Приводное устройство для коммутационных аппаратов Советский патент 1984 года по МПК H01H29/00 

2. Устройство по П.1, о т л ич а ю щ е е ;с я тем, что,на поверхности, обращенной к жидкометаллическому перешейку, по крайней мере одного из дисков выполнены выступы .

1. ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ, жащее заполненный жидким металлом корпус, выполняющий функцию первого электрода, и :второ,й электрод, контактирующие между собой с поМощью жид кометаллического перешейка, образованного в зазоре между двумя изоляционными дисками, верхний из которых подвешен на эластичных растяжках к корпусу, а нижний вьтолнен со сквозным каналом, один конец которого выходит на поверхность диска, обращенную к. жидкометаллическому -перешейку, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительными эластичными растяжками, по меньшей мере одна из которых выполнена с осевЫм отверстием, нижний диск подвешен на дополнительных растяжках к корпусу, при этом растяжка с осевым отверстием установлена одним концом соосно с каналом диска, а в отверстии ее другого конца установлен второй электрод.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в сильноточных коммутационных аппаратах. Известны приводные устройства для коммутационных аппаратов, содер жащие заполненные жидким металлом корпус и два твердометаллических то коподвода, электрически соединенных между собой жидкометаллическим пере шейком, образованным одним вкладышем lj или двумя изоляционными дисками, расположенными с зазором один относительно другого рТ. Эти устройства сложны по конструкци и обладают невысокой надежностью. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является приводное ус ройство, содержащее заполненный жид КИМ металлом цилиндрический корпус, выполняющий функцию одного из токоподводов, и другой токоподвод, уста новленный внутри корпуса, который изолирован от него с помощью изоляционной втулки, а контактирует с ним при помощи жидкометаллического перешейка, образованного двумя изоляционными дисками, верхний из кото рых подвещен на растяжках к корпусу а нижний прикреплен к корпусу 3j . Однако вьшолнение нижнего диска в виде втулки, прикрепленной к корпусу, затрудняет развитие парогазовой полости между дисками и снижает эффективность преобразования электрической энергии в механическую. Прикрепление втулки к корпусу вызывает ней дополнительные механические напряжения при разряде, чт способствует более быстрому ее разрушению. Выполнение нижнего диска в виде втулки, прикрепленной к корпусу, и кажает фронт ударных волн, отраженных от дна корпуса, .и снижает их эффективность. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Цель достигается тем, что приводное устройство для коммутационных аппаратов, содержащее заполненный жидким металлом корпус, выполняющий функцию первого электрода, и второй электрод, контактирующие между собой с помощью жидкометаллического перешейка, образованного в зазоре между двумя изоляционными дисками, верхний из которых подвешен на эластичных растяжках к корпусу, а нижний выполнен со сквозным каналом, один конец которого выходит на поверхность диска, обращенную к жидкометаллическому перешейку, снабжено дополнительными эластичными растяжками, по меньшей мере одна из которых выполнена с осевым отверстием, нижний диск подвешен на дополнительных растяжках к корпусу, :при этом растяжка с осевым отверстием установлена одним концом соосно |с каналом диска, а в отверстии ее другого конца установлен второй электрод. ; Кроме того, на поверхности, об1ращенной к жидкометаллическому перешейку, по крайней мере одного из дисков выполнены выступы. , . На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез. Устройство содержит корпус 1, являющийся одним из токоподводов и заполненный жидким металлом 2, в котором расположен верхний изоляционный диск 3, подвешенный на растяжках 4 к корпусу. Нижний диск 5 установлен относительно верхнего диска 3 с зазором, в котором образуется жидкометаллический взрывающийся перешеек 6. Нижний диск 5 подвешен на изоляционных растяжках 7 к корпусу 1 . В одной из растяжек 7 выполнено осевое отверстие 8, которое канаПом 9 в нижнем диске сообщается с жидкометаллическим перешейком 6. В осевое отвер.