Интегрирующее устройство
Изобретение может быть использовано в устройствах управления технологическими процессами. Цель изобретения - уменьшение времени возвращения устройства в исходное состояние, повышение его точности и вибростойкости. В камере 1 размещены элекролит 2, электрод 3 из жидкого металла с развитой поверхностью. Длина капилляра (К) 4 меньше половины длины якоря (Я) 10 электромагнита. Для возврата элемента в исходное состояние включается электромагнит 7 постоянного тока, причем при такой полярности на входе катушки, при которой происходит втягивание якоря внутрь катушки. Я 10 при этом перемещается, стержень входит в канал К 4 и вытесняет столбик ртути из К 4, т.е. происходит замещение ртутного столбика стобиком электролита 2. При обесточивании электромагнита Я 10 под действием архимедовых сил возвращается в исходное состояние и удерживается в этом положении посредством постоянного магнита 9. 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к устройствам интегрирования количества электричества и может быть использовано в устройствах управления технологическими процессами, в таймерах, счетчиках накопления импульсов, в интеграторах гелиоустановок. Целью изобретения является уменьшение времени возвращения в исходное состояние, повышение точности и вибростойкости. На фиг. 1 схематично изображено интегрирующее устройство во время интегрирования; на фиг. 2 во время возвращения в исходное состояние. Интегрирующее устройство состоит из камеры 1 с электролитом 2, электрода из жидкого металла с развитой поверхностью 3, капилляра 4, выводов 5 и 6, обмотки 7 электромагнита постоянного тока, дополнительной камеры 8, постоянного магнита 9, якоря 10, стержня 11, выводов 12 и 13 обмотки электромагнита. В исходном состоянии рабочий канал капилляра с длиной lк заполнен электролитом. При подаче сигнала управления постоянного тока (на вывод 5 положительный потенциал, а на вывод 6 отрицательный потенциал) происходит осаждение жидкого металла, (например, ртути) на выводе 5 и канал капилляра 4 заполняется жидким металлом. Через определенное время t капилляр оказывается полностью заполненным ртутью (жидким металлом), что соответствует окончанию цикла интегрирования. Для возврата элемента в исходное состояние включается электромагнит постоянного тока, причем при такой полярности на входе катушки, при которой происходит втягивание якоря во внутрь катушки. Якорь электромагнита постоянного тока при этом перемещается на расстояние lхя (равный ходу якоря), стержень 11 длиной lст входит в канал капилляра и вытесняет столбик ртути из капилляра 4. Ртутный столбик при этом замещается столбиком электролита. При обеспечивании электромагнита постоянного тока якорь 10 под действием архимедовых сил возвращается в исходное состояние и удерживается в этом положении при помощи постоянного магнита 9. Сила электромагнита постоянного тока выбирается таким образом, чтобы она была достаточной для преодоления силы протяжения постоянного магнита и силы, обусловленной весом якоря. Для обеспечения беспрепятственного перетекания электролита при обратном ходе (движении) якоря 10 из дополнительной камеры 8 в общую камеру 1 в якоре 10 по всей его длине предусмотрены сквозные каналы, через которые происходит перетекание электролита. Благодаря наличию газового объема, который обычно предусматривается технологическими соображениями при изготовлении электрохимических элементов, при проталкивании ртутного столбика из канала капилляра 4 этот объем сжимается и, таким образом, служит в качестве компенсирующего упругого объема в герметичной камере интегрирующего устройства. Капилляр изготавливается из стекла, благодаря этому ртуть не смачивает стенки капилляра в его канале, и между ртутным столбиком в канале капилляра и стенкам канала капилляра имеется слой электролита. Этот слой электролита способствует значительному уменьшению коэффициента трения между поверхностями ртутного столбика и стенками капилляра. Был изготовлен опытный образец интегрирующего элемента. Камера элемента и капилляр были выполнены из стекла марки С23. Электролит представляет собой раствор 1н HgI, с добавкой 5н КI. Якорь был изготовлен из стали марки 1412. Количество витков обмотки 1450. Напряжение на обмотке 12 В. Длина канала капилляра 10 мм. Стержень выполнен из дифлона (литьевой полиамид 610, ГОСТ 10589-73). При испытании определялись: время срабатывания электромагнита, с; ток срабатывания и отпускания электромагнита, А; время реверса (опорожнение канала капилляра извлечение ртути), с. Экспериментальные данные приведены в таблице. Время реверса предлагаемого устройства, как видно из данных приведенных в таблице, на несколько порядков меньше, чем у прототипа, то есть соответственно 0,93 с и 24 ч 40 мин. Таким образом, предлагаемое устройство обладает следующими техническими преимуществами по сравнению с прототипом малое время реверса, не менее чем на два порядка величины; повышенная точность, благодаря исключению области на выходной характеристике, описываемой нелинейным уравнением второго порядка (обусловленная образованием капли ртути у устья канала капилляра) и повышенная вибростойкость (ртутный столбик находится внутри канала капилляра и не выходит за его пределы).
Формула изобретения
ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее герметичную камеру, заполненную электролитом и газом, электрод с развитой поверхностью из жидкого металла, капилляр, заполненный электролитом и жидким металлом, токоотводы, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, точности и вибростойкости, оно снабжено дополнительной камерой, сообщающейся с капилляром, обмоткой электромагнита постоянного тока, расположенной на внешней поверхности камеры, размещенным внутри дополнительной камеры якорем электромагнита, выполненным с сквозными продольными каналами и закрепленным на торце с стороны капилляра, стержнем из неферромагнитного материала с возможностью его перемещения в капилляре, при этом длина стержня больше длины капилляра, а длина капилляра меньше половины длины якоря электромагнита, причем в торцовой части дополнительной камеры, противоположной капилляру, за пределами обмотки электромагнита размещен постоянный магнит.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
