Магнитоуправляемый контакт Советский патент 1981 года по МПК H01H29/02 H01H1/66 

(54) МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЙ КОНТАКТ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке коммутационных устройств, высоконадежных в работе с повышенной стабильностью переходного сопротивления и большим сроком службы.

Известен магнитоуправляемый контакт, в котором подвижный контакт выполнен в виде сердечника, перемеш.аюш,егося к одному или другому торцу неподвижного контакта 1.

Однако надежность работы таких контактов невелика из-за загрязнения смоченных ртутью контактов.

Известен магнитоуправляемый контакт, содержашйй герметизированный баллон, в торцах которого закреплен неподвижные контакты, каждый из которых выполнен в виде трубки из немагнитного электропроводного материала, так что между ними имеется капиллярная полость, заполненная ртутью, и подвижный контакт, выполненный в виде сердечника, установленного с возможностью перемещения между неподвижными контактами, причем торцы трубки, стержня и сердечника смочены ртутью 2.

Известное устройство работает следующим образом. При определенном воздействии магнитного поля подвижный контакт своим торцом соприкасается с торцом неподвижного контакта, замыкая электрическую цепь. При этом надежность обеспечения малого и стабильного переходного сопротивления обеспечивается за счет мостика ртути, образуемого между смоченными ею поверхностями контактов. При снятии, либо изменении взаимодействия на сердечник магнитного поля подвижный контакт возвращается в исходное положение. При этом ртутный мостик растягивается и разрывается, причем имеет место разбрызгивание ртути, а также ее испарение за счет джоулиевого тепла, выделяемого проходящим током. Брызги и пары ртути улавливаются смоченным ею участком на внутренней поверхности трубки и поступают через заполненную ртутью полость на поверхность стержня и затем через капилляр возвращаются на смоченный ртутью участок на торце стержня. Происходит своеобразная циркуляция ртути, обеспечивающая ее фильтрацию во избежание возможности появления на поверхностях коммутирующего контакта поверхностных пленок, могущих снижать надежность коммутации. Недостатком известного устройства является то, что из-за сравнительно большой массы ртути в полости, представляющей собой канал, по которому осуществляется поступление ртути с поверхности трубки на поверхность стержня, эта масса ртути под влиянием бнещнего механического виброударного воздействия может переместиться из полости в баллон контакта и циркуляция ртути с трубки на стержень будет нарушена на некоторое время функционирования контакта, отразится на коммутационные характеристики контакта. Целью изобретения является повышение виброудароустойчивости и технологичности контакта. Поставленная цель достигается тем, что в магнитоуправляемом контакте, содержаш.ем герметизированный баллон, в торцах которого закреплены неподвижные контакты, каждый из которых выполнен в виде трубки из электро- и .магнитопроводного материала и установленного в ней стержня из немагнитного электропроводного материала, так что между ними имеется капиллярная полость, заполненная ртутью, и подвижный контакт, выполненный в виде сердечника, установленного с возможностью перемещения между неподвижными контакта.ми, причем торцы трубки, стержня и сердечника смонтированы ртутью, введен кольцеобразный элемент, охватывающий стержень и установленный между указанными стержнем и трубкой, так что вдоль стержня и трубки образуются капиллярные каналы, заполненные ртутью, причем поверхность кольцевого элемента, обращенная к подвижному контакту, не смочена ртутью, а остальные части поверхности кольцевого элемента смочены ртутью. В теле кольцевого элемента могут быть выполнены трубчатые или щелевые капиллярные каналы с выходом на части поверхности кольцевого элемента, смоченные ртутью. На фиг. 1 показана контактная система магнитоупраеляе.мого контакта, продольный разрез; на фиг. 2 - трубка, стержень и кольцевой элемент неподвижного контакта, поперечный разрез. В магнитоуправляемом контакте подвижный контакт выполнен в виде трубки 1 из магнитопроводного материала, внутри которой расположен сердечник 2 из электропроводного материала. Неподвижный контакт составлен из трубки 3, выполненной из электро- и магнитопроводного материала, и расположенного в ней стержня 4 из электропроводного материала. Между трубкой 3 и стержнем 4 имеется капиллярная полость. начинающаяся от торца стержня 4, который несколько углублен по отношению к торцу трубки 3, причем торец трубки выполнен с внутренним скосом в виде конуса Зона контактирования герметически закрыта диэлектрическим баллоном 5, внутри которого может быть нейтральный или восстановительный газ, диэлектрическая жидкость или их композиция в определенных пропорциях. Другой торец неподвижного контакта герметически закрыт. Контактные торцы 6 и 7 сердечника 2 и стержня 4 смочены электропроводной жидкостью, например ртутью. На торце 7 стержня 4 в полости между ними и трубкой 3размещен дополнительный кольцеобразный элемент 8, обхватывающий стержень 4и входящий в трубку 3 так, что вдоль его между элементом 8, стержнем 4 и трубкой 3 имеются капиллярные трубчатые каналы 9. Поверхность кольцевого элемента 8, обращенная к подвижному контакту, не смочена электропроводной жидкостью, тыльная же его поверхность и поверхность между стержнем 4 и трубкой 3 смочены, поэтому капилляры 9 полностью заполнены электропроводной жидкостью. Таким образом, электропроводная жидкость на торце 7 стержня 4 сообщается по трубчатым капилляра.м 9 со смоченным ею участком 10 на трубке 3. Для уменьшения гидродинамического сопротивления циркуляции электропроводной жидкости по тыльной стороне элемента 8 на ней или в теле элемента 8 могут быть выполнены капиллярные щелевые каналы 11. Количество капиллярных каналов может быть и больще, например, при выполнении их методом мелкой насечки или даже грубой пескоструйки. Устройство работает следующим обраПри воздействии внешнего управляющего магнитного поля подвижный контакт движется к неподвижному. Соприкосновение контактов происходит сначала через электропроводную жидкость на торцах 6 и 7. При снятии управляющего воздействия подвижный контакт возвращается в исходное положение. В процессе контактирования цод электрической нагрузкой под влиянием температурных и динамических факторов и в результате эрозии образуются побочные продукты, например окислы, и влага металлической жидкости, которые легче ртути и поэтому они концентрируются на ее поверхности в виде равнораспределенного слоя. На торцах сердечника 2 и стержня 4 жидкость может разбрызгиваться, но она будет улавливаться смоченным ею участком 10 внутренней поверхности трубки 3. При этом с этого участка 10 поступает в капилляры 9 и каналы 11 и через них возвращается на торец 7 стержень 4. Происходит фильтрация жидкости, так как на торец 7 чистая жидкость поступает через трубчатые капилляры 9 и 11, а все примеси остаются на поверхности жидкости за пределами контактной зоны. Следовательно, положительный эффект достигается за счет автоматического очищения поверхностей жидкого контакта, предовращения образования на нем пленок, оказывающих отрицательное влияние на стабильность характеристик переходного сопротивления при коммутации сигналов низкого уровня, а также дополнительно повышается виброустойчивость функционирования контакта и технологичность его сборки.

Формула изобретения

ffg./

смочены ртутью, отличающийся тем, что, с целью повышения виброудароустойчивости и технологичности, в него введен кольцеобразный элемент, охватывающий стержень и установленный между указанными стержнем и трубкой, так что вдоль стержня и трубки образуются капиллярные каналы, заполненные ртутью, причем поверхность кольцевого элемента, обращенная к подвижному контакту, не смочена ртутью, а остальные части поверхности кольцевого элемента смочены ртутью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг.г