Резервуар переменного объема для сильно-ТОчНыХ жидКОМЕТАлличЕСКиХ КОММуТАциОН-НыХ АппАРАТОВ Советский патент 1981 года по МПК H01H29/04 

(54) РЕЗЕРВУАР ПЕРЕМЕННОГО ОБЪЕМА ДЛЯ СИЛЬНОТОЧНЫХ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к резервуарам переменного объема, используемым в коммутационных жидкометаллических аппаратах. Известны коммутационные аппараты, в которых для ввода и вывода жидкого металла в межзлектродный прсжежуток используются резервуары переменного объема, в частности сильфошя. Известные резервуары переменного обЪ ема представляют собой металлический сильфон с фланцем и глухим дном, во внутренней полости которого находится жидкий метёшла 1 и 2. Все известные резервуары переменного объема имеют тот недостаток, что содержащейся в сильфоне жидкий метгшл обладает значительной массой, а сам сильфон представляет собой тон костенный объем, закрепленный консольно относительно неподвижной опоры (фланца), и в результате даже незначительных механических воздействий (качки, сотрясений и т.п.) воз можно возникновение s трещин на внутренних гофрах, сильфона, у мест его заделки, и потеря герметичности, что приводит к неизбежной аварии. При ударных нагрузках со значительным ускорением возможен полный срез сильфона у фланца. Кроме этого, существенН1ял недостатком всех известных резервуаров переменного объема с жидким металлом является то, что они полностью заполняются жидким металлом, а в результате ограниченного хода сильфона при сжатии, только небольшая часть общего жидкого металла выталкивается :а межэлектродный промежуток коммутационного аппарата,а основная масса его не используется и лежит мертвым грузом внутри объема сильфона. Япя придания устойчивости резервуарам переменного объема применяют сильфоны больших диаметров, что еще больше увеличивает количество не работ кшего жидкого металла в сильфоне. Наиболее близким к предлагаемому является резервуар переменного объема с хшдким металлом для сильноточного коммутационного аппарата, содержащий сильфон, один конец которого закреплен на фланце, а-другой закрыт дном t3I. Однако внутренний объем его заполнен пористым, эластичным материгшом, пропитанным жидким метгшлом, а на выходе из сильфона устайовлёна сетка.

Наличие пористого, эластичного атериала, пропитанного жидким меаллом, в сильфоне и оетки на выходе из него, снижает возможность самопрозвольного выплескивания жидкого металла в межэлектродное пространство, но очень незначительно уменьшает коичество не работающего жидкого металла в сильфоне, т.е. не решает этой проблемы.

Кроме того, учитывая ограниченный ход сильфона при сжатии, а также наличие наполнителя в жидком металле, при работе коммутационного аппарата в межэлектродное пространство будет выталкиваться меньше жидкого металла, что приводит к необходимости увеличения объема сильфона..

Учитывая также, что-сильфоны с жидким металлом обладают сравнительно большой массой и недостаточной механической жесткостью, а крепятся консольно в аппарате, то они не защищены от боковых и продольных смещений под воздействием, к примеру ударов, и представляют собой весьма неустойчивую механическую систему.

Цель изобретения - создание простого, компактного и надежного резервуара переменного объема с жидким металлом для сильноточных коммутационных аппаратов.

Поставленная цель достигается тем, что в резервуаре переменного объема, содержащем сильфов, один конец которого закреплен на фланце, а другой закрыт дном, дно резервуара вы11олнено в виде цилиндра, установленного с зазором внутри cиJгьфoнa и выполненного с внешней стороны с глухим отверстием, при помощи которого указанный цилиндр насажен на неподвижный направляющий элемент, напри-i мер трубу, причем высота цилиндра не 1 1ревосходит длины сильфона в сжатом состоянии. Неподвижный направляющий элемент может являться одновременно и элементом привода, например пневматического .

На фиг.1 приведена конструкция предлагаемого резервуара переменного объема с жидким металлом для сильноточных, электрических аппаратов в свободном состоянии; на фиг.2 то же, момент выталкивания жидкого металла в межэлектродное пространство.

Рэзервуар содержит металлический силь4)он 1 с фланцем 2 сеткой 3 и дном 4. Внутренний сильфона 1 заполнен жидким металлом 5, а межэлектродный канал б расположен над сеткойЗ.

дно 4 выполнено в виде цилиндра, установленного с эаэором внутри сильфоиа 1. С внешней стороны цилиндр 4 выполнен с глухим отверстием, при помощи которого он насажен на направ

ляющий элемент 7 (к примеру трубу, стержень и т.п.), по которому может свободно перемещаться только в рабочих направлениях.

Высота цилиндра 4 не должна превышать длины сильфона в сжатом состоянии LpoS. а в оптимальном случае должна ей равняться.

Устройство работает следующим образом.

В отключенном положении аппарата уровень жидкого металла 5 всегда находится ниже сетки 3.

При включении механические усили прикладываются к цилиндру 4 по стделке Р, который перемещается на неподвижном направляющем элементе 7 на величину дf, при этом сильфон 1 сжимается до длины Lpoig,, и уровень жидкого металла 5 поднимается выше сет,ки 3, заполняя межэлектродный канал 6, и производит замыкание электрической цепи сильноточного коммута iWQHHoro аппарата.

Отключение производится в обратном порядке.

При подаче через направляющий неподвижный элемент (например, труба сжатого воздуха или жидкости) система будет представлять собой резервуар переменного объема с соответствующим пневматическим или гидравлическим автономным приводом, и если направляющий неподвижный элемент представляет собой стержень - сердечник электромагнита, то автономный привод будет соответственно электромагнитным.

Предлагаемое техническое решение обладает рядом технико-экономических преимуществ:

отсутствие лишнего, не работающего, в устройстве жидкого металла, что с одной стороны позволяет экономить его, а с другой стороны уменьшает общую массу устройства, что в свою очередь улучшает его механичес кие характеристикиI

Устройство обладает повышенной механической жесткостью, поскольку, кроме крепления к фланцу, имеет дополнительную опору на противоположном конце в виде неподвижного элемента, входящего во внутреннее глухо отверстие шшиндра.

Устройство компактно, поскольку в глухое отверстие цилиндра может быть встроен привод или его элементы.

Ограниченное количество жидкого, металла а гофрах сильфона и в небольшом слое над цилиндром, в силу большой поверхности соприкосновения жидкого металла, с твердометаллическими элементами и поверхностного натяжения позволяет надежно удерживать его в сильфоне, препятствуя выбросу.

Предлагаекоай резервуар переменног объема с жидким металлом для сильноточного коммутационного аппарата может найти самое широкое применение в электрически аппаратах с жидким металлом, как при проектировании новых, так и при модернизации действуюцих аппаратов, что дает значительны технический и экономический эффект. Формула изобретения 1. Резервуар переменного объема для сильноточных жидкометаллических коммутационных аппаратов, содержаний сильфон, один конец которого закреплен на фланце, а другой закрыт дном, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности и снижения расхода жидкого металла, дно резервуара выполнено в виде цилиндра, установленного с зазором внутри сильфона и выполненного с внешней стороны с глухим отверстием, которым указанный цилиндр насажен на неподвижный направляющий элемент, например трубу, причем высота цилиндра не превосходит длины сильфона в сжатом состоянии. 2. Резервуар поп.1, отлича ю щ и и с я тем, что указанный неподвижный направляющий элемент является одновременно элементом привода, например пневматического. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 428471, кл. Н 01 Н 29/28, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР № 428472, кл. Н 01 Н 29/28, 1972. 1 3. Авторское свидетельство СССР 594537, кл. Н 01 Н 29/04, 1976.