RU162152U1 - Байпасное устройство - Google Patents

Abstract

1. Байпасное устройство, содержащее корпус, внутри которого расположен термомеханический преобразователь, включающий набор тарельчатых элементов из материала с эффектом памяти формы, зафиксированных с одной стороны цилиндрической пружиной, а с другой - фиксатором, на исполнительном механизме закреплен подвижный контакт в виде цанги, выполненный с возможностью перемещения в отверстиях трех контактов, жестко закрепленных в корпусе, между корпусом и одним концом исполнительного механизма расположена пружина, а другой конец исполнительного механизма снабжен стопором, для которого в боковой части корпуса выполнено отверстие, крайние неподвижные контакты расположены на разном расстоянии от среднего неподвижного контакта, внутренняя поверхность отверстий неподвижных контактов состоит из n-участков с одинаковым радиусом закругления не более 0,05 мкм, фаска отверстия неподвижного контакта, расположенного по направлению движения подвижного контакта, выполнена с радиусом закругления не более 100 мкм, отличающееся тем, что подвижный контакт выполнен в виде цанги, состоящей из двух частей: основного элемента и вспомогательного элемента, края основного и вспомогательного элементов выполнены с шестью продольными прямоугольными выемками, заканчивающимися круглыми отверстиями, выемки расположены на равном расстоянии друг от друга, торцевые кромки основного элемента выполнены с фасками, одна сторона вспомогательного элемента выполнена с шестью прямоугольными выступами, соответствующими выемкам на совмещаемой стороне основного элемента, и с внутренним скосом торцевой кромки для фиксации с фаской основного элемента, а друга

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к электромеханическим переключателям и может быть использована в качестве коммутаторов силовых цепей аккумуляторов батарей космических и летательных аппаратов.

Известно байпасное устройство [RU 141789 U1, МПК Н01Н 37/00 (2006.01), опубл. 10.06.2014] выбранное в качестве прототипа, содержащее корпус, внутри которого расположен термомеханический преобразователь, включающий набор тарельчатых элементов из материала с эффектом памяти формы, зафиксированных с одной стороны двойной цилиндрической пружиной, а с другой - фиксатором. На исполнительном механизме закреплен подвижный контакт в виде цанги, выполненный с возможностью перемещения в отверстиях трех контактов, жестко закрепленных в корпусе. Между корпусом и одним концом исполнительного механизма расположена пружина, а другой конец исполнительного механизма снабжен стопором, для которого в боковой части корпуса выполнено отверстие. Крайние неподвижные контакты расположены на разном расстоянии от среднего неподвижного контакта. Внутренняя поверхность отверстий неподвижных контактов состоит из n-участков, каждый из которых выполнен с одинаковым радиусом закругления не более 0,05 мкм. Фаски отверстия неподвижного контакта, расположенного по направлению движения подвижного контакта, выполнены с одинаковым радиусом закругления не более 100 мкм.

Это байпасное устройство не обладает достаточной надежностью, так как во время длительной эксплуатации (20-25 лет) в условиях космического пространства, может возникнуть холодное сваривание металлических поверхностей подвижного и неподвижных силовых контактов. В результате, после срабатывания устройства, механическое разрушение поверхностного слоя подвижного контакта приведет к увеличению переходного сопротивления контакта байпасного устройства и снижению эксплуатационной надежности аккумуляторной батареи, в которой он установлен, вследствие дополнительного тепловыделения на контактах.

Задачей полезной модели является повышение эксплуатационной надежности байпасного устройства.

Поставленная задача решена за счет того, что байпасное устройство, также как в прототипе, содержит корпус, внутри которого расположен термомеханический преобразователь, включающий набор тарельчатых элементов из материала с эффектом памяти формы, зафиксированных с одной стороны цилиндрической пружиной, а с другой - фиксатором, на исполнительном механизме закреплен подвижный контакт в виде цанги, выполненный с возможностью перемещения в отверстиях трех контактов, жестко закрепленных в корпусе, между корпусом и одним концом исполнительного механизма расположена пружина, а другой конец исполнительного механизма снабжен стопором, для которого в боковой части корпуса выполнено отверстие, крайние неподвижные контакты расположены на разном расстоянии от среднего неподвижного контакта, внутренняя поверхность отверстий неподвижных контактов состоит из n-участков с одинаковым радиусом закругления не более 0,05 мкм, фаска отверстия неподвижного контакта, расположенного по направлению движения подвижного контакта, выполнена с радиусом закругления не более 100 мкм.

