Пьезоэлектрическое запальное устройство

Пьезоэлектрическое запальное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.-:. " .- :сяду

ОП КСАН ИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 578909 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 05,09.73 (21) ЛЬ8Ы8 Л (51) M. Кл.

F 23 Я 3/00 (23) Приоритет — (32) 06 03 72

Р 2243727.0; (31) Р 2302638.2 (33) ФРГ

Государотееннв и комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК

621. 3.032 ° 43 (088.8) (43) Опубликовано 30.1077. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 16.>>.77

Иностранец

Вальтер Мор (ФРт 1 (72) Автор изобретения

Иностранная фирма Браун AF (ФРГ) P1) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЗАПАЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение касается конструкций пьезоэлектрических запальных устройств и может быть использовано, например, в зажигалках.

Известно пьезоэлектрическое запальное устройство (1), используемое, в частности, в зажигалках, содержащее приводной элемент, корпус из немагнитного материала, установленные в нем пьезоэлектрический преобразователь и ударный механизм, имеющий рабочую и возвратную пружины, связанный с ними боек, выполненный из магнитного материала, и .Qo меньшей мере один постоянный. магнит.: Недостаток известного устройства а том, что для создания определенногст-удерживающего усилия приходится применять относительно большой магнит. Кроме того, после отрыва от магнита боек остается очень долго в зоне действия магнита, вследствие чего большая часть накопленной в пружине энергии затрачи" вается не на ускорение бойка, а на преодоление силы притяжения между магнитом и бойком. Этим обусловлена низкая надежносты зажигания известного пьезозапальника.

Йель изобретения — уменьшение габаритов устройства и повышение надеж2 ности зажигания. Это достигается тем, что устройство имеет удерживающий элемент, выполненный из магнитного материала, жестко связанный с корпусом и образующий с постоянным магнитом и бойком в положении пскоя последнего замкнутую магнитную цепь. Кроме того в предлагаемом устройстве часть бойка, обращенная к пьезоэлектрическому

10 преобразователю, выполнена выпуклойт боек выполнен в виде стакана, открытая часть которого обращена к удерживающему элементу, а постоянный магнит помещен в стакан и закреплен на

15 его дне; удерживающий элемент представляет собой пластину с выступом, причем пластина связана с корпусом через выступ и обращена к бойкут удерживающий элемент выполнен в виде бло20 ков, размещенных по внутреннему пе" риметру корпуса, а постоянный магнит прикреплен к блокам и имеет продольное отверстие для размещения рабочей пружины и приводного элемента маг25 нит и боек установлены один относи" тельно другого с зазором, образующими шунтирующий проход в замкнутой магнитной цепи.

Устройство имеет дополнительный

30 элемент для повышения удара бойка, 578909 выполненный из магнитного материала и закрепленный на поверхности постоянного магнита, обращенной к удерживающему элементу, а также шток; дополнительный элемент для повышения энергии удара бойка выполнен в виде пластины, связанной с рабочей и возвратной пружинами посредством штока, при этом удерживающий элемент представляет собой шайбу, в отверстии которой размещен шток. Кроме того, в предлага îì устройстве боек прикреплен к постоянному магниту и имеет хвостовик, при этом дополнительный элемент для повышения энергии удара бойка и постоянный магнит выполнены в виде колец,.в отверстиях которых аксиально расположен хвостовик бойка.

На фиг. 1-4 изображены четыре предлагаемые варианта выполнения пьезозач пальника в осевом разрезе.

Показанный на фиг. 1 пьезозапальник содержит цилиндрический корпус 1 из немагнитного материала. В нижней части этого корпуса помещается пьезоэлектрический преобразователь ?, со- 25

Держащий два пьезокристгллических кристалла 3, между которыми помещается высоковольтный электрод 4. Внутри этого преобразователя находится отражательная пластинка 5. ЭО

Преобразователь окружен снаружи у корпуса изолирующим слоем 6 и опирается своей нижней торцовой поверхностью на дно 7 корпуса 1. Над отражательной пластинкой 5 находится боек 8 в виде стакана, в который помеще» и закреплен на его дне постоянный магнит 9. Между магнитом 9 и бойком 8 имеется зазор, образующий шунтирующий проход в замкнутой магнит- 40 ной цепи. Сверху над бойком 8 находится удерживающий элемент 10, выполненный в виде пластины, от которой отходит кверху выступ. Элемент 10 выполнен из ферромагнитного материала, а нижняя пластинообразная часть его перекрывает открытую торцевую сторону бойка 8 и в состоянии покоя примыкает к последней, так что состоящая из бойка 8, постоянного магнита 9 и удерживающего элемента 10 магнитная цепь замыкается °

Выступ удерживающего элемента 10 связан неподвижно со вставкой 11, сделанной предпочтительно из пластмассы, в которой имеется в верхней части поперечное отверстие 12 лля прохода фиксирующего штифта 13 смонтированного в отверстиях 14 корпуса. Таким образом, удерживающий элемент-10 жестко связан с корпусом 1.

