Жидкометаллический контактор Советский патент 1981 года по МПК H01H29/04 

(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ШНГАКТОР

Изобретение относится к низковольтному аппаратостроению, а точ нее к коммутирующим устройствам и может быть применено в аппаратуре использующей жидкостные койтакты, Известны жидкостные контакты, представляющие собой баллон,полность заполненный ртутью, в котором размещены две магнитные контактные пружины. Контактные пружины покрыты электроизоляционным материалом так, что на одной из них в зоне контактирования образован участок, свбодны от электроизоляционного покрытия. контактными пружинами замкнута в отсутствие магнитного , ПОЛИ, а при воздействии полем контак ные пружины сжимаются и, вытесняя ртуть из межконтактногр зазора, размыкают электрическую цепь DJ. В других жидкометаллических контактах применяется капсула с залитой ртутью и неэлектропроводной магнитной жидкостью и электромагнит в виде тора, охватывающий с внешней стороны капсулу. Магнитное поле втягивает в нижнюю половину капсулы магнитную жидкость, которая вытесняет ртуть вверх и электроды перемыкаются Г23. В сегментном переключателе последовательно расположенные электропроводящая жидкость (ртуть) и неэлектропроводная магнитная жидкость в замкнутой трубке с боковыми электродами позволяют перемыкать электроды ртутью после передвижения магнитной жидкости магнитным полем У}, В жидкостном контакторе коммутация электрической цепи заключается в вытеснении электропроводной жидкости неэлектропроводиой магнитной жидкостью под действием магнитного поля f4. . Недостатком такого устройства является наличие электромагнита с сердечником, создающего поперечное к оси баллона магнитное поле. Такая

электромагнитная система разрыва ртутной перемычки сложна и не позволяет уменьшить размеры аппаратов с применением жидкомет-аллических контактов, т.е. сделать их низкопрофильными. Вторым недостатком указанного контакта является только горизонтальное рабочее положение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является жидкостный контактор, содержащий источник магнитодвижущей силы, герметизированный корпус, в котором с торцов в на:правлении продольной оси установлены контактные электроды, заполненный несмешивающимися электропроводной и магнитопроводной жидкостями, два магнитопровода, торг цы которых установлены друг напротив друга так,что в среднем сечении герметизированного корпуса, перпендикулярном его продольной оси, образуется зазор, а указанные магнитопроводы составляют последовательную магниную цепь. Такой контактор может работать в любом пространственном положении LSj.

Однако известный контактор имеет достаточно сложную конструкцию.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы контактора.

.Поставленная цель достигается тем, что в жидкостномКонтакторе, содержащем источник магнитодвижущей силы, герметизированный корпус, в котором с торцов в направлении продольной оси установлены контактны электроды,заполненный несмешивающимися электропроводной и магнитопроводной жидкостями, два магнитопровода, торцы которых установлены друг напротив друга так, что в среднем сечении герметизированного корпуса, перпендикулярном его продольной оси, образуется зазор, а указанные магнитопроводы составляют последовательную магнитную цепь, два магнитопровода выполнены в виде ферромагнитных трубок, установленных внутри герметизированного корпуса у его торцов, причем торцы ферромагнитных трубок направлены друг нав-f стречу другу и имеют скосы, так что удаленные от торцов герметизированного корпуса торцы ферромагнитных трубок перекрывают друг друга.

I При этом внутреннее сечение герметизированного корпуса, перпендикулярное его продольной оси, уменьшено от середины корпуса к его торцам.

На фиг.1 показан жидкостный контактор в грризонтальном положении и исходном состоянии контактов; на. фиг.2 - то же, в горизонтальном положении при возбуждении магнитной

цепи; на фиг.З - то же, -в вертикальном положении и исходном состоянии контактов; на фиг.4 - то же, в вертикальном положении при /возбуждении магнитной цепи.

Жидкостный герметизированный контактор представляет собой корпус 1 из диэлектрика (стекло) с неподвижными контактными электродами 2 и 3 (могут быть ферромагнитными) , заполненными электропроводной жидкостью 4, например ртутью, и магнитной жидкостью 5, являющейся диэлектриком. В корпусе у его торцов установлены два магнитопровода в виде ферромагннтных трубок 6 и 7, расположенных торцами друг навстречу другу с зазором между ними. Торцы ферромагнитных трубок имеют скосы, а наиболее удаленные их части перекрывают друг дру

га в среднем сечении герметизированного корпуса. Изменение внутреннего сечения герметизированного корпуса от середины к его торцам способствует более надежному срабатыванию

контактора.

