RU220660U1

RU220660U1 - Intercom push button switch

Info

Publication number: RU220660U1
Application number: RU2023121687U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Шляпников; Данила Сергеевич Шляпников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Линсис"
Filing date: 2023-08-18
Publication date: 2023-09-28

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к выключателям с гальванической развязкой. Технический результат заключается в повышении надежности работы кнопочного выключателя. Кнопочный выключатель имеет металлический корпус с резьбой на наружной поверхности. В корпусе размещены соосно установленные нижняя и верхняя светопропускающие вставки с центральными отверстиями. Светопропускающие вставки выполнены из термостойкого материала. Плата установлена в выемке нижнего торца нижней светопропускающей вставки и загерметизирована. Светоизлучатель и светоприемник оптоэлектронной пары помещены в центральное отверстие нижней светопропускающей вставки. На плате установлены светодиоды и связанные с ними резисторы. Шток, упругий элемент штока, выполненный в виде пружины, и нажимной элемент выполнены из металла. 3 ил. The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to switches with galvanic isolation. The technical result is to increase the reliability of the push-button switch. The push-button switch has a metal body with threads on the outer surface. The body contains coaxially installed lower and upper light-transmitting inserts with central holes. Light-transmitting inserts are made of heat-resistant material. The board is installed in the recess at the lower end of the lower light-transmitting insert and is sealed. The light emitter and light receiver of the optoelectronic pair are placed in the central hole of the lower light-transmitting insert. The board contains LEDs and associated resistors. The rod, the elastic element of the rod, made in the form of a spring, and the pressure element are made of metal. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к выключателям с гальванической развязкой, которые могут быть использованы для коммутации в цепях постоянного и переменного тока. Полезная модель может быть применена в качестве кнопочного выключателя переговорного устройства в сложных производственных и температурных условиях от -50 до +50°С, на открытых площадках в жестких условиях Крайнего Севера, на буровых установках, в литейных цехах и цехах химического производства. А так же в качестве громкоговорящего или аварийного оборудования на промышленных объектах, там, где необходимо многократно использовать кнопочный выключатель, не снимая средства индивидуальной защиты, например, таких как краги или рукавицы.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to switches with galvanic isolation, which can be used for switching in DC and AC circuits. The utility model can be used as a push-button switch for an intercom in difficult production and temperature conditions from -50 to +50°C, in open areas in the harsh conditions of the Far North, on drilling rigs, in foundries and chemical production shops. And also as loud-speaking or emergency equipment at industrial facilities, where it is necessary to repeatedly use a push-button switch without removing personal protective equipment, such as leggings or mittens.

