RU2700169C2 - Inertial switch - Google Patents

Inertial switch Download PDF

Info

Publication number
RU2700169C2
RU2700169C2 RU2018108077A RU2018108077A RU2700169C2 RU 2700169 C2 RU2700169 C2 RU 2700169C2 RU 2018108077 A RU2018108077 A RU 2018108077A RU 2018108077 A RU2018108077 A RU 2018108077A RU 2700169 C2 RU2700169 C2 RU 2700169C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inertial
inertial switch
central axis
switch
magnets
Prior art date
Application number
RU2018108077A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018108077A (en
RU2018108077A3 (en
Inventor
Владимир Николаевич Китаев
Николай Валентинович Екимов
Михаил Александрович Филиппов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2018108077A priority Critical patent/RU2700169C2/en
Publication of RU2018108077A publication Critical patent/RU2018108077A/en
Publication of RU2018108077A3 publication Critical patent/RU2018108077A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2700169C2 publication Critical patent/RU2700169C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/14Switches operated by change of acceleration, e.g. by shock or vibration, inertia switch

Landscapes

  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to inertial switches which can be used as safety devices in automatics systems of explosive hazardous facilities. Inertial switch includes housing, inertial body arranged on central axis with radial projections, rotary drive and fixed guide, having on side walls inclined slots for interaction with radial projections of inertial body, contact system and induction magnetic dampers with rotary armature made from material with high electrical conductivity and constant magnets, made in the form of sectors of alternating polarity and arranged in circumferential direction. Rotary armature of each inductive damper is made in the form of a washer fixed on a disk of magnetically soft metal and interacting along the end face with a small gap excluding touch, with permanent magnets placed in the magnetically soft fixed base, and in wall of inclined slot of fixed guide there is a recess for entry of radial projection of inertial body at its movement into initial position at reverse stroke at acceleration decay. Inertial switch is equipped with magnetically solid metal plate fixed on the end of central axis with additional magnets of different polarity diametrically installed on its ends, and the inertial switch housing, at least in the additional magnets zone, is made from a non-magnetic metal.
EFFECT: high reliability of operation under conditions of high-intensity operational emissions and impact accelerations.
1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к инерционным включателям, которые могут быть использованы в качестве предохранительных устройств в системах автоматики взрывоопасных технических объектов.The invention relates to inertial switches, which can be used as safety devices in automation systems of explosive technical objects.

В настоящее время известны самые различные конструкции инерционных включателей, однако все они, обладая определенными недостатками, не выполняют в полной мере поставленной изобретением задачи.Currently, there are a wide variety of designs of inertial switches, but all of them, having certain disadvantages, do not fully fulfill the tasks set by the invention.

Известен инерционный включатель, содержащий корпус, установленное на оси инерционное тело, удерживаемое магнитной системой, контакты и поворотный привод с пазом на боковой стенке. На корпусе выполнен наклонный паз, взаимодействующий с одним из выступов, выполненном на инерционном теле, при этом другой выступ инерционного тела взаимодействует с пазом в боковой стенке поворотного привода при прямом и обратном ходе инерционного тела только в конце его ходов [патент РФ №2193800, H01H 35/14, опубликовано 27.1 1.2002].A known inertial switch comprising a housing mounted on an axis an inertial body held by a magnetic system, contacts and a rotary drive with a groove on the side wall. An inclined groove is made on the housing, interacting with one of the protrusions made on the inertial body, while the other protrusion of the inertial body interacts with the groove in the side wall of the rotary drive with forward and reverse motion of the inertial body only at the end of its moves [RF patent No. 2193800, H01H 35/14, published 27.1.2002].

Известный инерционный включатель может сработать (переключить свои контакты) при аварийных падениях в составе объекта использования, например, на мягкий грунт, так как его временная задержка, определяемая наклоном и угловой протяженностью наклонных пазов, является незначительной. То есть области применения известного инерционного включателя ограничены. Например, его нецелесообразно использовать в качестве предохранительного коммутирующего устройства в системах взрывоопасных объектов.A well-known inertial switch can trip (switch its contacts) in case of accidental falls as part of the object of use, for example, on soft soil, since its time delay, determined by the slope and angular extent of the inclined grooves, is insignificant. That is, the scope of the known inertial switch is limited. For example, it is not practical to use it as a safety switching device in explosive systems.

Известен инерционный включатель, содержащий корпус, инерционное тело на направляющей, удерживаемое магнитной системой, контакты, неподвижную направляющую и подвижный поворотный привод, расположенные коаксиально с инерционным телом и имеющие на боковых стенках наклонные пазы для взаимодействия с радиальными выступами инерционного тела [патент РФ №2192683, H01H 35/14, опубликовано 10.1 1.2002].A known inertial switch comprising a housing, an inertial body on a guide held by a magnetic system, contacts, a fixed guide and a movable rotary drive located coaxially with the inertia body and having inclined slots on the side walls for interacting with radial protrusions of the inertia body [RF patent No. 2192683, H01H 35/14, published 10.1.2002].

