Переключатель Советский патент 1982 года по МПК H01H36/00 H01H29/00 

(54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится е электотехнике и может быть использовано при разработке коммутационных устройств, обладающих высокой надежностью работы, стабильностью переходного сопротивления, большим сроком службы и отсутствием вибрации контактов, а также отсутствием упругих механических элементов.

Известен кнопочный электрический переключатель, выполненный в виде nojлимерного герметизированного, магнито управляемого контакта, который содержит корпус, основание, кнопку в форме стакана, подвижный якорь, выполненный в виде, кольцевого постоянного магнита, намагниченного в осевом направлении, и магнитопровода, контактную систему, неподвижные контакты которой выполнены в виде двух электропроводных штырей, закрепленных в основании, а прдвижным контактом является капля ртути, расположенная между указанными штырями II.

Недостатком такого кнопочного переключателя является то, что сила фиксации кнопки в исхсзД ном состоянии переключателя существенно превосходит си.пу контактного нажатия якорем на деформируемую им

каплю ртути, стремящуюся принимать форму, близкую к сферической из-за наличия сил поверхностного натяжения жидкости, не смачивающей материал основания. Другим недостатком является то, что переключатель способен осуществить только одно замыкание.. Эти недостатки обусловлены конструкцией переключателя, его подвижного

10 контакта и кнопки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является , переключатель, содержащий основание

15 с первым кольцевым постоянным магнитом, намагниченным аксиально, подвижную в осевом направлении кнопку со втбрым кольцевым магнитом, установленным с первым магнитом одно20именными полюсами навстречу друг другу, подвижный в осевом направлении якорь с третьим кольцевым постоянным магнитом, установленным в отверстии второго магнита разноименными пол|рсг№м друг против друга, причем указанный подвижный якорь размещен в герметизированном газонаполнеином корпусе с парой неподвижных амальгамированных контакт-деталей и подвиж1&1М жидкостным контактом 12.

30 Недостатком переключателя являет ся то, что он способен осуществлять коммутацию только замыканием одной цепи, а также то, что в нем сложна конфигурац1{я магнита, установленного на основании, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и уменьшение габаритов переключателя. Поставленная цель достигается тем, что переключатель дополнительно снабжен несколькими парами иден-. тичных неподвижных г мальгамированных контакт-деталей, а подвижные жидкостные контакты выполнены в виде н скольких одинаковых мостиков, такчто все они одновременно взаимо ;действуют с указанным якорем, причем в изоляционной части якоря или корпуса выполнены углубления, в кото рых размещены неподвижные контактдетали, а первый и второй магниты вы полнены одинаковыми, С целью обеспечения брызгозащищенности контактов в переключателе указанные углубления с неподвижными контакт-деталями соединены капилляра ми, причем суммарный объем амальгамы на контакт-деталях приблизительно ра вен суммарному объему углубления и . соединяющих их капилляров, На фиг, 1 показана вертикальная проекция переключателя, разрез; на фиг, 2 - то же, горизонтальная проек ция; на фиг, 3 - вариант выполнения контактной зоны переключателя, обеспечивающий одновременно фиксацию пол жения якоря в горизонтальной плоско ти и брызгозащищенность контактов переключателя; на фиг, 4 - вариант спонтанно размыкающейся брызгозащищенной конструкции контакта переключателя. Переключатель (фиг, 1) содержит контактную систему в немагнитном металлическом корпусе 1 с отбортованной кромкой и сквозным каналом, уста новленным в постоянном, в данном случае кольцевом, магните 2, закреп ленном, например, клеем вместе с корпусом 1 на основании 3 переключателя, В полость корпуса 1, заполнен ную инертно-восстановительной смесью газов, введены спаренные контакт-делители 4 и 5 в виде штырей, смоченных ртутью 6, Подвижный якорь содержит постоянный магнит 7 и диэлектрическую пластину 8 с пленочными мостиковыми контакт-деталями, смоченными ртутью 6, На открытом конце стакана 9 кнопки закреплен другой постоянный магнит 10, такой же как магнит 2. Постоянные магниты 7 и 10 намагничены в осевом направлении и установлены разноименными полюсами напротив друг друга, а постоянный маг нит 2 установлен одноименным полюсом навстречу с постоянным магнитом 10, Дно 11 стакана 9 выполнено съемным, чем обеспечена возможность установки сменного дна 11, необходимого по цвету, светоотражению, рассеиванию и пропусканию, с нужной символьной индикацией, а также обеспечен доступ к источнику 12 света, которым может быть лампочка накаливания, светодиод и т,п,, вмонтированному в держатель 13, в случае необходимости его замены. Держатель 13 закреплен на корпусе 1, хотя это не принципиально: он может быть также закрепден непосредственно на основании 3 или других неподвижных элементах переключателя. При необходимости держатель 13 может быть объединен с отражателем, и рассеивателем света (не показано), Положение якоря (магнита 7 с пластиной 8) в корпусе 1 в направ лении, поперечном направлению возвратно-поступательного его перемещения, застабилизировано посредством Направляющих 14 (фиг, 2), выполненных выступами на корпусе 1 и входящих в соответствующие канавки 15 на якоре. Аналогично зафиксированы относительно., якоря и пленочных контакт-деталей на нем пары контактдеталей 4 и 5, которые герметично закреплены в статоре контактной системы, состоящем из изолятора 16, внутреннего немагнитного металлического цилиндра и аналогичного внешнего цилиндра, имеющего отбортованную кромку. Кромка корпуса 1 и цилиндров статора соединены вакуумноплотно, например сварены. Изолятор 16 и статор в целом могут быть объединены с основанием 3, при этом цилиндры могут отсутствовать. Пластина 8 также может отсутствовать в случае, когда пленочные мостиковые контакт-детали выполнены непосредственно на магнитодиэлектрическом магните 7 якоря. Возможны и другие варианты, например мостиковые контактдетали 17 (фиг, 3) могут быть размещены в углублениях пластины 8 и магнита 7 (не показано), что ограничивает возможность разбрызгивания ртути из зоны контакта. Кроме того, стенки углублений и частично входящие в эти углубления участки соответственно удлиненных пар контакт-деталей 4 и 5, размещенных, в данном случае, в бусинках 18 основания 3, обеспечивает стабилизацию положения якоря относительно статора, что исключает необходимость в элементах 14 и 15 фиксации (фиг, 2), Возможны также варианты конструкциибрызгозащишенных контактов пеоеключателя с увеливенным количеством ртути б на контактдеталях 4 и 5 и якорем без пленочных мостиковых контакт-деталей 17, В данном случае (Лиг,4) торцовые участки контакт-деталей 4 и 5 выполнены утаиенными, предпочтительно круглой форы, и размещены в неглубоких уг лубениях в изоляторе 16 статора, соеиненных узким полукапилляром 19, причем объем полукапелек ртути б, сцепленных с торцами контакт-деталей 4 и 5, равен суммарному объему этих углублений и их соединяющего полукапилляра.