Известен формирователь управляющего сигнала по патенту на полезную модель RU174851, H01H5/02, H01H13/02, 2017г. Формирователь управляющего сигнала содержит бесконтактный формирователь электрического импульса в виде оптоэлектронной пары, перегородку, жидкокристаллический дисплей. Причем бесконтактный формирователь электрического импульса расположен в глухой лунке герметичной перегородки лицевой кромки прибора, токоподводы заармированы в держателях, изготовленных из электроизоляционного материала, в которых установлена оптоэлектронная пара. Недостатком полезной модели является невозможность использования формирователя в сложных условиях промышленного производства, в широком температурном диапазоне от -50 до +50°С, в условиях запыленности, воздействия механических нагрузок при многократных включениях, невозможность применения вне конкретного прибора, как самостоятельного устройства, например при оборудовании скважин, цехов и т.д. Все это вызывает низкую надежность работы формирователя.The control signal former is known under the utility model patent RU174851, H01H5/02, H01H13/02, 2017. The control signal generator contains a contactless electrical pulse driver in the form of an optoelectronic pair, a partition, and a liquid crystal display. Moreover, the non-contact electric pulse former is located in a blind hole in the sealed partition of the front edge of the device, the current leads are reinforced in holders made of electrical insulating material, in which an optoelectronic pair is installed. The disadvantage of the utility model is the impossibility of using the shaper in difficult conditions of industrial production, in a wide temperature range from -50 to +50°C, in dusty conditions, exposure to mechanical loads during repeated switching on, the impossibility of using it outside a specific device, as an independent device, for example in equipment wells, workshops, etc. All this causes low reliability of the driver.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран кнопочный формирователь управляющего сигнала по патенту на полезную модель RU162655, H01H 13/02, H01H 5/02, 2015г. Кнопочный формирователь управляющего сигнала содержит кнопку, установленную на эластичную светонепроницаемую диафрагму, изготовленную из силиконовой резины, имеющую язычок и бесконтактный формирователь электрического импульса. Кнопка расположена на лицевой кромке прибора, охватывающей жидкокристаллический дисплей в гнезде под кнопку круглой формы. Гнездо под кнопку отделено от внутренней полости прибора герметичной перегородкой, на которой с зазором закреплена плата печатная, содержащая оптоэлектронную пару, являющуюся бесконтактным формирователем электрического импульса. Оптоэлектронная пара расположена симметрично оси гнезда под кнопку в направлении, перпендикулярном оси кнопки. Недостатком полезной модели является невозможность использования кнопочного формирователя в сложных условиях промышленного производства, в широком температурном диапазоне от -50 до +50°С, в условиях запыленности, воздействия механических нагрузок при многократных включениях, невозможность применения вне конкретного прибора, как самостоятельного устройства, например при оборудовании скважин, цехов и т.д. Все это вызывает низкую надежность работы кнопочного формирователя.As the closest analogue to the claimed technical solution, a push-button control signal driver was selected according to the utility model patent RU162655, H01H 13/02, H01H 5/02, 2015. The push-button control signal driver contains a button mounted on an elastic, light-proof diaphragm made of silicone rubber, having a tongue and a contactless electrical pulse driver. The button is located on the front edge of the device, covering the liquid crystal display in a slot for a round button. The socket for the button is separated from the internal cavity of the device by a sealed partition, on which a printed circuit board is fixed with a gap, containing an optoelectronic pair, which is a contactless electric pulse former. The optoelectronic pair is located symmetrically to the axis of the button socket in the direction perpendicular to the button axis. The disadvantage of the utility model is the impossibility of using a push-button driver in difficult conditions of industrial production, in a wide temperature range from -50 to +50°C, in dusty conditions, exposure to mechanical loads during repeated switching on, impossibility of use outside a specific device, as an independent device, for example equipment of wells, workshops, etc. All this causes low reliability of the push-button driver.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы кнопочного выключателя.The technical task of the utility model is to increase the reliability of the push-button switch.

Технический результат достигается за счет того, что в кнопочном выключателе, содержащем нажимной элемент, шток, упругий элемент штока, язычок штока, плату, содержащую оптоэлектронную пару, согласно полезной модели, кнопочный выключатель имеет металлический корпус с резьбой на наружной поверхности, в корпусе размещены соосно установленные нижняя и верхняя светопропускающие вставки с центральными отверстиями, светопропускающие вставки выполнены из термостойкого материала, плата установлена в выемке нижнего торца нижней светопропускающей вставки и загерметизирована, светоизлучатель и светоприемник оптоэлектронной пары помещены в центральное отверстие нижней светопропускающей вставки, на плате установлены светодиоды и связанные с ними резисторы, шток, упругий элемент штока, выполненный в виде пружины, и нажимной элемент выполнены из металла. The technical result is achieved due to the fact that in a push-button switch containing a pressure element, a rod, an elastic element of the rod, a rod tongue, a board containing an optoelectronic pair, according to the utility model, the push-button switch has a metal case with a thread on the outer surface, in the case they are placed coaxially installed lower and upper light-transmitting inserts with central holes, light-transmitting inserts are made of heat-resistant material, the board is installed in the recess of the lower end of the lower light-transmitting insert and sealed, the light emitter and light receiver of the optoelectronic pair are placed in the central hole of the lower light-transmitting insert, LEDs and associated ones are installed on the board resistors, a rod, an elastic rod element made in the form of a spring, and a pressure element are made of metal.

