Коммутатор тока электролизера Советский патент 1981 года по МПК H01H29/02 

(54) КОММУТАТОР ТОКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

I

Изобретение относится к электроаппаратостроению, а в частности к силоточным коммутаторам (100-1000 кА) и может быть использовано в электролизном производстве.

Известен коммутатор, содержащий два электрода, один из которых выполнен в виде полого цилиндра, а другой - в виде цилиндра, расположенного в полости первого электрода. В кольцевой полости между электродами расположен поплавок, выполненный в виде кольца, перемещающегося под действием жидкого металла, поступающего в полость из нижней части коммутатора через каналы внутреннего электрода при подаче сжатого воздуха под нижнюю резиновую диафрагму. Токоотвод от внутреннего электрода осуществляется через прилегающие к нему сверху и снизу щеки с приваренными к ним шинами.

Известен также коммутатор тока электролизера, содержащий два основных электрода, охватывающих с зазором дополнительный электрод, выполненный с каналами, жидкий металл и поплавок.

Однако эти коммутаторы обладают недостаточной коммутируемой мощностью.

Цель изобретения - повышение коммутируемой мощности.

Указанная цель достигается тем, что в известном коммутаторе тока, (электролизера) содержащем два основных электрода, охватывающих с зазором дополнительный электрод, выполненный с каналами, жидкий металл и поплавок, основные электроды выполнены в виде полушарий, а дополнительный электрод изолирован от основных и выполнен в виде сферы с опоясываюto щим ее кольцевым фланцем, в котором вдоль вертикальной оси выполнены диаметрально два отверстия, переходящие в указанные каналы, причем нижнее отверстие продлено в тело сферы и образует полость, в которую помещен указанный поплавок, выполненный в виде изолированного цилиндра с конусным концом.

На чертеже показан предлагаемый коммутатор.

Коммутатор содержит основные электроды 1 и 2 и дополнительный центральный электрод 3. Образованная между электродами криволинейная полость заполняется жидким металлом 4 через отверстие 5, переходящее в каналы 6. Дополнительный электрод 3 выполнен с кольцевым фланцем 7. Нижнее отверстие 5 фланца 7 переходит в электрод 3 и образует полость, в которую помещен поплавок 8. Изолятор 9 изолирует электроды 1-3 между собой. Для герметизации .аппарата служат уплотнения 10. Для улучшения теплоотвода электроды 1 и 2 снабжены ребрами 17 Подсоединение коммутатора осуществляется при помощи шин 12. Верхнее отверстие 13 фланца 7 соединяется с элементом 14 (полость в которой сжимается газ при работе коммутатора в режиме отдельных включений, или клапан при работе коммутатора в режиме длительного включения). Жидкий металл 4 хранится в резервуаре 15 и подается в межэлектродную полость при помощи привода 16. Устройство работает следующим образом. Под действием привода 16 жидкий металл 4 из резервуара 15 подается через нижнее отверстие 5 в дополнительном электроде, разветвляясь в одну и другую стороны (т. е. к основным электродам) косыми каналами 6 в рабочий зазор. Под действием жидкого металла 4 поплавок 8 подымается в полости дополнительного электрода и находится там, пока аппарат включен. Система поплавок - косые каналы не дает возможности жидкому металлу 4 фонтанировать и приводит к плавному и в то же время быстрому заполнению криволинейной полости. При работе коммутатора в режиме коротких включений вытесняемых из криволинейной полости газ (это может быть азот или элегаз при определенном давлении) сжимается в полости 14. При выключении под действием привода, собственного веса и сжатого газа жидкий металл удаляется из зазора. При этом, пока металл будет находиться на линии, замыкающей все три электрода, возможно испарение некоторого количества жидкого металла (что зависит от скорости его удаления) и возникновение дуги. Как только слой металла, поддерживающий поплавок, уйдет полностью или испарится, поплавок перекроет отверстие, соединяющее оба (основные) электрода, или разорвет дугу, если она возникнет.Выбирая ширину изолятора такой, чтобы жидкий металл, уходя по каналам в отверстие, сначала отрывался от дополнительного электрода и замыкал только основные электроды, можно избежать возникновения электрической дуги в отверстиях, где она будет разорвана поплавком, и перевести ее в рабочий зазор между тремя электродами. Дополнительный электрод не находится под потенциалом, а его массивность положительно влияет на процесс гашения дуги, поскольку дуга должна возникнуть только при замыкании всех трех электродов. Аппарат выключен и снова готов к работе. При работе коммутатора в режиме дополнительного включения жидкий металл проделав весь вышеописанный путь, проходит клапан 14 и начинает циркулировать. отводя выделяемое в нем и электродах тепло. Отключение осуществляется подобно описанному выше. Предлагаемая конструкция коммутатора тока электролизера имеет высокие техникоэкономические характеристики. Так, применение сферических электродов, создающих криволинейный рабочий зазор, улучшает коммутационные характеристики аппарата, повышает его надежность и работоспособность. Непосредственный контакт с окружающей средой центрального электрода улучщает тепловые параметры аппарата. Отсутствие потенциала на дополнительном электроде и применение поплавка, перекрывающего отверстие между основными электродами, создает благоприятные для гашения электрической дуги условия. Формула изобретения Коммутатор тока электролизера, содержащий два основных электрода, охватывающие с зазором дополнительный электрод, выполненный с каналами, жидкий металл и поплавок, отличающийся тем, что, с целью повышения коммутируемой мощности, электроды выполнены в виде полущарий, а дополнительный электрод изолирован от основных и выполнен в виде сферы с опоясывающим кольцевым фланцем, в котором вдоль вертикальной оси выполнены диаметрально два отверстия, переходящие в указанные каналы, причем нижнее отверстие продлено в тело сферы и образует полость, в которую помещен указанный поплавок, выполненный в виде изоляционного цилиндра с конусным концом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2419128, кл. Н 01 Н 29/02, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 599291, кл. Н 01 Н 29/02, 1976 (прототип).