Жидкометаллический коммутатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОММУТА ,ТОР, содержащий центральный и наружный контакты, вкладыЬ и кольцевую диафрагму, образующую дно в полости для жидкого металла, под которым расположена полость с импульсным приводом , соедименная каналом с источником статического давления, отличающийся тем, что, с це лью повышения надежности и удобства в эксплуатации, он снабжен штоком, клапаном и дополнительной кольцевой диафрагмой, вкладыш установлен свободно над полостью с импульсным при- ,водом, дополнительная кольцевая диафрагма установлена с зазором с первой диафрагмой над вкладьшем, клапан перекрывает трубопровод статического давления, который присоединен к зазору между диафрагмами, а шток свободно установлен в канале, восприни9 мает импульсное давление привода и взаимодействует с клапаном.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

Cb

Cb

СФ

Сл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3450984/24-07 .(22) 11.06.82 (46) !5.06.86. Бюл. И 22 (72) Г. А. Баранов, В. Г. Карасев и В. Н. Скрипунов (53) 621.315(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 436405, кл. Н 01 Н 39/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

В 555458, кл. Н 01 Н 39/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

11 639039, кл. Н 01 Н 29/22, 1978. (54 ) (57 ) ЖИДКОИЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОММУТА

ТОР, содержащий центральный и наружный контакты, вкладыш и кольцевую диафрагму, образующую дно в полости для жидкого металла, под которым рас.

„. SU„„1066385 А 5р 4 Н 01 Н 29/22 положена полость с импульсным приводом, соединенная каналом с источником статического давления, о т л и ч а ю шийся тем, что, с це" лью повышения надежности и удобства в эксплуатации, он снабжен штоком, клапаном и дополнительной кольцевой диафрагмой, вкладыш установлен свободно над полостью с импульсным при,водом, дополнительная кольцевая диафрагма установлена с зазором с первой диафрагмой над вкладышем, клапан перекрывает трубопровод статического давления, который присоединен к зазору между диафрагмами, а шток свободно установлен в канале, воспринимает импульсное давление привода и взаимодействует с клапаном.

1066385

Изобретение относится к области коммутации электрических цепей и может быть использовано в электричес ких аппаратах с подвижным жидкометаллическим контактом.

Известны жидкометаллические коммутаторы, содержащие твердометаллические контакты, коммутируемые жидким металлом, перемещаемые энергией электровэрыва в жидкости. Недостатком их является кратковременность замкнутого (или разомкнутого) состояния контактов, так как жидкий металл под действием силы тяжести вытекает из межэлектродного промежутка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для коммутации электродов, содержащее центральный и наружный контакты, вкладыши и кольцевую диафрагму, обра— зующую дно в полости для жидкого металла, под которым расположена полость с импульсным приводом, соединенная каналом с источником статического давления.

Этот замыкатель обладает следующими недостатками.

Выполнение диафрагмы составной в виде твердого диска, соединенного с эластичным кольцом, усложняет место соединения их между собой и снижает надежность, так как оно- испытывает большие внутренние напряжения при деформации (прогибе).

Размещение импульсного привода в полости для статического давления связано с необходимостью надежного уплотнения элементов подвода питания к этому приводу, что усложняет конструкцию, особенно при использовании разрядных электродов с подачей инициирующего проводника.

Необходимость во внешней системе синхронизации подачи статического давления в соответствии с импульсным

Целью изобретения является повьгшение надежности и удобства в эксплуатации.

Цель достигается тем, что жидкометаллический коммутатор, содержащий центральный и наружный контакты, вкладьпп и кольцевую диафрагму, образующую дно в полости для жидкого металла, под которым расположена полость с импульсным приводом, соединенная каналом с источником статического давления, снабжен штоком, клапаном и

Зо

55 дополнительной кольцевой диафрагмой, вкладыш установлен свободно над поло" стью с импульсным приводом, дополнительная кольцевая диафрагма установлена с зазором с первой диафрагмой над вкладышем, клапан перекрывает трубопровод статического давления, который подсоединен к зазору между диафрагмами, а шток свободно установлен в канале, воспринимает импульсное давление привода и взаимодействует с клапаном.

На чертеже изображен общий вид жндкометаллического коммутатора.

Жидкометаллический коммутатор содержит центральный 1 и наружный 2 контакты, разделенные изолятором 3.

