Жидкометаллический контактор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик пщ 843ОО7 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 06. 08. 79 (21) 2822204/24-07 с присоединением заявки Ж (231Приоритет

Н 01 И 29/04

Гееударстевнный комитет

СССР па делам нзебретеннй. н еткрытнй

Опубликовано 30.06.81. Ьтоллетень ЭЬ 24 (53) УДК 621. 316. .546. 3 аявнтель кораблестроительный институт им. адм. С. О. Макарова (54) ЖИДКОИЕТАПЛИЧЕСКИЙ KOHTAKfOP

Изобретение относится к низковольтному аппаратостроению, а точ-

1 нее к коммутирующим устройствам, и может быть применено в аппаратуре т использующей жидкостные контакты, Известны жидкостные контакты, представляющие собой баллон, полностью заполненный ртутью, в котором размещены две магнитные контактные пружи" ны. Конт акт ные пружины пок рьп ы электроизоляционным материалом так, что на одной из них в зоне контактирования образован участок, свбодный от злектроизоляционного покрытия.

Цепь между контактными пружинами т5 замкнута в отсутствие магнитного поли, а при воздействии полем контактные пружины сжимаются и, вытесняя ртуть из межконтактного зазора, размыкают электрическую цепь fl).

В других жидкометаллических контактах применяется капсула с залитой ртутью н неэлектропроводной магнитной жидкостью и электромагнит в вице тора, охватывающий с внешней стороны капсулу. Магнитное поле втягивает в нижнюю половину капсулы магнитную жидкость, которая вытесняет ртуть вверх и электроды перемыкаются Г2 J.

В сегментном переключателе последовательно расположенные электропро-. водящая жидкость (ртуть) и неэлектропроводная магнитная жидкость в замкнутой трубке с боковыми электродами позволяют перемыкать электроды ртутью ! после передвижения магнитной жидкости магнитным полем 1.31.

В жидкостном контакторе коммутация электрической цепи заключается в вытеснении электропроводной жидкости неэлектропроводной магнитной жидкостью под действием магнитного поля $4 J.

Недостатком такого устройства является наличие электромагнита с сердечником, создающего поперечное к оси баллона магнитное поле. Такая

3 84 электромагнитная система разрыва ртутной перемычки сложна и не позволяет уменьшить размеры аппаратов с применением жидкометаллических контактов, т.е. сделать их низкопрофильными. Вторым недостатком указанного контакта является только горизонтальное рабочее положение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является жидкостный контактор, содержащий источник магнитодвижущей силы, герметизированный корпус, в котором с торцов в направлении продольной оси установлены контактные электроды, заполненный несмешивающимися электропроводкой и магнитопроводной жидкостями, два магнитопровода, тор-. цы которых установлены друг напротив д руга так что в среднем сечении герметизированного корпуса, перпендикулярном его продольной оси, образуется зазор, а указанные магнитопроводы сост оставляют последовательную магнитную цепь. Такой контактор может работать в любом пространственном поГ ложении 1.51 .

Однако известный контактор имеет д остаточно сложную конструкцию, Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности работы контактора. .Поставленная цель достигается тем, что в жидкостном контакторе, содержащем источник магнитодвижущей силы, герметизированный корпус, в котором с торцов в направлении продольной оси установлены контактные электроды, заполненный несмешивающимися электропроводкой и магнитопроводной жидкостями, два магнитопровода, торцы которых установлены друг напротив друга так,что в среднем сечении герметизированного кор-пуса, перпендикулярном его продольной оси, образуется зазор, а указанные магнитопроводы составляют последовательную магнитную цепь, два магнитопровода выполнены в виде ферромагнитных трубок, установленных внутри герметизированного корпуса у его торцов, причем торцы ферромагнитных трубок направлены друг нав-. ,стречу другу и имеют скосы, так что удаленные от торцов герметизирсванного корпуса торцы ферромагнитных трубок перекрывают друг друга, 3007 4

При этом внутреннее сечение герметизированного корпуса, перпендикулярное его продольной оси, уменьшено от середины корпуса к его торцам.

На фиг.1 показан жидкостный кон5 тактор в грризонтальном йоложении и исходном состоянии контактов; на . фиг,2 — то же, в горизонтальном положении при возбуждении магнитной цепи; на фиг.3 — то же, в вертикальном положении и исходном состоянии контактов; на фиг.4 — то же, в вертикальном положении при .возбуждении магнитной цепи.

15 Жидкостный герметизированный контактор представляет собой корпус 1 из диэлектрика (стекло) с неподвижными контактными электродами 2 и 3 (могут быть ферромагнитными), заполненными электропроводной жидкостью

4, например ртутью, и магнитной жид— костью 5, являющейся диэлектриком.

