Резервуар переменного объема для сильноточных жидкометаллических коммутационных аппаратов Советский патент 1982 года по МПК H01H29/00 

(54) РЕЗЕРВУАР ПЕРЕМЕННОГО ОБЬЕМА ДЛЯ СИЛЬНОТОЧНЫХ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХКОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ

1

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к элементам переменного объема, используе1 «лми для сильноточных жидкометаллических коммутационных аппаратов.

Известны коммутационные аппараты с жидким металлом, в которых используются резервуары переменного объема в виде металлического сильфона, с присоединизельным кольцом и глухим дном, во внутренней полостикоторого находится жидкий металл C1J.

Основным недостаткояг такого резервуара переменного объема (сильфона) является низкая производительность, так как при сжатии объем его изменяется незначительно и,следовательно, в межэлектродный промежуток коммутационного аппарата не попадает необходимое количество жидкого металла.Поэтому приходится значительно увеличивать диаметр сильфона, а это ведет к резкому увеличению его массы, к пе рерасходу жидкого металла и снижению механической прочности.

Известен также резервуар переменного объема для сильноточных жидкометаллических коммутационных аппаратов 2 .

Несмотря на ряд существенных пре:иму1цеств, недостатком указанного технического решения является то, что дно резервуара, выполненное в виде цилиндра имеет постоянный объем и это не позволяет увеличить производительность указанного устройства, т.е. при том же ходе сильфона выталкивать в межэлектродное пространст10во большее количество жидкого металла.