Технический результат обеспечивается тем, что кнопочный выключатель имеет собственный металлический корпус с резьбой на наружной поверхности. Использование металлического корпуса повышает прочностные характеристики устройства и защищает внутренние элементы выключателя от воздействия пыли, влаги, посторонних частиц, находящихся в среде производственного цеха или, например, на строительной площадке скважины. Это повышает надежность работы выключателя по сравнению с устройствами аналогов, которые установлены в гнездах приборных панелей и не имеют собственного корпуса. Резьба обеспечивает жесткое закрепление корпуса кнопочного выключателя в теле переговорного устройства или в панели устройства аварийного выключения, исключает перекос, смещение или поломку кнопочного выключателя при многократном нажатии, при нажатии с усилием, при неточном попадании в центр нажимного элемента при работе в защитных рукавицах. Это повышает надежность работы кнопочного выключателя, позволяя использовать его в сложных производственных условиях. Нижняя и верхняя светопропускающие вставки, соосны между собой и имеют центральные отверстия. Такое расположение светопропускающих вставок повышает надежность работы кнопочного выключателя, так как единое центральное отверстие является направляющей для штока во время его движения. Такая конструкция исключает осевой перекос штока, исключает попадание язычка штока на элементы оптопары, исключает поломку этих элементов, повышая надежность кнопочного выключателя. Кроме того, повышение надежности работы кнопочного выключателя происходит за счет того, что нижняя и верхняя светопропускающие вставки, выполнены из термостойкого материала, который выдерживает диапазон температур, установленный для работы в агрессивных средах от -50 до 50°С. Светоизлучатель и светоприемник оптоэлектронной пары установлены на плате таким образом, что при сборке кнопочного выключателя, оказываются в центральном отверстии нижней светопропускающей вставки. Это придает жесткость конструкции и фиксирует положение оптоэлектронной пары, повышая надежность работы кнопочного выключателя за счет исключения случайного сдвига платы или самой оптоэлектронной пары, за счет исключения несрабатывания оптического датчика или попадания язычка штока на оптический элемент датчика. Наличие на плате резисторов, ограничивающих ток, проходящий через светодиоды, обеспечивает дополнительный обогрев электро-радио компонентов данной платы, для поддержания работы кнопочного выключателя в минусовую температуру, тем самым повышая надежность работы кнопочного выключателя при низких температурах окружающей среды. Сама плата установлена в выемке нижнего торца нижней светопропускающей вставки и загерметизирована, обеспечивая герметичную защиту внутренних компонентов кнопочного выключателя от пыли и влаги, повышая надежность его работы. Корпус кнопочного выключателя, нажимной элемент, шток и упругий элемент-пружина выполнены из металла. Это повышает надежность работы кнопочного выключателя, за счет повышения механической прочности изделия и увеличения температурного режима работы. The technical result is ensured by the fact that the push-button switch has its own metal casing with threads on the outer surface. The use of a metal case increases the strength characteristics of the device and protects the internal elements of the switch from dust, moisture, and foreign particles found in the environment of the production workshop or, for example, at a well construction site. This increases the reliability of the switch compared to analogue devices that are installed in instrument panel sockets and do not have their own housing. The thread ensures rigid fastening of the push-button switch housing in the body of the intercom or in the panel of the emergency shutdown device, and prevents skew, displacement or breakage of the push-button switch when pressed multiple times, when pressed with force, or when the center of the pressure element is not accurately hit when working in protective gloves. This increases the reliability of the push-button switch, allowing it to be used in difficult industrial conditions. The lower and upper light-transmitting inserts are coaxial with each other and have central holes. This arrangement of light-transmitting inserts increases the reliability of the push-button switch, since a single central hole guides the rod during its movement. This design eliminates axial misalignment of the rod, prevents the rod tongue from hitting the elements of the optocoupler, and eliminates breakage of these elements, increasing the reliability of the push-button switch. In addition, the reliability of the push-button switch is increased due to the fact that the lower and upper light-transmitting inserts are made of heat-resistant material that can withstand the temperature range established for operation in aggressive environments from -50 to 50°C. The light emitter and light receiver of the optoelectronic pair are installed on the board in such a way that when assembling the push-button switch, they appear in the central hole of the lower light-transmitting insert. This gives rigidity to the structure and fixes the position of the optoelectronic pair, increasing the reliability of the push-button switch by eliminating accidental movement of the board or the optoelectronic pair itself, by eliminating the failure of the optical sensor or the rod tongue getting into the optical element of the sensor. The presence of resistors on the board that limit the current passing through the LEDs provides additional heating for the electro-radio components of this board to maintain the operation of the push-button switch in sub-zero temperatures, thereby increasing the reliability of the push-button switch at low ambient temperatures. The board itself is installed in the recess at the lower end of the lower light-transmitting insert and is sealed, providing hermetic protection of the internal components of the push-button switch from dust and moisture, increasing the reliability of its operation. The push-button switch body, pressure element, rod and elastic spring element are made of metal. This increases the reliability of the push-button switch by increasing the mechanical strength of the product and increasing the operating temperature.

