Силовий ступінчастий перемикач з акумулятором енергії

1. Силовий ступінчастий перемикач з акумулятором енергії для безрозривного перемикання між різними відгалуженнями обмотки трансформатора зі ступінчастим регулюванням напруги під навантаженням, причому силовий ступінчастий перемикач має циліндр з ізоляційного матеріалу, в стінках якого розташовані нерухомі перемикальні каскадні контакти, причому по центру всередині циліндра з ізоляційного матеріалу розміщено поворотну розподільчу колонку, яка приводиться в рух привідним кривошипом і несе принаймні один перемикальний елемент, який може вступати в контакт з нерухомими каскадними контактами, причому привідний кривошип механічно з'єднаний принаймні з однією пружиною акумулятора енергії таким чином, що на початку кожного перемикання C2 2 (11) 1 3 якому одним кінцем прикріплені кілька пружин розтягування, причому другий кінець кожної з'єднано шарніром з місцем опори. В свою чергу ресорний лист вільним кінцем кріпиться на кривошипі приводу з можливістю обертання. Кривошип приводу, прикріплений на розподільчому валу, приводиться в дію вільним ходом елемента приводу, встановленим в центрі розподільчого валу з незалежною від нього можливістю обертання. На своїй нижній стороні розподільчий вал несе мальтійський кривошип, що належить до мальтійської передачі. Нарешті, мальтійське колесо цієї мальтійської передачі з'єднане з розташованою по центру всередині ізоляційної труби обертальною розподільчою колонкою, на кронштейні якої розміщені перемикальні елементи. В стінках ізоляційної труби на кількох горизонтальних площинах передбачені нерухомі каскадні контакти, які можуть бути вибірково ввімкнені в кожній площині одним із перемикальних елементів розподільчої колонки. Спосіб дії такого відомого акумулятора енергії є наступним. На початку передбачуваного силового перемикання, тобто перемикання від одного відгалуження обмотки до іншого, сусіднього відгалуження, починає повільно і безперервно обертатися елемент приводу, що зазвичай вводиться в дію двигуном. В результаті поштовху він захоплює з собою привідний кривошип, а відтак прикріплений на ньому кінець ресорного листа, внаслідок чого відхиляються і напружуються пружини розтягування. Після повороту на 180°, коли пружини розтягування досягають свого максимального відхилення, привідний елемент за допомогою вільного ходу виходить із зачеплення з привідним кривошипом. Після перетину мертвої точки подальше обертання привідного кривошипу відбувається стрибкоподібно, оскільки в цьому положенні пружини розтягування ще залишаються натягнутими. Цей швидкий обертальний рух привідного кривошипу передається на мальтійський кривошип мальтійської передачі, а відтак на розподільчу колонку; прикріплені на ній перемикальні елементи стрибком перемикаються на сусідні нерухомі каскадні контакти. Силове перемикання є завершеним. Цей акумулятор енергії з успіхом застосовувався в найрізноманітніших ступінчастих перемикачах протягом довгих років. Щоправда, застосовувані пружини розтягування мають досить обмежений термін механічної витривалості, тому через певний проміжок експлуатаційного часу або числа обертів їх потрібно замінювати задля забезпечення надійності процесу. Раніше це не становило проблеми, оскільки після такого числа перемикань все рівно потрібно було здійснювати перевірку силового ступінчастого перемикача. Однак тепер завдяки високій надійності існуючих та застосовуваних вакуумних перемикальних елементів та переваг вакуумної схемотехніки загалом інтервали технічного обслуговування збільшуються, в результаті чого обмежена механічна витривалість пружин розтягування, застосованих у ві 91736 4 домих акумуляторах енергії, все більше виглядає як недолік. Тому задача, що стоїть перед винаходом, полягає в створенні подібного силового ступінчастого перемикача з акумулятором енергії, в якому акумулятором енергії є акумулююча пружина, і щоб цей силовий ступінчастий перемикач мав підвищену механічну витривалість. Цю задачу вирішено за допомогою силового ступінчастого перемикача з акумулятором енергії з ознаками першого пункту формули винаходу. Залежні пункти формули стосуються найбільш доцільних варіантів виконання винаходу. Перевага винаходу окрім бажаної майже безмежної міцності застосованих пружин стискання, поломка яких є практично виключеною, згідно з особливо доцільним варіантом виконання винаходу полягає ще й у тому, що завдяки використанню регульованого шатуна з різзю можна безперервно регулювати розмір сили акумулятора енергії. Це дозволяє перш за все простим чином попередньо узгодити акумулятор енергії з найрізноманітнішими типами силових перемикачів, а після введення в дію пристосувати його до вільно прикладеної сили. Акумулятор згідно з винаходом може бути застосованим з найрізноманітнішими силовими ступінчастими перемикачами; його можна використовувати як в пристроях з механічними робочими контактами, наповнених маслом, так і в пристроях з вакуумними перемикальними елементами. Винахід більш детально пояснюють креслення з прикладами виконання. На них представлено: Фіг.1 Верхня частина запропонованого силового ступінчастого перемикача з акумулятором енергії в перспективному зображенні; Фіг.2 Схематичне зображення збоку перерізу такого силового ступінчастого перемикача з акумулятором енергії. Спочатку слід розглянути детальніше фігуру 1. Тут зображено опорну плиту 1, на якій розташовані акумулятор енергії та механізм передачі для