Коммутационный аппарат с жидкометаллическим рабочим телом

 

КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ РАБОЧИМ ТЕЛОМ, содержащий разделенные кольцом из изоляционного материала неподвижные твердометаллические электроды , выполненные в виде цилиндров, уста+ новленные коаКсиально и с зазором относительно друг друга, один из которых вынолнсн с тугоплавкой прокладкой на его торцовой поверхности, а другой - со сквозной полостью, герметпчно соединенной с но . лостью сильфона, с дном которого жестко связан подвижный твердометаллическнй электрод, причем полости цилиндра и сильфона заполнены жпдкпм .мета.:1лом, отличающийся тем, что, с целью повыи1ения надежности , он снабжен клапаном, жестко связанным с подвижным контактом, в тугоплавкой прокладке цп.шндра выно.чнены капиллярные отверстия, а в цплипдре выполнены заполпенные жпдкпм метал,и)м сообщаюнхиеся радиальные каналы, р.:сг1оложеппые под уг.чом к оси цилиндра, одни концы которых открываются над указанными каниллярньпи) отверстиями, а другие (Л концы канала открываются на наружной боковой поверхности ци.шндра, при этом последьше концы капа,;;; в в)И люченном положении перекрыты клапаном. ll О 05 ел |. со N3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.80» 1065912 А

Ь<51) Н 01 Н 2904

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.ItI + с °, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3497422/24-07 (22) 1! .10.82 (46) 07.0!.84. Бюл. № 1 (72) B. И. Тамаров, A. Ф. Кузьмин, Е. Ф. Щербаков, А. A. Разинов и В. И. Приходченко (71) Ульяновское отделение Всесоюзного научно-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического институга низковольтного аппаратостроения

«ВНИИэлектроаппарат» (53) 621.316.546 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ,;"а 546953, кл. Н 01 Н 29/00, 1973, 2. Walkden A. 1. Kowalczyk М. R. Ligwidmeta l Swi (ching.-«GEG Journal of Science 8 Technology». 1979, 45, Ж 2, р, 63-69. (54) (57) КОММУТАЦИОННЪ|И АППАРАТ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ РАБОЧИМ ТЕЛОМ, содержащий разделенные кольцом из изоляционного материала неподвижные твердометаллические электроды, выполненные в виде цилиндров, установлс нные коакспяльно и с зазором отнс1сительl(o друг друга, один пз которых выполнен с тугоплавкой прокладкой пя его торцовой поверхности. а другой — - со сквозной полостью, герметично соединенной с полост1по сильфона, с;l,íîì которого жестко подвижн»1й TBep10хlстял.зпч1. ский электрод, причем полости цилиндра и сильфоня заполнены жидким металлом, отличавLLILtticst тем, что, с 1ьелью повышения надежности, он снабжен клапаном, жестко связанным с подвижным контактом, в тугonлавкой прокладке цилиндра выполнены кяпиллярпыс отверстия, я в цилиндре выполнены зап01непнь1 . Жид!<Им металлом 00001цак 1циеся радиальные каналы, р,c погп1же1 ные под углом к оси цилиндра, одни концы которых открываются над указанными капиллярнымп отверстиями, я другис концы канала открываются на наружной боковой поверхности ци 1«tlдра, при этом последние концы канал,, в выключенном положении перекрыты клaïàíoм.

1065912

Изобретение относится к элек. ротехнике, в частности к сильноточным коммутационным аппаратам с жидкометаллическим рабочим телом.

Известны коммутационные аппараты, содержащие два неподвижных электрода, коммутируемых подвижным электродом через промежуточную пористую прокладку, проп ита ннун жидким металлом (! ) .

Наиболее близким к предлагаемому 00 технической сугцности и достигаемому результату является выключатель, содержащий разделенные кольцом из изоляционного материала неподвижные твердометалли ческие электроды, выполненные в виде цилиндров, установленные KQBKcHdJlbHo и с зазором относительно друг друга, один из которых выполнен из тугоплавкой прокладки на его торцовой поверхности, а друt îé — со сквозной полостью, герметично соединенной с полостью сильфона, с дном которого жестко связан подвижный твердометаллический электрод, причем полости цилиндра и сильфона заполнены жидким металлом (2).