Известный инерционный включатель работоспособен при и после воздействия высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений при полете в составе объекта использования, однако он также как и предыдущий аналог может сработать (переключить свои контакты) при аварийных падениях в составе объекта использования, например, на мягкий грунт, то есть его также нецелесообразно применять в качестве предохранительного коммутирующего устройства в системах взрывоопасных объектов.The well-known inertial switch is operable during and after exposure to high-intensity shock and vibration accelerations during flight as part of the object of use, however, it can also work (switch its contacts) in the event of accidental falls in the structure of the object of use, for example, on soft ground, i.e. it is also impractical to use as a safety switching device in systems of explosive objects.

Известен инерционный включатель, содержащий корпус, размещенное на центральной оси инерционное тело с радиальными выступами, поворотный привод и неподвижную направляющую, имеющие на боковых стенках наклонные пазы для взаимодействия с радиальными выступами инерционного тела, контактную систему и индукционные магнитные демпферы с поворотным якорем из материала с высокой электрической проводимостью и постоянными магнитами, выполненными в виде секторов чередующейся полярности и размещенными по окружности [патент РФ №2562057, H01H 35/14, опубликовано 10.09.2015].A known inertial switch comprising a housing located on the central axis of an inertial body with radial protrusions, a rotary drive and a fixed guide having inclined slots on the side walls for interacting with radial protrusions of the inertial body, a contact system and induction magnetic dampers with a rotary anchor made of high material electrical conductivity and permanent magnets, made in the form of sectors of alternating polarity and placed around the circumference [RF patent No. 2562057, H01H 35/14, publ. forged 10.09.2015].

Инерционный включатель работоспособен при действии высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений при полете и сохраняет исходное состояние контактов при аварийных падениях в составе объекта использования.The inertial switch is operable under the action of high-intensity shock and vibration accelerations during flight and maintains the initial state of contacts during emergency falls as part of the object of use.

Однако его индукционный магнитный демпфер по обеспечиваемому моменту торможения для некоторых аварийных ситуаций все же не достаточно эффективен, кроме того инерционный включатель может возвратиться в исходное состояние после срабатывания, например при воздействии ускорения в направлении противоположном направлению ускорения срабатывания, что в совокупности существенно снижает надежность и безопасность инерционного включателя, а также ограничивает области его применения в качестве предохранительного прибора.However, its induction magnetic damper for the provided braking torque for some emergency situations is still not sufficiently effective, in addition, the inertial switch can return to its original state after operation, for example, when acceleration is applied in the direction opposite to the direction of operation acceleration, which together significantly reduces reliability and safety inertial switch, and also limits the scope of its application as a safety device.

Негерметичное исполнение инерционного включателя не исключает попадание во внутреннюю полость инерционного включателя посторонних частиц и влаги окружающей среды при техническом обслуживании и проверках в течение срока эксплуатации, что может привести к отказам и ухудшить стабильность электрических параметров контактной системы инерционного включателя.An leaky design of the inertial switch does not exclude the ingress of foreign particles and environmental moisture into the internal cavity of the inertial switch during maintenance and inspections during the operation period, which can lead to failures and worsen the stability of the electrical parameters of the contact system of the inertial switch.

То есть отмеченные недостатки известного инерционного включателя снижают его надежность, безопасность и ограничивают области применения в качестве предохранительного прибора в системах автоматики взрывоопасных объектов использования.That is, the noted shortcomings of the known inertial switch reduce its reliability, safety and limit the scope of application as a safety device in automation systems of explosive objects of use.

Этот инерционный включатель рассматривается в качестве прототипа.This inertial switch is considered as a prototype.

Задачей заявляемого изобретения является создание инерционного включателя для использования в качестве предохранительного прибора в системах автоматики взрывоопасных технических объектов, подвергаемых воздействию высокоинтенсивных эксплуатационных вибраций и ударных ускорений, с которыми при хранении и транспортировании возможны также авариные ситуации.The objective of the invention is the creation of an inertial switch for use as a safety device in automation systems of explosive technical objects exposed to high-intensity operational vibrations and shock accelerations, with which accidents are also possible during storage and transportation.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение является повышение надежности срабатывания в условиях высокоинтенсивных эксплуатационных вибраций и ударных ускорений, а также безопасности при возможных аварийных ситуациях при расширении областей применения.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to increase the reliability of operation in conditions of high-intensity operational vibrations and shock accelerations, as well as safety in case of possible emergency situations when expanding the scope of application.

