Жидкометаллический выключатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских ;оцюелнстмческнх

Республик (и1964760 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04. 05. 81 (21) 3281853/24-07 (5т1М.Кл з

Н 01 Н 29/02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

I <è уяарствениый комитет

СССР но лелам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. . 524 (088. 8) Опубликовано 07,10.82. Бюллетень йй 37

Дата опубликования описания 07. 10. 82

A. В. Веретенков, Л. Т. Николаева, В. И.

А. В. Рощин и В. В. Танаев (72) Авторы изобретения

Куйбышевский политехнический институт им. В (71) Заявитель (54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к технике коммутирования электрических цепей постоянного тока, а именно к коммутационной аппаратуре с жидким металлом.

Известен выключатель, содержащий электроды, между которыми расположены изоляционные тела, соприкасающиеся друг с другом по поверхности, со сквозными отверстиями, заполненными проводящей жидкостью, установленные так, что при включении отверстия совмещаются, и проводящая жидкость сливается, а при отключении отверстия смещаются так, что проводящая жидкость разъединяется кромками отверстий 1 ).

Этот выключатель переводится в отключенное положение и обратно посредством механического перемещения изоляционнь1х теЛ. Из-за наличия трения, недостаточной притертости, а также отсутствия дугогашения, конструкция этого выключателя недолговечна.

Указанные недостатки устранены

2! электромагнитных системах контакторов, в которых коммутация производится с помощью электромагнитов, Известна также конструкция коммутационного аппарата с жидкометаллическим контактным узлом, состоящая из электродов, между которыми расположены изоляционные гранулы, сильфона с жидким металлом, который замыкает цепь поднимаясь между электродами по изоляционной трубе. В этом узле в процессе размыкания электродов электрическая дуга разбивается и гасится между изоляционными гранулами, подобно тому, как это происходит в кварцевом предохранителе (21.

Но конструкция узла сложна и громоздка, а также содержит сильфон элемент, от износоустойчивости которого (а она, как правило, невелика) зависит долговечность узла.

Наиболее близким к изобретению является электромагнитный жидкометаллический контактор, содержащий установленные соосно в герметизированном корпусе электроды, контактирующие через жидкий металл, электромагнит намагничивания, установленный в кор.пусе со стороны указанной ванны, и электромагнит управления, установленный с противоположной стороны корпуса 533.

964760

Однако у этого контактора невелика коммутационная способность из-за ненадежного перекрывания ферромагнитной жидкостью межэлектродного пространства. Электрическая дуга носит устойчивый характер, так как возникает при перекрытии между двумя объемами жидкого металла, т.е. напряжение дуги эквивалентно напряжению, приложенному к электродам контакторЫ

Это также приводит к ухудшению коммутационной способности контактора.

Оболочка, в которой находится ферромагнитная жидкость, работоспосо6 5 на только при условии ее хорошей эластичности, но и при этом она подвергается металлизации. Верхняя часть оболочки предрасположена к износу иэ-за выступающего сердечника электромагнита управления. Эти недостатки в значительной степени сокращают ресурс работы указанного контактора. целью изобретения является повышение коммутационной способности и увеличение ресурса работы жидкометал-, 5 лического выключателя.

Для достижения этой цели выключатель, содержащий установленные в корпусе электроды, контактирующие через жидкий металл, и два электромаг- 30 нита сверху корпуса и под ним, снабжен расположенной между электродами изоляционной перегородкой с множеством отверстий, образующей два сообщающихся объема в межэлектродной полос- 39 ти, заполненной жидким металлом, и ферррмагнитными шариками, покрытыми слоем изоляции, которые при соединении электромагнитного поля на верхней катушке электромагнита; устраняются 40 вверх и при этом разделяют жидкий металл перекрыванием отверстий в перегородке. Диаметр шариков вместе с изоляцией должен быть больше диаметра отверстий в перегородке. 45

Значительное увеличение диаметра шариков не принесет ожидаемого эффекта из-за менее плотного перекрытия каналов отверстий. Управляют положением слоя шариков напряжением, подаваемым на катушки электромагнитов, расПоложенных сверху и снизу выключателя.

На чертеже изображен жидкометаллический выключатель, общий вид, раз- рез.

Выключатель содержит установленные в герметизированном корпусе 1 электроды 2.и 3, один из которых 2 расположен в верхней части корпуса, а другой, кольцевой 3, встроен в стен- 60 ки корпуса. Ме> цу электродами находится изоляционная перегородка- 4 с отверстиями в ней. Электроды контактируют через жидкий металл 5, за- полняющий корпус. На дне корпуса 65 имеются ферромагнитные шарики b по= крытые слоем изоляции. Над верхней частью корпуса и под нижней частью по всей площади оснований находятся катушки электромагнитов (не показаны).

Выключатель работает следующим образом.

Во включенном положении шарики 6 находятся на дне корпуса, цепь замкнута. Для отключения цепи необходиt«o поднять слои шариков б к изоляционной перегородке 4, т.е. пере-. крыть каналы отверстий мариками б, тем самым разделить жидкий металл 5 на два объема слоем изолятора. Это достигается соединением силового электромагнитного поля с помощью катушки электромагнита, находящейся над верхней частью корпуса 1. Таким образом, подавая необходимое напряжение на эту катушку электромагнита перекрывают каналы отверстий в изоЛяционной перегородке 4 и размыкают цепь. Возникающая электрическая дуга разбивается на некоторое количество дуг, что способствует улучшению коммутации выключателя. Процесс гашения этих малых дуг подобен происходящему в плавких предохранителях с кварцевым песком. Гашению дуги способствует и покрытие шариков б несмачиваемьви изолятором.

Для включения цепи необходимо убрать напряжение с верхней катушки электромагнита и подать его на катушку, расположенную под нижней частью корпуса 1, тем самым создавая электромагнитное,поле, действующее на шарики б в обратном направлении. Нарики б возвращаются в исходное положение и цепь замыкается.

Простота конструкции жидкометаллического выключателя, его повышенная коммутационная способность и увеличенный ресурс работы позволит существенно повысить технико-экономические показатели аппаратов.

Формула изобретения

Жидкометаллический выключатель, содержащий установленные в герметизированном корпусе электроды, контактирующие через жидкий металл, и два электромагнита, расположенных сверху корпуса и.под ним, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения коммутационной способности и увеличения ресурса работы, он снабжен расположенной между электродами изоляционной перегородкой с отверстиями и помещенными в нижней части корпуса ферромагнитными шариками, покрытыми слоем йзоляции, причеМ диаметр шариков вместе с изоляцией больше диаметра отверстий в перегородке.

964760

Составитель В. Попова

Редактор Н. Пушненкова Техред А.Бабинец Корректор А. Ференц, Заказ 7643/35 Тираж 761 Подпис ное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал tttttl "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 650117, кл. Н 01 Н 29/24, 1979 °

2. Авторское свидетельство СССР

t2 428471, кл. Н 01 Н 29/24, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 675469, кл. Н 01 Н 29/0.4, 1979 .