Коммутатор электролизера кэ-"остшуг"

Коммутатор электролизера кэ-"остшуг"

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и, 729678 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 12,11.76 (21) 2419128/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)М. Кд,2

Н 01 Н 29/02

Государственный комитет.

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 25D4.80. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 280480 (53) УДК 621. 316. 56 (088, 8) (72) Авторы изобретения

Р.И.Остапенко, А.М.Шугалей (71) Заявитель (54) КОММУТАТОР ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА КЭОСТШУГ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электролизной промышленности для, оперативного шунтирования и дешунтирования электролизных ванн при рабочих напряжениях 5-6.

Известны жидкометаллические коммутаторы, например коммутатор, являющийся аппаратом вертикальной установки и содержащий жидкий металл в нижней части, поступающий в кольцевую полость между изолированными друг от друга цилиндрическими электродами при сокращении нижнего сильфона, при этом жидкий металл удерживается в заданном объеме с помощью изоляционной жидкости, полностью заполняющей оставшийся внутренний объем, и изолированного снаружи кольца,препятствующего смешйванию жидкос-2О тей при их движении в кольцевой полости (1), Однако устройство имеет тот недостаток, что при коммутациях сверхтоков (десятков и сотен тысяч ампер) под действием перегрева жидкого металла à первые моменты ко «гр тации возникают газообразные продукты разложения жидкого диэлектрика, вызывающие внутреннее давление, препятствую- ЗО щее сокращению сильфона и работе аппарата, Кроме того, использование сильфона в качестве упругого элемента привода с учетом колебаний давления в магистралях сжатого воздуха предприятий и содержания в нем конденсата, делают привод малопригодным в наружных установках при низких температурах, в которых должен работать коммутатор электролизера.

Известен коммутатор электролизера содержащий внутренний и наружный электроды, разделенные друг от друга изоляционными прокладками и образующие кольцевую полость, в которой установлено уплотнительное кольцо, резервуар с диафрагмой, установленный под электродами, жидкий металл и пневмопривод (2).

Однако это устройство недостаточ. но надежно, для повышения надежности предлагаемое устройство, содержащее внутренний и наружный электроды, разделенные друг от друга изоляционными прокладками и образующие кольцевую полость, в которой установлено уплотнительное кольцо, резервуар с диафрагмой, установленный под электроПроизводственно-техническое предприятие СИВЭНЕРГОЦВЕТМЕТ

729678

25 дами, жидкий металл h пневмопривод, снабжено двумя плоскими шинами и дополнительным резервуаром с диафрагмой, установленными над электродами, а плоские шины закреплены между электродами и резервуарами и выполнены

5 с отверстиями, соединяющими резервуары с кольцевой полостью, Кроме того, коммутатор снабжен предохранительным клапаном, соединенным при помощи каналов с кольцевой полостью.

Верхняя и нижняя грани уплотнитель ного кольца и внутренние поверхности изоляционных прокладок могут быть выполнены в виде конусов.

Боковые грани уплотнительного кольца могут быть выполнены с многозаходными винтовыми проточками, соединяющими объемы над и под кольцом.

На чертеже дана конструктивная схема предлагаемого коммутатора — 20 в разомкнутом состоянии.

Он имеет внутренний цилиндрический электрод 1, верхнюю 2 и нижнюю 3 плоские шины, которые стягиваются шпильками „до жесткого упора по плоскости в центральный электрод и упругого упора в наружный электрод

4 через изоляционные кольца 5 и упругие кольца 6, герметизирующие стыки, КоммутатоР содержит Уплотнительное изоляционное кольцо 7, встав-. ленное по скользящей посадке в кольцевую полость между электродами

1 и 4, жидкий металл 8, диафрагмы

9, резервуары 10, снабженные отверстиями 11 для подачи и выброса воздуха, клапаны 12 давления . К электроду 4 приварена шина 13.

Коммутатор работает следующим образом.

Через электропневмоклапан {не по- 40 казанный на чертеже) сжатый воздух поподается через отверстия 11 нижнего резервуара. При этом отверстия 11 верхнего резервуара через тот же электроклапан соединены с атмосферой.