Указанный технический результат достигается тем, что в инерционном включателе, содержащем корпус, размещенное на центральной оси инерционное тело с радиальными выступами, поворотный привод и неподвижную направляющую, имеющие на боковых стенках наклонные пазы для взаимодействия с радиальными выступами инерционного тела, контактную систему и индукционные магнитные демпферы с поворотным якорем из материала с высокой электрической проводимостью и постоянными магнитами, выполненными в виде секторов чередующейся полярности и размещенными по окружности, согласно изобретению поворотный якорь каждого индукционного демпфера выполнен в виде шайбы, закрепленной на диске из магнитомягкого металла и взаимодействующей по торцу с малым зазором, исключающим касание, с постоянными магнитами, размещенными в магнитомягком неподвижном основании, а в стенке наклонного паза неподвижной направляющей выполнена выемка для захода радиального выступа инерционного тела при его перемещении в исходное положение при обратном ходе при спаде ускорения.The specified technical result is achieved by the fact that in the inertial switch comprising a housing placed on the central axis of the inertial body with radial protrusions, a rotary drive and a fixed guide having inclined slots on the side walls for interaction with radial protrusions of the inertial body, a contact system and induction magnetic dampers with a rotary armature from a material with high electrical conductivity and permanent magnets, made in the form of sectors of alternating polarity and placed around the circumference, according to the invention, the rotary anchor of each induction damper is made in the form of a washer mounted on a disk of soft magnetic metal and interacting along the end with a small clearance that excludes contact, with permanent magnets placed in the soft magnetic fixed base, and in the wall of the inclined groove a fixed guide a recess has been made for the radial protrusion of the inertial body to enter when it is moved to its original position during the reverse course during acceleration decline.

Кроме того, для дополнительного повышения надежности инерционный включатель снабжен закрепленной на торце центральной оси симметричной пластиной из магнитомягкого металла с диаметрально установленными на ее концах дополнительными магнитами, а корпус инерционного включателя, по крайней мере, в зоне дополнительных магнитов, выполнен из немагнитного металла.In addition, to further improve reliability, the inertial switch is equipped with a symmetric plate made of soft magnetic metal fixed to the end of the central axis with additional magnets diametrically mounted at its ends, and the body of the inertial switch, at least in the area of the additional magnets, is made of non-magnetic metal.

Выполнение поворотного якоря каждого индукционного демпфера в виде шайбы, закрепленной на диске из магнитомягкого металла и взаимодействующей по торцу с малым зазором, исключающим касание, с постоянными магнитами, размещенными в магнитомягком неподвижном основании, позволяет реализовать в заявляемом инерционном включателе более эффективный (по создаваемому тормозящему моменту в полтора раза больший), по сравнению с прототипом, индукционный магнитный демпфер. Эффективный индукционный магнитный демпфер исключает срабатывание инерционного включателя при аварийных ударных воздействиях (повышает безопасность) и обеспечивает надежное срабатывание на траектории полета в составе объекта использования.The execution of the rotary anchor of each induction damper in the form of a washer mounted on a disk of soft magnetic metal and interacting along the end with a small gap that excludes contact with permanent magnets placed in a soft magnetic fixed base allows the inventive inertial switch to be more efficient (by the braking torque created) one and a half times larger), in comparison with the prototype, the induction magnetic damper. An effective induction magnetic damper eliminates the operation of the inertial switch during accidental shock (increases safety) and ensures reliable operation on the flight path as part of the object of use.

Кроме того, по сравнению с прототипом, значительно упрощается конструкция индукционного магнитного демпфера - уменьшается вдвое количество постоянных магнитов, повышается технологичность сборки в части установки (закрепления) магнитов и регулировки рабочего зазора между магнитами и шайбой.In addition, in comparison with the prototype, the design of the induction magnetic damper is greatly simplified - the number of permanent magnets is reduced by half, the manufacturability of the assembly in terms of installing (securing) the magnets and adjusting the working gap between the magnets and the washer is reduced.

Увеличение тормозящего момента, по сравнению с прототипом, обеспечивается увеличением площади постоянных магнитов и площади их взаимодействия с шайбой из материала с высокой электрической проводимостью, использованием диска из магнитомягкого металла, замыкающего магнитные потоки постоянных магнитов для предотвращения их рассеивания (выполнением магнитной системы замкнутой), увеличением приведенного радиуса приложения сил торможения (увеличенная площадь постоянных магнитов расположена на большем расстоянии от оси вращения).The increase in braking torque, compared with the prototype, is provided by an increase in the area of permanent magnets and the area of their interaction with a washer made of a material with high electrical conductivity, using a disk of soft magnetic metal that closes the magnetic flux of permanent magnets to prevent their dispersion (by performing a closed magnetic system), increasing reduced radius of application of braking forces (increased area of permanent magnets is located at a greater distance from the axis of rotation).

Выполнение в стенке наклонного паза неподвижной направляющей выемки для захода радиального выступа инерционного тела при его перемещении в исходное положение при обратном ходе при спаде ускорения надежно обеспечивает сохранение сработанного состояния инерционного включателя даже при возможном последующем действии ускорения в противоположном ускорению срабатывания направлении, что расширяет его области применения, упрощая построение системы автоматики объекта применения и способствуя повышению его безопасности.Performing in the wall of the inclined groove of the stationary guide recess for the radial protrusion of the inertial body to approach when it is moved to its original position during the reverse stroke during acceleration decay reliably ensures that the inertial switch is activated even with the possible subsequent action of acceleration in the opposite direction to the acceleration of operation, which expands its field of application , simplifying the construction of the automation system of the application and contributing to its safety.

