Коммутатор

 

1. КОММУТАТОР, содержащий цилиндрический корпус, в котором расположены кольцевой статор и ротор с контактными площадками, рабочие поверхности которых покрыты рабочей жидкостью, пр.ччем ротор выполнен в виде немагнитного диска с расположенным на нем магнитопроводом, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности,контактного сопротивления и виброустойчивости коммутатора, он снабжен направляющими ротор опорными элементами , расположенными у его краев и установленными с возможностью перемещения относительно ротора и статора при смещении последних относительно друг друга. 2.Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что опорные элементы выполнены в виде жестких полукапель и/или твердых тел вращения, причем часть их является контакт деталями коммутатора. 3.Коммутатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что опорные элементы распределены раЕшомерно осесимметриппо коаксиальными рядами. 4.Коммутатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что опорные элементы распределены i равномерно осесимметрично в углублениях статора и ротора. (Л 5.Коммутатор по im. 1, 2 и 3, отличающийся те.м, что опорные элементы распело жены в углублениях статора и ротора. 11 о -vi О5 СО l fpiji.f 12

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

УЯ1 Н О! H 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3472384/24-07 (22) 20.07.82 (46) 28.02.84. Бюл. № 8 (72) В. С С. Зарецкас, Л. Г. Бастин

А. Т. Балькявичюс, А. Б. Зубкова, С. С. Лав ренов, E. Д. Радов, А. T. Ротт и A. Д. Ребйзов (53) 621.316. 543 (088. 8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 643987, кл. Н 01 Н 29/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 343312, кл. Н 01 Н 29/00, 1970. (54) (57) l. КОММУТАТОР, содержащий цилиндрический корпус, в котором расположены кольцевой статор и ротор с контактными площадками, рабочие поверхности которых покрыты рабочей жидкостью, причем ротор выполнен в виде немагнитного диска с расположенным на нем магнитопроводом, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности . контактного сопротивления и

„„SU„„1076974 виброустойчивости коммутатора, он снабжен направляющими ротор опорными элементами, расположенными у его краев и установленными с возможностью перемещения относительно ротора и статора при смещении последних относительно друг труга.

2. Коммутатор по и, 1, отличающийся тем, что опорные элементы выполнены в виде жестких полукапель и/или твердых тел вращения. причем часть их является контакт деталями коммутатора.

3. Коммутатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что опорные элементы распределены равномерно осесимметрично коаксиальными рядами.

4. Коммутатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что опорные элементы распределены равномерно осесимметрично в углублениях статора и ротора.

5. Коммутатор по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что опорные элементы располо жены в углублениях статора и ротора.

1076974

Изобретение относится к жидкостным коммутационным аппаратам и может быть использовано в качестве многолозиционного коммутационного изделия в измерительновычислительных комплексах для программной коммутации электрических цепей.

Известен жидкометаллический контактный узел, содержащий электроды в виде вращающегося кольца или диска и неподвижного кольца, межэлектродный объем между которыми заполнен эластичным по- Э ристым материалом пропитанным жидким металлом (!).

Недостатком указанного устройства состоит в том, что в нем возможны процессионные колебания дискового подвижного электрода, из-за которых нарушается равномерность проводимости межэлектродного объема.

Известен также коммутатор, содержащий цилиндрический корпус, в котором расположены кольцевой статор и ротор с контактными площадками, рабочие поверхности которых покрыты рабочей жидкостью, причем ротор выполнен в виде немагнитного диска с расположенным на нем магнитопроводом (2).

Однакб недостатками известного устрой- 25 ствя являются прецессионные колебания диска ротора относительно статора коммутатора, в результате чего понижается стабильность контактного сопротивления и виброустойчивость коммутатора.

Цель изобретения — повышение стабильности контактного сопротивления и виброустой ч и вост и ком м ут а тор а.

Поставленная цель достигается тем, что коммутатор, содержащий цилиндрический корпус. в котором расположены кольцевой статор и ротор с контактными площадками, рабочие поверхности которых покрыты рабочей жидкостью, причем ротор выполнен в виде немагнитного диска с расположенным на нем магнитопроводом, снабжен направляющими ротор опорными элементами, расположенными у его краев и установленными с возможностью перемещения относительно ротора и статора при смешении последних относительно друг друга.

