Устройство для выключения токов Советский патент 1991 года по МПК H01H39/00 

J J3

(Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в коммутаторах тока. Цель изобретения - упрощение конструкции при одновременном уменьшении потребляемой энергии. Исполнительный механизм 2 выполнен из проводников 3, изготовленных из квазикристаллического сплава, в котором при нагреве происходит фазовое превращение, сопровождающееся выделением значительного количества тепла. Разрушение исполнительного механизма 2 происходит из-за сильного разупрочнения материала при переходе из одного состояния в другое. 1 ил.

2

О 00 Os

ел

го

х|

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в коммутаторах тока.

Целью изобретения является упрощение конструкции при одновременном уменьшении потребляемой энергии.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство работает следующим образом.

При подаче электрического сигнала происходит нагрев исполнительного механизма, причем один из проводников в нем в силу отличия своего электросопротивления (например, за счет отличия площади попе- речного сечения или длины проводника) нагревается до температуры фазового превращения быстрее, чем соседний проводник. Фазовое превращение сопровождается выделением тепла. Выделенное тепло совместно с джоулевым теплом разогревает следующий проводник г,о темпера: туры фазового превращения. После достижения температуры фазового превращения происходит разрушение исполни- тельного элемента. Для того, чтобы обеспечить работу устройства, т.е. обеспечить передачу тепла фазового превращения от каждого предыдущего проводника к последующему, проводники отличаются друг от друга по электрическому сопротивлению (выраженному через изменение длины или площади поперечного сечения) в соответствии с соотношением,

Разрушение-исполнительного механиз- ма при достижении температуры фазового превращения происходит из-за сильного разупрочнения, например, охрупчивания материала при переходе из одного состояния в другое.

Упрощение конструкции достигается за счет отсутствия промежуточных слоев, например пиротехнического состава, между проводниками.

Уменьшение потребляемой энергии до- стигается за счет того, что не происходит расходование энергии на нагрев промежуточных слоев, т.е. снижение эффективной теплоемкости исполнительного элемента, а также за счет того, что для нагрева исполни- тельного элемента используется дополнительно выделяющаяся при фазовом превращении энергия.

Сравнительные оценки показывают, что суммарная экономия энергии может состав- лять в зависимости от конструктивных особенностей исполнительного механизма (числа Проводников и т.д.) от 15 до 40%.

Исполнительный механизм выполнен из не менее двух изготовленных из квазикристаллического сплава и приведенных в тепловой контакт проводников переменного сечения, определяемого соотношением

Sn(1+ -

Q

п С ДТ

)

Q

(2+тг-г т)

,-2 .

Si

где Sn - площадь поперечного сечения п-го проводника; Si - площадь поперечного сечения 1-го проводника; Q-тепловой эффект фазового превращения; п - количество проводников; С - удельная теплоемкость материала проводника: Т Т - Тн - разность температур начала нагрева (Тн) и фазового превращения (Тк).

Устройство содержит токоподводы 1, к которым подводится прерываемый ток. исполнительный механизм 2 в виде набора тонких проводников 3, установленных с возможностью теплового контакта и закрепленных между проводниками.

Формула изобретения Устройство для выключения токов, содержащее токоподводы и исполнительный меха низм, выполненный по крайней мере из двух проводников, каждый из которых закреплен между указанными токоподводами, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции при одновременном уменьшении потребляемой энергии, указанные проводники исполнительного механизма выполнены из квазикристаллического сплава и установлены с возможностью теплового контакта между собой, величина сечения каждого проводника отличается от величины сечения других проводников, причем расположены проводники в последовательности, определяемой соотношением

Sn(1 + (2 +

Q

)

n СДТ

QN0-2

nСAT

)

где Sn - площадь поперечного сечения n-ro проводника;

Si - площадь поперечного сечения первого проводника;

Q - удельный тепловой эффект фазового превращения;

п - количество проводников;

С - удельная теплоемкость материала проводника;

Т f Тк - Тн - разность температуры начала нагрева Тн и температуры фазового превращения Т.