Жидкометаллический замыкатель

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 107 Э(511 Н О 1 Н 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЯ 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М, И. Калинина(54) (57) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙЗАМЫ КАТЕЛ Ь, содержащий изоляцион ный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким металлом два электрода, установленные с,зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой, верхний электрод, выполнен в виде диска с вогнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катушку индукционно-динамического привода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, часть крайних витков катушки смещена относительно соседних, образуя уступ, обращенный в сторону зазора между электродами,Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к жидкометаллическим замыкателям, и может быть использовано при создании быстродействующей коммутационной аппаратуры.Известны жидкометаллические замыкатели, содержащие два неподвижных электрода, разделенных диэлектриком, и подвижную часть, позволяющую производить замыкание электродов с помощью жидкого металла 1 и 2.1 О Однако быстродействие этих устройствограничено большой массой подвижныхчастей.Наиболее близким к изобретению потехнической сушности и достигаемому результату является быстродействующий замыкатель, содержаший изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким металлом два электрода, установленные с зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральнымцилиндрическим выступом, направленнымв сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой,верхний электрод, выполнен в виде диска свогнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катушку индукционного динамического привода 3,В данном устройстве масса подвижнойчасти меньше чем в известных, однако торможение жидкого металла на поворотномучастке (обусловленное тем, что вектор силы,действующей на жидкий металл, направленпод углом к оси зазора, по которому движется жидкий металл на поворотном участке)снижает быстродействие, что является недостатком данного устройства. Кроме того,пока ток в жидком металле, наведенныйв нем катушкой ИДП, не затух, на жидкомметалле действует радиальная сила, направленная в сторону увеличения радиусакольца, образованного жидком металлом. 4 оЭта сила дополнительно прижимает жидкий металл к изоляционной стенке замыкателя, что также способствует уменьшениюскорости его движения.45Целью изобретения является повышение быстродействия замыкателя.Поставленная цель достигается тем, что в жидкометаллическом замыкателе, содержащем изоляционный корпус, в котором расположены коммутируемые жидким ме таллом два электрода, установленные с зазором, один из которых, нижний, выполнен в виде диска с центральным цилиндрическим выступом, направленным в сторону верхнего электрода и заканчивающимся выпуклой поверхностью, а другой, верхний электрод, выполнен в виде диска с вотнутой поверхностью в центре, обращенной к выступу нижнего электрода, и катушку индукционно-динамического привода, часть крайних витков катушки смещена относительно соседних, образуя уступ, обращенный в сторону зазора между электродами.На чертеже изображен жидкометаллический замыкатель, общий вид.Замыкатель состоит из двух установленных с зазором неподвижных электродов 1 и 2, изоляционного корпуса 3 и катушки 4.Нижний электрод 1 содержит централь-, ный выступ с выпуклой поверхностью 5, направленной в сторону верхнего электрода 2, который имеет вогнутую поверхность, расположенную напротив упомянутого выступа с поверхностью 5 нижнего электрода 1. Жидкий металл 6 расположен над катушкой 4 индукционно динамического привода. Катушка 4 выполнена таким образом, что часть крайних витков смешена относительно соседних витков и образуют уступ 7, обращенный в сторону зазора между электродами.Устройство работает следующим образом.При разряде накопителя энергии 8 через коммутатор 9 на катушку 4 в слое жидкого металла 6 индуктируется ток с направлением, противоположным току в катушке (индукторе). При этом как и у прототипа возникает вертикальная сила Р вбрасывающая жидкий металл в зазор между электродами 1 и 2.Выполнение катушки с уступом приводит к тому, что на жидкий металл действует еше и добавочная сила Р ,. Результируюшая сила равна векторной сумме двух сил Р и Рд,л. При этом по абсолютной величине сила Р больше силы Р которая действует на жидкий металл в прототипе (о - - +Емп )Кроме того, подбором параметров катушки можно добиться того, чтобы векторная сила Р действовала вдоль оси канала, по которому перемешается жидкий металл. Это исключает торможение жидкого металла на поворотном участке (как это имеет место в прототипе) и позволяет повысить быстродействие устройства или же при сохранении быстродействия снизить энергию, необходимую для срабатывания замыкателя.Наличие силы Ррп равной, например, по величине 0,6 Р (или Р), приводит к увеличению общей силы Ро, действующей на жидкий металл в 1,17 раза (или в 1,4 раза), что повышает быстродействие устройства соответственно в 1,17 или 1,4 раза. При сохранении быстродействия на прежнем уровне это позволяет снизить энергию, необходимую для срабатывания устройства в 1,17 или 1,4 раза.107383 Составитель Н. Кухарева Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор В.Гирняк Заказ 11798/51 Тираж 683 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП сПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Таким образом видно, что выполнение индуктора с уступом, когда крайние его витки катушки смещены относительно соседних витков, позволяет повысить быстродействиежидкометаллического замыкателя или снизить мощность приводного устройства,