RU2221302C2

RU2221302C2 - Inertia switch

Info

Publication number: RU2221302C2
Application number: RU2001109385/09A
Authority: RU
Inventors: И.В. Овчаров; А.А. Щуцкий
Original assignee: Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: circuit opening and switching devices. SUBSTANCE: inertia switch has case accommodating contact pairs and inertial body in the form of cylindrical piston and is provided with temperature compensating member. Case is also has central partition disposed between inertial body and contact pairs. Cylindrical drilling of partition houses lock contacting the inertial body and holding contact pairs to prevent their turning. Choke is placed in through channel. Each contact pair is assembled of two sliding contacts and turning bridge coupled through split joint with case partition. Inertia switch is adjusted so that it does not operate at high-frequency vibration impacts in service and in emergency situations and does not open electric circuit upon operation even in absence of working acceleration. EFFECT: enhanced operating reliability of switch. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к электромеханическим инерционным датчикам порогового действия с электромеханическим инерционным замыкателем и блокирующим механизмом. The invention relates to the field of instrumentation, namely, electromechanical inertial sensors of threshold action with an electromechanical inertial contactor and a locking mechanism.

Известен пороговый выключатель, содержащий корпус и направляющую гильзу, в которой с возможностью свободного перемещения установлен магнитопроводящий шар, у одного торца гильзы в корпусе установлен постоянный магнит, а у другого ее торца - контактный узел и механизм управления контактным узлом, выполненный в виде диска с укрепленной на нем мембранной пружиной с двумя парами отогнутых под острым углом дугообразных пластин, концы которых обращены в сторону контактного узла, в качестве контактного узла использовано поляризованное реле с поворотным якорем, снабженным выступами и планкой, имеющей окна и неподвижные упоры, причем одна пара диаметрально противоположных концов дугообразных пластин упирается в выступы якоря, а другая пара дугообразных пластин упирается в неподвижные упоры (а.с. СССР 736205, Н 01 Н 35/14). A threshold switch is known that contains a housing and a guide sleeve, in which a magnetically conducting ball is mounted with free movement, a permanent magnet is installed in one end of the sleeve in the case, and a contact assembly and a control mechanism for the contact assembly made in the form of a disk with on it a membrane spring with two pairs of arcuate plates bent at an acute angle, the ends of which are facing towards the contact node, a polarized relay with with a swing anchor equipped with protrusions and a bar having windows and fixed stops, moreover, one pair of diametrically opposite ends of the arcuate plates rests on the protrusions of the anchor, and the other pair of arcuate plates rests on the fixed stops (AS USSR 736205, Н 01 Н 35/14 )

Недостатки такого включателя заключаются в том, что расположение контактов определяется конечным положением инерционного тела, к тому же этот механизм не отслеживает изменения рабочего ускорения и чувствителен по отношению к ударам и другим внешним механическим воздействиям. The disadvantages of this switch are that the location of the contacts is determined by the final position of the inertial body, moreover, this mechanism does not track changes in working acceleration and is sensitive to impacts and other external mechanical influences.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является инерционный переключатель, содержащий контактную пару, инерционное тело из магнитопроводящего материала, постоянный магнит, удерживающий инерционное тело в исходном положении, и средство концентрации магнитного поля по пути перемещения инерционного тела. Упругий контактирующий элемент выполнен в виде консольной балки, со стороны крепления которой размещен постоянный магнит, инерционное тело установлено с возможностью перемещения по поверхности указанной консольной балки как вдоль ее длины, так и в сторону смещения ее контактирующего конца, а средство концентрации магнитного поля выполнено в виде двух полюсных наконечников, примыкающих к соответствующим полюсовым торцам постоянного магнита и размещенных по обе стороны консольной балки параллельно плоскости ее изгиба (патент РФ 2130665, Н 01 Н 35/14). The closest to the claimed invention in terms of features is an inertial switch containing a contact pair, an inertial body of magnetically conductive material, a permanent magnet that holds the inertial body in its original position, and means for concentrating the magnetic field along the path of movement of the inertial body. The elastic contacting element is made in the form of a cantilever beam, on the fastening side of which a permanent magnet is placed, the inertial body is installed with the ability to move along the surface of the cantilever beam both along its length and in the direction of displacement of its contacting end, and the magnetic field concentration means is made in the form two pole pieces adjacent to the corresponding pole ends of the permanent magnet and placed on both sides of the cantilever beam parallel to the plane of its bend (RF patent 2130665, N 01 H 35/14).

