Контактный узел жидкометаллического коммутационного устройства

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - новышение надежности нутем обеспечения независимости функционирования от пространственной ориентации устройства и расширение коммутационных возможностей. Контактный узел жидкометаллического коммутационного устройства содержит установленные в герметизированном корпусе смачиваемые жидким металлом неподвижные контакты 2 и 3, кольцевой электрод 5 с внешним выводом 4, внутри которого установлен самофиксирующийся относительно оси симметрии корпуса подвижный контакт 7, выполненный в виде тела вращения с вогнутой боковой поверхностью, в зазоре между которой и внутренней боковой поверхностью кольцевого неподвижного электрода5 расположенкольцевой жидкометаллический мостик 6. 2ил. (О (Л к О5 а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (я)4 Н 01 Н2 /04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3408859/24-07 (22) 19.03.82 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В. Н. Образцова (72) В. И. Родин, М. А. Шварц, А. С. Магвеева и В.-С. С. Зарецкас (53) 621.316.54(088.8) (56) Авторское свиде ельство СССР

N - 589637, кл. H 01 Н 29/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 632003, кл. H 01 Н 29/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 629658, кл. H 01 Н 29/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N - 1206853, кл. Н 01 Н 29/04, 1982. (54) КОНТАКТНЫЙ УЗЕЛ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОГО КОММУТАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА

„„SU„„1246164 А1 (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения— повышение надежности путем обеспечения независимости функционирования от пространственной ориентации у-стройства и расширение коммутационных возможностей. Контактный узел жидкометаллического коммутационного устройства содержит установленные в герметизированном корпусе смачиваемые жидким металлом неподвижные контакты 2 и 3, кольцевой электрод 5 с внешним выводом

4, внутри которого установлен самофиксирующийся относительно оси симметрии корпуса подвижный контакт 7, выполненный в виде тела вращения с вогнутой боковой поверхностью, в зазоре между которой и внутренней боковой поверхностью кольцевого неподвижного электрода5 расположенкольцевой жидкометаллический мостик 6. 2ил.

1246164

1О

ЭО

Э5

Изобретение относится к жидкометаллическим коммутационным аппаратам и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности путем независимости функционирования от пространственной ориентации узла, повышение устойчивости к внешним механическим воздействиям и расширение коммутационных возможностей.

На фиг. 1 показан контактный узел жидкометаллического коммутапионного устройства, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — то же, с дополнительными контактами.

Контактный узел жидкометаллического коммутационного устройства содержит заполненный газом герметизированный корпус 1, выполненный, например, из стекла с каналом для устранения поршневого эффекта, смачиваемые жидким металлом неподвижные контакты 2 и 3, внешний вывод 4, смачиваемый кольцевой электрод 5, кольцевой жидкометаллический мостик 6, внутри которого расположен самофиксирующийся относительно оси симметрии корпуса смачиваемый жидким мегаллом подвижный контакт 7, образующая поверхность смачиваемого жидким металлом подвижного контакта определяется уравнением

r„,, (1+г") -г" (1+г„" )" =, где A — постоянная кривизна; г, х — текущие координаты точки образующей при граничных условиях, отображающих параллельность градиентов поверхностей подвижного контакта и жидкого мостика.

Полость корпуса заполнена газом.

Смачиваемые неподвижные контакты 2 и 3 и смачиваемый подвижный контакт

7 покрыты тонкой пленкой жидкого металла.

Узел работает следующим образом.

При отсутствии сигнала в соответствующей обмотке (не указана) подвижный контакт 7 под действием сил поверхностного натяжения самофиксируется в центре симметрии корпуса, контакты (2 и 7) и (3 и 7) разомкнуты. Кроме того, соответствующим выбором параметров узла (объем мостика, диаметр неподвижных контактов, ширина кольцевого электрода и т.п.) подвижный контакт может быть зафиксирован в любом крайнем положении, контакты 2 и 7 или 3 и 7 замкнуты.

При подаче сигнала в одну из обмоток возникает магнитное поле, заставляющее подвижный контакт 7 пе— ремешаться к соответствующему непод— вижному контакту 2 или З,что обеспечивает их замыкание. При исчезновении сигнала подвижный контакт возвращается в первоначальное положение равновесия за счет упругого эффекта, обусловленного действием сил поверхностного натяжения.

Коммутационные возможности контактного узла (фиг. 2) можно расширить путем введения дополнительных неподвижных контактов 8 и 9.

Использование плунжера специальной формы, играющего одновременно роль якоря и подвижного контакта, формирует жидкометаллический мостик, проявляющий объемные упругие восстанавливающие свойства за счет сил поверхностного натяжения, аналогично возвратной пружине реле, что позволяет отказаться от специальных контактодержателей, по которым раньше перемещался подвижный контакт, а это в свою очередь существенно упрощает конструкцию контактного узла в целом.

Кроме того„ существенно снижаются требования к точности изготовления плунжера и частоте обработки его поверхности, что упрощает технологию его изготовления. Большая шероховатость увеличивает эффективную, смачиваемую жидким металлом поверхность, что повышает суммарную величину сил поверхностного натяжения. Существование восстанавливающего эффекта позволяет использовать предлагаемый контактный узел в коммутационной аппаратуре при любой ее пространственной ориентации, так как возвращение плунжера в положение равновесия происходит при любых его отклонениях вслед— ствие значительного превышения капиллярных сил над гравитационными (изложенное относится также к влиянию внешних механических возмущений).

Расширение коммутационных возможностей достигается тем, что контактный узел работает на переключение, при этом количество неподвижных контактов возможно больше двух.

1246 (1+г ) -r (1+r ) —

r хх.

10 — постоянная кривизна; х — текущие координаты точки образующей при граничных условиях, отображающих где параллельность градиентов поверхностей подвижного контакта и жидкого мостика.

Составитель Н. Кухарева

Техред Н.Бонкало Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Рогулич

Заказ 4007/45 Тираж 643

ВНИИПИ Госу,арственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, формула изобретения

Контактный узел жидкометаллического коммутационного устройства, содержащий герметизированный корпус с газопроводным каналом, в полости которого установлены смачиваемые жидким металлом неподвижные контакты, смачиваемый кольцевой электрод и кольцевой жидкометаллический мостик, внутри которого расположен самофиксирующийся относительно оси симметрии корпуса подвижный контакт, и внешний вывод, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения на- 15 дежности путем независимости функционирования от пространственной ориентации узла, повышения устойчивости

164 4 к внешним механическим воздействиям и расширения коммутационных возможностей, кольцевой электрод и подвижный контакт выполнены смачиваемыми жидким металлом, при этом образующая подвижного контакта определена уравнением