Реле на герконе Советский патент 1980 года по МПК H01H51/28 

(54) РЕЛЕ НА ГЕРКОНЕ

- I

Изобретение отнрсится к средствам автоматизации, в частности к устройствам для коммутации сигналов низкого уровня.

Известны герконовые реле, содержащие обмотку и баллон с магнитоуправляемыми контактами

Основным недостатком таких реле является возникновение паразитной термоэдс на выводах геркона, что. не позволяет без существенной погрешности коммутировать сигналы низкого уровня.

Известно герконовое реле с низким уровнем термоэдс, которое представляет собой язычковое реле с малой ЭДС при разности температур, содержащее пустотелую бобину из ме.аи, по поверхности которой размещена обмотка управления. Внутри бобины закреплен баллон с магнитоуправляемыми контактами, выводы которых запрессованы в медные втулки. Эти втулки закреплены в дисках из тефлона или окиси бериллия, которые, в Свою очередь, запрессованы в торцы бобины. Поверхность магнитоуправляёмых контактов от баллона до диска защищена теплоизолирующей втулкой. Бобина закреплена в теплопроводном корпусе из меди или алюминия, на поверхности которого на тефлоновых основаниях размещены выходные контакты реле, соединенные с медными втулками тонким проводом. Термоэдс при такой конструкции реле не превышает 1 мкВ 12.

J Однако эти. характеристики достигаются за счет значительного усложнения конструкции реле и увеличения числа его э.лементов. Наличие тонкостенной бобины, тефлоповых колец не обеспечивает равНЪмёрный прогрев всей конструкции, особенно

10 от внешних источников тепла. Малая nciверхность контакта магнитоуправляемых контактов с бобиной требует особой чувствительности геркона к управляющему магнитному полю.

Известно Также реле для коммутации

15 сигналов низкого уровня, в котором геркон размещен внутри теплопроводного корпуса, а его выводы закреплены во втулках из окиси бериллия, размещенных в торцовой части корпуса. Но для уменьшения количества

20 , передаваемого на геркон, катущка

управления отделена от корпуса, /v aгнитный

поток от управляющей катушки подводится

. к геркону при помощи магнитопроводящего

сердечника и двух магнитопроводов. На

гёркон надеты потокоцентрйрующие втулкя из стали. Эти конструктивные мера позволили термоэдс на контактах реле до 0,1-0,5 мкВ 31.

Однако снижение уровня термоэдс в этом реле достигается за счет еще большего усложнения конструкции (появились дополнительные магнитопроводы). В целом конструкция реле сложна и нетехнологична, кроме того, в ней применены токсичные для человекаматериалы (окись бериллия).

Наиболее близким к изобретению является реле на f-еркЬне, Содержащее цилиндрический каркас с центральным осевым отверстие.м, обмотку возбуждения, размешенную на каркасе, гёркон, размещенный в осевом отверстии, с контактными выводами, заканчивающимися удли ительными проводами, расположенными близко -друг от kpyra, и изолирующую заливочную массу высокой теплопроводности. Контактный -вывод с одной стороны геркоиа выведен вблизи контактного вывода с другой стороны геркона, а идущие от этих выводов удлинитбльные провода скручены. Каркас катушки выполнен из материала высокой теплопроГ одкбстй; а провода окруЖены ПЛенками из материала с большой теплопроводностью

и выведены наружу между каркасом катуш кй и крышкой. В конструкции этого реле меньше деталей, перепад температуры вдоль

теркона и между его контактамииёвёлик, что обеспечивает малый уровень термоэдс 4J

Однако положительный эффект этой Конструкции почти полностью определяется техническими характеристиками заливочной массы. Эта масса должна иметь большое электрическое сопротивление и is то же время хорошо проводить,тепло. Как известно, эти требования противоречивы, все теплопроводные тела (например, металлы) плохие электрические изоляторы и наоборот. В момент сборки масса должна обладать хорошей жидкоТекучёстью, чтобы заполнить все пространство без пустот, а в процессе эксплуатации она должна обладать хор(}шей механической прочностью, чтобы не допус-. тить смещений близко расположенных быводов теркона, например, при вибрациях. Крйме того, заливочиая масса должна обладать высокой адгезионной способностью по отношению к материалу выводов геркона для обеспечения .хорошего теплового контакта и в то же время не :иметь с ним химического ззаимодействия (например, коррозии), не должна изменять своих свойств при высоких и низких Температурах. и т. д. Так как между корпусом, являющимся магннтопроьодом, и контактами геркона имеется зазор, заполненный массой, эта масса не должна быть диймагнетиком, иначе увеличится моц ность обмотки упрайления,

а следовательно, и количество выделяемьго

еютепла.