Размещение на торце центральной оси пластины из магнитомягкого металла с диаметрально установленными на ее концах дополнительными магнитами разной полярности и выполнение корпуса инерционного включателя, по крайней мере, в зоне дополнительных магнитов, из немагнитного металла позволяет выполнять ручное переключение инерционного включателя в сработанное состояние и обратно в исходное при герметичном исполнении, исключающем попадание во внутреннюю полость инерционного включателя посторонних частиц и влаги окружающей среды, что существенно снизит возможность его отказов (повысит надежность работы) и обеспечит стабильность электрических параметров контактной системы инерционного включателя в течение длительных сроков эксплуатации.Placing on the end of the central axis of the plate made of soft magnetic metal with additional magnets of different polarity diametrically mounted at its ends and making the body of the inertial switch, at least in the zone of additional magnets, of non-magnetic metal, you can manually switch the inertial switch to the triggered state and back to the original with a sealed design, eliminating the ingress of foreign particles and environmental moisture into the internal cavity of the inertial switch, which GOVERNMENTAL reduce the possibility of failures (increase the operational reliability) and ensure the stability of the electrical contact system parameters inertial switch for long periods of operation.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».The presence in the claimed invention features that distinguish it from the prototype, allows us to consider it appropriate to the condition of "novelty."

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».New features that contain a distinctive part of the claims are not identified in technical solutions for a similar purpose. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 приведен продольный разрез инерционного включателя в исходном состоянии.In FIG. 1 shows a longitudinal section of an inertial switch in the initial state.

На фиг. 2 - конструкция шарикоподшипниковых опор инерционногоIn FIG. 2 - design of ball bearings inertial

тела.body.

На фиг. 3 - форма наклонного паза в неподвижной направляющей.In FIG. 3 - the shape of the inclined groove in the fixed guide.

На фиг. 4 - форма наклонного паза во втулке.In FIG. 4 - the shape of the inclined groove in the sleeve.

На фиг. 5 - конструкция индукционного демпфера.In FIG. 5 - construction of an induction damper.

На фиг. 6 - конструкция механизма переключения контактной системы в исходном состоянии.In FIG. 6 - design of the switching mechanism of the contact system in the initial state.

На фиг. 7 - конструкция механизма переключения контактной системы в сработанном состоянии.In FIG. 7 - design of the switching mechanism of the contact system in the worked state.

На фиг. 8 - конструкция контактной системы.In FIG. 8 - design of the contact system.

На фиг. 9 - система взведения инерционного включателя.In FIG. 9 - cocking system of the inertial switch.

На фиг. 10 - переключение инерционного включателя внешним приспособлением.In FIG. 10 - switching of the inertial switch by an external device.

Инерционный включатель содержит корпус 1, в котором установлена неподвижная направляющая 2. В неподвижной направляющей 2 с обоих торцов установлены индукционные магнитные демпферы, организованные в виде размещенных по окружности в магнитомягком неподвижном основании 3 постоянных магнитов 4 в виде секторов чередующейся полярности, с торца которых с малым зазором, исключающим их касание, размещен закрепленный соосно на диске 5 из магнитомягкого металла поворотный якорь в виде шайбы 6 из материала с высокой электрической проводимостью, например меди.The inertial switch contains a housing 1 in which a fixed guide 2 is installed. In the fixed guide 2, induction magnetic dampers are arranged on both ends, arranged in the form of 3 permanent magnets 4 arranged around the circumference in a magnetically soft fixed base 4 in the form of sectors of alternating polarity, from the ends of which are small with a gap that excludes their contact, a rotary anchor in the form of a washer 6 made of a material with high electrical conductivity mounted coaxially on a disk 5 of magnetically soft metal is placed Imer copper.

В центральных отверстиях неподвижных оснований 3 на шарикоподшипниках 7 установлена центральная ось 8, на которой размещено инерционное тело 9. Для снижения трения инерционное тело 9 установлено на шарикоподшипниках 10. По три шарикоподшипника 10 равномерно расположены по окружности на двух уровнях. Два шарикоподшипника 10 в каждом уровне установлены на штифтах 11, по одному - на винтах 12, выступ на торце которого имеет определенную несоосность относительно резьбовой части для обеспечения установки малых радиальных зазоров инерционного тела 9 на центральной оси 8 (фиг. 1, 2).In the central holes of the fixed bases 3 on the ball bearings 7, a central axis 8 is installed on which the inertial body 9 is placed. To reduce friction, the inertial body 9 is mounted on the ball bearings 10. Three ball bearings 10 are evenly spaced on a circle at two levels. Two ball bearings 10 at each level are mounted on the pins 11, one on the screws 12, the protrusion at the end of which has a certain misalignment relative to the threaded part to ensure the installation of small radial clearances of the inertial body 9 on the central axis 8 (Fig. 1, 2).

Инерционное тело 9 содержит, закрепленную на нем втулку 13 с двумя радиальными выступами 14 (радиальные выступы инерционного тела). На каждый радиальный выступ 14 установлен шарикодшипник 15. В центральную ось 8 ввинчен радиальный винт 16 с установленным шарикоподшипником 17, который расположен в пазу 18 инерционного тела 9, обеспечивая их взаимную связь по углу.The inertial body 9 comprises a sleeve 13 mounted on it with two radial protrusions 14 (radial protrusions of the inertial body). A ball bearing 15 is installed on each radial protrusion 14. A radial screw 16 is screwed into the central axis 8 with a mounted ball bearing 17, which is located in the groove 18 of the inertial body 9, ensuring their mutual connection along the angle.

