Контактный узел жидкометаллического коммутационного устройства Советский патент 1986 года по МПК H01H29/04 

Изобретение относится к жидко- металлическим коммутационным аппаратам и может быть использовано в электротехнической промьшленности.

Цель изобретения - повышение надежности путем независимости функционирования от пространственной ориентации узла, повьшение устойчивости к внешним механическим воздействиям и расширение коммутационных возможностей.

На фиг. 1 показан контакт1г1ый узел жидкометаллического коммутационного устройства, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - то же, с дополнительными контактами.

Контактный узел жидкометаплическо- го коммутационного устройства содержит заполненный газом герметизированный корпус 1, выполненный, например , из стекла с каналом для устранения поршневого эффекта, смачивае- у)ые жидким металлом неподвижные контакты 2 и 3, внешний вывод 4, смачиваемый кольцевой электрод 5, кольцевой жидкометаллический мостик 6, внутри которого расположен самофиксирующийся относительно оси симметрии корпуса смачиваемый жидким металлом подвижный контакт 7, образующая поверхность смачиваемого жидким металлом подвижного контакта определяется уравнением

-5/2 -1 / , , 12 х1/-2

. (П-г-Г

-гЧ1+г; ,

где Л - постоянная кривизна;

г, X - текущие координаты точки образующей при граничных условиях, отображающих параллельность градиентов поверхностей подвижного контакта и жидкого мостика.

Полость корпуса заполнена газом. Смачиваемые неподвижные контакты 2 и 3 и смачиваемый подвижный контакт 7 покрыты тонкой пленкой жидкого металла.

Узел работает следующим образом. При отсутствии сигнала в соответствующей обмотке (не указана) подвижный контакт 7 под действием сил поверхностного натяжения самофиксируется в центре симметрии корпуса, контакты (2 и 7) и (3 и 7) разомкнуты. Кроме того, соответствувзщим выбором параметров узла (объем мостика, дис1метр неподвижных контактов, щирина кольцевого электрода и т.п.)

461642

подвижный контакт может быть зафиксирован в любом крайнем положении, контакты 2 и 7 или 3 и 7 замкнуты.

При подаче сигнала в одну из об- 5 моток возникает магнитное поле, заставляющее подвижный контакт 7 пе- ремеш,аться к соответствующему неподвижному контакту 2 или 3,что обеспечивает их замыкание. При исчезновении

0 сигнала подвижный контакт возвращается в первоначальное положение равновесия за счет упругого эффекта, обусловленного действием сил поверхностного натяжения.

5 Коммутационные возможности контактного узла (фиг. 2) можно расширить путем введения дополнительных неподвижных контактов 8 и 9.

20 Использование плунжера специальной формы, играющего одновременно роль якоря и подвижного контакта, формирует жидкометаллический мостик, проявляющий обьемные упругие вос25 станавливающие свойства за счет сил поверхностного натяжения, аналогично возвратной пружине реле, что позволяет отказаться от специальных контак- тодержателей, по которым раньше пере30

меш;ался подвижный контакт, а это в

свою очередь существенно упрощает конст зукцию контактного узла в целом. Кроме того, существенно снижаются требования к точности изготовления

плунжера и частоте обработки его

поверхности, что упрощает технологию его изготовления. Большая шероховатость увеличивает эффективную, смачиваемую жидким металлом поверхность,

что повышает суммарную величину сил поверхностного натяжения. Существование восстанавливающего эффекта позволяет использовать предлагаемый контактный узел в коммутационной аппаратуре при любой ее пространственной ориентации, так как возвращение плунжера в положение равновесия происходит при любых его отклонениях вследствие значительного превышения капиллярных сил над гравитационными (изложенное относится также к влиянию внешних механических возмущений).

Расширение коммутационных возмож- ностей достигается тем, что контактный узел работает на переключение, при этом количество неподвижных контактов возможно больше двух.

31

Формула изобретения

Контактный узел жидкометаллическо- го коммутационного устройства, содержащий герметизированный корпус с га- зопроводным каналом, в полости которого установлены смачиваемые жидким металлом неподвижные контакты, смачиваемый кольцевой электрод и кольцевой жидкометаллический мостик, внутри которого расположен самофиксирующийся относительно оси симметрии корпуса подвижный контакт, и внешний вывод, отличающий- с я тем, что, с целью повышения на- дежности путем независимости функционирования от пространственной ориентации узла, повышения устойчивости

644

к внешним механическим воздействиям и расширения кoм ryтaциoнныx возможностей, кольцевой электрод и подвижный контакт выполнены смачиваемыми жидким металлом, при этом образующая подвижного контакта определена уравнением

r;,(l-r Y -r4l+r-r A ,

где X - постоянная кривизна;

г, X - текущие координаты точки образующей при граничных условиях, отображающих параллельность градиентов поверхностей подвижного контакта и жидкого мостика .

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - новышение надежности нутем обеспечения независимости функционирования от пространственной ориентации устройства и расширение коммутационных возможностей. Контактный узел жидко- металлического коммутационного устройства содержит установленные в герметизированном корпусе смачиваемые жидким металлом неподвижные контакты 2 и 3, кольцевой электрод 5 с внешним выводом 4, внутри которого установлен самофиксирующийся относительно оси симметрии корпуса подвижный контакт 7, выполненный в виде тела вращения с вогнутой боковой поверхностью, в зазоре между которой и внутренней боковой поверхностью кольцевого неподвижного электрода5 расположенкольце- вой жидкометаллический мостик 6. 2ил. (О (Л к О5 а

3

Редактор Н. Рогулич

Заказ 4007/45Тираж 643

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Кухарева

Техред Н . Бонкало Корректор В. Бутяга

Подписное