Ближайшим к предлагаемому по технической сущности является сильното.ч15волй жидкометаллический аппарат, в котором для подачи жидкого металла в межэлектродный промежуток служат резервуары переменного объема в виде сильфонов, расположенных один в дру20гом. Указанное устройство содержит два электрода, между которыми образован главный канал и дугогасительная камера с электроизоляционными гранулами, причем в дугогасительную камеру жидкий металл подается основным .сильфоном, а в главный канал - до.полнительным, расположенным внутри основного, основной и дополнительный сильфоны имеют общее дно и ориен30тированы открытой частью в сторону межэлектродного промежутка. Таким об разом, при .нажатии оба сильфона работают одновременно, но жидкий металл каждого из них поступает только в свой межэлектродный канал 3J. . Недостатком извест ного устройства является то, что его резервуары переменного объема (сильфоны) полностью заполнены жидким металлом, ав результате их ограниченного- хода при сжатии только небольшая часть общего жидкого металла выталкивается в межэлектродный промежуток аппарата и основная масса его не используется, а лежит мертвым грузом рнутри объема сильфонов. Поэтому для обеспечения поступления потребного количества жидкого металла в межэлектродном промежутке при включении приходится использовать сильфоны большего диаметра у что в свою очередь увеличивает количество неработающего жидкого металла. С другой стороны, содержащийся в сильфонах Жидкий металл обладает зна ительной массой, а сам сильфон пред ставляет собой тонкостенный объем, закрепленный консольно относительно неподвижной опоры, и в результате даже .незначительных механических воз действий - качки, сотрясений и т.п. возможны возникновение трещин на вну ренних гофрах сильфонов у мест его заделки и потеря герметичности, чтоприводит к неизбежной...аварии.. При ударных нагрузках со значительным ускорением -возможен .полный срез силь фона у присоединительного кольца. Цель изобретения - повышение производительности резервуара переменно го объема для сильноточных жидкометаллических кo м/тaциoнныx аппаратов без увеличения габаритов и хода устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройстве, состоящем из двух сильфонов, наружного и внутреннего, которые расположены относительно дру друга соосно и коаксиально и в зазор между которыми содержится жидкий металл, сильфоны расположены открытой частью противоположно друг другу, на ружный сильфон имеет дно в виде плос кости кольцевого фланца, а внутренний - в виде глухого диска На друго стороне наружный сильфон содержит присоединительное кольцо, устанавливаемое под межэлектродным каналом ко мутационного аппарата, а внутренний сильфон крепится к указанному дну в виде кольцевого фланца наружного сил фона. Через центральное отверстие указанного кольцевого фланца проходит подвижный стержень приводного ус ройства и упирается в дно внутреннег сильфона. При работе приводное усилие Р передается через подвижный стержень глухому дну внутреннего сильфона и растягивает его, при этом одновременно сжимая наружный сильфон..Таким образом, жидкий металл, содержащийся полости между„сильфонами, будет выталкиваться в межэлектродный промежуток как за счет увеличения объема внутреннего сильфона, так и за счет уменьшенйя объема наружного сильфона, что значительно увеличивает производительность устройства при работе без увеличения его габаритов и хода. При этом стержень, передающий приводное усилие Р, одновременно является дополнительной опорой для сильфонов, что увеличивает надежность их работы. На фиг.1 приведена конструкция резервуара переменного объема для рильноточных жидкометаллических коммутационных аппаратов в свободном состоянииf на фиг. 2 - то же, в момент выталкивания жидкого металла в межэлектродное пространство апЪарата. Резервуар переменного объема для сильноточных жидкометаллических коммутационных аппаратов (фиг. 1 и 2) содержит металлический сильфон 1 с присоединнтелыным кольцом 2, сеткой 3 и дном 4. Дно 4 наружного сильфона 1, представляет собой кольцевой фланец с отверстиями, к которому герметично крепится соосно и коаксиально внутренний сильфон 5 (внутри наружного сильфона 1) причем внутренний сильфон 5 имеет глухое дно б, в которое упирается подвижный приводной стержень 7, установленный соосно с . сильфонами 1 и 5. Внутренний объем между сильфонами 1 и 5 и сеткой 3 заполнен жидким металлом-8, а межэлектродный канал 9 расположен над сеткой 3. При этом в оптимальном случае длина, внутреннего сильфона 5 в максимально растянутом 8 положении должна быть несколько меньше, чем длина Е, наружного сильфона 1 в максимально сжатом состоянии. t При включении устройства механические усилия Р( посредством подвижного приводного стержня 7 передаются глухому дну 6 сильфЬна 5 и растягивают его, увеличивая объем. Одновременно эти же усилия Р передаются, через сильфон 5 4 сильфона 1 и сжимают его на величину д Ё , уменьшая его объем. Таким образом, объем между сильфонами 1 и 2 и сеткой 3 резко уменьшается, и уровень жидкого металла 8 поднимается выше сетки 3 и заполняет межэлектродный канал 9, производя замыкание электрической цепи сильноточного жидкометал Лического коммутационного аппарата. Отключение производится в обратном порядке. К технико-экономическим преимуществам предлагаемого резервуара по сравнению с известными относятся значительное увеличение производительности устройства без увеличения его габаритов и xoдa наличие опоры для сйльфонов в виде подвижного стер ня, что увеличивает механическую жесткость устройства и устойчивость при возможных ударах (особенно боковых) и сотрясениях существенная экономия жидкого металла, поскольку почти весь металл участвует в работе Формула изобретения Резервуар переменного объема для сильноточных зкидкометаллических коммутационных аппаратов, содержащий наружный сильфон с присоединительным кольцом, соосно и коаксиально распо ложенный с ним внутренний сильфон. жидкий металл и привод, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности без увеличения габаритов и хода устройства, указанные сильфоны расположены открытой частью противоположно друг другу и заполнены жидким металлом между ними, причем наружный сильфон с присоединительным кольцом имеет дно в виде кольцевого фланца, к которому жестко и герметично крепится открытая часть внутреннего сильфона, имеющего на противоположном конце глухое дно, в которое упирается подвижный стержень привода, одновременно являющийся и направляющим элементом, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.ГОСТ 17210-71,2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2825838/07, кл. Н 01 Н 29/04, 1980. 3.Авторское свидетельство СССР № 547859, кл. Н 01 Н 29/28, 1977.

8

fJ.2