Сверху над удерживающим элементом 10 находится приводной элемент 15 в виде колпачка, в котором имеются не менее чем два расположенных диаметрально противоположно продолгова- gi тых отверстия 16, сквозь которые пропущен удерживающий штифт 13 и которые ограничивают подвижность этого колпачка. Нижний край приводного элемента 15 имеет площадку 17 для упора рабочей пружины сжатия 18, опирающейся другим концом на боек 8

В устройстве имеется, кроме того, возвратная пружина 19, которая вставлена между преобразователем 2 и выемкой в форме заплечика 20 на бойке 8.

Часть бойка .8, обращенная к пьезоэлектрическому преобразователю 2, выполнена выпуклой.

На фиг. 2 показан ударный механизм второго варианта устройства.

В этом варианте удерживающий элемент 10 выполнен в виде блоков, размещенных по внутреннему периметру корпуса, а постоянный магнит 9 прикреплен к этим блокам и имеет продольное отверстие для размещения рабочей пружины 18. и приводного элемента 15. Боек здесь выполнен в виде диска 21 с направляющей цапфой 22.

Конструкция третьего варианта устройства (фиг. 3) имеет цилиндрический корнус 1 из немагнитного материала. Внизу в этом корпусе находится пьезоэлектрический преобразователь 2, который содержит два пьезокристалла 3, между кОторыми расположен высоковольтный электрод 4. На верхней стороне преобразователя находится сферическая отбойная плитка 23. Над отбойной плиткой находится боек 8, внутри которого укреплен магнит 9. Сверху над бойком находится удерживающий элемент 10 в виде шайбы, которая прикреплена к стен ке корпуса штифтами 13. Устройство также имеет дополнительный элемент для

Гповышения энергии удара бойка, выполненный в виде пластинки 24 из магнитного материала и закрепленной на поверхности постоянного магнита 9, обращенной к удерживающему элементу.

Пластинка 24 связана с рабочей 18 и возвратной 19 пружинами посредством штока 25 со шляпкой 26, размещенного в отверстии 27 удерживающего элемента. Приводной элемент 15 устройства выполнен в виде нажимного колпачка.

Толщины постоянного магнита и магнитопроводной пластинки 24 рассчитаны так, что верхняя-свободная сторона последней находится в плоскости края бойка, обращенного к удерживающему элементу.

На фиг. 4 показан вариант пьезоэлектрического запального устройства, отличающийся от устройства на фиг. 3 выполнением бойка 8 с хвостовиком 28, причем боек прикреплен к постбянному магниту 9, а дополнительный элемент 29 для повышения энергии удара бойка и магнит 9 выпол578909 нены в виде колец, в отверстиях 30 и

31 которых расположен хвостовик 28 бойка.

Кроме того, имеются незначительные изменения в расположении возвратной 19 и рабочей 18 пружин и выполне5 нии приводного элемента 15 в сравнении с третьим вариантом пьезозапальника.

Принцип действия предлагаемого устройства поясняется на примере первого

10 варианта его выполнения °

При нажиме на колпачок элемента 15 происходит сжатие рабочей пружины 18, и поэтому создается усилие, действующее на боек 8. Как только сила реак1 ции в сжатой управляющим колпачком пружине превысит силу, удерживающую боек 8 на удерживающем элементе 10, боек сразу отходит от него и ускоряется действием освобождающейся энергии, накоп- 20 пенной в пружине 18, в направлении к пластинке 5 преобразователя 2. При этом бойку 8 нужно преодолевать только силу притяжения, которая быстро уменьшается по мере удаления от удер- 25 живающего элемента 10, и силу, требующуюся для сжатия возвратной пружины 19.