Инерционное тело 9 с установленной втулкой 13 поджато рабочей пружиной 19, обеспечивающей ускорение начала и окончания движения инерционного тела 9. Наименьшее ускорение, необходимое для полного хода инерционного тела 9 (до упора), уставочное.The inertial body 9 with the installed sleeve 13 is pressed by the working spring 19, which provides acceleration of the beginning and end of the movement of the inertial body 9. The smallest acceleration required for the full stroke of the inertial body 9 (to the stop) is set.

На центральной оси 8 на шарикоподшипниках 20 установлена внешняя (по отношению к инерционному телу 9) закрепленная на дисках 5 втулка 21, выполняющая функции поворотного привода. В боковых стенках неподвижной направляющей 2 и втулки 21 выполнены наклонные пазы 22 и 23 соответственно. Пазы наклонены в разные стороны (один выполнен по левой, другой - по правой спирали) для увеличения угловой скорости втулки 21, а следовательно и дисков 5 с шайбами 6, при движении инерционного тела 9 от действия ускорения. С пазами 22, 23, взаимодействуют через шарикоподшипники 15 радиальные выступы 14 (фиг. 1-4).On the central axis 8 on ball bearings 20, an external (with respect to the inertial body 9) sleeve 21 mounted on the disks 5 is installed, which serves as a rotary drive. In the side walls of the fixed guide 2 and the sleeve 21 are made inclined grooves 22 and 23, respectively. The grooves are tilted in different directions (one is made on the left, the other on the right spiral) to increase the angular velocity of the sleeve 21, and therefore the disks 5 with washers 6, when the inertial body 9 moves from the action of acceleration. With grooves 22, 23, radial protrusions 14 interact through ball bearings 15 (Figs. 1-4).

На торце центральной оси 8 закреплен диск 24, на внешнем диаметре которого выполнен паз 25 для захода поворотного рычага 26 зубчатого сектора 27, размещенного на оси 28. Зубчатый сектор 27 взаимодействует с зубчатым колесом 29, закрепленным на оси 30 перемыкателя 31 контактной системы. Ось 30 перемыкателя 31 размещена сосно центральной оси 8 и поджата по углу спиральной пружиной 32. Вокруг перемыкателя 31 размещены на изоляторах 33 контакты 34 (фиг. 1, 6-8), образующие контактную систему.A disk 24 is fixed at the end of the central axis 8, on the outer diameter of which a groove 25 is made for the pivot arm 26 of the gear sector 27 located on the axis 28 to enter. The gear sector 27 interacts with the gear 29 fixed on the axis 30 of the contact system jumper 31. The axis 30 of the jumper 31 is placed pine central axis 8 and is angled by a spiral spring 32. Around the jumper 31 are placed on the insulators 33 contacts 34 (Fig. 1, 6-8), forming a contact system.

Для уменьшения потерь на трение ось 28, ось 30 установлены на шарикоподшипниках 35 и 36 соответственно, на рычаге 27 размещен шарикоподшипник 37.To reduce friction losses, axis 28, axis 30 are mounted on ball bearings 35 and 36, respectively, and ball bearing 37 is located on lever 27.

На конечном участке паза 22 в его стенке выполнена выемка 38 для захода шарикоподшипника 15 соответствующего радиального выступа 14 с целью обеспечения фиксации сработанного состояния инерционного включателя. Угловая длина паза 23 во втулке 21 превышает угловую длину паза 22 в неподвижной направляющей 2.At the final section of the groove 22, a recess 38 is made in its wall for the ball bearing 15 to enter the corresponding radial protrusion 14 in order to fix the triggered state of the inertial switch. The angular length of the groove 23 in the sleeve 21 exceeds the angular length of the groove 22 in the fixed guide 2.

На центральной оси 8 с торца закреплена пластина 39 из магнитомягкого металла с диаметрально установленными на ее концах дополнительными постоянными магнитами 40, при этом корпус 1 инерционного включателя, по крайней мере, в зоне дополнительных постоянных магнитов 40, выполнен из немагнитного металла.A plate 39 made of magnetically soft metal with additional permanent magnets 40 diametrically mounted at its ends is fixed on the central axis 8 from the end, while the housing 1 of the inertial switch, at least in the area of additional permanent magnets 40, is made of non-magnetic metal.

Инерционный включатель работает следующим образом.The inertial switch operates as follows.