Недостатком указанного агшарата является эрозия верхнего электрода из-за недостаточной смоченности его жидким металлом в момент включения и отключения.

Цель изобретеHHH — повышение надежности жидкометаллического коммутационного аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что коммутационный аппарат с жидкометаллическим рабочим теплом, содержащий разделенные кольцом из изоляционного материала неподвижные твердометаллические электроды, выполненные в виде цилиндров, установленные коаксиально и с зазором относительно друг друга, один из которых выполнен с тугоплавкой прокладкой на его торцовой поверхности, а другой — со сквозной полостью, герметично соединенной с полостьк> сильфона, с дном которого жестко связан подвижный твердометаллический электрод, причем полости цилиндра и сильфона заполнены жидким металлом, снабжен клапаном, жестко связанным с подвижным контактом, в тугоплавкой прокладке цилиндра выполнены капиллярные отверстия, а в цилиндре выполнены заполненные жидким металлом сообщающиеся радиальные каналы, расположенные под углом к оси цилиндра, одни концы которых открываются над указанными капиллярными отверстиями, а другие концы канала открываются на наружной боковой поверхности цилиндра, при этом последние концы канала в выключенном положении перекрыты клапаном.

На фиг. 1 показан аппарат в положении

«Отключено», на фиг. 2 — то же, в поло40

55 0

35 жении включено»; на фиг. 8 -- сечение Л-Л на фиг. 1.

Коммутационный аппарат содержит неподвижные твердометалл ические электроды 1 и 2, выполненные в виде цилиндров, установленные коаксиально и с зазором относительно друг друга, один из которых выполнен с тугоплавкой прокладкой 3 на его торцовой поверхносIиH, а др .гой — со сквозной полостью. Электроды 1 и 2 разделены кольцом 4, выполненным из изоляционного материала. Полость цилиндра герметично соединена с полостью сильфона 5. Подвижный твердометаллический электрод 6 расположен внутри сильфона 6 и жест ко связан с его дном. Полости ци lHH1pB и связанного с ним сильфона гаполнены жидким металлом. В тугонлавкой прокладке цилиндра выполнены капиллярные отверстия 7, а в цилиндре выполнены 33lloëненные жидким металлом сообщающиеся радиальные каналы 8, расположенные под углом к оси цилиндра, одни концы которых открываются над капиллярными отверстиями а другие концы канала открываются на наружной боковой поверхности цилиндра.

При сборке аппарата каналы и капил ярные отверстия должны быть надежно смочены жидким металлом. Электрод 1 охватывает клапан, выполненный в визе кольца 9 с разрезом и прижатым к электроду пружинящим кольцом 10. Для лучшего скольжения кольцо 9 может быть выполнено, например, из фторопласта. Шпильками 1! кольцо 9 жестко связано с подвижным электродом 6. Герметическая полость 12 заполнена инертным газом.

Коммутационный аппарат работает следующим образом.

Под действием внешнего усилия сильфон сжимается, вытесняя жидкий металл в межэлектродный промежуток и одновременно перемещая вверх подвижный электрод 6. Первичное замыкание цепи происходит через посредство жидкого металла, покрывающего контактные поверхности электродов 1 и 2. Электрод 6, продолжая движение вверх, достигает электрода и боковыми стенками электрода 2, обеспечивая между ними надежный твердометаллический контакт (фиг. 2). Кольцо 9, выполняя роль клапана, открывает доступ жидкому металлу в каналах, которые оказываются ниже уровня жидкого металла.

При отключении сильфон растягивается, подвижный электрод опускается, разрывая твердометаллический контакт, жидкий металл стекает из полости в сильфон.

Кольцо 9, следуя за электродом 6, закрывает каналы 8, препятствуя вытеканию из них жидкого металла через кап иллярныс отверстия 7. Благодаря наличию жидкого

1065912

Фиг. Z

Составитель Н. Кухарева

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 0713/52 Тираж 683 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 металла в каналах и капиллярных отверстиях тугоплавкой прокладки под ней образуется свод из жидкого металла, предохраняющий верхний электрод от действия дуги как в момент отключения, так и в момент включения, так как при плотно закрытых кана1ах свод будет сохраняться до следх ющего включения.

Изобретение увеличит срок службы контактного узла и повысит надежность аппарата.