Вакуумное устройство для коммутации электрических цепей

 

!

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 о 473386

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. H Olh 33!66 (22) Заявлено 01.02.72 (21) 1743435/24-7 (32) Приоритет — (31) (33)

Опубликовано 05.06.75. Бюллетень № 21

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.549 (088.8) Дата опубликования описания 10.09.75 (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Иностранец

Д. M. Аткинсон

Иностранная фирма

«Ассошейтед Электрикал Индастриз Лимитед» (Великобритания) (54) ВАКУУМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Изобретение относится,к вакуумным выключателям для прерывания электрических цепей.

Известны устройства, содержащие вакуумнонепроницаемую оболочку, подвижный и неподвижный контакты, экран и два фланца.

Чтобы получить удовлетворительные характеристики при работе, внутренние части такого устройства долж вы быть тщательно дегазированы. Это проделывается путем прокаливания серии устройств под вакуумом в откаченной печи.

Можно запаивать оболочку такого устройства с помощью припоя, который в виде изогнутой шайбы помещается между двумя подогнанными трубчатыми периферий ными частями оболочки, одна сверху другой. Во время прокаливания при температуре меньшей, чем та, при которой припой плавится или размягчается, изогнутая форма шайбы из припоя дает возможность газу выходить изнутрь оболочки. Когда партия устройств достаточно прокалена и откачена, температуру поднимают, чтобы расплавить, припой. Верхняя часть оболочки, сидящая на изогнутой шайбе, затем садится сама на нижнюю часть со слоем припоя между ними. При последующем охлаждении все еще под вакуумом припой затвердевает в виде спаянного соединения ме>кду двумя частями оболочки.

Однако спаянное соединение, составляющее главный структурный компонент откачанной оболочки, ненадежно. Более того, неизвестен припой, который мо| бы быть сделан листом

5 илн проволокой для изогнутой шайбы и в то же время обладал бы температурой плавления достаточно низкой, чтобы была возможность использовать эту технологию, где температура прокаливания ограничена 500"С.

10 Стеклянные оболочки имеют такое температурное ограничение; несмотря на то, что керамические оболочки можно отжигать при значительно более высоких температурах, часто нет необходимости делать это для дсга15 зации, в этом случае более экономично прокаливать их при 500"С или ниже.

Для устранения указанных недостатков один нз фланцев можно выполнять с металiH÷ññKèM диском с отверстиями с заглушкой

20 из вакуумнонепроницаемого припоя, который способен заполнять отверстия автоматичсски, когда по окончании прокаливания темпера.уру поднимают, чтобы расплавить припой, а затем понижают, чтобы дать возможность за25 твердеть припою, причем отверстия распозожсны так и столь малы, что удерживают расплавленный припой посредством его поверх:остного натяжения.

11рипоем может быть сплав золота — идия, 30 если прерыва1ошее устройство прокаливают

473386

60 при температуре около 500 С. Сплав, в котором 81: 19, Au: 1„по весу твердеет при i около 450 С и делается жидким при t около

488"C в равновесных условиях и около 500 С в рcaëünûõ условиях. Этот сплав может быть выполнен в форме кусков или гранул. его поверхностное натяжение достаточно высоко, чтобы вплавиться в отверстия в диске, а его отчетливая твердость дает возможность производить прокаливание при температурах, близких к 450 С.

На фиг. 1 .показана сборка вакуумного прерывателя, у которого часть оболочки вырезана, чтобы показать его внутреннюю структуру; па фиг. 2 показан откачивающий и запаивающий элемент, предпочтительная форма которого показана на фиг. 1; на фиг. 3 показано поперечное сечение по липни Л вЂ” Л на фиг. 2.

Вакуумный прерыватель содержит пару контактов 1 внутри оболочки 2, откачиваемой до давления нике 0,001 мм рт. ст. Он предназначен для обычных токов,в несколько тысяч ампер и пап ряжения цепи я несколько тысяч вольт.