Цель изобретения - снижение уровня термоэдс и упрощение конструкции устройCTBai ... .

Поставленная цель достигается тем, что в реле, содержащем герметизированный баллон с магкитоуправляемыми контактами, размещенный в осевом отверстии теплопроводного блока, на поверхности которого размещена обмотка управления, теплопроводный блок образован двумя изолированными друг от друга электроизоляционной эмалью fo частями с максимальной поверхностью соприкосновения, например двумя половинами рассечениого по диагонали параллелепипеда.

На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого устройства.

Реле содержит массивный теплопроводньш блок, образованный двумя изолированными друг от друга электроизоляционной эмалью частями 1 и 2 с максимальной поверхностью Соприкосновения, например двуJQ мя половинами рассеченного по диагонали параллелепипеда. Ба.ллон 3 с магнитоуправляемыми контактами 4 и 5 размещен в осевом отверстии блока. Контакты 4 и 5 закреплены в обрнх половинах I и 2 блока. Обмотка б управления расположена на поS верхности блока. В качестве электроизоляционной эмали может быть применена эмаль ЭП-274 ТУ 6-10 1039-70 с толщиной покры- . тия 15 мкм. Материалом блока может служить, например, медь.:

При работе ввиду симметричности KOIHCTрукции обмотка реле прогревает обе части I и 2 блока Совершенно одинаково, а ввиду высокой теплопроводности материала блока пе|зепада температур между выводами геркона не возникает. Необходимо отметить,

5 что хорошая теплопередача достигается не уника.пьными свойствами эмали (она не обязательно должна быть хорошим проводником тепла), а обеспечиваемыми самой конструкцией реле значительной повер)(ностью теплопередачи и возможностью наносить

эмаль очень тонким слоем (практически до 5 мкм), так как поверхность соприкосновения частей f и 2 блока закрыта от механических повреждений. Этк же свойства йонСтрукции обеспечивают равномерность

5 распределения температуры . вдоль баллона 3 геркона. Значительная масса частей 1 и 2 блока и хорошая теплопередача между ними устраняет влияние внешних температурных полей, при этом блок служит одновременно и электростатическим экраном. ЗначитеЛь на:я поверхность соприкосновения магнитоуправляемых контактов 4 и 5с блоком, являющимся также и магнитопровЬДом, способствует уменьшению мощности катушки управления.

J . Практически конструкция репе может быть дополнена, например, корпусом для дополнитЫьной фиксации частей блока, клеммами илн глухими отверстиями .для пайки у.алннительных проводов и т. д.

С целью повышения технологичности теплопроводному блоку может быть придана несколько иная форма, например симметрично рассеченного цилиндр а. Для увеличения

aiH si/tf --,:,. ШличёсТва OffffOBpeMeHHoi переключаемых контактов блок может быть образован симметрично рассеченной треугольной призмой, причем плоскость симметрии проходит через сторону одного основания и вершину другого, Четыре или шесть таких призм с размещенными в них герконами образуют параллеле-. пипед или шестигранную призму, на поверхности которой размещается общая обмотка управления.

По сравнению с известными предлагаемая конструкция значительно проще и тех. нологичнее. Реле содержит минимум элементов, легко собирается. Конструкция не содержит дефицитных или токеичнУх материалов. .За счет хорошей теплопередачи между контактами реле имеется малый уро.. вень термоэдс и оно нечувствительно к воздействию внешних температурных полей. Предлагаемая конструкция допускает уве. личёние числа переключаемых элементов. Данноё релё может найти широкое применение в аппаратуре, предназначенной для комм мутации сигналов низкого уровня, в цифровых вольтметрах, информационноизмерительных системах, устройствах телеуправления и т. д.

Высокие метрологические характеристики, технологичность, конструктивная простота и низкая стоимость обеспечивают техникоэкономическую эффективность внедрения предложенного реле.

Формула изобретения

Реле на герконе, содержащее баллон с магнйтоуправляемыми контактами, размещенпый в осевом отверстии теплопроводного блока, на поверхности которого размещена обмотка управления, отличающееся тем, что, с целью снижения уровня термоэдс и упрощения конструкции, теплопроводный блок образован двумя изолированными друг от друга электроизоляциониой эмалью частями с максимальной поверхностью соприкосновения, например двумя половинами разрезанного по диагонали Иараллелепипеда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3 «Приборы и системы управления. 1975, Л 12, с. 45..

4. Авторское свидетельство СССР № 577578, кл. Н 01 Н 51/28, 1977.