введення в дію силового ступінчастого перемикача. Опорна плита 1 має кріпильний косинець 2. Далі зображено шестірню 3, з'єднану з не зображеним тут ведучим валом двигуна. Шестірня 3 приводить в рух ведучий елемент 4 завдяки його зубчастому вінцю 5. Ведучий елемент 4 в свою чергу має два симетричні упори 6, 7, узгоджені з привідним кривошипом 8. Це буде детальніше розглянуто нижче. Зверху на привідному кривошипі 8 з можливістю обертання розташовано головку 9 шатуна 10. Шатун 10 з'єднаний з іншими частинами акумулятора енергії згідно з винаходом, які також будуть детальніше розглянуті нижче. Приводний кривошип 8 прикріплений на розподільчому валу 11, який, проходячи вертикально крізь опорну плиту, веде донизу, і на його нижньому кінці має не зображений тут мальтійський кривошип. Цей мальтійський кривошип зображений на Фіг.2, де він має позиційне позначення 12. Мальтійський кривошип 12 входить в мальтійське колесо 13, яке також є з'єднаним з не зображеною розподільчою колонкою. Навколо вже згаданої привідної штанги 10 згідно з винаходом передбачено пружинна труба 14, 5 яка одним кінцем шарнірно з'єднана з опорним кронштейном 15; завдяки вертикальному болту 16 кришки підшипника вона може горизонтально відхилятися. Між привідною штангою 10 і пружинною трубою 14 передбачено пружину стискання 17, а зовні пружинної труби 14 концентрично встановлена зовнішня пружина стискання 18. В зображеному тут прикладі виконання з метою досягнення великих зусиль обрано конструкцію з внутрішньою пружиною стискання 17 та зовнішньою пружиною стискання 18. Однак в рамках винаходу може бути передбаченим варіант з однією пружиною стискання, розташованою частково всередині або зовні пружинної труби 14. Можуть бути передбачені більш ніж дві такі пружини стискання. В зображеному на Фіг.1 варіанті виконання винаходу внутрішня пружина стискання 17 та зовнішня пружина стискання 18 однією стороною спираються на нерухому пружинну опору 19, з'єднану з пружинною трубою 14. Іншою стороною внутрішня пружина стискання 17 спирається на рухому пружинну опору 20, зображену лише на Фіг.2, а зовнішня пружина стискання 18 на рухому зовнішню пружинну опору 21. Внутрішня та зовнішня пружинні опори 20 та 21 з'єднані з вільним кінцем привідної штанги 10. При цьому внутрішня пружинна опора 20 прикріплена безпосередньо до шатуна 10. Для кріплення на шатуні 10 зовнішньої пружинної опори 21, яка оточує пружинну трубу 14, в пружинній трубі 14 з обох сторін передбачені поздовжні канавки 22. Через ці поздовжні канавки 22 кріпильний болт 23 виступає назовні, з'єднуючи між собою шатун 10 та зовнішню пружинну опору 21. На Фіг.1 зображено ще ролик 24, що взаємодіє з іншим мальтійським колесом 25, яке відомим чином приводить в дію індикатор позиції 26 і - також відомим способом - преселектор. Зображений на Фіг.1 пристрій згідно з винаходом функціонує таким чином: На початку кожного перемикання, тобто кожного введення в дію силового ступінчастого перемикача, привідний двигун через не зображений ведучий вал двигуна обертає шестірню 3. Цей обертальний рух через зубчастий вінець 5 передається на ведучий елемент 4. В залежності від напрямку обертання, який залежить від того, в якому напрямку - «вище» чи «нижче» має здійснюватися наступне силове перемикання, \ 91736 6 один із упорів 6 або 7 ведучого елемента 4 потрапляє в кінематичне замикання з привідним кривошипом 8 і повертає його. При цьому рухається і прикріплена до привідного кривошипа 8 головка 9 шатуна; шатун 10 відхиляється, і пружини стискання 17, 18 напружуються. Після повороту привідного кривошипу 8 на 180° шатун 10 досягає свого нового кінцевого положення; пружини 17, 18 стискаються максимально. Після перетину мертвої точки упор 6 або 7, який знаходився у геометричному замиканні, виходить із зачеплення, і поворотний рух привідного кривошипа 8, а відтак і розподільчого валу 11 швидко закінчується, оскільки пружини стискання 17, 18 рвучко вивільняються. Цей швидкий поворотний рух через мальтійський кривошип 12 та мальтійську шестірню 13 передається на не зображену розподільчу колонку силового ступінчастого перемикача. Відбувається швидке перемикання між сусідніми нерухомими каскакаскадними контактами в циліндрі із ізоляційного матеріалу. На Фіг.2 ще раз зображено описану конструкцію згідно з винаходом, тепер у вигляді збоку. Інші конструктивні елементи, відомі із рівня техніки, які для більшого розуміння також зображені тут, детальніше не розглядаються. Можна бачити, що тут згідно з особливо доцільним варіантом виконання винаходу, шатун 10 одним кінцем пригвинчений до внутрішньої опори 20 за допомогою різі 27. Завдяки цій різі 27, яка особливо доцільно виготовлена у вигляді дрібної різі, виникає регульований шатун 10, який може простим чином змінювати робочу відстань між нерухомою пружинною опорою 19 та рухомими пружинними опорами 20, 21. В результаті легко стає можливим безперервне регулювання довжини пружин стискання 17, 18, а відтак і сили напруження пружин. В цьому варіанті виконання акумулятор енергії може бути легко пристосованим до специфічних вимог до енергії вивільнених пружин акумулятора енергії, які можуть бути різними в залежності від типу перемикача та послідовності перемикань. В межах винаходу можна також реалізувати можливість регулювання шатуна 10 за допомогою іншої різі 28 на головці 9 шатуна. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 91736 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601