В корпусе у его торцов установлены два магнитопровода в виде ферромаг25 нитных трубок 6 и 7, расположенных торцами друг навстречу другу с зазором между ними. Торцы ферромагнитных трубок имеют скосы, а наиболее удаленные их части перекрывают друг дру5ц га в среднем сечении герметизирован— ного корпуса, Изменение внутреннего сечения герметизированного корпуса от середины к его торцам способству— ет более надежному срабатыванию

З5 контактора.

Устройство работает следующим образом.

Контактор в горизонтальном рабочем положении"(фиг.1 и 2) . При отсутствии

40 продольного магнитного поля (источником МДС может быть управляющая обмотка или поле постоянного магнита, не показаны) электропроводная жидкость 4 и магнитная жидкость 5 рас45 пределяются за счет разных плотностей вдоль горизонтально расположенного корпуса 1. При этом электроды 2 и

3 замкнуты.

После воздействия управляющего

5р магнитного поля магнитный поток замыкается по пути, имеющем.минимальное магнитное сопротивление, т.е. по перекрывающимся торцам трубок 6 и 7. Посередине баллона, где зазор

55 между двумя магнитопроводами минимальный, создается электромагнитное усилие, под действием которого магнитная жидкость 5, уменьшая сопро-.

843007

1О

20 тивление магнитному полю, вытесняет жидкость 4 из средней части корпуса, что приводит к разрыву электричес-. кой цепи между электродами 2 н 3 (фиг.2). Концентрация магнитного поля в средней части корпуса 1 значительная, если длина трубок 6 и 7 в 3 раза больше рабочего зазора.

В вертикальном рабочем положении контактора (фиг.3 и 4) при отсутствии продольного магнитного поля (относительно оси баллона) электропроводная жидкость 4 находится в нижней части полости корпуса, замыкая между собой электроды 2 и 3, а магнитная жидкость 5 в верхней части за счет разных плотностей (фиг. 3) . необходимый градиент поля, обес. печивающий перемещение магнитной жидкости 5 к средине корпуса 1 в рабочий зазор, достигается измене= нием сечения корпуса. Толщина стенки корпуса между его внутренней полостью и поверхностью трубок 6 или 7 у концов внутреннего объема корпуса 1 наибольшая и постепенно уменьшается к середине корпуса 1. Такая конструкция корпуса 1 обеспечивает требуемый градиент магнитного поля, образованного потоками рассеяния около трубок 30 б и 7, а это позволяет перемещать магнитную жидкость 5 в рабочий зазор при вертикальном положении.

Градиент магнитного поля вдоль внутренней стенки рабочего объема корпуса создается за счет увеличения степени насыщения при уменьшении се-i чения усеченных торцов трубок 6 и

7 к средине баллона. Таким образом обеспечивается работоспособность 40

Ъ контактора как в горизонтальном,так и вертикальном положениях.

Применение предлагаемого жидкостного контактора позволяет упростить конструктивное исполнение электро- . 45 магнитной системы, эксплуатировать

его в любом рабочем положении, осуществлять коммутацию при минимальных экпервитках.

Формула йзобретения

1. Жидкометаллический контактор, содержащий источник магнитодвижущей силы, герметизированный корпус, в котором с торцов в направлении продольной оси установлены контактные электроды, заполненный несмешиваю-. щимися электропроводкой и магнитопроводной жидкостями, два магнитопровода, торцы которых установлены друг. напротив друга так,что в среднем се--. чении герметизнрованного корпуса, перпендикулярном его продольной оси, образуется зазор, а указанные магнито-. проводы составляют последовательную магнитную цепь, о т л.и ч а ю щ и й-, с я тем, что, с целью упрощения конструкции, два магнитопровода выполнены в виде ферромагнитных трубок, установленных внутри герметизированного.корпуса у его торцов, причем торцы ферромагнитных трубок направлены друг навстречу другу и имеют скосы так,что удаленные от торцов герметизированного корпуса торцы ферромагнитных трубок перекрывают друг друга.

2. Жидкометаллический контак= тор по п.1, о т л и ч а-ю m и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы, внутреннее. сечение герметизированного корпуса, перпендикулярное его продольной оси, уменьшено от середины корпуса к его торцам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 453747, кл. Н 01 Н 1/08, 1973.

2. Эксперсс-информация. Приборы и элементы автоматики вычислитель-. ной техники. ВИНИТИ, 1975, ¹ 29.

3. Патент США № 3906415, кл. H 01 Н 29/24, 1975.

4. Авторсоке свидетельство СССР

¹ 509912, кл. Н 01 Н 29/24, 1975.

5. Авторское свидетельство СССР.

675469ъ кл. H 01 H 29/64, 1978,