ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РТУТНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Советский патент 1935 года по МПК C13D1/00 

Электрические переключатели с жидкостным контактом - ртутные вытесняют в последнее время переключатели с твердым контактом. Ртутные контакты не изнашиваются, не окисляются, не требуют за собою никакого ухода и весьма надежны.

Обычно ртутный переключатель выполняется в виде запаянной с обеих сторон стеклянной трубки со впаянными в нее платиновыми контактами. Трубку укрепляют в механизме переключателя таким образом, что ее можно наклонять в одну и другую сторону, и капелька ртути, перебегая из одного конца трубки в другой, замыкает надлежащие контакты.

В случае многоточечного переключателя для каждого контакта необходим особый рычажно-кривошипный или же кулачковый механизм, так что весь переключатель приобретает весьма сложное устройство и большие габариты. Кроме того, вследствие ударов ртути о концы трубок последние часто разбиваются либо дают трещины. Самая ртуть взбалтывается и разбивается на мелкие капли, что ухудшает контакт. Наконец, гибкие проводники, подводящие ток в контакты, испытывая весьма резкие и неравномерные деформации, часто перезамываются, чем совершенно нарушается работа переключателя.

Предлагаемый ртутный переключатель имеет целью заменить резкое попеременно-возвратное движение переключателей более плавным движением и тем смягчить или даже вовсе устранить перечисленные выше недостатки. Последнее достигается тем, что капельку ртути заставляют двигаться в одном, направлении кругообразно и замыкать поочередно надлежащие пары контактов.

На чертеже фиг. 1 изображает вид, электрического ртутного переключателя спереди; фиг. 2 - то же сверху; фиг. 3 - вид сверху ртутного контакта; фиг. 4 - то же при применении к переключателям Ливоти и т.п.; фиг. 5 - вид его сбоку.

Главною частью электрического ртутного переключателя является ртутный контакт. Последний представляет в простейшем случае стеклянную трубку 2, согнутую в виде правильного многоугольника, например шестиугольника (в случае шеститочечного прибора) и запаянного, или в форме кривой или, вообще, в виде замкнутого сосуда. В вершинах этого шестиугольника впаяны по две платиновых проволочки (контакты), к которым ток подводится гибкими проводниками.

Помещенная внутри трубки капелька ртути может бегать по шестиугольнику и, попадая в его вершины, замыкает поочередно между собою соответственные пары контактов. Форма переключателя такова, что, несмотря на равномерное движение его стеклянной части, ртуть двигается рывками, задерживаясь на продолжительное время в местах, где расположены контакты, и мгновенно перебегает в пространство между последовательными парами контактов.

Чтобы заставить каплю ртути двигаться относительно стеклянной трубки и впаянных в нее контактов, невозможно прибегнуть к обычному вращательному движению, так как вращению трубки мешают гибкие провода, припаянные к контактам. Поэтому шестиграннику придается колебательное движение по конусу вокруг вертикальной оси - движение, подобное тому, которое имеет место в диафрагменных объемных счетчиках Сименса и т.п. Шестигранник укрепляется на оси, проходящей через его центр перпендикулярно к его плоскости. Одну точку оси закрепляют и располагают ось под определенным углом к вертикальной линии. Необходимо, кроме того, предусмотреть, чтобы шестигранник не имел кроме колебательного еще и вращательное движение.

Механизм, служащий для осуществления требуемого движения, представлен на фиг. 1. Ось 1, на которой укреплены шестигранники 2, имеет на нижнем конце прикрепленную жестко к нему (например, припаянную) пружину 3. Ось 1 может быть закреплена (вместо пружины) на шаровом шарнире или шарнире Гука. Второй конец пружины закреплен неподвижно в основании переключателя.

Вал 5, имеющий на конце кривошипную вилку 6, вращается в подшипниках основания 4. Вилка 6 сцеплена с цапфой 7, имеющейся на верхнем конце оси 7. При вращении вала 5 ось трубки переключателя благодаря гибкости пружины 3 описывает коническую поверхность. В то же время пружина 3 предохраняет ось от вращения вокруг своей собственной оси. На оси 7 имеются два шестигранника (фиг. 1) вследствие необходимости производить двухполюсное переключение.

Гибкие проводники, подводящие ток к переключателю, соединены в жгут 8, который в свою очередь согнут спиралью.

Чтобы избежать прилипания ртути к контактам, а также чтобы точно фиксировать моменты переключения, вал 5 перемещается скачками на 1/6 окружности; в конце каждого цикла работы прибор фиксируется в этом положении на необходимое время, после чего снова приводится в движение.

При работе переключателя жгут проводников не испытывает изгибающих, а одни лишь скручивающие усилия, притом небольшие и распределенные равномерно по всей длине жгута, почему износ и усталость проводов весьма малы.

Переключатель приспособлен для прерывного ротационного движения, что значительно упрощает его конструкцию и повышает надежность.

На переключение тратится меньше времени, почему возможно укорочение цикла работы самопишущего прибора.

Ртуть не разбивается на капли вследствие отсутствия взбалтывания при круговом движении.

В этом случае трубка, являющаяся корпусом ртутного контакта и укрепленная в механизме, имеет вид двойного шестиугольника, изображенного на фиг. 3.

Капля ртути перебегает все двенадцать положений за два оборота пеерключателя, почему между ручкой и осью переключателя должна быть зубчатая передача 2:1.

Резкий подъем в точке А (фиг. 5) служит для того, чтобы можно было собрать ртуть в одну каплю, если она случайно окажется в обеих ветвях трубки. Нормальная работа этого переключателя может происходить только при вращении в одну сторону. При обратном вращении ртуть останавливается, как только дойдет до подъема в точке А. Материалом для трубки может служить стекло или пластмасса.

Электрический ртутный переключатель с замкнутой трубкой, в которую впаяны контакты, замыкаемые периодически и поочередно перекатывающейся по трубке капелькой ртути, отличающийся тем, что, с целью приведения трубки, имеющей форму многоугольника, в колебательное движение, ось трубки одним концом закреплена на винтообразной пружине, а другим концом в вилке, приводимой во вращательное движение, так, чтобы она была наклонной по отношению к вертикали и совершала движение по конической поверхности.