Устройство работает следующим образом.

Контактор в горизонтальном рабочем положении-(фиг.1 и 2). При отсутствии

продольного магнитного поля (источником МДС может быть управляющая обмотка или поле постоянного магнита, не показаны) электропроводная жидкость 4 и магнитная жидкость 5 распределяются за счет разных плотностей вдоль горизонтально расположенного корпуса 1. При этом электроды 2 и 3 замкнуты.

После воздействия управляющего

магнитного поля магнитный поток замыкается по пути, имеющем.минимальное магнитное сопротивление, т.е. по перекрывающимся торцам трубок 6 и 7. Посередине баллона, где зазор

между двумя магнитопроводами минимальный, создается электромагнитное усилие, под действием которого магнитная жидкость 5, уменьшая сопро5тивление магнитному полю, вытесняет жидкость 4 из средней части корпуса что приводит к разрьшу электрической цепи между электродами 2 и 3 (фиг.2). Концентрация магнитного поля в средней части корпуса 1 значительная, если длина трубок.6 и 7 в 3 раза больше рабочего зазора. В вертикальном рабочем положении контактора (фиг.З и 4) при отсутствии продольного магнитного поля (относительно оси баллона) электропр водная жидкость 4 находится в нижне части полости корпуса, замыкая межд собой электроды 2 и 3, а магнитная жидкость 5 в верхней части за счет разных плотностей (фиг.3). Необходимый градиент поля, обеспечивающий перемещение магнитной жидкости 5 к средине корпуса 1 в рабочий зазор, достигается изменением сечения корпуса. Толщина стенк корпуса между его внутренней полост и поверхностью трубок 6 или 7 у кон цов внутреннего объема корпуса 1 наибольшая и постепенно уменьшается к середине корпуса 1. Такая констру ция корпуса I обеспечивает требуемы градиент магнитного поля, образован ного пот.оками рассеяния около трубо 6и 7, а это позволяет перемещать магнитную жидкость 5 в рабочий зазор при вертикальном положении. Градиент магнитного поля вдоль внутренней стенки рабочего объема корпуса создается за счет увеличени степени насыщения при уменьшении се чёния усеченных торцов трубок 6 и 7к средине баллона. Таким образом обеспечивается работоспособность контактора как в горизонтальном,так и вертикальном положениях. Применение предлагаемого жидкост го контактора позволяет упростить конструктивное исполнение электромагнитной системы, эксплуатировать его в любом рабочем положении, осуществлять коммутацию при минимальных экпервитках. Формула изобретения 1, Жидкометаллический контактор, содержащий источник магнитодвижущей силы, герметизированный корпус, в котором с торцов в направлении продольной оси установлены контактные электроды, заполненный несмешиваю-. щимися электропроводной и MarnHfonpo-t водной жидкостями, два магнитопровода, торцы которых установлены друг напротив друга в среднем се--, чении герметизированного корпуса, перпендикулярном его продольной оси, образуется зазор, а указанные мг гнито. проводы составляют последовательную магнитную цепь, о т д.и ч а ю щ и й-, с я тем, что, с целью упрощения конструкции, два магнитопровода выполнены в виде ферромагнитных трубок, уст ановленных внутри герметизированного-корпуса у его торцов, причем торцы ферромагнитных трубок направлены друг навстречу другу и скосы так,что удаленные от торцов герметизированного корпуса торцы ферромагнитных трубок перекрьшают друг друга, 2. Жидкометаллический контактор по п., отлича-ющийся тем, что, с целью повьшения надежности работы, внутреннее сечение герметизированного корпуса, перпендикулярное его продольной оси, уменьшено от середины корпуса к его торцам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 453747, кл. Н 01 Н 1/08, 1973. № 2. Эксперсс-йнформация. Приборы и элементы автоматики вь1числительгной техники. ВИНИТИ, 1975, № 29. 3.Патент США № 3906415, кл. Н 01 Н 29/24, 1975. 4.Авторсоке свидетельство СССР № 509912, кл. Н 01 Н 29/24, 1975. 5.Авторское свидетельство СССР№ 675469, кл. Н 01 Н 29/54. 1978.