На фигуре 1 представлен внешний вид кнопочного выключателя.Figure 1 shows the appearance of the push-button switch.

На фигуре 2 представлен общий вид кнопочного выключателя.Figure 2 shows a general view of the push-button switch.

На фигуре 3 представлен продольный разрез кнопочного выключателя.Figure 3 shows a longitudinal section of a push-button switch.

Заявляемый кнопочный выключатель содержит корпус 1 с наружной резьбой 2, в котором размещены: нажимной элемент 3, шток 4, язычок 5 штока, который является выступом на нижнем торце штока 4, верхнюю светопропускающую вставку 6, нижнюю светопропускающую вставку 7, металлическую пружину 8. Шток 4 имеет верхнее уплотнение - пыльник 9, обеспечивающий защиту внутренних компонентов от пыли и влаги. Плата 10 установлена в выемке 11 нижнего торца нижней светопропускающей вставки 6 и загерметизирована. На плате 10 размещены: оптоэлектронная пара 12, состоящая из светоизлучателя 13 и светоприемника 14, светодиоды 15, резисторы 16. Светоизлучатель 13 и светоприемник 14 установлены на плате 10 таким образом, что при сборке выключателя их заводят в центральное отверстие нижней светопропускающей вставки 7. The inventive push-button switch contains a housing 1 with an external thread 2, which contains: a pressure element 3, a rod 4, a tongue 5 of the rod, which is a protrusion on the lower end of the rod 4, an upper light-transmitting insert 6, a lower light-transmitting insert 7, a metal spring 8. The rod 4 has an upper seal - boot 9, which protects internal components from dust and moisture. The board 10 is installed in the recess 11 of the lower end of the lower light-transmitting insert 6 and is sealed. The board 10 contains: an optoelectronic pair 12, consisting of a light emitter 13 and a light receiver 14, LEDs 15, resistors 16. The light emitter 13 and light receiver 14 are installed on the board 10 in such a way that when assembling the switch they are inserted into the central hole of the lower light-transmitting insert 7.

