Ртутный вибрационный коммутатор Советский патент 1981 года по МПК H01H29/00 H01H57/00 

(54) РТУТНЫЙ ВИБРАЦИОННЫЙ КОММУТАТОР

1

Изобретение относится к автоматике, радиоэлектронике и вычислительной технике и предназначено для коммутации электрических цепей.

Известно ртутное вибрационное коммутирующее устройство, содержащее основание, герметизированный баллон с помещенной в нем каплей ртути и установленными внутри него контактными электродами и пьезоэлектрические элементы, выполненные в виде прямоугольных пластин. В устройство введены две изоляционные перегородки, в каждой из которых выполнено отверстие по диаметру баллона для его установки в них, пьезоэлектрические элементы расположены параллельно продольной оси баллона, их противоположные и направленные в разные стороны от середины баллона концы закреплены на основании, а на других концах пьезоэлектрических элементов установлено по одной изоляционной перегородке 1.

Недостаток этого устройства заключается в малой скорости переключения, что обуславливает низкие функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является ртутный вибрационный коммутатор, содержащий кольцевой капиллярообразный резервуар, ползун, установленный в кольцевом капиллярообразном резервуаре с возможностью свободного перемещения, контактные выводы, контактирующие поверхности которых смочены ртутью, пьезоэлектрические преобразователи и многофазный источник питания 2.

Недостатком такого коммутатора явtg ляются также ограниченные функциональные возможности и малое быстродействие.

Цель изобретения - увеличение быстродействия и расщирение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что 15 в ртутном вибрационном коммутаторе, содержащем кольцевой капиллярообразный резервуар, ползун, установленный в кольцевом капиллярообразном резервуаре с возможностью свободного перемещения, контактные выводы, контактирующие по верхности которых смочены ртутью, пьезоэлектрические преобразователи и многофазный источник питания, пьезоэлектрические преобразователи выполнены в виде отрезков двух колец, расположенных коаксиально так, что между ними образован указанный кольцевой капиллярообразный резервуар, причем ползун выполнен в виде шара, смоченного ртутью. На фиг. 1 приведен коммутатор, разрез по диаметру; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема подключения электродов пьезоэлектрических преобразователей к многофазному источнику питания. Коммутатор содержит кольцевую капиллярообразную трубку 1 с помещенным в ней ползуном 2 и впаянными контактными выводами 3, внутренние концы которых смочены ртутью, и пьезоэлектрические преобразователи 4 и 5 (внещний и внутренний) Электроды пьезокерамических преобразователей 4 и 5 разбиты на электродные сектора в виде частей колец и подключены к многофазному источнику электрических колебаний 6, например, четырехфазному. Электродные сектора всех четырех электродов (двух верхних и двух нижних) пьезоэлектрических преобразователей соединяются одинаково, поэтому объясним подсоединение электродов одного из пьезокерамических преобразователей, например внешнего, Электродный сектор первого квадранта верхнего электрода (на фиг. 3) левого соединяется с электродным секторо.м третьего квадранта нижнего электрода, на фиг. 3 правого и подсоединяется к выходу 7 многофазного источника 6 питания. Электродный сектор во втором квадранте, например, верхнего электрода, на фиг. 3 левого, соединяется с электродным сектором четвертого квадранта нижнего электрода, на фиг. 3 правого, и подсоединяется к выходу 8 многофазного источника 6 пихания. А{1алогично соединяются электродные сектора внутреннего пьезоэлектрического кольца 2 и подсоединяются к многофазному источнику 6 питания к выходам 9 и 10. Выход 7 многофазного источника б питания и выход 8 имеет сдвиг по фазе на 90°, выход 9 и выход 10 тоже сдвинуты на Устройство работает следующим обраПри подключении пьезоэлектрических преобразователей 4 и 5 к многофазному источнику 6 электрических колебаний в пьезоэлектрических преобразователях возбуждаются бегущие волны высокочастотных механических деформаций, распространяющихся по часовой или против часовой стрелки в зависимости от подключения пьезоэлектрических преобразователей к многофазному источнику электрических колебаний. Поскольку между пьезоэлектрическими кольцами размещен кольцевой капиллярообразный резервуар, то направлено распространяющиеся высокочастотные механические деформации передаются ползуну в виде щара, смоченного ртутью. Шар начинает двигаться по капилляру и коммутирует контактные пары, которые тоже смочены ртутью. Возможно множество вариантов размещения контактных выводов, и самих коммутируе.мых контактов, например, для сохранения равномерности внутренности капилляра 10, внутренней полости капиллярной трубки металлизируется отдельные сегменты или сектора, которые коммутирует движущийся ползун. Проведенные исследования показывают, что скорость коммутации (скорость движения ползуна) можно увеличить до 30- 50 мм/с, а функциональные возможности зависят от того, где коммутатор будет применяться, и от размещения контактов и контактных пар в коммутаторе. Формула изобретения Ртутный вибрационный коммутатор, содержащий кольцевой капиллярообразный резервуар, ползун, установленный в кольцевом капиллярообразном резервуаре с возможностью свободного перемещения, контактные выводы, контактирующие поверхности которых смочены ртутью, пьезоэлектрические преобразователи и многофазный источник питания, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и расщирения функциональных возможностей, пьезоэлектрические преобразователи выполнены в виде отрезков двух колец, расположенных коаксиально так, что ними образован указанный кольцевой капиллярообразный резервуар, причем ползун выполнен в виде шара, смоченного ртутью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 752531, кл. Н 01 Н 29/00, Н 01 Н 57/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 517069, кл. Н 01 Н 29/00, Н 01 Н 57/00, 1973.