Согласно полезной модели подвижный контакт выполнен в виде цанги, состоящей из двух частей: основного элемента и вспомогательного элемента. Края основного и вспомогательного элементов выполнены с шестью продольными прямоугольными выемками, заканчивающимися круглыми отверстиями. Выемки расположены на равном расстоянии друг от друга. Торцевые кромки основного элемента выполнены с фасками. Одна сторона вспомогательного элемента выполнена с шестью прямоугольными выступами, соответствующими выемкам на совмещаемой стороне основного элемента, и с внутренним скосом торцевой кромки для фиксации с фаской основного элемента. Другая сторона вспомогательного элемента выполнена с фаской.

Основной элемент подвижного контакта может быть выполнен из бериллиевой бронзы с гальваническим покрытием золотом.

Вспомогательный элемент подвижного контакта может быть выполнен из сплава меди и алюминия с гальваническим покрытием золотом.

Таким образом, подвижный контакт в виде состыкованных основного и вспомогательного элементов обеспечивает повышение эксплуатационной надежности байпасного устройства за счет исключения условий возникновения холодной сварки соприкасающихся поверхностей контактов байпасного устройства при хранении или длительной эксплуатации аккумуляторной батареи, когда происходят изменения температуры корпуса байпасного устройства, влияющие на размеры подвижного контакта. При изменении размеров вспомогательного элемента подвижного контакта происходят микро перемещения основного элемента, что обеспечивает непрерывный характер перемещения контактных площадок на поверхности подвижного контакта. Выемки в основном и вспомогательном элементах придают им свойства плоской пружины, что обеспечивает постоянное поджатие этих элементов подвижного контакта к неподвижным контактам. Вспомогательный элемент за счет выступов плотно фиксируется с основным элементом.

На фиг. 1 показано байпасное устройство в исходном - не активированном состоянии.

На фиг. 2 представлено расположение основного и вспомогательного элементов подвижного контакта.

На фиг. 3 приведена электрическая схема и временная диаграмма работы байпасного устройства.

На фиг. 4 представлено байпасное устройство в активированном состоянии.

Байпасное устройство содержит корпус 1 (фиг. 1), внутри которого расположен термомеханический преобразователь 2, в котором исполнительный орган состоит из набора тарельчатых элементов 3 из материала с эффектом памяти формы, зафиксированных с одной стороны цилиндрической пружиной 4, а с другой - фиксатором 5. На исполнительном механизме 6 расположен подвижный контакт в виде цанги, состоящей из двух частей: основного элемента 7 и вспомогательного элемента 8 (фиг. 2). Основной элемент 7 выполнен из бериллиевой бронзы с гальваническим покрытием золотом. Вспомогательный элемент 8 может быть выполнен, например, из сплава меди и алюминия с гальваническим покрытием золотом.

Края основного 7 и вспомогательного 8 элементов выполнены с шестью продольными прямоугольными выемками, заканчивающимися круглыми отверстиями. Выемки расположены на равном расстоянии друг от друга.

Торцевые кромки основного элемента 7 выполнены с фасками.

Одна сторона вспомогательного элемента 8 выполнена с шестью прямоугольными выступами, соответствующими выемкам на совмещаемой стороне основного элемента 7, и внутренним скосом торцевой кромки для совмещения с фаской основного элемента 7. Другая сторона вспомогательного элемента 8 выполнена с фаской.

Один конец исполнительного механизма 6 (фиг. 1) снабжен стопором 9, для которого в корпусе 1 выполнено отверстие. Подвижный контакт, состоящий из основного 7 и вспомогательного 8 элементов, выполнен с возможностью перемещения в отверстиях трех контактов 10, 11 и 12, жестко закрепленных в корпусе 1. Между корпусом 1 и одним концом исполнительного механизма 6 расположена пружина 13.

Крайние неподвижные контакты 10 и 12 расположены на разном расстоянии от среднего неподвижного контакта 11. Внутренняя поверхность отверстий неподвижных контактов 10, 11, 12 состоит из n-участков, каждый из которых имеет одинаковый радиус закругления 0,05 мкм. Фаска отверстия неподвижного контакта 10, расположенная по направлению движения подвижного контакта, состоящего из основного 7 и вспомогательного 8 элементов, выполнена с радиусом закругления 100 мкм.