При действии ускорения а с величиной, равной или большей уставочного значения в осевом направлении в течение продолжительного времени, инерционное тело 9 вместе с втулкой 13 перемещается в противоположном направлении, сжимая пружину 19 и одновременно поворачивая (от взаимодействия установленных на радиальных выступах 14 шарикоподшипников 15 с пазами 22, 23) втулку 21. Втулка 21, выполняющая функции поворотного привода, из-за взаимно противоположного наклона пазов 22, 23 поворачивается относительно постоянных магнитов 4 с суммарной (увеличенной) угловой скоростью ΩΣ=Ω1+Ω2, где Ω1 - угловая скорость инерционного тела 9 относительно неподвижной направляющей 2, a Ω2 - угловая скорость втулки 21 относительно инерционного тела 9. Индукционные токи, наводящиеся в материале шайб 6 поворотных втулок 5, поворачивающихся также с угловой скоростью ΩΣ, создают момент торможения. Величина момента торможения зависит от величины угловой скорости шайб 6 относительно неподвижной направляющей 2 (ΩΣ) и соответственно относительно постоянных магнитов 4. Угловая скорость зависит от значения действующего ускорения а. При увеличении действующего ускорения увеличивается угловая скорость, однако это увеличение компенсируется моментом торможения от также возрастающих индукционных токов.Under the action of acceleration a with a value equal to or greater than the set value in the axial direction for a long time, the inertial body 9 together with the sleeve 13 moves in the opposite direction, compressing the spring 19 and simultaneously turning (from the interaction of ball bearings 15 mounted on the radial protrusions 14 with grooves 22, 23) the sleeve 21. The sleeve 21, which acts as a rotary drive, due to the mutually opposite inclination of the grooves 22, 23 rotates relative to the permanent magnets 4 with a total (increased) angle the local velocity Ω Σ = Ω1 + Ω2, where Ω1 is the angular velocity of the inertial body 9 relative to the stationary guide 2, and Ω2 is the angular velocity of the sleeve 21 relative to the inertial body 9. Induction currents induced in the material of the washers 6 of the rotary bushings 5, also rotating with the angular speed Ω Σ , create a braking moment. The magnitude of the braking torque depends on the angular velocity of the washers 6 relative to the fixed guide 2 (Ω Σ ) and, respectively, relative to the permanent magnets 4. The angular velocity depends on the value of the effective acceleration a . When the effective acceleration increases, the angular velocity increases, however, this increase is compensated by the braking moment from also increasing induction currents.

Эффективность магнитной системы индукционного магнитного демпфера обеспечивается увеличением тормозящего момента, по сравнению с прототипом, за счет увеличения площади постоянных магнитов 4 и площади их взаимодействия с поворотным якорем шайбой 6 из материала с высокой электрической проводимостью, использованием диска 6 из магнитомягкого металла, замыкающего магнитные потоки постоянных магнитов 4 для предотвращения их рассеивания (то есть выполнением магнитной системы замкнутой), увеличением приведенного радиуса приложения сил торможения (увеличенная площадь постоянных магнитов 4 расположена на большем расстоянии от оси вращения).The effectiveness of the magnetic system of the induction magnetic damper is ensured by an increase in the braking moment, in comparison with the prototype, by increasing the area of the permanent magnets 4 and the area of their interaction with the rotary armature washer 6 from a material with high electrical conductivity, using a disk 6 made of soft magnetic metal, which closes the magnetic fluxes of constants magnets 4 to prevent their dispersion (that is, by performing a closed magnetic system) by increasing the reduced radius of application of the brake forces izheniya (increased area of permanent magnets 4 is located at a greater distance from the axis of rotation).

При поступательно-вращательном движении инерционного тела 9 с закрепленной втулкой 13 от действия ускорения а, вместе с ними также поворачивается направляющая центральная ось 8. При повороте направляющей центральной оси 8, а вместе с ней и диска 24 на 90°, выемка 25 диска 24 совместится с шарикоподшипником 37 рычага 26, последний переместится в эту выемку под действием спиральной пружины 32 (фиг. 7). То есть перемыкатель 31 повернется, например на 30° и переключит контакты 34 (инерционный включатель сработает). При последующем спаде ускорения а инерционное тело 9 с втулкой 13 отожмется пружиной 19 до захода шарикоподшипника 15 соответствующего радиального выступа 14 в выемку 38 в спиральном пазу 22, то есть зафиксируется, исключив поворот центральной оси 8 с закрепленным диском 24, а, следовательно, и возврат контактной системы инерционного включателя в исходное состояние даже при возможном последующем воздействии ускорения а в противоположном направлению ускорения срабатывания направлении.With the translational-rotational movement of the inertial body 9 with the fixed sleeve 13 from the action of acceleration a , the guide central axis 8 also rotates with them. When the guide of the central axis 8, and with it the disk 24 is rotated 90 °, the recess 25 of the disk 24 will be combined with ball bearing 37 of the lever 26, the latter will move into this recess under the action of the coil spring 32 (Fig. 7). That is, the jumper 31 will turn, for example, by 30 ° and switch contacts 34 (the inertial switch will trip). With a subsequent decrease in acceleration a, the inertial body 9 with the sleeve 13 is pressed by the spring 19 until the ball bearing 15 of the corresponding radial protrusion 14 enters the recess 38 in the spiral groove 22, that is, it is fixed, eliminating the rotation of the central axis 8 with the fixed disk 24, and, consequently, the return contact system of the inertial switch to its initial state even with the possible subsequent action of acceleration and in the opposite direction of the acceleration of the response direction.

