Бесконтактный индуктивный переключатель

 

"k: юеОФьтм х и о п й- гй--и е

И306РЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»> 56292I (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10,05.76 (21) 2357308/07 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень М 23 (45) Дата опубликования описания 14.09.77 (51) М.Кл.-" Н 03 К 17/80

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 538.522.3:

:621.3.066..63 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Садовников, В. Д. Гавритенков, И. В. Ивкин и Л. Г. Попов (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ИНДУКТИВНЪ|й

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к бесконтактпым коммутационным устройствам для коммутации переменных токов и напряжений при наличии соответствующей электрической схемы и для коммутации постоянных токов и напряжений и может найти широкое применение в различных областях народного хозяйства, особенно там, где требуется обеспечить взрыво-пожаробезопасность, надежность и долговечность. . Известны индуктивные бесконтактные переключатели, в которых используется насыщение магнитомягких сердечников посредством магнитного поля постоянных магнитов, которые могут приближаться к сердечникам, изменяя тем самым магнитную проницаемость сердечников и, следовательно, индуктивность расположенных на них обмоток (1) — (5).

В других индуктивных переключателях используется изменение индуктивности катушки от приближения к катушкам или введения ь катушки магнитопроводящих сердечников (6) — (9).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является магнитное переключающее устройство, содержащее постоянньш магнит в форме полого цилиндра, внутри которого расположен сердечник из магнитомягкого материала в виде кольца, на котором размещены катушки индуктпвности, приводной элемент с подвижным мапшгным экраном и пружина возврата приводного элемента.

В нормальном состоянии сердечник намагничен до насыщения посредством постоянного магнита. Импеданс обмотки сердечника возрастает при снижении магнитного потока, постоянного магнита, который пндуктивно связан с сердечником.

Потокосцепление между обоими магнитными элементами (сердечником и постоянным магнитом) снижается либо перемещением постоянного магнита, либо введением магнитного экрана между постоянным магнитом ч сердечником.

Недостатком этого устройства является наличие магнитной системы, которая необходима для изменения пндуктивности катушек на сердечнике и взаимоиндуктивностп между

20 ними

Целью изобрет: ния является упрощение конструкции переключателя.

Это достигается тем, что в бесконтактном индуктивном переключателе, содержащем корпус, приводной элемент, сердечник из магнитомягкого материала, на котором размещена катушка индуктпвностп, и экран, катушка индуктивности выполнена многослойной из упругого электропроводного материала в виде по крайней мере двух соосно размещсн .У фФ ° ф е ъ ° . о62921 ных одна в другой цилиндрических винтовых пружин различного диаметра и противоположной навивки, при этом торец катушки с выводами опирается на одну чашку бронево-,î сердечника, образующую с корпусом жесткое соединение, а другой торец катушки опирается на другую чашку броневого серде-:Hl . ка, жестко соединенную с приводным эле ментом.

На фиг. 1 показан переключатель приводным элементом в ненажатоM положении; на фиг. 2 — переключатель с приводным элементом в нажатом положении; на фиг. 3— схема с использованием предложенного переключателя для коммутации постоянных напряжений и токов.

В корпусе 1 размещена чашка 2 броневото сердечника, на которую опирается торцом с выводамп 8, 4 катушка индуктивности, выполненная из упругого электропроводящегэ 20 материала, например бериллиевой бронзы, в виде двух соосно размещенных одна в другой цилиндрических винтовых пружин 5, 6 различных диаметров и с противоположным направлением навивки.

Другой торец пружин 5, 6 опирается на чашку 7 сердечника, которая жестко соединена с приводным элементом 8. С этим эл=ментом также жестко связан экран 9, который друп1м свободным торцом входит в цилиндрический паз 10 корпуса 1. Экран 9 имеет продольные пазы 11, в которых находятся штифты 12, предотвращающие углозое перемещение приводного элемента 8 относительн7 его оси и ограничивающие продольное перемещение вдоль оси при возвратном движении его под действием пружин. Выводы о, 4 индуктивности мог) T GBITb 170.7К 710чены к электрической схеме 18, расположепH0li на плате И, имеющей выводы персклю40

1ателя 15.

