Коммутационное устройство Советский патент 1982 года по МПК H01H1/66 H01H51/28 

(5Ю КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электроте нике, в частности, к устройствам для коммутации электрического тока. Известно коммутационное устройство, содержащее герметичный корпус, разделенный мембраной с укрепленным наней подвижным контактом. Корпус заполнен диэлектрической жидкостью с размещенными по разные стороны от мембраны электромагнитами, ферромагнитные стержни которых обладают прот воположной магнитосТрикцией 11. Недостатками данного устройства являются сложность выполнения ферромагнитных стержней, обладающих магнитострикцией; усложнение изоляции катушек управления, размещенных в рабочей жидкости, большой уровень управляющего тока, необходимого для создания достаточного магнитного потока при сопротивлении магнитной цепи, включающей изоляционную жидкость Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является кои мутационное устройство, содержащее герметичный баллон с впаянными в него неподвижными электродами, жидкость, заполняющую объем герметичного баллона, подвижный электрод, выполненный из материала, средняя плотность которого больше плотности жидкости, заполняющей баллон, и источник магнитного поля 2 3. Недостатком известного устройства является высокий уровень электромагнитных помех, возникающий из-за наличия немагнитного рабочего зазора, а также уменьшение электрического сопротивления коммутационного устройства в разомкнутом состоянии из-за изменения электропроводности межэлектродного пространства. .Все это снижает надежность коммутационного устройства. Цель изобретения - повышение надежности путем снижения электромагнитных помех и стабилизации его электрического сопротивления в разомкнутом состоянии. 396 Поставленная цель достигается тем что в качестве жидкости использована магнитная жидкость, а источник магнитного поля размещен со стороны дна герметичного баллона. , Кроме того, в указанном коммутационном устройстве подвижный электро может быть выполнен в виде полой сфе ры, внешний диаметр которой больше раствора междунеподвижными электрода ми, а источник магнитного поля .выполнен в виде ферромагнитного цилинд рического сердечника, в кольцевом пазу которого размещена катушка улравления. На чертеже представлена конструкция коммутационного устройства. Коммутационное устройство содержи герметичный цилиндрический немагнитный диэлектрический корпус 1, наполненный магнитной-жидкостью 2 (напри мер,коллоид, дисперсный фазой которо го является магнетит, а дисперсионной средой - керосин с добавлением поверхностно-активного вещества). В жидкость помещены электропроводящий немагнитный полый шар 3, являющийся подвижным электродом, а также два пластинчатых неподвижных электрода Ц Дно корпуса размещено над электромагнитом управления с катушкой 5 и магнитопроводом (сердечником) 6. Коммутационное устройство работае следующим образом. Отсутствие управляющего магнитног поля катушки 5 с сердечником 6 соответствует разомкнутому состоянию переключателя. Средняя плотность полого электропроводящего шара на 3-5% больше плотности магнитной жидкости (это обеспечивается подбором соотношения объемов металлической и полой частей шарового контакта). Поэтому шар 3 тонет, а неповижные электроды разомкнуты (магнитная жидкость является диэлектриком). Наполнение несжимаемой средой корпуса устройства позволяет использовать его при больших внешних давлениях, например, для глубоководных исследований. При протекании тока по катушке 5 возникает магнитный поток, силовые линии которого замыкаются на полюсах сердечника 6. Индукция поля в корпусе изменяетсяпо высоте. Она максимальн у ПОЛЮСОВ ферромагнитного сердечника, т.е. в нижней части корпуса коммутационного устройства, и уменьшает , ся по мере увеличения его высоты. Из , 4 менение индукции в объеме магнитной жидкости обусловливает перераспределение давления внутри ее. В частности, повышается давление, а следова- , тельно, и плотность в зоне максимальной индукции магнитного поля, т.е. в нижней части баллона коммутационного устройства. С уменьшением индукции по высоте коммутационного устройства снижается и плотность магнитной жидкости. . В области максимальной плотности магнитной жидкости возрастает выталкивающая сила, действующая на контактный шар 3. Она становится больше его вес и поэтому электропроводящий шар поднимается и замыкает электроды k. При снятии напряжения с управляющей катушки электромагнита индукция в объеме магнитной жидкости снижается до нуля. Плотность объема жидкости уменьшается в нижней части баллона и становится меньше средней плотности контактного шара, который поэтому опускается на дно и размыкает электроды k. Положительный эффект заключается в снижении уровня создаваемых электромагнитных помех за счет замыкания магнитного поля по ферромагнитному сердечнику и магнитной жидкости, относительная магнитная проницаемость которой в 10 раз больше вакуума. Кроме того,стабилизируется электрическое сопротивление аппарата при коммутациях, так как перемещение шарового электрода не изменяет электропроводность магнитной жидкости в межэлектродном пространстве. В предлагаемом устройстве также упрощается технология заполнения баллона жидкой средой: требуется один тип жидкости, а не два с разными физическими свойствами, как в прототипе. Формула изобретения 1. Коммутационное устройство, содержащее герметичный баллон с впаянными в него неподвижными электродами, жидкость, заполняющую объем герметичного баллона, подвижный электрод, выполненный из материала, средняя плотность которого больше плотности жидкости, заполняющей баллон, и источник магнитного поля, о т л и чающееся тем, что, с целью

повышения надежности путем снижения электромагнитных помех и стабилизации его электрического сопротивления в разомкнутом состоянии, в качестве жидкости использована магнитная жидкость, а источник магнитного поля размещен со стороны дна герметичного баллона.

раствора ежду неподвижным электродами, а источник магнитного поля выполнен в виде ферромагнитного цилиндрического сердечника, в кольцевом пазу которого размещена катушка управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 01 Н 1/66, 1975.