Опорные элементы выполнены в виде жидких полукапель и/или твердых тел вра- 45 щения, причем часть их является контактдеталями коммутатора.

При этом опорные элементы распределены равномерно осесимметрично коаксияльными рядами.

Опорные элементы могут быть распределены равномерно осесимметрично в углублениях статора и ротора.

Кроме того, опорные элементы могут быть располс>жены в углублениях статора и ротора. 55

На фиг. 1 изображен коммутатор, разрез, збщий вид; иа фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; ча фиг. 3 — один из вярианпгов выполнения коммутатора в разрезе; на фиг. 4 разрез

1>-Ь ня фиг. 3; на фиг. 5 — рогор коммутатора; на фиг. 6 и 7 -- варианты сопряжения ротора и статора коммутатора посредством твердотельных опорных элементов.

Коммутатор (фиг. 1) содержи г статор и ротор. Статор (фиг. 2) содержит плоский кольцевой магнитоп)>овод, который выполнен из пластинчатых сегментов 1, размещенных в магнитном диэлектрическом основании 2 статора коммутатора. Сегменты являю гся одновременно элементами контактной системы статора. Участки сегментов 1, находящиеся с наружной стороны основания 2, являются внешними токовводами контактной системы коммутатора. Участки 3 сегментов 1, находящиеся внутри основания 2 и обращенные к ротору 4, иредстазляют собой контактные электроды, рабочая поверкность которых выравненя с поверхностью полости 5 основания 2 и имеет иримезно квадратную форму. На участках 3 сегментов 1 размещены полукаиельки 6 электропроводной рабочей жидкости (иапример ртути), не смачивающей диэлектрический субстрат основания 2 и ротора 4. Основание 2 снабжено крышками 7 и 8 (предпочтительно немагнитными), которые могут быть выполнены из диэлектрического и электропроводного материала (крышки могут также являться элементами контактной систмы статора коммутатора и иметь площадки, смоченные рабочей жидкостью) . Ротор 4, размещенный в полости 5 основания 2 стятора коммутатора с зазорами капиллярных размеров (предпочтительно 10-- 20 мкм), трехслойный и содержит утопленные в его теле магнитопровод 9 и контакт-детали 10, рабочая поверхность которых выравнена с . поверхностью диска ротора 4, причем рабочая поверхность контакт-деталей 10 смоченя рабочей жидкостью и взаимодействует с участками 3 посредством контактных мостиков, образованных за счет соответству>сщих полукапелек 6 силами когезии рабочей жидкости. Кроме того, диск ротора 4 снабжен полукапельками 1! и 12 рабочей жидкости, фиксированно сцепленными с соответствующими металлическими участками, расположенными у краев (кромок) диска, ня боковой и торцовой поверхностях ротора 4. Полукапельки 11 и 12, а также полукапельки 6, взаимодействующие е боковой поверхностью ротора, за исключением взаимодействующих с рабочей поверхностью контакт-деталей 10, являются направляю-щими ротор опорными элементами, установленными с возможностью перемещения (переката) относитечьно ротора и статоря коммутатора при смещении последних относительно друг друга. Полукапельки 6, 1! и 12, а также другие элементы ротора распределены осесимметрично (сбалансированно) пс массе периметрам скрепления и взаиморас положению их на элементах коммутатора.

1076974

Масса полукапелек выбраня такой, чг» »(ш нахолятся B прижатом состоянии п»верхи»сг ными силами к фобизирукнцим ряб»чук> жил кость участкам поверхностей стяторя и ротора коммутатора. Поэтому они обеспечивают центрирование (равномерность зязора) ротора 4 в полости 5.

В другом варианте коммутатора (фиг. 3 и 4) сегменты I выполнены в виде цилиндрических сердечников, расположенных по кругу коаксиально оси основания 2 (выполняю- !(! щего одновременно функции крышки 7 предыдущей конструкции статора коммутатора), обхваченного металлическим кольцом 13. облегчающим соединение крышки 8 с основанием 2. Крыц)ка 8 коммутатора выполнена в виде чашки (колпачка), герметизирующей t5 образованную между основанием 2 с кольцом 13 и крышкой полость 5, в которой расположен ротор 4. Ротор 4 (фиг. 5) центрирован в полости 5 направляющими его опорными элементами, которыми, как и в прелылущем варианте конструкции (фиг. и 2), являются полукапельки 6, 11 и 12. Возможны варианты, в которых полукапельки I 1 и 12 могут быть фиксированно сцеплены не с диском ротора, а со статором, а магнитопровод 9 ротора выполнен многополюсным, причем из магнитомягкого и магнитотвердого материала.