Под давлением воздуха диафрагма 9 вытесняет жидкий металл 8 через отверстия в шине 2, совпадающие с проточками на торце электрода 1 под уплотнительное кольцо 7, которое впереди металла устремляется к верхнему фланцу, не позволяя ему фонтанировать, и предохраняет верхнюю диафрагму 9 от горячих брызг, летящих с большой скоростью. °

Через жидкий Металл 8 между электродами 1 и 4 возчикает электрическая цепь,. Уменьшающая свое сопротивление по мере подъема жидкого металла, Кольцо 7, достигнув верхнего изоляционного кольца 5, плотно входит в 60 коническую проточку кольца 5, уплотняя объем жидкого металла 8. Поскольку кольцо несколько опережает сплошной столб жидкого металла, газ между ним и металлом демпфирует удар 65 жидкого металла 8 с кольцо 7 и предотвращает его быстрый износ. Эатем этот газ через зазор между кольцом 7 и электродом 1, а также через винтовую проточку на боковой поверхности кольца 7 вытесняется жидким металлом.

Давление над и под кольцом уравнивается ° При этом кольцо 7 выходит из проточки в кольце 5. В процессе длительной эксплуатации не исключается попадание жидкого металла под верхнюю диафрагму хот я бы в виде пара.

Поэтому на шине 2 выполнено углубление, в котором капельки жидкого металла собираются, а затем через сверления попадают в кольцевую полость, По наклонной грани кольца 7 они стекают к наружной стороне и по винтовым проточкам попадают под кольцо 7. При этом практически исключается образование мостика из жидкого металла на поверхности кольца 7 °

Процесс включения коммутатора завершается, когда нижняя диафрагма

9 прижимается к шине 3, а верхняя к стенкам сферической плоскости в верхнем резервуаре 10. Упругость диафрагм 9 такова, что свое конечное положение они занимают при давлении в нижнем резервуаре меньше 1 атм

Это обеспечивает стабильную работу независимо от колебаний давления промышленного воздуха °

Если по каким-либо причинам внутри коммутатора возникает давление, превышающее 2-2,5 атм., срабатывает клапан 12, который предотвращает возникновение условий недовключения или невключения аппарата.

Переходное сопротивление в прижимных контактах между центральным электродом 1 .и шинами 2 и 3 равноценно сопротивлению сварного соединения, благодаря жидкому металлу, который заполняет зазор между контактирующими поверхностями и остается там под действием капиллярных сил.

Отключение коммутатора происходит при подаче сжатого воздуха в верхний-., резервуар и соединения отверстия 11 нижнего фланца с атмосферой. При этом жидкий металл под действием веса и нарастающего давления со стороны верхней диафрагмы с ускорением уходит из кольцевой полости. Кольцо 7, следуя за жидким металлом и войдя с ударом в коническую проточку изоляционного кольца 5, окончательно разрывает электопроводящие мостики, создает твердоизоляционное покрытие электродов в зоне коммутации, что обеспечивает надежный однократный разрыв цепи.

Стекание со стенок избыточного металла не приводит к самопроизвольному включению, благодаря скошенным граням кольца 7 и многозаходным проточкам на его боковых гранях.

В коммутаторе использована более глубокая, чем в аналогах, компенсация

7 . с78

Ц 71 fl

Пс пнсное

Тираж 844

ЦНИИПИ Заказ 1294/46

Филиал ППП Патент ., r. Ужгород, ул, Проектная,- 4 собственного магнитного поля, благодаря двухстороннему подводу тока.

Формула изобретения

1. Коммутатор электролизера, содержащий внутренний и наружный электроды, разделенные друг от друга изоляционными прокладками и образующие кольцевую полость, в которой установлено уплотнительное кольцо, резервуар с диафрагмой, установлен- ный под электродами, жидкий металл и .пневмопривод, о т л и ч а ю щ и й1 с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен двумя плоскими шинами и дополнительным резервуаром с диафрагмой, установленным над электродами, а плоские шины закреп-лены между электродами и резервуарасоединяют резервуары с кольцевой по лостью.

2. Коммутатор по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что снабжен предохранительным клапаном, который соединен при помощи каналов с кольце вой полостью.

3, Коммутатор по п.l п,2, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что верхняя и нижняя грани уплотнительного кольца и внутренние поверхности изоляционных прокладок выполнены в виде конусов.

4. Комис: —.. àòoð по пп. l, 2 и 3,— отличающийся тем,что боковые граHH уплотнительного кольца выполнены с многозаходными винтовыми проточкаьы, которые соединяют объемы над и вЂ,oд кольцом.

Исто-..:.-и.:.=; информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 440711,: к Н 01 Н 29/00, 1972.

2, Автор:. -:î=- с"видетельство СССР по заявке .. 2333679, кл.Н 01 Н

29/02, 1976 (прототип).

1Ð