При действии ускорения а величиной, меньшей усилия начального поджатия пружины 19, инерционное тело 9 вместе с втулкой 13 остаются в исходном положении, так как усилие пружины 19 превышает суммарную силу, действующую на инерционное тело 9 с втулкой 13 от ускорения а.Under the action of acceleration a with a magnitude smaller than the initial compression force of the spring 19, the inertial body 9 together with the sleeve 13 remain in the initial position, since the force of the spring 19 exceeds the total force acting on the inertial body 9 with the sleeve 13 from acceleration a .

При действии ускорения а величиной, большей усилия начального поджатия пружины 19, но меньшей уставочного значения, инерционное тело 9 вместе с втулкой 13 смещается из исходного положения, сжимая пружину 19, на некоторую величину хода, недостаточную для срабатывания инерционного включателя.Under the action of acceleration a with a magnitude greater than the initial compression force of the spring 19, but lower than the set value, the inertial body 9 together with the sleeve 13 is displaced from its initial position, compressing the spring 19, by a certain amount of stroke, insufficient for the inertial switch to operate.

При действии в направлении срабатывания высокоинтенсивных ударных ускорений малой длительности инерционное тело 9 с втулкой 13, из-за резкого возрастания момента торможения в индукционном тормозе не успевает сместиться из исходного положения или, сместившись на небольшое расстояние, снова возвращается обратно. Инерционный включатель также не сработает (сохранит исходное сосостояние контактной системы).When acting in the direction of response of high-intensity shock accelerations of short duration, the inertial body 9 with the sleeve 13, due to a sharp increase in the braking moment in the induction brake, does not have time to move from its original position or, having shifted a short distance, returns again. The inertial switch will also not work (it will preserve the initial state of the contact system).

При действии линейных и вибрационных ускорений в боковых направлениях, из-за использования шарикоподшипниковых опор, обеспечивающих малые коэффициенты трения, их влияние на срабатывание инерционного включателя будет незначительно. Применение шарикоподшипниковых опор также позволяет обеспечивать настройку инерционного включателя на малые ускорения срабатывания.Under the action of linear and vibrational accelerations in the lateral directions, due to the use of ball-bearing bearings providing low friction coefficients, their influence on the operation of the inertial switch will be insignificant. The use of ball-bearing bearings also allows you to configure the inertial switch for small acceleration response.

Регулировка уставочного значения ускорения срабатывания инерционного включателя осуществляется подбором или электрополированием пружины 19.Adjusting the reference value of the acceleration response of the inertial switch is carried out by selection or electropolishing of the spring 19.

Инерционный включатель обеспечивает переключение из сработанного состояния в исходное и обратно вручную поворотом пластины 39 с дополнительными магнитами 40, закрепленной на направляющей центральной оси 8, через торцевую стенку корпуса 1 (без непосредственного доступа внутрь прибора к пластине) специальным съемным поворотным приспособлением 41 с постоянными магнитами 42, закрепленными на магнитомягком диске (магнитопроводе) 43. Постоянные магниты 42 на приспособлении аналогичны магнитам 40, закрепленным на пластине 39. (фиг 10).The inertial switch provides manual switching from the triggered state to the initial and vice versa by rotation of the plate 39 with additional magnets 40 fixed on the guide of the central axis 8 through the end wall of the housing 1 (without direct access to the plate inside the device) with a special removable rotary device 41 with permanent magnets 42 mounted on a soft magnetic disk (magnetic circuit) 43. Permanent magnets 42 on the device are similar to magnets 40 mounted on a plate 39. (Fig. 10).

При ручном переключении в исходное состояние шарикоподшипник 15 выходит из фиксирующей выемки 38. не препятствуя повороту инерционного тела 9 и центральной оси 8.When manually switching to the initial state, the ball bearing 15 leaves the locking recess 38. without interfering with the rotation of the inertial body 9 and the central axis 8.

Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:The presented information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- средство, воплощающее заявленное изобретение (инерционный включатель) предназначено для использования в качестве предохранительного прибора в системах автоматики взрывоопасных технических объектов;- a tool embodying the claimed invention (inertial switch) is intended for use as a safety device in automation systems of explosive technical objects;

- средство, воплощающее заявленное изобретение (инерционный включатель) при его осуществлении, способно обеспечить с повышение надежности срабатывания в условиях высокоинтенсивных эксплуатационных вибраций и ударных ускорений, а также безопасность при возможных аварийных ситуациях и расширить его области применения;- a tool embodying the claimed invention (inertial switch) during its implementation, is able to provide improved reliability in conditions of high-intensity operational vibrations and shock accelerations, as well as safety in case of emergency situations and expand its scope;

- для заявляемого инерционного включателя в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.- for the claimed inertial switch in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application and known prior to the priority date is confirmed.

Следовательно, заявленный инерционный включатель соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed inertial switch meets the condition of "industrial applicability".