Недостатки данного инерционного переключателя заключаются в том, что:
- чувствителен по отношению к ударам и другим механическим воздействиям, что может привести к срабатыванию прибора;
- инерционное тело не фиксируется в конечном положении, в результате чего при прекращении действия рабочего ускорения электрические контакты размыкаются; т.е. электрическая цепь замкнута только во время действия ускорения.The disadvantages of this inertial switch are that:
- sensitive to shock and other mechanical influences, which can lead to the operation of the device;
- the inertial body is not fixed in the final position, as a result of which, upon termination of the action of the working acceleration, the electrical contacts open; those. the electric circuit is closed only during the acceleration.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание инерционного включателя, обеспечивающего несрабатывание при высокочастотных виброударных воздействиях в служебном обращении и аварийных ситуациях и обеспечивающего замкнутое состояние электрической цепи после срабатывания прибора, даже если отсутствует рабочее ускорение. Thus, the objective of the present invention is to provide an inertial switch that ensures failure during high-frequency vibration shock in service and emergency situations and provides a closed state of the electric circuit after the device is triggered, even if there is no working acceleration.

Технический результат, полученный при использовании настоящего изобретения, заключается в интегрировании рабочего ускорения, срабатывании прибора только при наборе интеграла ускорения, действующего по оси чувствительности инерционного включателя, величина которого превышает значение, реализуемое при служебном обращении и аварийных ситуациях. The technical result obtained by using the present invention is to integrate the working acceleration, the device is triggered only when a set of acceleration integrals acting along the sensitivity axis of the inertial switch, the value of which exceeds the value realized during service handling and emergency situations.

Указанный технический результат достигается тем, что инерционный включатель, содержащий размещенные в корпусе контактную пару и инерционное тело, снабжен дополнительными контактными парами и термокомпенсирующим элементом, корпус выполнен с центральной перегородкой, расположенной между инерционным телом и контактными парами, в цилиндрической проточке перегородки размещен фиксатор, контактирующий с инерционным телом и удерживающий от проворота контактные пары, инерционное тело выполнено в виде цилиндрического поршня со сквозным каналом и установленным в нем дросселем, при этом каждая контактная пара выполнена из двух контактов "скользящего типа" и поворачивающего перемыкателя, связанных разъемным соединением с перегородкой корпуса, разделяющей объем с термокомпенсирующим элементом и объем с контактными парами, сообщающиеся через сквозные каналы в перегородке, а корпус загерметизирован крышками и заполнен жидкостью. The specified technical result is achieved by the fact that the inertial switch containing the contact pair and the inertial body located in the housing is equipped with additional contact pairs and a thermocompensating element, the housing is made with a central partition located between the inertial body and the contact pairs, a latch contacting is placed in the cylindrical bore of the partition with an inertial body and contact pairs holding off from rotation, the inertial body is made in the form of a cylindrical piston with a through ka scarlet and a choke installed in it, each contact pair made of two “sliding type” contacts and a rotary switch connected by a detachable connection to the housing partition separating the volume with the thermocompensating element and the volume with contact pairs communicating through the through channels in the partition, and the housing is sealed with lids and filled with liquid.

Признаки, отличающие предлагаемый инерционный включатель от наиболее близкого к нему, известного по патенту 2130665:
- он снабжен дополнительньми контактными парами и термокомпенсирующим элементом, корпус выполнен с центральной перегородкой, расположенной между инерционным телом и контактными парами, в цилиндрической проточке которой размещен фиксатор, контактирующий с инерционным телом и удерживающий от проворота контактные пары, инерционное тело выполнено в виде цилиндрического поршня со сквозным каналом и установленным в нем дросселем, при этом каждая контактная пара выполнена из двух контактов "скользящего типа" и поворачивающего перемыкателя, связанных разъемным соединением с перегородкой корпуса, разделяющей объем с термокомпенсирующим элементом и объем с контактными парами, сообщающиеся через сквозные каналы в перегородке, а корпус загерметизирован крышками и заполнен жидкостью, что обуславливает интегрирование рабочего ускорения и срабатывание механизма только при наборе интеграла ускорения, действующего по оси чувствительности инерционного включателя, величина которого превышает значение, реализуемое при служебном обращении и аварийных ситуациях.Signs that distinguish the proposed inertial switch from the closest to it, known by patent 2130665:
- it is equipped with additional contact pairs and a thermocompensating element, the housing is made with a central partition located between the inertial body and the contact pairs, in the cylindrical groove of which there is a latch that contacts the inertial body and keeps contact pairs from turning, the inertial body is made in the form of a cylindrical piston with a through channel and a choke installed in it, with each contact pair made of two contacts of the "sliding type" and a rotary switch connected by a detachable connection to the body partition separating the volume with the thermocompensating element and the volume with contact pairs communicating through the through channels in the partition, and the case is sealed with lids and filled with liquid, which determines the integration of the working acceleration and the operation of the mechanism only when the acceleration integral acting on the sensitivity axis of the inertial switch, the value of which exceeds the value realized during official handling and emergency situations.

