Приводное устройство для коммутационных аппаратов
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („>90401 6
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.05.80 (2!) 2926864/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл
Н 01,Н 29/00
Н Ol Н 39/00
Гасударственные комитет
СССР (53) УДК 621.316..542 (088.8) Опубликовано 07.02.82. Бюллетень № 5
Дата опубликования описания 17.02.82 по делан нзооретеннй и открытий (72) Автор изобретения
В. Н. Скрипунов (71) Заявитель (54) ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИОННЫХ
АППАРАТОВ
Изобретение относится к электронике и может быть использовано в сильноточных коммутационных аппаратах.
Известны жидкометаллические коммутационные аппараты, в которых в качестве привода используется электрический разряд в жидком металле. Жидкий металл под действием энергии взрыва выбрасывается вверх в межконтактный зазор и замыкает контакты силовой цепи. Взрывающийся проводник из твердометаллических материалов формируют вне устройства, изолируют его боковую поверхность, соединяют одним торцом с токопроводником, а затем вводят в жидкометаллическую среду (1) .
В такой конструкции необходимо периодически после каждого электрического разряда вводить новый взрывающийся проводник в жидкий металл, что связано с разгерметизацией устройства и является его недостатком.
Известно также приводное устройство для коммутационных аппаратов, содержащее заполненный жидким металлом цилиндрический корпус, выполняющий функцию одного из токопроводов, и другой токопровод, установленный внутри корпуса, кото2 рый изолирован от него при помощи изоляционной втулки, а контактирует с ним при помощи жидкометаллического перешейка, образованного двумя изоляционными дисками, установленными с зазором соосно с внутренним токопроводом (2).
Основными недостатками этого устройства являются: малый зазор между дисками, составляющий десятые доли миллиметра, затрудняет заполнение его жидким металлом, что снижает надежность и скорость формирования взрывающегося проводника; устройство не обеспечивает регулирование зазора без его разборки, что снижает функциональные возможности; место крепления дисков к токопроводу является неподы вижным и испытывает значительные силовые воздействия, что снижает механическую прочность устройства.
Цель изобретения — повышение долговечности и надежности устройства.
Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено толкателем с подпружиненным к нему штоком и элементом регулировки зазора между изоляционными дисками, при этом внутренний токопровод выпол нен с осевым отверстием, в котором установ904016
SO лены толкатель и шток, первый из которых жестко связан с элементом регулировки зазора между дисками, а второй — с одним из дисков.
Кроме того, втулка, изолирующая корпус от внутреннего токопровода, жестко соединена с другим диском, подпружинена и установлена с возможностью перемещения в осевом направлении.
На чертеже изображено конструктивное выполнение приводного устройства.
Устройство содержит корпус 1, являющийся одним из токопроводов и заполненный жидкометаллической средой 2, в которой расположен другой внутренний токопровод 3, изолированный от жидкометалической среды с помощью втулки 4, подвижной в осевом направлении. На втулке 4 расположен нижний диск 5, в который упирается пружина 6. В токопроводе 3 выполнено осевое отверстие 7, в котором расположен шток
8. На штоке 8 закреплен верхний диск 9.
Диски 5 и 9 образуют жидкометаллический взрывающийся перешеек 10. Шток 8 снабжен пружиной 11. В осевом отверстии 7 расположен толкатель 12, который соединен с элементом 13 регулировки зазоров и взаимодействует со штоком. Втулка 4 снабжена упором 14. Токопровод 3 неподвижен и соединен с жидкоменталлическим перешейком 10.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии нижний диск 5 фиксируется с помощью пружины 6, прижимающей упор 14 втулки 4 к корпусу 1. Верхний диск 9 с помощью толкателя 12, воздействующего на шток 8 и преодолевающего сопротивление пружины 11, перемещается вверх, образуя с нижним диском зазор 5—
10 мм. В такой зазор свободно затекает жидкий металл. Затем толкатель 12 и шток
8 под действием пружины 11 перемещаются вниз. Между нижним и верхним дисками устанавливают при помощи элемента 13 регулировки зазора зазор (например, 0,1 — 0,5 мм), соответствующий оптимальным параметрам электрического разряда. В этом зазоре формируется жидкометаллический перешеек, который в центре соединен с центральным токопроводом, а на периферии — с жидкометаллической средой и через нее с другим токопроводом (корпусом).
