Коммутационный аппарат с жидкометаллическим подвижным контактом

Коммутационный аппарат с жидкометаллическим подвижным контактом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>955259 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 131279 (21) 2849956/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет () М Кл 3

Н 01 Н 29/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень ¹ 32

Ъ

Дата опубликования описания 300882 (53) УДК621.316..524 (088. 8) „ г .

Б.М.Шадхан .и О.В.Вейтце яь (72) Авторы изобретения (73 ) Заяв итель (54 ) КОММУТАЦИОННЫЙ AIIIIAPAT

С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ПОДВИЖНЫМ

K0HTAKTOl

Изобретение относится к электроаппаратостроению, а более конкретно к коммутационным электрическим аппаратам с жидким металлом.

Известны электрические коммутационные аппараты, содержащие твердометаллические контакты (или электроды), установленные в изоляционном корпусе, замыкание и размыкание которых при коммутации производится с помо. щью жидкого металла, который вводится (или выводится) в контактный промежуток (межэлектродный промежуток) с помощью элементов переменного объема, к примеру сильфонов, различных 1з устройств с гибкими диафрагмами, движущимися поршнями и т.п., которые в свою очередь работают под воздействием на них пневматических, гидравлических или механических усилий

20 при вода (1 ) .

К недостаткам известных коммутационных аппаратов относится то, что приводом необходимо управлять вручную с помощью оператора или специальным автоматическим устройством, которое содержит множество сложных узлов и деталей, что снижает надежность работы всего устройства в целом. Кроме того, наличие сильфонов, гибких диафрагм и т.п. узлов вносит дополнительные элементы ненадежности в эти устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее изоляционный корпус, твердометаллические электроды, жидкий металл и элемент, формирующий жидкометаллическую струю (2).

Однако для автоматического включения и отключения их, особенно при повторно кратковременном режиме, необходимо последовательно приводить в действие сложные приводные системы, для управления которыми в свою очередь необходимы различные устройства типа реле, датчиков шаговых искателей, переключателей и Пр., что значительно усложняет такие устройства и обслуживание ими, а за счет большего числа элементов и кинематических звеньев в них снижается надежность и увеличивается стоиьюсть таких устройств.

Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение расхода жидкого металла.

Поставленная цель достигается тем, что изоляционный корпус выполнен в виде двух соединенных и вертикально

955259 расположенных друг над другом замкнутых емкостей, которые сообщаются между собой через сопло элемента, формирующего жидкометаллическую струю, который установлен на дне верхней емкости с жидким металлом, причем в отверстии указанного сопла расположен дополнительно введенный элемент управления в виде винта, установленный в крышке верхней емкости, а в нижней емкости располо- 10 жены межэлектродные промежутки, образованные твердометаллическими электродами.

Для увеличения количества коммутируемых цепей неподвижные твердометаллические электроды расположены радиально и в несколько ярусов.

Для обеспечения непрерывности работы в изоляционном. корпусе на различных уровнях расположены неподвижные вспомогательные электроды, которые включены в цепь управления.

Устройство содержит неподвижные твердометаллические электроды 1, закрепленные жестко в корпусе 2, жидкий металл 3, выполняющий функцию подвижного контакта при коммутации, и элемент 4, формирующий жидкометаллическую струю. Изоляционный корпус 2 содержит верхнюю емкость 5 с жестко установленной на 35 ней крышкой б и нижнюю емкость 7 с основанием 8 для стационарйого крепления.

На дне верхней емкости 5 установлен регулируемый элемент 4, фор- 40 мирующий жидкометаллическую струю, к примеру сопло с отверстием 9, которое может закрываться полностью. или частично конусной частью 10 винта 11 управления, установленного на резьбе в крышке б. Бинт 11 управления снабжен для установки определенного положения указательной стрелкой 12, а крышка б — неподвижной отградуированной шкалой 13 ° Верхняя. емкость 5 соединяется телескопически или на резьбе с нижней емкостью 7 и может перемещаться при наладке вдоль вертикальной оси устройства для регулировки расстояния A между торцом отверстия 9 элемента 4, фор мирующего,жидкометаллическую струю, и неподвижными твердометаллическими электродами 1, радиально установленными в нижней емкости 7 изоляционного корпуса 2. К верхней ем- 60 кости 5 подведен входной патрубок

14 для заливки жидкого металла 3 от перекачивающего насоса, а к нижней емкости 7 — выходной патрубок

15 к тому же насосу не показан). 65

Регулируя зазор о между отверс" тием 9 элемента 4, формирующего жидкометаллическую струю, и конусной частью 10 винта 11 управления для вытекания жидкого металла 3, а также зазор А, можно увеличивать или уменьшать расход жидкого металла 3 и время образования и падения жидкометаллических капель 17, что обеспечивает получение требуемой характеристики относительной продолжиНа чертеже приведена конструкция устройства, сечение по вертикальной оси.