Предлагаемый инерционный включатель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3, 4. The proposed inertial switch is illustrated by the drawings shown in figures 1, 2, 3, 4.

На фиг.1 - инерционный включатель в разрезе, в исходном состоянии. Figure 1 - inertial switch in the context, in the initial state.

На фиг.2 - вид сверху, разрез А-А, инерционный включатель в исходном состоянии. Figure 2 is a top view, section aa, inertial switch in the initial state.

На фиг.3 - инерционный включатель в разрезе, в сработанном состоянии. Figure 3 - inertial switch in the context, in the worked state.

На фиг.4 - вид сверху, разрез А-А, инерционный включатель в сработанном состоянии. Figure 4 is a top view, section aa, inertial switch in the actuated state.

Инерционный включатель (фиг. 1) содержит размещенные в корпусе 1 несколько контактных пар 2 (в нашем варианте пять) и инерционное тело 3. Одна контактная пара 2 служит для контроля исходного состояния остальные четыре предназначены для подключения двух электрических цепей (не показаны). В других случаях, когда меняется количество электрических цепей, меняется количество контактных пар из условия: одна электрическая цепь - две контактные пары. Инерционный включатель имеет термокомпенсирующий элемент 4, предназначенный для компенсации изменения объема полиметилсилоксановой жидкости (ПМС-5) 5 при изменениях температуры в пределах рабочего диапазона температур, представляет собой набор термокомпенсаторов 6, выполненных из сварных металлических штампованных мембран, количество которых выбирается конструктивно. Корпус 1 загерметизирован крышками 7, 8, 9 при помощи лазерной сварки. Корпус 1 выполнен с центральной перегородкой 10, расположенной между инерционным телом 3 и контактными парами 2. В цилиндрической проточке 11 перегородки 10 размещен фиксатор 12, контактирующий с инерционным телом 3 и удерживающий от проворота поворачивающийся перемыкатель 13 контактных пар 2. Инерционное тело 3 выполнено в виде цилиндрического поршня со сквозным каналом 14, в котором установлен дроссель 15, служащий для интегрирования рабочего ускорения и задающий величину гидравлического сопротивления в зависимости от величины действующего ускорения, при этом каждая контактная пара 2 выполнена из двух контактов "скользящего типа" 16 и поворачивающего перемыкателя 13, связанных разъемным соединением 17 с перегородкой 18 корпуса, 1 разделяющей объем с термокомпенсирующим элементом 4 и объем с контактными парами 2, сообщающиеся через сквозные каналы 19 в перегородке 18 корпуса 1. The inertial switch (Fig. 1) contains several contact pairs 2 (in our version, five) located in the housing 1 and an inertial body 3. One contact pair 2 serves to control the initial state and the remaining four are used to connect two electrical circuits (not shown). In other cases, when the number of electrical circuits changes, the number of contact pairs changes from the condition: one electrical circuit - two contact pairs. The inertial switch has a thermocompensating element 4, designed to compensate for changes in the volume of polymethylsiloxane liquid (PMS-5) 5 with temperature changes within the operating temperature range, is a set of thermocompensers 6 made of welded metal stamped membranes, the number of which is selected constructively. The housing 1 is sealed with caps 7, 8, 9 by laser welding. The housing 1 is made with a central baffle 10 located between the inertial body 3 and the contact pairs 2. In the cylindrical groove 11 of the baffle 10 there is a latch 12 in contact with the inertial body 3 and the pivoting switch 13 of the contact pairs 2 that prevents rotation. The inertial body 3 is made in the form a cylindrical piston with a through channel 14, in which a throttle 15 is installed, which serves to integrate the working acceleration and sets the value of hydraulic resistance depending on the value of each contact pair 2 is made of two contacts of the "sliding type" 16 and the rotary switch 13 connected by a detachable connection 17 with the partition wall 18 of the housing 1 separating the volume from the thermocompensating element 4 and the volume with contact pairs 2 communicating through the through channels 19 in the partition 18 of the housing 1.