Предлагаемое байпасное устройство устанавливают на каждом аккумуляторе в аккумуляторной батарее согласно схеме подключения (фиг. 3) и до его активации обеспечивают замыкание неподвижных контактов 11, 12 посредством основного 7 и вспомогательного 8 элементов (фиг. 1). При выходе из строя или снижении характеристик аккумулятора на термомеханический преобразователь 2 поступает управляющий ток (режим активации байпасного устройства), который нагревает тарельчатые элементы 3. Цилиндрическая пружина 4 увеличивает механическое усилие, развиваемое при нагреве, и фиксатор 5 перемещается вниз, освобождая путь движению исполнительному механизму 6, основному 7 и вспомогательному 8 элементам, стопору 9.

Выемки в основном 7 и вспомогательном 8 элементах придают им свойства плоской пружины, что обеспечивает постоянное поджатие этих элементов подвижного контакта к неподвижным контактам. Вспомогательный элемент 8 за счет выступов плотно фиксируется с основным элементом 7.

При хранении и эксплуатации происходят изменения размеров вспомогательного элемента 8. Это приводит к колебаниям основного элемента 7, обуславливая непрерывный характер перемещения точек соприкосновения подвижного контакта, что исключает условия возникновения холодной сварки соприкасающихся поверхностей подвижного и неподвижных нормально-замкнутых контактов 11 и 12, а так же исключает появление искры с последующим возникновением дуги в окрестности сближающихся подвижного и неподвижного контакта 10. Это сохраняет поверхностный слой подвижного контакта в процессе его движения и обеспечивает стабильное переходное сопротивление между неподвижным 10 и подвижным контактом после активации байпасного устройства.

Такая конструкция позволяет значительно снизить переходное электрическое сопротивление всех контактов.

Под действием рабочей пружины 13 подвижный контакт приводится в движение и одновременно замыкает контакты 10, 11 и 12, а затем размыкает нормально-замкнутые контакты 11 и 12 (фиг. 4). После срабатывания фиксатора 5, подвижный контакт обеспечивает соединение с нормально-разомкнутыми контактами 10 и 11. Возникает обводная цепь, по которой протекает ток короткого замыкания аварийного аккумулятора, обеспечивая требование неразрывности цепи всей аккумуляторной батареи. При дальнейшем движении исполнительного механизма 6, подвижный контакт размыкает цепь короткозамкнутого аккумулятора. Длительность короткого замыкания аккумулятора определяется скоростью движения исполнительного механизма 6 и линейным размером установленного на нем подвижного контакта. После окончания движения исполнительного механизма 6 стопор 9 фиксируется в отверстии корпуса 1.

Claims (3)

1. Байпасное устройство, содержащее корпус, внутри которого расположен термомеханический преобразователь, включающий набор тарельчатых элементов из материала с эффектом памяти формы, зафиксированных с одной стороны цилиндрической пружиной, а с другой - фиксатором, на исполнительном механизме закреплен подвижный контакт в виде цанги, выполненный с возможностью перемещения в отверстиях трех контактов, жестко закрепленных в корпусе, между корпусом и одним концом исполнительного механизма расположена пружина, а другой конец исполнительного механизма снабжен стопором, для которого в боковой части корпуса выполнено отверстие, крайние неподвижные контакты расположены на разном расстоянии от среднего неподвижного контакта, внутренняя поверхность отверстий неподвижных контактов состоит из n-участков с одинаковым радиусом закругления не более 0,05 мкм, фаска отверстия неподвижного контакта, расположенного по направлению движения подвижного контакта, выполнена с радиусом закругления не более 100 мкм, отличающееся тем, что подвижный контакт выполнен в виде цанги, состоящей из двух частей: основного элемента и вспомогательного элемента, края основного и вспомогательного элементов выполнены с шестью продольными прямоугольными выемками, заканчивающимися круглыми отверстиями, выемки расположены на равном расстоянии друг от друга, торцевые кромки основного элемента выполнены с фасками, одна сторона вспомогательного элемента выполнена с шестью прямоугольными выступами, соответствующими выемкам на совмещаемой стороне основного элемента, и с внутренним скосом торцевой кромки для фиксации с фаской основного элемента, а другая сторона вспомогательного элемента выполнена с фаской.

2. Байпасное устройство по п. 1, отличающееся тем, что основной элемент подвижного контакта выполнен из бериллиевой бронзы с гальваническим покрытием золотом.

3. Байпасное устройство по п. 1, отличающееся тем, что вспомогательный элемент подвижного контакта выполнен из сплава меди и алюминия с гальваническим покрытием золотом.

Images