Переключатель работает следующим образом.

Под действием постоянных магнитов 7 и 19 друг на друга в исходном состоянии переключателя якорь прижат к торцовой стенке корпуса 1. При этом постоянный магнит 10 отодвинут полем магнита 2 15 на расстояние, равное ходу стакана 9 кнопки до упора в основание 5 переключателя. Под действием внешнего нажатия силой Р на дно 11 стакана 9 кнопки магнит 10 смещается на возмож-20 ный ход кнопки в сторонумагнита 2, увлекая за собой магнит 7 якоря. Якорь, пеоемещаясь, смещает мостиковые контакт-детали до перемыкания ими торцов контакт-деталей 4 и 5 (Фиг.1-3), 25 либо расплющивая полукапельки 6, заставляя их сливаться в полукапилляре 19 (фиг.4). При расплющивании поверхность полукапелек увеличивается, поэтому ими создается дополнительное 0 противодействие перемещению якоря.

При снятии внешнего управляющего воздействия на кнопку она возвращается в исходное состояние, увлекая за собой якорь, благодаря отталкивающей силе, которая обеспечивается взаимодействием одноименных полюсов постоянных магнитов 2 и 10. При ,этом в исходное положение отходит и якось и разъединяются контакты его контакт- 40 деталями 4. и 5 статора. Таким образом, обеспечивается четкое повторение при отработке управляющего воздействия, передаваемого постоянным магнитом 10 в герметизииованный объем кор- 45 пуса 1, осуществляя при этом необходимую коммутацию нескольких электрических цепей одновоеменно. Элементы 14 и 15 Фиксации и др. исключают при этом возможность взаимного смещения сп контакт-деталей якоря и статора. Слеует отметить, что в конструкции поукапельного ртутного контакта (фиг.4)

азмыкание его при отходе якоря происходит спонтанно, т.е. размыка- ,

ние контакта происходит за счет сил поверхностного натяжения жидкости, стремягчихся уменьшить поверхность

жидкого тела. Под их действием жидкость стремится к принятию сферической Формы, поэтому пооисходит отсос ее из полукапилляра 19 в полукапзльные накопления 6, что приводит к пос тепенному утоньшению жидкой нити в полукапилляре с последующим ее спонтанным распадом.

Лормула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

// / I ZIZZZIIZ

X. 7

. /