Коммутационное устройство
Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной технике, и может быть использовано в низковольтных электрических аппаратах. Техническим результатом является упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей. В исходном состоянии рукоятка (7) управления прижата, например, к упору (2), при этом контакт (4) разомкнут, а контакт (5) замкнут с подвижным контактом - мембраной (8). Необходимое контактное давление и усилие прижима рукоятки к упору создается упругой силой мембраны (8), которая находится в частично деформированном состоянии. Для переключения контактов перемещают рукоятку (7) в направлении упора (3), увеличивая деформацию мембраны, и как только последняя перейдет положение неустойчивого равновесия, произойдет ее перескок в другое крайнее положение. При этом мембрана (8) упрется в неподвижный контакт (4) и за счет накопленной энергии упругой деформации доведет и прижмет рукоятку (7) к упору (3). В результате контакт (5) окажется разомкнутым, а контакт (4) - замкнутым. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной технике, и может быть использовано в низковольтных электрических аппаратах.
Прототипом является коммутационное устройство, содержащее микропереключатель с приводным элементом, переключающий элемент, выполненный в виде гибкой пластины с выступами, рукоятку управления, пружинные стойки с отверстиями, в которые введены выступы пластины, при этом рукоятка управления расположена на гибкой пластине, которая установлена соосно с приводным элементом микропереключателя с возможностью взаимодействия с ним [А. с. СССР №803037, МПК Н01H 21/00, 1981].
Недостатками прототипа являются:
- сложность конструкции;
- ограниченные функциональные возможности.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей.
Задача решается тем, что коммутационное устройство, содержащее упругий элемент, размещенный на качающейся рукоятке управления, взаимодействующей в крайнем положении с упором, снабжено неподвижными контактами, имеющими возможность взаимодействия с упругим элементом, выполненным в виде подвижного контакта, при этом расстояние между неподвижными контактами не больше, чем расстояние от точек взаимодействия упругого элемента с неподвижными контактами до перескока и после него.
Упругий элемент выполнен в виде хлопающей мембраны. Неподвижный контакт выполнен в виде биметаллической пластины. Упор исполнен в виде электромагнита и, по крайней мере, часть рукоятки управления выполнена из магнитного материала. Мембрана выполнена заодно с рукояткой управления. Часть рукоятки управления выполнена в виде постоянного магнита.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Снабжение коммутационного устройства неподвижными контактами, имеющими возможность взаимодействия с упругим элементом, выполненным в виде подвижного контакта, при этом расстояние между неподвижными контактами не больше, чем расстояние от точек взаимодействия упругого элемента с неподвижными контактами до перескока и после него, упрощает конструкцию, которая, по существу, состоит из трех деталей - корпуса и контактов.
Выполнение упругого элемента в виде хлопающей мембраны упрощает конструкцию, позволяя сделать упругий элемент заодно с рукояткой управления.
Выполнение неподвижного контакта в виде биметаллической пластины расширяет функциональные возможности устройства, которое при нагреве контактов током отключает нагрузку, т.е. дополнительно выполняет функцию теплового реле.
Выполнение упора в виде электромагнита и, по крайней мере, части рукоятки управления из магнитного материала расширяет функциональные возможности устройства благодаря возможности дистанционного управления переключателем. Выполнение мембраны заодно с рукояткой управления сокращает число деталей устройства, что упрощает его конструкцию.
Выполнение части рукоятки управления в виде постоянного магнита расширяет функциональные возможности устройства, позволяя устанавливать подвижный контакт в нужное положение посредством разнополярных импульсов, подаваемых на электромагниты.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено коммутационное устройство до переключения контактов. На фиг. 2 изображено устройство в момент переключения контактов. На фиг. 3 изображено устройство после переключения контактов. На фиг. 4 изображено устройство в момент переключения контактов от нагрева их током. На фиг. 5 изображено устройство после переключения контактов, нагретых током. На фиг. 6 изображено устройство с постоянным магнитом в рукоятке управления.
Коммутационное устройство содержит корпус 1 с упорами 2, 3, неподвижными контактами 4, 5 и с осью 6, на которой с возможностью поворота установлена взаимодействующая с упорами рукоятка 7 управления с упругим элементом (мембраной) 8, имеющим возможность взаимодействия с неподвижными контактами, которые могут быть выполнены с биметаллической пластиной 9. Упор может быть выполнен в виде электромагнита с катушкой 10, а на рукоятке управления может быть установлен постоянный магнит 11.
Коммутационное устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии рукоятка 7 управления прижата к одному из упоров, предположим к левому 2 (фиг. 1). При этом контакт 4 разомкнут, а контакт 5 замкнут с подвижным контактом - мембраной 8, необходимое контактное давление и усилие прижима рукоятки к упору создается упругой силой мембраны 8, которая находится в частично деформированном состоянии, т.е. купол мембраны расправлен не полностью.
Для переключения (выключения, размыкания) контактов перемещают рукоятку 7 управления в направлении упора 3, увеличивая деформацию мембраны, и как только последняя перейдет положение неустойчивого равновесия (фиг. 2), произойдет ее перескок (выщелкивание) в другое крайнее положение. При этом мембрана 8 упрется в неподвижный контакт 4 и за счет накопленной энергии упругой деформации доведет и прижмет рукоятку 7 управления к упору 3 (фиг. 3). В результате контакт 5 окажется разомкнутым, а контакт 4 - замкнутым.
Если неподвижный контакт установлен на биметаллической пластине 9, то при нагреве ее проходящим через контакты током она изогнется вместе с контактом 5, осуществляя последним прогиб мембраны 8 к положению ее неустойчивого равновесия (фиг. 4). Дальнейший прогиб приводит к перескоку мембраны в другое крайнее положение и размыканию контактов (фиг. 5). После остывания пластины 9 контакты вновь могут быть замкнуты перемещением рукоятки 7 к упору 2. Благодаря этому устройство дополнительно может выполнять функцию теплового реле.
Если упоры выполнены в виде электромагнитов, а рукоятка 7 - из магнитного материала, то можно переключать устройство дистанционно, подавая на катушку 10 напряжение и притягивая рукоятку к нужному упору. Наличие магнита 11 позволяет устанавливать рукоятку в нужное положение, формируя на упорах соответствующие полюса, один из которых будет создавать на рукоятке отталкивающую силу, а другой - притягивающую. Заметим, что выводы с неподвижных контактов выполняют обычным способом, а на подвижном, например, гибким проводом или отводом от мембраны, заделанным в корпус и выполняющим роль оси 6.
Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции коммутационное устройство с расширенными функциональными возможностями.
1. Коммутационное устройство, содержащее упругий элемент, размещенный на качающейся рукоятке управления, взаимодействующей в крайнем положении с упором, отличающееся тем, что оно снабжено неподвижными контактами, имеющими возможность взаимодействия с упругим элементом, выполненным в виде подвижного контакта, при этом расстояние между неподвижными контактами не больше, чем расстояние от точек взаимодействия упругого элемента с неподвижными контактами до перескока и после него.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде хлопающей мембраны.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что неподвижный контакт выполнен в виде биметаллической пластины.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упор исполнен в виде электромагнита и по крайней мере часть рукоятки управления выполнена из магнитного материала.
5. Устройство по любому из пп. 1, 2, отличающееся тем, что мембрана выполнена заодно с рукояткой управления.
6. Устройство по любому из пп. 1, 4, отличающееся тем, что часть рукоятки управления выполнена в виде постоянного магнита.
