Жидкометаллический замыкатель

 

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЗАМЫКАТЕЛЬ, содержащий изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким металлом два электрода, установленные с,зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой , верхний электрод, выполнен в виде диска с вогнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катушку индукционно-динамического привода , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, часть крайних витков катущки смещена относительно соседних , образуя уступ, обращенный в сторону зазора между электродами. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

Э(51) Н Ol Н 2922

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Яоп

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3520265/24-07 (22) 13.12.82 (46) 15.02.84. Бюл. № 6 (72) В. Г. Бакута, Л. Н. Карпенко и В. А. Скорняков (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (53) 621.316.542 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 496617, кл. Н Ol Н 29/22, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 458895, кл. Н 01 Н 29/22, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР № 902090, кл. Н 01 Н 29/22, 1980. (54) (57) 7КИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ

ЗАМЫКАТЕЛЬ, содержащий изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким металлом два электрода, установленные с,зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой, верхний электрод, выполнен в виде диска с вогнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катушку индукционно-динамического привода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, часть крайних витков катушки смещена относительно соседних, образуя уступ, обращенный в сторону зазора между электродами.

1073813

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к жидкометаллическим замыкателям, и может быть использовано при создании быстродействующей коммутационной аппаратуры.

Известны жидкометаллические замыкатели, содержащие два неподвижных электрода, разделенных диэлектриком, и подвижную часть, позволяющую производить замыкание электродов с помощью жидкого металла (1) и (2).

1О

Однако быстродействие этих устройств ограничено большой массой подвижных частей.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является быстродействующий замыкатель, содержаший изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким металлом два электрода, установленные с зазором, один из которых, ниж- gp ний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой, верхний электрод, выполнен в виде диска с вогнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катушку индукционного динамического привода (3) .

В данном устройстве масса подвижной части меньше чем в известных, однако торможение жидкого металла на поворотном участке (обусловленное тем, что вектор силы, действующей на жидкий металл, направлен под углом к оси зазора, по которому движется жидкий металл на поворотном участке) снижает быстродействие, что является недостатком данного устройства. Кроме того, пока ток в жидком металле, наведенный в нем катушкой ИДП, не затух, на жидком металле действует радиальная сила, направленная в сторону увеличения радиуса кольца, образованного жидком металлом. 4о

Эта сила дополнительно прижимает жидкий металл к изоляционной стенке замыкателя, что также способствует уменьшению скорости его движения.

Целью изобретения является повышение быстродействия замыкателя.

Поставленная цель достигается тем, что в жидкометаллическом замыкателе, содержащем изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким ме- 511 таллом два электрода, установленные с зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой, верхний электрод, выполнен в виде диска с вогнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катушку индукционно-динамического привода, часть крайних витков катушки смещена относительно соседних, образуя уступ, обращенный в сторону зазора между электродами.

На чертеже изображен жидкометаллический замыкатель, общий вид.

Замыкатель состоит из двух установленных с зазором неподвижных электродов 1 и 2, изоляционного корпуса 3 и катушки 4.

Нижний электрод 1 содержит централь-. ный выступ с выпуклой поверхностью 5, направленной в сторону верхнего электрода 2, который имеет вогнутую поверхность, расположенную напротив упомянутого выступа с поверхностью 5 нижнего электрода 1. Жидкий металл 6 расположен над катушкой 4 индукционно динамического привода. Катушка 4 выполнена таким образом, что часть крайних витков смещена относительно соседних витков и образуют уступ

7, обращенный в сторону зазора между электродами.

Устройство работает следующим образом.

При разряде накопителя энергии 8 через коммутатор 9 на катушку 4 в слое жидкого металла 6 индуктируется ток с направлением, противоположным току в катушке (индукторе) . При этом как и у прототипа возникает вертикальная сила F, вбрасывающая жидкий металл в зазор между электродами 1 и 2.

Выполнение катушки с уступом приводит к тому, что на жидкий металл действует еше и добавочная сила F . Результи рую«шая сила равна векторной сумме двух сил

F и Рд,д. При этом по абсолютной величине сила Fo больше силы F, которая действует на жидкий металл в прототипе ("о= " +""4л ).

Кроме того, подбором параметров катушки можно добиться того, чтобы векторная сила F> действовала вдоль оси канала, по которому перемещается жидкий металл. Это исключает торможение жидкого металла на поворотном участке (как это имеет место в прототипе) и позволяет повысить быстродействие устройства или же при сохранении быстродействия снизить энергию, необходимую для срабатывания замыкателя.

Наличие силы F>qq равной, например, по величине 0,6 F (или F), приводит к увеличению общей силы Ео, действующей на жидкий металл в 1,17 раза (или в 1,4 раза), что повышает быстродействие устройства соответственно в 1,17 или 1,4 раза. При сохранении быстродействия на прежнем уровне это позволяет снизить энергию, необходимую для срабатывания устройства в 1,17 или 1,4 раза.

1073813

Составитель Н. Кухарева

Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор В.Гирняк

Заказ 11798 51 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом видно, что выполнение индуктора с уступом, когда крайние его витки катушки смещены относительно соседних витков, позволяет повысить быстродействие жидкометаллического замыкателя или снизить мощность приводного устройства.