стие 8 вставлен элект род 10. Осевое отверстие 8 и канал заполнены жидким металлом 2. На поверх ности нижнего диска выполнены выступы Устройство работает следующим образом. . В исходном положении верхний 3 и нижний 5 диски, выполненные, например, из резины, расположены с зазором между собой. Величина этого зазора определяется выступами 11. IB зазор между ними затекает жидкий металл, и таким образом формируется жидкометаллический перешеек кольцевой формы. Жидкий металл затекает также в канал 9 и осевое отверстие формируя внутренний электрод, который соединен с электродом 10. Жидко металлический перешеек соединен по периферии с жидким металлом 2, а в центре - с жидкометаллическим внутренним электродом. После Соединения элeктpJЭдoв с источником питания про исходит электрический взрыв проводн ка (перешейка) и передача энергии жидкометаллической среде. Под действием энергии взрыва диски 3 и расходятся друг от друга. После завершения процесса передачи энергии жидкий металл затекает в зазор между дисками, которые под действием эластичных растяжек возвращаются в исходное положение, и устройство снова готово к работе.. : Выбором геометрических размеров зазора, диаметром диска, а также ти пом жидкого:металла определяются энергетические .параметры привол Ного устройства. Технический эффект предложенного устройства заослючается в том, что нижний диск не имеет жесткой опоры в центре, ограничивакицей его осевое перемещение. Эластичные растяжки и эластичный (жидкостный) внутренний электрод обеспечивают .значительное не только осевое, но и угловое перемещение нижнего диска. Это уменьшает.механические напряжения в материале диска и внутреннего электрода, а следовательно, повышает их долговечность и надежность. Кроме того, возможность большого осевого перемещения дисков относитель но друг друга, обеспечивает сшадет ричное развитие парогазовой полости канала разряда и повышает эффективность передачи энергии. Эластичность нижнего диска и внутреннего электрода позволяет более эффективно использовать дно корпуса в качестве отражателя ударных волн, распространяющихся от канала разряда, и тем самьпч дополнительно повысить эффективность привода. В связи с большим ходом обоих дисков жидкий металл имеет возможность быстро затекать в зазор между ними, что сокращает время подготовки привода к работе. При возвращении дисков в исходное положение излишки металла вытесняются до формирования перешейка необходимой толщины, которая определяется выступами на поверхности одного из дисков. Выступы вьшолнены локальными, что не препятствует ни заполнению зазора жидким металлом, ни развитию парогазовой полости. Выступы (микронеровности высотой 0,1-0,5 мм) могут быть выполнены из того же материала, что и сами диски. Растяжки верхнего диска могут быть выполнены из отдельных стержней (например, в виде цилиндрической пружины) , равномерно расположенных по окружности, что не препятствует передаче энергии от канала разряда. Растяжки нижнего диска могут быть вьшолнены из резиновых трубок, внутреняя полость которых используется для жидкостного электрода. Экономический эффект изобретения заключается в многоразовости использования привода, повышении скорости восстановления жидкостного перешейка и времени работы без разборки, что сокращает расходы на его эксплуатацию. Следует отметить, что для подвода тока к центру жидкометаллического перещейка достаточно одной растяжки, .выполненной полой, остальные могут быть эластичными (например, пружинными) . Использование жидкого металла, заполняющего корпус, для внутреннего электрода позволяет получить растяжки практически однородные по сечению и свойствам, близкие к жидкости в корпусе, что снижает потери ударных волн, пересекающих эти растяжки и, следовательно, повышает эффективность привода.

510726606

Локальные выступы выполняют по по-гетйческих характрерйстик приво

верхности одного из дисков равномер-да.

но по всей площади. Это обеспечи- Предложенное техническое решевает равномерность высоты зазора,«ие позволяет выполнить весь централь

а следовательно толщины жидкометал- 5ный узел устройства без жестких элёмей-лического перешейка; и исключает ови предельно упростить конструкцию, прилипание дисков друг к другу, что Таким образом, предложенное устповышает надезшость формирования ройство имеет более компактную и

перешейка и повторяемость энер -надежную конструкцию.