Резервуар переменного объема для сильноточного коммутационного аппарата Советский патент 1982 года по МПК H01H29/04 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к элементам переменного объема, используемым в сильноточных коммутационных аппаратах с жидким металлом.

Известны резервуары переменного объема, представляющие собой цилиндр, внутри которого содержится поршень со штоком, который может перемещаться поступательно внутри указанного цилиндра и изменять объем рабочей части его с жидким металлом, при вводе и выводе его в межэлектродный промежуток коммутационного аппарата 1.

Недостатки устройства - сложность конструкции и технологии изготовления резервуара переменного объема в виде цилиндра с .поршнем, поскольку для этого необходима большая точность и чистота поверхностей сопрягаемых детгшей.

Известен также резервуар переменного объема в виде сильфона, который применяется в большинстве известных коммутационных аппаратов с жидким металлом.

Эти резервуары переменного объема представляют собой метгшлический сильфон с присоединительным кольцом

и глухим дном, во внутренней полости которого находится жидкий металл 2.

Недостатком указанного резервуара переменного объема (сильфона) является его низкая производительность, так как при сжатии объем его изменяется незначительно и, следовательно, в межэлектродный промежуток коммутационного .аппарата не попадает необ10ходимое количество жидкого металла. Поэтому приходится значительно увеличивать диаметр сильфона, а это ведет к резкому увеличению его массы с жидким металлом, а поскольку сам сильфон

15 представляет собой тонкостенный объём, закрепленный консольно относительно неподвижной опоры (присоединительного кольца), то в результате даже незначительных механических воздей20ствий: качки, сотрясений, ударов и т.п.возможно нарушение целостности сильфона, а при ударньк нагрузках со значительным ускорением и полный срез сильфона у присоединительного

25 кольца.

Кроме этого, недостатком известного резервуара является то, что он заполнен полностью жидким металлом, а при сжатии используется очень30незначительная часть его и поэтому

большая часть жидкого металла лежит MepTBtJM грузом внутри объема сильфона.

Наиболее близким к изобретению является резервуар переменного объеМа для сильноточных жидкометаллических коммутационных аппаратов.

Указанный резервуар переменного объема содержит оболочку, выполненную из тонкого и упругого материала, причем указанный резервуар открыт с одной стороны и открытый конец (торец) его герметично прикреплен к присоединительному кольцу, а во внутренней полости указанного резервуара содержится жидкий металл СЗ.

Целью .изобретения является упрощение конструкции, повьмение надежности работы и производительностиг.

Поставленная цель достигается тем, что оболочка резервуара переменного объема выполнена в виде двухслойной ленты из тонкого и упругого материала каждый из слоев ленты изогнут -в поперечном сечении (к,примеру, в виде арки) повернуты друг к другу вогнутой частью и жестко, герметично соединены по периметру с трех сторон, в результате чего по всей длине ленты образуется внутренняя полость, закрытый :торец ленты жестко крепится к поворотному валику, а вся лента свободно изгибается вокруг его по спирали. В свободном состоянии спираль имеет зазоры между витками, а во внутренней полости жидкий металл, открытый торец спирали жестко и герметично крепится к присоединительному кольцу.

При повороте поворотного валика по часовой стрелке, витки двухслойной спирали, начиная от внутреннего, упруго деформируются и плотно наматываются.на поворотный валик, вытесняя жидкий металл через открытый торец в межэлектродное пространство сильноточного коммутационного аппарата.

На фиг. 1 приведена конструкция резервуара переменного объема с жидким металлом для сильноточных электрических аппаратов в свободном состоянии; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 -, разрез А-А на фиг. 2.

Резервуар переменного объема с жидким металлом для сильноточного коммутационного аппарата (фиг. 1-3) представляет собой двухслойную ленту 1 из тонкого и упругого материала (например, фтористой или кремнистой бронзы и т.п.).

Каждый спой 2 и 3 двухслойной ленты 1 изогнут н поперечном сечении, к примеру в виде арки, повернут друг к другу вогнутой частью и жестко, герметично соединен между собой по периметру С трех сторон, в результате чего между ними образуется внутрен няя полость 4 для заполнения жидким металлом 5.

Двухслойная лента 1 крепится своим закрытым торцом 6 к поворотному валику 7 и свободно закручивается вокруг него в виде спирали 8. .К открытому торцу 9 двухслойной ленты 1 крепится жестко и герметично присоеднительное кольцо 10, которое в свою очередь устанавливается под межэлектродным каналом 11. В свободном состо янии спирали 8 двухслойная лента 1 содержит в своей внутренней полости 4 жидкий металл 5. При работе валик 7 поворачивается по часовой стрелке и начинает наматывать на себя двухслойную ленту 1, В результате ее упругой деформации жидкий металл 5 выжимается из внутренней полости

4в межэлектродный канал 11, производя замыкание электрической цепи сильноточного коммутационного .

При обратном ходе валика 7 (против часовой стрелки) жидкий металл

5всасывается из межэлектродного канала 11 во внутреннюю полость 4 двухслойной ленты 1 и размыкает при этом электрическую цепь сильноточного коммутационного аппарата.

Предлагаемое устройство обладает рядом следующих технико-экономических преимуществ: отсутствие лишнего, не работающего, в устройстве жидкого металла, поскольку он почти полность выжимается в межэлектродное пространство, что повышает производительност устройства (или его КПД: т.е. отношение выжимаемого при работе жидкого металла к его общему количеству); уменьшение массы устройства, поскольку отсутствует не работающий лишний жидкий металл.

Устройство , обладает повышенной механической жесткостью, поскольку кроме крепления его к присоединитель ному кольцу, имеет дополнительную опору на противоположном конце, в виде поворотного валика 7.

Устройство обладает повышенной механической износостойкостью, поскольку изгиб при работе происходит по большому радиусу, и при этом не возникают большие механические перенапряжения в материале.

Предлагаемый резервуар переменно го объема с жидким металлом для сильноточных коммутационных аппаратов может найти Самое широкое применение в электрических аппаратах с жидким металлом, как при проектировании новых, так и при модернизации действующих электрических аппаратов, что даст значительный технический и экономический эффект.

Формула изобретения

Резервуар переменного объема для сильноточного коммутационного . аппарата, содержащий оболочку, выполненную из тонкого и упругого материала, открытый конец которой гер-. метично присоединен к присоединительному кольцу, а во внутренней полости содержится жидкий металл, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения надежности работы и производительности, оболочка выполнена в виде двухслойной ленты„ слои которой изогнуты в поперечном сечении и расположены вогнутыми поверхностями навстречу друг другу с образованием внутренней полости между ними для жидкого металла и герметично соединены по перимет ру между собой с трех сторон, а сама двухслойная лента свободно изо,гнута в виде спирали вокруг поворотного валика, причем внутренний закрытый конец ее жестко крепится к указанному валику. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 610204, кл. Н 01 Н 29/04, 1978. 2i Авторское.свидетельство СССР № 616661, кл. Н 01 Н 29/00, 1970. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2825838/07, кл. Н 01 Н 29/04, 1980.

f П фиг. 9