Claims (2)

1. Инерционный включатель, содержащий корпус, размещенное на центральной оси инерционное тело с радиальными выступами, поворотный привод и неподвижную направляющую, имеющие на боковых стенках наклонные пазы для взаимодействия с радиальными выступами инерционного тела, контактную систему и индукционные магнитные демпферы с поворотным якорем из материала с высокой электрической проводимостью и постоянными магнитами, выполненными в виде секторов чередующейся полярности и размещенными по окружности, отличающийся тем, что поворотный якорь каждого индукционного демпфера выполнен в виде шайбы, закрепленной на диске из магнитомягкого металла и взаимодействующей по торцу с малым зазором, исключающим касание, с постоянными магнитами, размещенными в магнитомягком неподвижном основании, а в стенке наклонного паза неподвижной направляющей выполнена выемка для захода радиального выступа инерционного тела при его перемещении в исходное положение при обратном ходе при спаде ускорения.1. An inertial switch comprising a housing located on the central axis of an inertial body with radial protrusions, a rotary drive and a fixed guide having inclined slots on the side walls for interacting with radial protrusions of the inertial body, a contact system and induction magnetic dampers with a rotary armature made of material with high electrical conductivity and permanent magnets, made in the form of sectors of alternating polarity and placed around the circumference, characterized in that the rotary Each induction damper is made in the form of a washer mounted on a disk of soft magnetic metal and interacting along the end with a small clearance that excludes contact with permanent magnets located in the soft magnetic fixed base, and a recess is made in the wall of the inclined groove of the stationary guide for the radial inertial protrusion to enter body when it is moved to its original position during the reverse course with a decrease in acceleration. 2. Инерционный включатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен закрепленной на торце центральной оси пластиной из магнитомягкого металла с диаметрально установленными на ее концах дополнительными магнитами разной полярности, а корпус инерционного включателя, по крайней мере в зоне дополнительных магнитов, выполнен из немагнитного металла.2. The inertial switch according to claim 1, characterized in that it is equipped with a magnetically soft metal plate fixed to the end of the central axis with additional magnets of different polarity diametrically mounted at its ends, and the inertial switch housing, at least in the area of the additional magnets, is made of non-magnetic metal.
RU2018108077A 2018-03-05 2018-03-05 Inertial switch RU2700169C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108077A RU2700169C2 (en) 2018-03-05 2018-03-05 Inertial switch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108077A RU2700169C2 (en) 2018-03-05 2018-03-05 Inertial switch

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018108077A RU2018108077A (en) 2019-09-05
RU2018108077A3 RU2018108077A3 (en) 2019-09-05
RU2700169C2 true RU2700169C2 (en) 2019-09-13

Family

ID=67903198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108077A RU2700169C2 (en) 2018-03-05 2018-03-05 Inertial switch

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700169C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781241C1 (en) * 2021-11-19 2022-10-10 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Initiator

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0708467A1 (en) * 1994-09-26 1996-04-24 Heino Burmester Acceleration value limiting switch
EP0689219B1 (en) * 1991-12-10 1997-11-05 TRW Occupant Restraint Systems GmbH Vehicle sensitive mechanical contactor
RU2192683C2 (en) * 2000-04-03 2002-11-10 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е.И. Забабахина Inertia switch
RU2193800C2 (en) * 2000-07-17 2002-11-27 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е.И.Забабахина Inertial circuit closer
RU2362232C1 (en) * 2007-11-27 2009-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Accelerative switch
RU2562057C2 (en) * 2013-12-30 2015-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Inertia-type switch

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0689219B1 (en) * 1991-12-10 1997-11-05 TRW Occupant Restraint Systems GmbH Vehicle sensitive mechanical contactor
EP0708467A1 (en) * 1994-09-26 1996-04-24 Heino Burmester Acceleration value limiting switch
RU2192683C2 (en) * 2000-04-03 2002-11-10 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е.И. Забабахина Inertia switch
RU2193800C2 (en) * 2000-07-17 2002-11-27 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е.И.Забабахина Inertial circuit closer
RU2362232C1 (en) * 2007-11-27 2009-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Accelerative switch
RU2562057C2 (en) * 2013-12-30 2015-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Inertia-type switch

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781241C1 (en) * 2021-11-19 2022-10-10 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Initiator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018108077A (en) 2019-09-05
RU2018108077A3 (en) 2019-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5925672B2 (en) Damping device and structure damping device
JP6104678B2 (en) Attenuator
US5248133A (en) Multidimensional damping apparatus
CN107869538A (en) Electromagnetic brake
RU2700169C2 (en) Inertial switch
WO2019044722A1 (en) Eddy current damper
RU2562057C2 (en) Inertia-type switch
JP2019183906A (en) Mass damper
RU2542336C2 (en) Inertia switch
RU2193800C2 (en) Inertial circuit closer
CN207661029U (en) Electromagnetic brake
JP2019173933A (en) Mass damper
RU2521000C2 (en) Inertia switch
US2978915A (en) Rotary actuator
RU2192683C2 (en) Inertia switch
US4893038A (en) Device for limiting direction of rotation of synchronous motor
CN109768665B (en) Brake structure and steering engine
RU2520596C2 (en) Inertia switch
RU2677838C1 (en) Hydrostatic switch
US3527905A (en) Induction switch with adjustment means for independently selecting the clockwise and counterclockwise angular velocities of actuation
CN107859703A (en) Brake stator structure and the electromagnetic brake for including it
CN108775439B (en) Electric control device and valve
RU2762663C1 (en) Limit switch
RU2784377C1 (en) Inertial closing switch
JP2001320868A (en) Linear actuator