При соединении токопроводов с емкостным накопителем энергии происходит электрический взрыв кольцевого перешейка и передача энергии жидкому металлу, который выбрасывается вверх и коммутирует, например, электроды силовой цепи или совершает какую-либо работу. Под действием расширяюшейся парогазовой полости электрического взрыва перешейка верхний и нижний диски перемещаются друг от друга в осевом направлении до упора штока и втулки. После завершения процесса передачи е
15 зв
25 зе
js аю
55 энергии верхний диск под действием пружины 11, а нижний диск — пружины 6 возвращаются в исходное положение, показанное на чертеже. После перемещения толкателем верхнего диска вверх, заполнения жидким металлом зазора между дисками и установления нужной толщины перешейка, устройство снова готово к работе.
Выбором геометрических размеров зазора, диаметром, а также типом жидкого металла, определяются энергетические параметры приводного устройства.
В связи с тем, что оба диска закреплены на подвижных элементах (втулка и шток) это снижает механические усилия, возникающие в местах их крепления к подвижным элементам, а, следовательно, повышает долговечность устройства и расширяет выбор материалов для изготовления дисков. Могут быть использованы более жесткие материалы, чем например, резина, что позволяет выполнять зазор между дисками более равномерным и стабильным с течением времени. Это сохраняет стабильность энергетических параметров привода.
Частота следования разрядов зависит от скорости заполнения жидким металлом зазора между дисками.
В предлагаемом устройстве, благодаря перемещению верхнего диска толкателем, значительно увеличивается этот зазор, а, следовательно, и скорость его заполнения.
Частота следования импульсов определяется скоростью перемещения и ходом диска вверх-вниз, т. е. параметрами толкателя и возвратной пружины которые могут быть выполнены достаточно мощными и быстродействующими. В этом случае происходит равномерное и без микропустот затекание жидко(о металла по всей плошади дисков, т. е. более качественное формирование жидкомета ллического перешейка. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет плавно, путем изменения толщины перешейка, регулировать энергетические параметры приводного устройства.
Это все является техническим преимуществом предлагаемого устройства и повышает надежность работы. Экономический эффект заключается в многоразовости его использования, исключении затрат на разборку при постройке на новые параметры.
Предлагаемое устройство обладает более широкими функциональными возможностями, что позволяет использовать его не только в коммутационных аппаратах, но и в качестве плавного предохранителя с регулируемой величиной тока отключения.
Наличие втулки с подвижным изоляционным диском является дополнительным средством повышения долговечности устройства. Причем, зазор между втулкой и внутренним токонроводом не должен создавать (например, в результате заполнения его жидким металлом) канала, шунтирую904016
Формула изобретения
Составитель А. Голосов
Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая
Тираж 757 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП сПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Редактор П. Макаревич
Заказ 137/38 щего взрывающийся перешеек. Это, например, может быть достигнуто так, как показано на чертеже, где втулка проходит через корпус устройства. Утечки жидкого металла по зазору в этом случае не соединены с жидким металлом в корпусе. Сама втулка, естественно, должна быть с изоляционным покрытием. Для устранения утечек жидкого металла через все подвижные соединения применяют традиционные уплотнения (не показаны).
Таким образом, предлагаемое устройство обладает большой надежностью в работе и широкими функциональными возможностями.
1. Приводное устройство для коммутационных аппаратов, содержащее заполненный жидким металлом цилиндрический корпус, выполняющий функцию одного из электродов, и другой электрод, установленный внутри корпуса, который изолирован от него при помощи изоляционной втулки, а контактирует с ним при помощи жидкометаллического перешейка, образованного двумя изоляционными дисками, установленными с зазором соосно с внутренним электродом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, оно снабжено толкателем с подпружиненным к нему штоком и элементом регулировки зазора между дисками, при этом внутренний электрод выполнен с осевым отверстием, в котором установлены толкатель и шток, первый из которых жестко связан с элементом регулировки зазора между дисками, а второй — с одним из дисков.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что втулка, изолирующая корпус от внутреннего электрода, жестко соединена
1 с другим диском, подпружинена и установлена с возможностью перемещения в осевом направлении.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 436405, кл. Н 01 Н 39/00, 1975.
2. Авторское с видетел ь ство С СС P № 691950, кл. Н 01 Н 29/00, 1979 (прототип) .