Жидкометаллический магнитоуправляемый контакт Советский патент 1988 года по МПК H01H29/00 

Изобретение относится к электро- технике, в частности к жидкометалли- ческим магнитоуправляемым контактам, нечувствительным к положению в прост- анстве, и может быть использовано в йюммутационной технике и автоматике. : Целью изобретения является повьше- ние надежности размыкания контактных электродов.

На фиг.1 схематически изображен шодкомкталлический магнитоуправляемый Контакт; на фиг.2 и 3 - распределение kидкoro металла в продольных капиллярных каналах и боковых ответвлениях в начале срока службы; на фиг.4 и 5 - ;То же, в конце срока службы; на фиг. 6 ;Примеры исполнения продольных капил- Лярных каналов с боковыми ответвле- |ниями при взаимно перпендикулярном |расположении; на фиг.7 - то же, при косоугольном расположении; на фиг.8 - то же, при ширине боковых ответвлений, значительно большей продольных ;капиллярных каналов.

: Жидкометаллический магнитоуправ- ляемьй контакт содержит герметизированный корпус 1, в торцах которого установлен неподвижный контактный электрод, выполненный в виде ферро- магнитного стержня 2 диаметром О,-6 мм, длиной 20 мм, который на расстоянии в 3 мм сплющен до толщины 0,3 мм, на торце сплющенной части установлен немагнитный контакт 3, выполненный .из платины. Ширина контакта 3 составляет 0,2 мм и равна щирине сплющенной части стержня 2. Контакт 3 выступает н ад плоскостью сплющенной части стержня 2 на расстояние 0,15 мм, В противоположном торце корпуса 1 установлен подвижный контактный электрод выполненнь1й составным и содержащий штенгель 4 - трубку диаметром 1 мм и толщиной стенюг 0,2 мм, изготовлен- ную FI3 пермаллсуя 52Н, упругий элемент 5 - пластину из стали 13Х толщиной 0,08 пмм, шириной 1 мм и длиной 6 мм« Жидкометаллический магнитоуправляемый контакт содержит также электропроводный магнитопровод 6 - пластину из пермаллоя 52Н толщиной 0,3 мм, шириной 1 мм и длиной 8 мм. По всей поверхности электропроводного магнитопровода 6, например, методом химического фрезерования нанесена капиллярная сетка, состоящая из сообщающихся между собой продольных относительно оси жидкометаллического

, 0

5 0 5

О Q 5

5

50

5

магнитоуправляемого. контакта капиллярных каналов 7 и боковых ответвлений 8, заполненных амальгамой, причем ширина боковых ответвлений 8 больше, чем продольных капиллярных каналов 7 и равна 40 и 30 мкм соответственно, шаг капиллярной сетки в продольном и поперечном направлении 50 мкм. Упругий элемент 5 одним концом приварен к штенгелю 4, а другим - к электропроводному магнитопроводу 6 и поддерживает последний во взвешенном состоянии на расстоянии 250 мкм от контакта 3. Торец контакта 3, обращенный к электропроводному магнитопроводу 6, и электропроводный магнитопровод смочены жидким металлом, например амальгамой.

Жидкометаллический магнитоуправляемый контакт работает следующим образом .

В исходном состоянии электропроводный магнитопровод 6 находится на некотором расстоянии от контакта 3, При подаче управляющего сигнала, магнитного или электромагнитного по.ля между сплнлценной частыо стержня 2 и электропроводным магнитопроводом 6 возникает магнитное притяжение, которое преодолевает силу изгиба упругого элемента 5 и перемещает электропроводный провод 6 к контакту .3, замыкая электрическую цепь: стержень 2 - контакт 3 - электропроводный магнитопровод 6 - упругий элемент 5 - штенгель 4.

При отключении управляющего сигнала электропроводный магнитопровод 6 под действием силы изгиба упругого элемента 5 возвращается в исходное состояние, электрическая цепь размыкается. При возвращении электропроводного магнитопровода 6 в исходное состояние между ним и контактом 3 образуется мостик амальгамы, который разрывается к моменту прихода электропроводного магнитопровода 6 в ис, ходное состояние.

