Жидкометаллический замыкатель Советский патент 1984 года по МПК H01H29/22 

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к жидкометаллическим замыкателям, и может быть использовано при создании быстродействующей коммутационной аппаратуры. Известны жидкометаллические замыкатели, содержащие два неподвижных электрода, разделенных диэлектриком, и подвижную часть, позволяющую производить замыкание электродов с помощью жидкого металла 1 и 2. Однако быстродействие этих устройств ограничено большой массой подвижных частей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является быстродействующий замыкатель, содержащий изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким металлом два электрода, установленные с зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой, верхний электрод, выполнен в виде диска с JI-,,,вогнутой поверхностью в центре, обращеннои к выступу нижнего электрода, и катущку индукционного динамического привода 3. В данном устройстве масса подвижной части меньше чем в известных, однако торможение жидкого металла на поворотном участке (обусловленное тем, что вектор силы, действующей на жидкий металл, направлен под углом к оси зазора, по которому движется жидкий металл на поворотном участке) снижает быстродействие, что является недостатко-м данного устройства. Кроме того, пока ток в жидком металле, наведенный в нем катушкой ИДП, не затух, на жидком металле действует радиальная сила, направленная в сторону увеличения радиуса кольца, образованного жидком металлом. Эта сила дополнительно прижимает жидкий металл к изоляционной стенке замыкателя, что также способствует уменьшению скорости его движения. Целью изобретения является повышение быстродействия замыкателя. Поставленная цель достигается тем, что в жидкометаллйческом замыкателе, содержащем изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким металлом два электрода, установленные с зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклЪй поверхностью, а другой, верхний электрод, выполнен в виде диска с вотнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катущку индукционно-динамического привода, часть крайних витков катущки смещена относительно соседних, образуя уступ, обращенный в сторону зазора между электродами. На чертеже изображен жидкометаллический замыкатель, общий вид. Замыкатель состоит из двух установленных с зазором неподвижных электродов 1 и 2, изоляционного корпуса 3 и катущки 4. Нижний электрод 1 содержит централь-, ный выступ с выпуклой поверхностью 5, направленной в сторону верхнего электрода 2, который имеет вогнутую поверхность, расположенную напротив упомянутого выступа с поверхностью 5 нижнего электрода 1. Жидкий металл 6 расположен над катущкой 4 индукционн.о динамического привода. Катущка 4 выполнена таким образом, что часть крайних витков смещена относительно соседних витков и образуют уступ 7, обращенный в сторону зазора между электродами. Устройство работает следующим образом. При разряде накопителя энергии 8 чеiiyri | j4j|j/i/j,v, ПС1 rvv/i irj 1 in rirt -i рез коммутатор 9 на катущку 4 в слое жидкого металла 6 индуктируется ток с направлением, противоположным току в катушке (индукторе). При этом как и у прототипа возникает вертикальная сила F, вбрасывающая жидкий металл в зазор между электродами 1 и 2. Выполнение катушки с уступом приводит к тому, что на жидкий металл действует еще и добавочная сила 1. Результирующая сила равна векторной сумме двух сил F и 1.ол. При этом по абсолютной величине сила FQ больше силы F, которая дейна жидкий металл в прототипе (Fo F2-rF5). Кроме того,подбором параметров катушки МОЖ11О добиться того, чтобы векторная сила F(j действовала вдоль оси канала, по которому перемещается жидкий металл. Это исключает торможение жидкого металла на поворотном участке (как это имеет место в прототипе) и позволяет повысить быстродействие устройства или же при сохранении быстродействия снизить энергию, необходимую для срабатывания замыкателя. Наличие силы Fдoп равной, например, по величине 0,6 F (или F), приводит к увеличению общей силы FQ, действующей на жидкий металл в 1,17 раза (или в 1,4 раза), что повышает быстродействие устройства соответственно в 1,17 или 1,4 раза. При сохранении быстродействия на прежнем уровне это позволяет снизить энергию, необходимую для срабатывания устройства в 1,17 или 1,4 раза.

310738134

Таким образом видно, что выполнение витков, позволяет повысить быстродействие индуктора с уступом, когда крайние его вит- жидкометаллического замыкателя или сники катушки смещены относительно соседних зить мощность приводного устройства.

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЗАМЫКАТЕЛЬ, содержащий изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким металлом два электрода, установленные с,зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой, верхний электрод, выполнен в виде диска с вогнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катушку индукционно-динамического привода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, часть крайних витков катущки смещена относительно соседних, образуя уступ, обращенный в сторону зазора между электродами. (Л