Оболочка содержит пару трубчатых стеклянных деталей 3, каждая из которых припаяна своим внутренним краем к центральному соединительному кольцевому элементу

4 из металла. Соединительный элемент вынолнен с фланцами, проходящими внутрь (не показаны), которые определяют положение основного трубчатого экрана 5, окружающего контакты 1.

Внешние концы стеклянных деталей 3 припаяны к соответствующим концам колец 6 и

7. 1(аждое из концевых колец образовано парой кольцевых элементов с внутренними фланцами (внутренним элементом 8 и внешним 9) так, что их фланцы прилегают к сварным, вместе вокруг внутреняей периферии 10 фланцев. Внутренний край экрана 11 закреплен внешним фланцем 12, который зажим ается между фланцем внешнего элемента 9 концевого кольца и поперечным концом пластины 13, которая имеет фланец, простирающийся в осевом направлении и посаженный внутрь последнего элемента.

Сборка оболочки завершается сваркой вокруг периферии 14 этого фланца и прилеган>щим концом концевого кольцеобразного элемента 9.

Откачивающий и запаивающий элемент 15 сделан .на одной из донных пластин 13. Элемент 15 закреплен и припаян вокруг своей периферии твердым припоем и отверстию подходящего размера в донной пластине 13.

Элемент 15 имеет предпочтительно форму, показанную на фиг. 2 и 3, и содержит круглый диск из меди или другого подходящего материала, углубленного с двух сторон. Множество отверстий 16 около I/32 дюйма в диамет5

50 ре просверлены через кольцевую часть углубленной части диска. Число и размер отверстий выбраны так, чтобы обеспечить соответствующую скорость откачки через них газов из внутренней части оболочки прерывателя за время вакуумного прокаливания и сделать отверстия достаточно малыми, чтобы удержать расплавленяый припой посредством поверхностного натяжения. В отношении последнего фактора важно расположить отверстия так, чтобы они были расположены в стороне от периферии 17 внутреннего углубления, т. е. углубления, которое будет внутри оболочки.

Центральный выступ 18 выполнен на внешнем углублении для того, чтобы усилить углубленную часть и уменьшить количество необходимого припоя.

Прерыватель вместе с другими помеща|от в вакуумную печь, причем элемент lo направлен вверх, как показа но на фиг. 1, Некоторое количество подходящего припоя помещают во внешнее углубление элемента 15 каждого прерывателя, причем припой берется в форме, которая не будет значительно препятствовать откачке газов во время прокаливания. 1(оличсство достаточно, чтобы заполнить все отверстия 16 и по крайней мере часть глубины внешнего углубления, когда припой расплавится.

Печь откачивают и нагревают, чтобы прокалить прерыватели при температуре ниже температуры затвердевания припоя. По окончании прокаливания температуру поднимают выше температуры разжижения припоя с тем, чтобы припой расплавился и потек внутрь отверстий 16. Затем прерывателям дают остыть с тем, чтобы припой затвердел и запаял откаченныс оболочки прерывателей.

Для прерывателей со стеклянной оболочкой, таких, как показанные на фиг. 1 с элементом 15, сделанным из меди, припоем предпочтительно является вышеупомянутый сплав

81: 19 Au: 1„. Он может быть помещен во внешнее углубление в виде одного куска или в виде гранул, которые могут быть 1/16 дюйма в размере. Температура прокаливания как раз ниже 450 С, а температура для дальнейшего вплавления припоя в отверстия около

500 С.

Предмет изобретения

Вакуумное устройство для коммутации электрических цепей, содержащее вакуумнонепроницаемую оболочку, подвижный и неподвижный контакты, экран и два фланца, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения надежности устройства, один из фланцев содержит металлический диск с отверстиями с заглушками из ва куумонспроницаемого припоя.

473386 цзмz

Составитель В. Кодлубинский

Редактор В. Фельдман Техред И. Карандашова Корректор О. Тюрина

Заказ 2176, 19 Изд. № 791 Тираж 833 Подписное

LIHHHI1H Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2