг. 8 - вид сверху расположения магнитов выключателя в режиме перевода из режима «Авария» в рабочий режим.
Конструкция выключателя показана на фиг. 1, 2. Она состоит из корпуса 1 с размещенными в нем направляющими 2 и пружинами 3, по направляющим 2 перемещается подпружиненная каретка 4 с магнитом-выключателем 5 и тягой 6. На крышке 7 расположен блок 8 герконового выключателя с расположенными в нем герконом 9, магнитом-фиксатором 10 удержания и подпружиненной кнопкой 11 с магнитом 12 обратного переключения. Тяга 6 предназначена для крепления троса 14, служащего для экстренной остановки оборудования.
1
2
1
3
Выключатель работает следующим образом. В исходном положении (см. фиг. 3, 4) контакты 9 и 9 замкнуты, контакты 9 и 9 - разомкнуты, так как магнитного поля магнита-фиксатора 10 удержания недостаточно для переключения геркона 9. Пружины 2 сжаты с усилием предварительного натяжения троса. Каретка 4 находится в таком положении, что магнит-выключатель 5 находится в стороне от оси геркона 9 и не способен переключить геркон 9. Кнопка 11 поднята пружиной, и магнитное поле магнита 12 обратного переключения также не оказывает на геркон 9 существенного воздействия.
1
2
1
3
При вытягивании троса 14 рукой тяга 6 перемещает каретку 4 и магнит-выключатель 5 в сторону геркона 9, что приводит к переключению геркона 9: контакты 9 и 9 размыкаются, контакты 9 и 9 замыкаются (фиг. 5, 6). Действие магнита-фиксатора 10 удержания приводит к тому, что геркон 9 остается в переключенном состоянии и при движении каретки 4 дальше, и при ее возвращении в исходное состояние после снятия усилия с троса 14.
Для обратного переключения геркона необходимо нажать кнопку 11, опустив тем самым магнит 12 обратного переключения к геркону 9. При этом магниты 10 и 12 располагаются симметрично относительно оси геркона 9, и, воздействуя на геркон 9 разноименными полюсами, взаимно компенсируют друг друга, что приводит к обратному переключению геркона 9 (фиг. 7, 8).
В сравнении с прототипом заявляемый аварийный тросовый выключатель является более надежным в работе.