Твердометаллические электроды

1 между своими торцами образуют межэлектродные промежутки 1б., величина которых в самой узкой части

1 всегда меньше диаметра D жидкометаллической капли 17.

Б с енках изоляционного корпуса

2 как в верхней емкости 5, на уровне линии а-а, так и в нижней емкости 7, на уровне линии,Ь-Ь, расположены вспомогательные управляющие электроды 18, соединенные с электрическими цепями включения и отключения перекачивающего насоса.

При работе устройства винт 11 управления поворачивается против часовой стрелки и при этом его конусная часть 10 открывает отверстие

9 элемента 4, формирующего жидкометаллическую струю, с образованием зазора о, при этом стрелка 12 указывает положение винта 11 управления относительно неподвижной шкалы 13.

Жидкий металл 3 под действием сил гравитации и давления вытекает через зазор о и отверстие 9 элемента

4 и в результате взаимодействия сил поверхностного натяжения образует жидкометаллическую каплю 17, которая затем, увеличиваясь, отрывается от элемента 4 и падает в межэлектродный промежуток 1б, замыкая твердометаллические электроды 1, а затем стекая с них, образует на них вновь жидкометаллическую каплю 17, которая падает в нижнюю емкость 7, размыкая твердометаллические электроды 1. Таким образом, этот процесс периодически повторяется, в результате чего и происходит периодическое замыкание и размыкание электрических цепей.

По мере, работы жидкий металл 3 в верхней емкости 5 убывает и накапливается в нижней емкости 7 (уровень

Ь-b), жидкий металл 3 замыкает электрическую цепь включения перекачивающего .насоса, который перекачивает

его в верхнюю емкость 5 до тех пор, пока он не замкнет вспомогательные управляющие электроды 18 в верхней емкости 5 на уровне а-а и не произойдет отключение и остановка перекачивающего насоса.

955259

Формула изобретения

40 тельнвсти включения (ПВ)(ПВ= раб .ggOу<>) при работе в поврао паузы торно-кратковременном режиме предлагаемого устройства.

Остановка работы производится поворотом винта 11 управления по часовой стрелке, в результате чего конусная часть 10 его полностью закрывает отверстие 9 элемента 4, форми- 10 рующего жидкометаллическую струю, и прекращает вытекание жидкого метал ла 3, в результате чего коммутация электроцепей прекращается.

K технико-экономическим преимуще- 15 ствам устройства относятся простота конструкции и обслуживания; отсутствие элементов переменного объема сильфона, диаграммы, поршня в цилиндре и т.п.; отсутствие при ком- 20 мутации специального привода (пневматического, гидравлического, механического или др.), поскольку при коммутации используются -гравитационные силы; отсутствие элементов автоматического управления приводом (реле, датчиков переключателей и пр.), способность коммутировать одновременно несколько электроцепей без увеличения расхода жидкого металла.

Предлагаемое техническое решение значительно упрощает конструкцию, повышает надежность работы и снижает стоимость устройства как при изготовлении, так и при эксплуатации.. Кроме того, устройство автономно, изолировано от воздействия окружающей среды и может длительное время работать в повторнократковременном режиме совершенно без оператора.

Устройство наиболее целесообразно использовать для коммутации цепей управления испытательных стендов, на которых исследуется механи- 45 ческая износостойкость изделий, т.е. когда необходимо производить большое число последовательных включений и отключения; для световой рекламы или световых табло, где также необходимы последовательные включения и отключения отдельных ламп или их групп в различной последовательности; для.выдачи периодических световых сигналов и т и, 1. Коммутационный аппарат с жидкометаллическим подвижным контактом, содержащий изоляционный корпус, твердометаллические электроды, жидкий металл и элемент, формирующий жидкометаллическую струю, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения расхода жидкого металла, изоляционный корпус выполнен в виде двух соединенных и вертикально расположенных друг над другом замкнутых емкостей, которые сообщаются между собой через сопло элемента, формирующего жидкометаллическую струю, который установлен на дне верхней емкости с екидким металлом, причем в отверстии указанного сопла расположен дополнительно введенный элемент управления в виде винта, установленный в крышке верхней емкости, а в нижней емкости расположены межэлектродные промежутки, образованные неподвижными твердометаллическими электродами. . 2. Аппарат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что с целью увеличения количества коммутируемых электрических цепей, неподвижные твердометаллические электроды расположены радиально и в несколько ярусов.

3. Аппарат по пп.1 и 2, о т— .л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности работы, в изоляционном корпусе на различных уровнях расположены неподвижные вспомогательные электроды, которые включены в электрическую цепь управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 524242, кл. Н 01 Н 29/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 559295, кл. Н 01 Н 29/10, 1977.

955259

Рю ж аъю

+@ my

Составитель В.IIorroaa

Техред М.Надь Корректор М. Демчик

Редактор И.Михеева

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 6452/б3 Тираж *161 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113935, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5