Возможны и другие варианты выполнения конструкции коммутатора. Особенно это касается опорных элементов, направляющих ротор 4, которые могут быть выполнены не только в виде жидких, но также и в виде тверлых тел вращения. Например, у кромки диска ротора 4 и в стенках полости 5 статора могут быть выполнены выемки (углубления) 14 и 5 (фиг. 6) под твердые элементы 16 — шарики и ролики, зажатые между соответствующими элементами конструкции ротора и статора коммутатора, смоченные ра. бочей жидкостью и введенные при необходи-мости в контакт с контакт-деталями IO. В случае кольцевых выемок 14, опорные эле- 40 менты 16 могут быть установлены в них последовательным рядом. Для вариантов многопозиционных коммутаторов с многоцелевыми, многонаправленными контактными полями выемки 14 и 15 для опорных элементов 16, используемых одновременно в качестве раздельных промежуточных мостиковых контакт-деталей, взаимодействующих с токосьемными (щеточными) контакт-деталями 17 (фиг. 7) основания 2 целесообразно выполнять гнездовыми. Возможны вариан)О ты коммутатора, в которых многие (за исключением магнитопровода ротора) металлические детали выполнены из нема гнитного чатериала и часть опорных элементов не

:мочена рабочей жидкостью.

Комм тат()!) действует елеях к)(пим образом.

В Hcхолн»м (o(T»HIIHH комм) l 3T»p3 6)(3OCtIt>l É p()TOp 4 п»к»ит(H t(3 H3)l p3 II. I H K)III H)( его olio()tthtl элемептях (жидких п»лукяпельках 6, 11, 12 и твердых 16). Фиксация ег» положения в пол»сти 5»бе(неченя силами капиллярной прир»лы поверхностной энергии рабочей жидкости и углом смячивания ею H»Bppxt остей элементов коммутатора. В частности, угловое положение ротора 4 фиксировано в основном силами, действующими в контактных мостиках между рото. ром 4 и участками 3 сегментов I статоря.

При необходим»сти фиксация ротора может быть дополнительно усилена зя счет сил магнитного взаимодействия мягнитопр»вода 9 с магнитными элементами стяторя (сегментами 1) и приволами (не показано) коммутатора, особенно при сообщении им реманентных свойств.

Изменение устойчивого углов» ) положения ротора 4 коммутатора основано на общеизвестных I)pHHIIHII3x лействия шаговых лвигятелей, т.е. ня лискретпом изменении состояний магнитного либо электромагнитно го поля в зазоре между сегментами магнит»провода статора н мягнитопровоЛа ротора посрелством механического перемен(ения пос. тоянных магнитов, либо возбуждения электрическим током соответствующих обмоток управления, магнит»связываемых с сегментами l статора (tte показано). Г1ри перемагничивании сегментов l статоря мя гнитопровод 9 под действием синхронизирующего момента поворачивает на шаг ротор 4, осуществляя тем самым размыкание одних и замыкание других полукапелек 6 с рабочими поверхностями контакт-деталей 10 ротора (в зависимости от их формы и места расположения) . При снятии и отсутствии управляющего сип(яля (воздействия) коммутатор запоминает конечные координаты лискретного состояния ротора 4.

Преимущества изобретения по сравнению с прототипом заключаются в повышении стабильности контактного сопротивления и надежности работы коммутатора (виброудароустойчивости) путем более жест кой фиксации ротора в полости статора, уменьшения массы и габаритов как ротора, гак и коммутатора в целом. Концентрация магнитного потока п»зволяет повысить чувствительность и точность позиционирования ротора. Конструкция коммутатора более технологична, так как позволяет применять как двигательный, так и ручной привод, отделять от них герметизировя>п(чю часть коммутатора, а также использовя(° лк)бой диэлектрический субстрат (стекл». керамику, полимер).

1076974

pLiz, 3

Е-Е

Ц7цг. Ф

1076974

Редактор А. Власенко

Заказ 7фЦ49

Составитель Н. Кухарева

Техред И Верес Корректор I(<>ai

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., л. 1j5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 1