Еатушка индуктивности может быть выполнена многослойной, навитой из одного провода или состоящей пз отдельных цилиндри45 ческих пружин треоуемого диаметра, верхние концы которых должны быть при этом соединены электрически посредством пайки или сварки, а нижние концы выведены через чашку броневого сердечника, жестко соединенну.о

OO с корпусом. При этом катушка индуктивности играет также роль пружины возврата приводного элемента.

Диаметр пружины 5 ограни =-и внутрен.

1.им диаметром чашек броневого сердечника, а диаметр пружин 6 — диаметром стержней чашек сердечника.

В,нсходном положении приводного эл.мета, показанном на фиг. 1, чашки броневого сердечника отстоят одна от другой на ра - 00 стоя IIH;(, равном ходу приводного элемента переключателя.

Наличие в этом случае воздушного зBçîра между чашками сердечника обеспеч71вает малую эффективную магнитную IlpOII!lf,ае- ьб мость броневого сердеч ника (H:I 7 ", кт1! з ность катушки минимальная).

При нажатии внешним усилием приводной элемент 8 сжимает двойную пружину 5, 6 кBтушки индуктивности и занимает положение, показанное на фиг, 2, в котором чашки бэоневогo сердечника сомкн ты (1гндуктигность катушки максимальная). При использован1п1 броневых сердечников типа Б-13 с магнитной прэницаемостью 1f — 2000, с 12 витками в каждой пружине (из бериллиевой бронзы), при холе кнопки в 4 ffaf и усилии, нажатия 1,2Н обеспечивается абсолютное :1зменение индуктивности от 5 — 8 мкГн до 400 †7 икГн, т. е. изменение индуктивного сопротивления для переменных напряжений достигает 40 дб.

Для коммутации постоянных напряжен.1й и токов можно использовать электрическу1о схему (фиг. 3), содержащую генератор переменного напряжения 16, цепь 17 дел I;e.7H RL, детектор переменного напряжения 18 и кл1очевой выходной каскад 19.

Особенно эффективно применении= так:I переключателей в клавиатуру ввода инфоэмации в ЭВМ, где имеются тактовые импульсы спределенной частоты, которые могут подаваться непосредственно на управляющую PLцепь.

Формула изобретения

Бесконтактный инд) êòèâí01é перекл1о -1атель, содержащий корпус с установленнbl;I!I в нем приводным элементом, сердечником из магнитомягкого материала, на кото )oil размещена катушка индуктивности, и экра1гэм., отличающийся тем, чтэ, с цель о уlIðîгцен11я его конструкции, катушка индуктивностн гыпэлнена многослойной; 3 упругогэ электропроводного материала в виде пэ крайней мере двух соосно расположс 1ых одна в

:, 7) той цилиндрических винтовых пружин различного диаметра, в качестве сердечника испо.7ьзован сердечник броневого типа, одн:I 1ашка которого жестко соединена с корпусом. а другая — с приводным элементом, а катушка индуктивности размещена так, чтэ один ее торец с выводами опирается на чашку броневого сердечника, жесткэ со=ди11с1.:1ую с

1корпусом, а другой торец — на чашку броневого сердечника, жестко соединенну1о с приводным элементом, причем катушка индукTHB;looTH o HoBPB 1PHHo с.7) & lT п17Ужиной ВоВ врата приводного элемента.

Источники информации, принятые во вни::ание прп экспертизе:

1. Пате:1т США ¹ 3638221, кл. 340 — 365, 1972.

2. Патент США ¹ 3638222, кл. 340 — 365, 1972.

3. Патент В07икобритан1п1 М 1346128, кл.

Н 3 В, 1972.

4. Патент Японии № 44-31893, сер:1я VI, сб. 1 — 607, 1969.

562921

Фин 2!

Составитель Е. Сафонова

Текред И. Карандашова! сдактзз Е. Кравцова

1,ор11с. то!1 И. Симкииа

Заказ 535/1411 Изд. Мв 80 Тира«к 1080 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4, 5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

5. Патент ФРГ № 1928924, кл. 21а, Зб/18, 1970.

6. Патент CILIA ¹ Зб68697, кл. 340 — 365, 1972.!

/! /

17/

7. Патент Великобритании № 1284127, кл.

Н 3 В, 1972.

8. Патент Великобритании № 13б4437, кл.

Н 3 Х, 1971.