При отходе электродов поступление дополнительного количества жидкого металла по продольным капиллярным каналам 7 затруднено, так как места пересечения их с боковыми ответвлениями 8 являются гидродинамическим сопротивлением, ограничивающим скорость поступления жидкого металла при формировании мостика, что ограничивает

объем мостика и приводит к его разрыву. Это повьппает надежность размыкания электродов.

В статическом состоянии, когда электроды замкнуты или разомкнуты, жидкий металл перемещается по капиллярам в контактную зону, обеспечивая циркуляцию жидкого металла.

При разрыве мостика амальгамы не вся амальгама, из которой образовался мостик, попадает на контакт 3 и электропроводный магнитопровод 6, часть амальгамы в виде капель попадает на внутреннюю поверхность корпуса 4, в результате чего на электромагнитном магнитопровоДе 6 в зоне контактирования с контактом 3 возникает недостаток амальгамы, и в этом происходит осушение магнитопровода 6. Восстановление недостатка амальгамы в зоне контактирования происходит следующим образом. При осушении магнитопровода 6 амальгама по продольным капиллярным каналам 7, которые служат каналами .подпитки зоны контактирования, поступает в зону контактирования и заполняет ее, при этом происходит уменьшение уровня амальгамы по всей длине

ние амальгамы происходит при каждом цикле коммутации.

Количество контактных электродов в жидкометаплическом магнитоуправляе мом контакте может быть различным и зависит, в частности, от конкретной конструкции, целей эксплуатации, назначения и т.д.

При этом смоченными жидким металлом могут быть как все электроды, так и часть из них. Однако выполнять в данном случае конструкцию жидкоме- таллического магннтоуправляемого контакта- в виде, когда не все контактные электроды смочены жидким металлом, нецелесообразно, так как это, в частности, резко снижает диапазон коммутирующих мощностей.

Формула изобрете ния

Жидкометаллический магнитоуправ- ляемый контакт, содержащий герметизированный корпус, контактные элек тро.п ды, по крайней мере один из которых выполнен подвижным, смоченные жидким металлом и установленные в торцах

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании жидкометаллических магнитоуправляемых контактов, которые применяются в коммутационной технике и автоматике. Целью изобретения является повышение надежности размыкания контактных электродов. В статическом состоянии, когда контактные электроды здмкнуты или разомкнуты, жидкий металл перемещается по продольным капиллярным каналам и боковым ответвлениям в контактную зону, обеспечивая циркуляцию жвдкого металла. При размыкании контактный электродов поступление дополнительного количества жидкого металла по продольным капиллярным каналам затруднено, т.к. места пересечения их с боковыми ответвлениями являются гидродинамическим сопротивлением, ограничивающим скорость поступления жидкого металла при формировании мостика, что ограничивает объем мостика и приводит к его разрыву. 8 ил. (Л

продольных капиллярных каналов 7. Вос-зо Указанного герметизированного корпуса, причем на контактной поверхности по крайней мере одного из контактных электродов выполнены капиллярные каналы, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности размыкания контактных электродов, по крайней мере один из контактных электродов снабжен дополнительными продольными капиллярными каналами с боковыми ответвлениями, расположенными вне зоны контактирования и образуняци- ми с капиллярными каналами, расположенными в зоне контактирования, единую капиллярную систему.

становление уровня амальгамы в продольных капиллярных каналах 7 происходит за счет амальгамы, заполняющей боковые ответвления 8. Как только уровень амальгамы в продольных каналах 7 уменьшится, амальгама за счет того, что ширина этих каналов меньше, чем боковых ответвлений 8, а значит, значение капиллярных сил в них больше, чем в боковых ответвлениях, перетекает из боковых ответвлений 8 в продольные капиллярные каналы 7, восстанавливая в последних прежний уровень амальгамы. Такое перераспределе5

0

са, причем на контактной поверхности по крайней мере одного из контактных электродов выполнены капиллярные каналы, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности размыкания контактных электродов, по крайней мере один из контактных электродов снабжен дополнительными продольными капиллярными каналами с боковыми ответвлениями, расположенными вне зоны контактирования и образуняци- ми с капиллярными каналами, расположенными в зоне контактирования, единую капиллярную систему.

Ж/ч

X

ч

ЕЗ и Е ЕЗ Фиг. 2

ч

iK

ж

фуеЛ

фаг. 5

Ы И Ы

Фиг.

7

фие.б

Фиг. 5

Фиг. 7

Фае. 5