Жидкометаллический коммутатор

 

<1Ц817776

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТСЮ ЖОММ СЮЩЕТЕЛЬСТВУ

Сетез Севетскик

Сел1налнстнческмк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.01.79 (21) 2716609/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет — (51) М.К .

Н 01 Н 29/04

Геаудлретееллык кеннтет

СССР ав делан лзебретеннй и аткрмтлй (53) УДК 621.316.

54 (088 8) Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 05.04.81

В. Г. Бакута, В. А. Скорняков и Л. Н. Карпе ко

t (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина политехническ и институт им. М. И. Калинина! (71) Заявитель (54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЛ КОММУТАТОР

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к жидкометаллическим коммутаторам, и может быть использовано при создании быстродействующей коммутационной аппаратуры с широким диапазоном коммутируемых токов.

Известен жидкометаллический коммутатор, содержащий разделенные изолятором твердОметаллические электроды, жидкий металл и подвижный элемент из изоляционного материала. В указанном коммутаторе откл1очение цепи происходит за счет перемещения изоляционного подвижного элемента, который разделяет жидкий металл на две части (1).

Недостатками указанного устройства являются ограниченное быстродействие и сложность конструкции.

Известен также жидкометаллический коммутатор, содержащий разделенные изолятором неподвижные цилиндрические электроды, коммутируемые жидким металлом, расположенным между уплотнениями, и подвижный токопроводящий элемент, выполненный в виде трубы. Перемещение подвижного элемента осуществляется совместно с перемещением жидкого металла и уплотнений (2) .

Йедостаток известного коммутатора состоит в ограниченности его быстродействия, обусловленной большой массой подвижных частей (в движении участвуют подвижный элемент, жидкий металл и эластичные кольцевые уплотнения, заполненные жидкостью), конструктивным расположением неподвижных электродов, не позволяющим использовать электродинамические силы для допол10. иительного ускорения подвижных частей. Напротив, электродинамические силы, возникающие в процессе движения жидкого - металла и обусловленные сужением линий тока, затормаживают жидкий металл, причем для преодоления этих сил привод коммутатора должен обладать достаточной мощностью.

Цель изобретения —. повышение быстродействия коммутатора и уменьшение мощности приводного устройства.

20 Поставленная цель достигается тем, что в известном жидкометаллическом коммутаторе, содержащем разделенные изолятором неподвижные цилиндрические электроды, 8l коммутируемые жидким металлом, расположенным между уплотнениями, и подвижный токопроводящий элемент, выполненный в виде трубы, неподвижные электроды установлены коаксиально друг другу и образуют кольцевую полость, в которую с зазорами относительно обоих .электродов помещен указанный подвижный элемент, выполненный с проточкой на боковой поверхности, в которой жестко закреплен заподлицо с поверхностью подвижного элемента указанный изолятор, выполненный в виде втулки, а жидкий металл помещен в зазоры по обеим сторонам от подвижного элемента, при этом ограчичиваюшие жидкий металл уплотнения установлены неподвижно на электродах.

На чертеже схематически представлен предлагаемый коммутатор.

Коммутатор состоит из неподвижного электрода 1, в цилиндрической полости которого расположен неподвижный электрод

2. Между ними помещен подвижный элемент в виде металлической трубы 3, выполненной с проточкой, на которой закреплен изолятор 4. Зазоры, образованные между электродами 1 и 2 и подвижной трубой 3, частично заполнены жидким металлом 5, который ограничен уплотнениями (манжетами) 6.

Электроды 1 и 2 электрически соединяются посредством жидкого металла 5 и металлической части трубы 3. Положение трубы 3, показанное на чертеже, соответствует разомкнутому состоянию коммутатора.

Для перевода жидкометаллического коммутатора в замкнутое положение приводится в движение справа налево по оси труба 3, причем изолятор 4 выходит из зоны контакта с жидким металлом и его место занимает металлическая часть трубы, «ем обеспечивается электрический контакт между электродами 1 и 2.

С момента начала протекания тока благодаря коаксиальному расположению электродов1 и 2 магнитное поле оказывает давление на металлические конструкции коаксиального устройств," таким образом, что возникающие добавочные силы действуют на трубу 3 в направлении ее движения и сообщают ей дополнительное ускорение. Эти же силы полностью компенсируют электро7776

4 динамические силы, вызванные сужением линий тока и препятствующие движению трубы 3.

Так как быстродействие коммутатора характеризуется временем, за которое подвижная труба 3 обеспечивает полный контакт между электродами 1 и 2 и жидким металлом, то, повышая в предлагаемом коммутаторе скорость подвижного цилиндра на

15 — 20Р/р за счет дополнительного ускорения его электродинамическими силами, добиваются повышения быстродействия на 15-20Р/р по сравнению с известным коммутатором. Если же сохранить быстродействие на прежнем уровне, то можно использовать

15 менее мощный привод по сравнению с известным и, таким образом, уменьшить затраты на привод в пределах 15 — 20Р/р.

Формула изобретения

Жидкометаллический коммутатор, содержащий разделенные изолятором неподвижные цилиндрические электроды, коммутируемые жидким металлом, расположенным между уплотнениями, и подвижный токопроводящий элемент, выполненный в виде трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения мощности приводного устройства, неподвижные электроды установлены коаксиально друг другу и образуют кольцевую полость, в которую с зазорами относительно обоих электродов помещен указанный подвижный элемент, выполненный с кольцевой проточкой, на боковой поверхности, в которой жестко закреплен заподлицо с поверхностью подвижного

З5 элемента указанный изолятор, выполненный в виде втулки, а жидкий металл помещен в зазоры по обеим сторонам от подвижного элемента, при этом ограничивающие жидкий металл уплотнения установлены неподвижно на электродах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 496617, кл. Н 01 Н 29/24, 1974.

4 2. Авторское свидетельство СССР № 458895, кл. Н Ol Н 29/04, 1973.

817776

1 2

Составитель А. Голосов

Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Тираж 784 Подписное

Редактор И. Михеева

Заказ 992/68

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4