Кнопочный выключатель работает следующим образом. В исходном положении нажимной элемент 3 под действием пружины 8 находится в отжатом положении, тогда оптоэлектронная пара 12 находится в замкнутом состоянии, то есть оптический сигнал со светоизлучателя 13 попадает на светоприемник 14. При любом кратковременном нажатии на нажимной элемент 3, шток 4 опускается в нижнее положение, язычок 5 штока 4 попадает в пространство между светоизлучателем 13 и светоприемником 14, тем самым, размыкая оптическую связь оптоэлектронной пары 12. Плата управления внешнего оборудования получает сигнал и отрабатывает согласно алгоритмам работы оборудования, например, включается громкоговорящее устройство. Подсветка кнопочного выключателя осуществляется посредством светодиодов 15. Свет от светодиодов 15 проходит через верхнюю 6 и нижнюю 7 светопропускающие вставки, которые могут быть выполнены из литьевого акрилового оргстекла, способное выдерживать требуемый температурный режим от -50 до +50°С. Это обеспечивает возможность подсветки контура кнопочного выключателя. В зависимости от включенного режима работы, на плате 10 загорается светодиод нужного цвета. Корпус 1 кнопочного выключателя, нажимной элемент 3 и шток 4 могут быть выполнены, например, из нержавеющей стали марки AISI 304L. Нержавеющая сталь данной марки выдерживает требуемый диапазон температур в агрессивной среде от -50 до +50 °С. Пыльник 9 может быть выполнен из термостойкой резины марки NBR 003-85, способной выдерживать температуру от -50 до +150°С, это обеспечивает защиту внутренних компонентов от пыли и влаги по степени защиты IP-66. Пружину 8 выполняют из металла, кроме того, данная пружина имеет коническую форму, и при сжатии она складывается в плоское кольцо, это позволяет уменьшить линейный размер кнопочного выключателя. The push-button switch works as follows. In the initial position, the pressure element 3, under the action of the spring 8, is in the depressed position, then the optoelectronic pair 12 is in a closed state, that is, the optical signal from the light emitter 13 reaches the light receiver 14. With any short-term pressing on the pressure element 3, the rod 4 drops to the bottom position, the tongue 5 of the rod 4 falls into the space between the light emitter 13 and the light receiver 14, thereby opening the optical connection of the optoelectronic pair 12. The control board of the external equipment receives the signal and processes it according to the equipment operation algorithms, for example, a loud-speaking device is turned on. The backlight of the push-button switch is carried out using LEDs 15. The light from the LEDs 15 passes through the upper 6 and lower 7 light-transmitting inserts, which can be made of cast acrylic plexiglass, capable of withstanding the required temperature conditions from -50 to +50°C. This makes it possible to illuminate the contour of the push-button switch. Depending on the enabled operating mode, the LED of the desired color on board 10 lights up. The push-button switch housing 1, the pressure element 3 and the rod 4 can be made, for example, of AISI 304L stainless steel. Stainless steel of this grade can withstand the required temperature range in an aggressive environment from -50 to +50 °C. Boot 9 can be made of heat-resistant rubber NBR 003-85, capable of withstanding temperatures from -50 to +150°C, this ensures protection of internal components from dust and moisture according to the degree of protection IP-66. Spring 8 is made of metal; in addition, this spring has a conical shape, and when compressed it folds into a flat ring, this makes it possible to reduce the linear size of the push-button switch.

Таким образом, полезная модель позволяет повысить надежность работы кнопочного выключателя.Thus, the utility model makes it possible to increase the reliability of the push-button switch.

Claims

A push-button switch containing a pressure element, a rod, an elastic rod element, a rod tongue, a board containing an optoelectronic pair, characterized in that the push-button switch has a metal body with threads on the outer surface, the body contains coaxially installed lower and upper light-transmitting inserts with central holes , light-transmitting inserts are made of heat-resistant material, the board is installed in the recess of the lower end of the lower light-transmitting insert and sealed, the light emitter and light receiver of the optoelectronic pair are placed in the central hole of the lower light-transmitting insert, LEDs and associated resistors are installed on the board, a rod, an elastic element of the rod, made in the form of a spring, and the pressure element are made of metal.