В наружном контакте установлена эластичная кольцевая диафрагма 4, образующая дно, на которое залит жидкий металл 5. Под дном установлена дополнительная эластичная кольцевая диафрагма 6, образукяцая зазор 7 между ди афрагмами. Под диафрагмой 6 расположен вкладьпп 8, закрывающий полостью

9 с жидкостью, в которую погружены электроразрядные электроды !О, В наружном электроде выполнен канал, в котором установлен шток 11, который соединен с клапаном !2, Клапан перекрывает.трубопровод 13, подсоединен ный к зазору 7, для подачи статического давления. Коммутатор содержит также уплотнение 14 штока 11.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении между жидким металлом и контактом 1 имеется зазор, клапан 12 закрыт. Для включения замыкателя подсоединяют разрядные электроды 10, например, к емкостному накопителю энергии, Под действием импульсного разряда в жидкости полости

9 вкладьпп 8 движется вверх и через эластичные диафрагмы 4 и 6 перемещает жидкий металл 5, с помощью которого и замыкаются контакты 1 и 2. Одновременно импульсное давление разряда воздействует на шток 11, который открывает клапан !2, и статическое дав ление, например, газа по трубопроводу

13 поступает в зазор 7 между диафраг мами 4 и 6, Под действием статического давления диафрагма 6 и вкладыш 8 возвращаются вниз и уплотняют полость

9. Диафрагма 4 продолжает деформиро ваться вверх, вьп есняя жидкий металл

5 в межконтактный зазор, Когда внут!

066385 ренние напряжения диафрагмы, сила тяжести жидкого металла и электродинамические силы коммутируемого тока уравновесят силу статического давления на диафрагму, движение вверх прекращается, и коммутатор остается в замкнутом состоянии сколь угодно долго (положение диафрагмы 4 в этом случае показано на чертеже пунктиром).

Для размыкания контактов 1 и 2 за- 10 крывают клапан 12 и выпускают газ из эазорамежду дифрагмами (выпускной вентиль не показан). Под действием силы тяжести жидкого металла и упругости диафрагмы жидкий металл опус- 5 кается и вытекает из межкоитактного зазора. Замыкатель возвращается в исходное положение.

Экономический эффект предложенной конструкции заключается в следующем. 20

Обе диафрагмы выполнены эластичными (иэ резины) в виде сплошных дис ков, что упрощает их изготовление и повышает надежность.

Жесткий вкладыш закрывает полость 25 с импульсным приводом, а нижняя диафрагма уплотняет ее, что повышает надежность подвижного уплотнения, Наличие штока с клапаном обеспечивает автоматизацию подачи статичес кого давления в зазор.

Сочетание нижнеи диафрагмы с вкладышем обеспечивает жесткость системы в одном направлении и максимальную эластичность в противоположном, что повышает эффективность использования импульсного и статического приводов, так как расширение газовой полости возможно только в сторону перемещения жидкостного контакта.

Отсутствие высокого статического давления s полости разрядных электродов упрощает эксплуатацию привода и расширяет выбор систем подачи иницинрующего проводника. Шток размеща- 4> ют так, что на его торец действует давление с наибольшей амплитудой.

В качестве жидкого металла может быть использован сплав Na-К, имеющий небольшой удельный вес, но отличающийся большой химической активностью.

Жесткий BKJIBpbIHI закрывающий полость с жидкостью, обеспечивает защиту жидкого металла от взаимодействия с нею в случае разрушения диафрагм что повьппает надежность замыкателя.

Автоматическая подача газа в зазор между диафрагмами упрощает эксплу атацию замыкателя.

Кроме того, экономический эффект описанного коммутатора заключается в более эффективном. заполнении жидким металлом межконтактного зазора и уменьшении мощности статического при" вода благодаря снижению жесткости верхней диафрагмы.

В качестве среды, подаваемой в зазор между диафрагмами, применяют газ или жидкость, которые выбирают нейтральными по химическому взаимо действию с жидким металлом. Такое техническое решение обеспечивает защиту жидкого металла от окисления в случае разрушения верхней диафрагмы, что особенно важно, например, при использовании сплава, который является взрывоопасным.

Следует также отметить, что наличие двух диафрагм позволяет выполнить наружный контакт составным, с линией разъема, проходящей в зазоре между диафрагмами. Это обстоятельство также обеспечивает удобства сборки и эксплуатации, так как позволяет производить устайовку и наладку импульс" ного привода независимо от контактной системы, выполнить отделяемую полость герметичной, заполненной жид. костью, и из материалов, соответствующих эффективной передаче энергии.

Кроме того, заполнение зазора меж ду диафрагмами в исходном положении различными жидкостными или газовыми средствами дает возможность дополнительно изменять параметры (амплитуду и длительность) импульса дав- . ления, воздействующего на жидкометаллический контакт, и тем.самым коррек. тировать параметры его движения.

Таким образом, предложенный замыкатель обеспечивает как импульсную, . так и длительную коммутацию электрических цепей при более высокой надежности его элементов, испытывающих импульсное воздействие привода.

1066385

Составитель И. Федотов

Редактор О. Юркова Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Тираж 643, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 3318/2

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4