В служебном обращении инерционный включатель находится в исходном состоянии (фиг.1 и фиг.2). Инерционное тело 3 удерживается от перемещения пружиной 20 и демпфируется жидкостью ПМС-5, которая исключает "дребезг" контактов 16 контактных пар 2 и снижает уровни механических воздействий на элементы инерционного включателя при ударах, вибрации и других механических воздействиях, при этом инерционное тело 3 механически блокирует фиксатор 12. Фиксатор 12 удерживает от проворота поворачивающийся перемыкатель 13, замыкающий одну и размыкающий четыре контактные пары 2. In official circulation, the inertial switch is in the initial state (Fig. 1 and Fig. 2). The inertial body 3 is restrained from moving by the spring 20 and is damped with PMS-5 liquid, which eliminates the "bounce" of the contacts of 16 contact pairs 2 and reduces the levels of mechanical stress on the elements of the inertial switch during shock, vibration, and other mechanical influences, while the inertial body 3 mechanically blocks the latch 12. The latch 12 holds from turning the rotary switch 13, closing one and opening four contact pairs 2.

Инерционный включатель работает следующим образом. В условиях применения под действием силы инерции от составляющей ускорения, действующей по оси чувствительности инерционного включателя и превышающей ускорение начала движения инерционного тела 3, инерционное тело 3, преодолевая усилие пружины 20, гидравлическое сопротивление жидкости 5, силу трения от силы инерции инерционного тела 3, возникающей от составляющей ускорения, действующей поперек оси чувствительности инерционного включателя, перемещается в корпусе 1. В сработанном состоянии (фиг.3 и фиг.4) проточка Б инерционного тела 3 находится напротив фиксатора 12, который при повороте перемыкателя 13 под действием пружины кручения 21 выталкивается в проточку Б инерционного тела 3, тем самым фиксируя его в конечном положении. После проворота перемыкателя 13 размыкается одна и замыкаются четыре контактные пары 2. Это состояние инерционный включатель сохраняет в дальнейшем. The inertial switch operates as follows. In the conditions of application under the action of the inertia force from the acceleration component, acting along the sensitivity axis of the inertial switch and exceeding the acceleration of the inertial body 3, the inertial body 3, overcoming the force of the spring 20, the hydraulic resistance of the fluid 5, the friction force from the inertia of the inertial body 3, arising from the acceleration component, acting across the axis of sensitivity of the inertial switch, moves in the housing 1. In the activated state (figure 3 and figure 4), the groove B of the inertial body 3 is tsya opposite the latch 12, which when rotating peremykatelya 13 under the action of the torsion spring 21 is pushed into the bore B of the inertial body 3, thereby fixing it in its end position. After turning the switch 13, one is opened and four contact pairs 2 are closed. This inertial switch saves this state in the future.

Несрабатывание инерционного включателя в служебном обращении и аварийных ситуациях обеспечивается за счет того, что для его срабатывания необходимо, чтобы инерционное тело 3 переместилось в конечное положение, а это происходит только после набора определенного интеграла ускорения, задаваемого при помощи дросселя 15, действующего по оси чувствительности инерционного включателя, при этом величина интеграла ускорения превышает значения, реализуемые в служебном обращении и аварийных ситуациях. The failure of the inertial switch in service handling and emergency situations is ensured by the fact that for its operation it is necessary that the inertial body 3 moves to its final position, and this only happens after a certain acceleration integral is set using the throttle 15 acting along the inertial sensitivity axis switch, while the value of the acceleration integral exceeds the values realized in official circulation and emergency situations.

Выполнение таким образом инерционного включателя обеспечивает несрабатывание при высокочастотных виброударных воздействиях в служебном обращении и аварийных ситуациях. Инерционный включатель выполнен из простых деталей, прост в изготовлении и сборке. The execution of the inertial switch in this way ensures failure during high-frequency vibro-shock impacts in official use and in emergency situations. The inertial switch is made of simple parts, easy to manufacture and assemble.

Инерционный включатель предназначен для использования в области приборостроения и может найти применение в автомобилестроении, в авиационной и ракетно-космической технике. The inertial switch is intended for use in the field of instrumentation and can find application in the automotive industry, in aviation and rocket and space technology.

Claims

An inertial switch containing a contact pair and an inertial body located in the housing, characterized in that it is equipped with additional contact pairs and a temperature compensating element, the housing is made with a central partition located between the inertial body and contact pairs, and a latch in contact with the inertial is placed in the cylindrical groove of the partition the body and the contact pairs that keep the contact pairs from turning, the inertial body is made in the form of a cylindrical piston with a through channel and other Osel, each contact pair is made of two contacts of the "sliding type" and a rotary switch connected by detachable connection to the partition of the housing that separates the volume from the thermocompensating element and the volume with contact pairs communicating through the through channels in the partition, and the housing is sealed with covers and filled liquid.