Жидкометаллический замыкатель Советский патент 1984 года по МПК H01H29/22 

Изобретение относится к ялектроаппаратост.роению, в частности к жидкометаллическим замыкателям, и может быть использовано при создани коммутационных устройств на большие токи. Известен жидкометаллический замы катель, содержащий два неподвижных электрода, разделенных диэлектриком и подвижную часть, позволяющую производить замьткание электродов с помощью жидкого металла 11. Недостатком этого устройства является невысокий КПД его ускоряющей индукционно-динамической систем при коммутации больших токов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является импульсный жидкометаллический замыкатель, состоящий из изоляционного корпуса, жидкого металла, катушки индукционно-динамического привода и двух неподвижных электродов. Электроды выполнены в виде полых цилиндров раз ного диаметра, подсоединенных к источнику тока в нижней своей части, расположены вертикально один в друг Электроды изолированы друг от друга Внутренняя стенка наружного цилиндр вьтолнена в виде усеченного конуса С2.. Недостатком этого устройства является уменьшение КПД устройства при коммутации больших токов. Целью изобретения является повышение КПД индукционно-динамического привода жидкометаллического замыкателя в широком диапазоне коммутируе мых токов. Поставленная цель достигается тем, что в жидкометаллическом замыкателе, содержащем изоляционный корпус, в полости которого расположены ком 1утируемые жидким металлом два неподвижных электрода, установленных с зазором один в другом, причем обраишнные одна к другой поверхности обоих электродов ВРЛПОЛнены в виде поверхностей вращения, и катушку индукционно-динамического гфивода, обращенные одна к другой поверхности обоих электродов выполнены с диаметрами в верхней част большими, чем соответствующие диаметры в основании. Причем обращенные одна к другой поверхности электродов могут быть выполнены в криволинейных поверхностей вращения. На фиг. 1 изображен жидкометалли ческий замыкатель, общий вид, разрез; на фиг. 2- график зависимости КПД ускорения от параметров (л г f . Жидк оме т а лл и ч е с к и и за мык а т ел ь содержит катушку 1 индукционно-днна мического привода, изоляцио ;ннй кор пус 2, в полости которого располс1же ны коммутируемьле жидким метсииюм 3 два неподвижных электрода 4 и 5, установленные с зазором один в другом. При этом поверхности обоих электродов, обращенные одна к другой, выполнены конусными с диаметрами в верхней части большими, чем соответствующие диаметры электродов в основании. Обращенные одна к другой поверхности электродов могут быть и криволинейньпми. а зазор между ними - сужающимся. Замыкатель работает следующим образом. При пропускании по катушке 1 индукционно-динамического привода импульсного переменного тока в слое жидкого металла 3 индуктируется ток с направлением, противоположным току в катушке 1. Вследствие взаимодействия токов противоположного направления, протекающих в катушке 1 и слое жидкого металла 3, возникает сила F-{ ; -- , где i - ток в каII .i С X тушке; 2 ток в слое жидкого металла, dM/d - производная взаимной индуктивности между катушкой и слоем жидкого металла по перемещению, вбрасывающая жидкий металл 3 в зазор между электродами 4 и 5. При этом между электродами 4 .и 5 образуется жидкометаллический мостик , дальнейшее движение которого происходит как за счет сил инерции, так и за счет электродинамических сил контура тока. Электродинамические силы удерживавзт жидкометаллический мостик в верхнем положении, в результате чего электроды находятся в замкнутом состоянии в течение пропускания тока. Слой жидкого металла (ж.м.) представляет собой дисковый проводник. КПД -при ускорении дисковых проводников зависит в основном от относительных величин : массы и сопротивления filRlL. / где m - масса ускоряемого проводника (в данном случае жидкого металла /; D - средний диаметр индуктора; С у - емкость и напряжение источника энергии; R,L. - активное сопротивление и индуктивность индуктора. Величина эквивалентного начального зазора между индуктором и проводником в широком диапазоне изменения параметра 6 незначительно влияет на КПД. Для оценки влияния параметре, о на КПД индукционно-динамической системы жидкометаллического замыкателя используются представленные на фиг.2 1-ра()ические данные для случая выполнения индуктора и проводника из одинаковых материалов. (При выполнении

1. ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЗАМЫКАТЕЛЬ, содержащий изоляционный корпус, в полости которого расположены кoммyтиpye 1Ь e жидким металлом два неподвижных электрода, установленных с зазором одкн в другом, причем обращенные одна к другой поверхности обоих электродов выполнены в виде поверхностей вращения, и катушку индукционно-динамического привода, отличающийся тем, что, с целью повьт1ения КПД индукционно-динамического привода жидкометаллического замыкателя в широком диапазоне кo 1мyтиpyeмыx токов, обраиенные одна к другой поверхности обоих электродов выполнены с диаметрами в верхней части большими, чем соответствующие диаметрыв основании. 2. Заг лкатель по п. 1, отличающийся тем, что обращенные одна к другой поверхности электродовJ выполнены в виде криволинейных поСО верхностей вращения. со ю ел СО