Когда боек 8 ударяется о пластинку 5 преобразователя 2, на преобразователь оказывается кратковременное дав@ ление, вследствие чего на высоковольтном электроде 4 возникает импульс высоКого напряжения, необходимый для создания искры и зажигания горючей смеси,: например газа,в зажигалке. При отпус" кании колпачка элемента 15 происходит сначала возвращение рабочей пружины 18 в ее нейтральное положение, после чего боек 8, пружина 18 и управляющий колпачок приподнимаются возвратной пружиной 19 до ее положения покоя, в котором боек 8 опять удерживается магнитным притяжением на удерживающем элементе 10.

При такой конструкции в магнитной цепи нет воздушных зазоров, в связи с чем постоянный магнит 9 развивает максимальную силу притя>кения.

Третий и четвертый варианты устройства имеют особенность, связанную с введением дополнительного элемента для повышения энергии удара бойка.

В частности по третьему варианту при отрыве пластинки 24 от удерживающего элемента последний переводит силовые линии магнитного поля на край бойка быстрее, чем в ранее описанных конструкциях..

По четвертому варианту в начале перемещения бойка иэ него исходит только слабый магнитный поток рас-. сеяния, так как магнитопроводное кольцо 29 собирает исходящие от примыкающей.полюсной поверхности кольцевого магнита 9 силовые линии поля и концентрирует их в воздушном зазоре 31 между магнитопроводным кольцом 29 и хвостовиком 28 бойка.

Предложенное устройство . развивает относительно высокое удерживающее усилие, но сила притяжения резко понижается уже на малом расстоянии бойка от удерживающего элемента, Вснедствие чего накопленная энергия рабочей пружины преобразуется энач 4тельной частью в кинетическую энерго бой . ка что, в свою очередь, пОааеаает надежность зажигания.

Формула изобретения

1;Пьезоэлектрическое запальное устройство, например, для зажигалок, содержащее приводной элемент, корпус из немат нитного материала, установленные э нем пьезоэлектрический преобразователь и ударный механизм, имеющой рабо" чую и возвратную пружины, связанный с ними боек, выполненный из магнитного материала, и по меньшей мере один постоянный магнит, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности зажигания, оно имеет удерживающий элемент, выполненный из магнитного материала, жестко связанный -с корпусом и образующий с постоянным магнитом и бойком в неподвижном положении последнего замкнутую магнитную цепь °

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что часть бойка, обращенная,к пьезоэлектрическому преобразователю, выполнена выпуклой. 3.. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что боек выполнен в виде стакана, открытая часть которого обращена к удерживающему элементу, а постоянный магнит помещен в стакан и закреплен на его дне.

4. Устройство по п ° 3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что удерживающий элемент представляет собой пластину с выступом, причем пластина связана с корпусом через выступ и обращена к бойку.

5. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е e c я тем, что удерживающий элемент выполнен в Виде блоков, размещенных по внутреннему периметру корпуса, а постоянный магнит прикреплен к блокам и имеет продольное отверстие для размещения рабочей пружины и приводного элемента. б. Устройство go и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что магнит и боек установлены адин относительно другого с зазором, образующим шунтирующий проход в замкнутой магнитной це» пи.

7. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет дополнительный элемент для повыаения энергии- удара бойка, выполненный из

578909 магнитного материала и закрепленный на поверхности постоянного магнита, обращенной к удерживающему элементу.

В. Устройство по пп. 1-3 и 7, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно име. ет шток, а дополнительный элемент для повышения энергии удара бойка выполнен в виде пластины, связанной с рабочей и возвратной пружинами посред" ством штока, при этом удерживающий эЛемент представляет собой шайбу, в отверстии которой размещен шток.

9. Устройство по пп. 1,2 и 7, о тличающеес ятем,чтобоек прикреплен к постоянному магниту и имеет хвостовик, при этом дополнительный элемент для повышения энергии удара бойка и постоянный магнит выполнены в виде колец, в отверстиях которых аксиально расположен хвостовик бойка.

Источники информации, принятые во

® внимание при экспертизе:

1. Патент Франции Р 1602086, кл, Г 23 й, 1971. <

578909

Рие. У

Рие. У

СостdBèò ëü !- . цt. л1 оное

Редактор 9. Левятов Техред З,Фант- Корре,тор Ъ. Кравченко

Заказ 3844/709 Тираж 725 По:Шнсное

UHHÈÏH Государственного комитета Совета . лис. ро-; С(С .Р по делам изобретений и открытии

113035, Москва, Ж-Зэ, Раушская наб.,- д. 4, ;

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проекi:,à... 4