Жидкометаллический контактор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,44 ОУВ Союз Советских Социалистических Республик. Кл. Н 0111 29/02 Н 0111 35/32 21) 1760579/24 7 22) Заявлено 17.03.7 с присоединением заявки Ю Государственный 32) Приорите Совета Министров СС 21.316.53088.8) Опублик ано 25.0 изооретенийотирьстий лет ло(72) Авторы изобретен Б лиевский и Б. А. База 1) Заявител осковский ордена Ленина авиационнь им, Серго Орджоникидзе исти(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОНТАКТ Дата опубликования описани Изобретение относится к конструкции контактора, предназначенного для коммутации больших токов. Предпочтительная область применения таких контакторов - электрофизические установки, не требующие частых 5 включений. Контакторы могут работать в зоне действия сильных магнитных полей.Известны контакторы, которые состоят из двух электроизолированных друг от друга электродов, образующих вместе с корпусом и 10 другими элементами контактора полость, заполненную легкоплавкими жидким металлом или сплавом эвтектического состава и электроизоляционной жидкостью, плотность которой меньше плотности жидкого металла. В 15 верхней части емкости имеются быстродействующие клапаны.Однако известная конструкция жидкометаллического контактора имеет недостаточно надежное размыкание цепи, не исключающее 20 опасность повторных включений; с течением времени ухудшается контакт между электродами, вследствие интенсивного перемешивания жидкостей (металла и электроизолятора) в полости контактора; не исключает опасность 25 работы, обусловленную тем, что полость контактора с жидкостью (металлом и электроизолятором) не является замкнутой; срабатывание контактора происходит только под действием электромагнитных сил, создавая зависи мость быстродействия контактора от величины коммутируемого тока и величины и направления внешнего магнитного поля.Цель изобретения - увеличить надежность, быстродействие и безопасность работы контактора, улучшить его коммутационные характеристики и обеспечить работоспособность в сильных магнитных полях,Для этого в контакторе имеются два силь- фона с днищами, ограничивающие сверху и снизу замкнутую полость: в жидкость, находящуюся в полости, помещено свободно плавающее электроизолированное снаружи кольцо, средняя плотность которого имеет промежуточную величину между плотностью жидкого металла и плотностью жидкого электро- изолятора; к днищам сильфонов с внутренней стороны прикреплены полые цилиндры, уменьшающие инерционность подвижной части контактора; герметичные объемы между сильфонами и заключающими их корпусами соединены с пневмосистемой.На чертеже представлен вариант конструкции предлагаемого устройства в состо когда его электроды замкнуты.Контактор имеет наружный 12 электроды, электроизол.- и 4 и металлическое треннего электрол"креплены с.полученного объема заполнена жидким металлом 8, а остальная часть объема - электро- изоляционной жидкостью 9, плотность которой меньше плотности жидкого металла, К нижней части внутреннего электрода прикреплен электроизоляционный цилиндр 10, а в верхней части этого электрода имеются каналы для протекания жидкости. В зазоре между электродами находится электроизоляционное кольцо 11, плавающее в жидкости. К днищам сильфонов внутренней стороны прикреплены полые цилиндры 12 и 13, уменьшающие инерционность подвижной части контактора. Сильфоны заключены в корпуса 14 и 15, а герметичные объемы 16 и 17 между сильфонами и корпусами соединены через вентили 18 и 19 с баллоном 20 повышенного давления, Вентили 21 и 22 могут соединять герметичные объемы с атмосферой. Фланцы 23 и 24 электроизолированы от корпусов с помощью прокладок 25 и 26. На верхнем корпусе имеются фиксаторы 27 и 29, которые могут фиксировать подвижную часть контактора в верхнем и нижнем положениях, Фиксаторы герметично присоединены к корпусу с помощью силь- фонов 29, 30 и прижимаются пружинами 31 и 32 к штоку, имеющемуся на днище верхнего сильфона, К хвостовикам фиксаторов присоединены тяги ЗЗ и 34, связанные с механизмом управления,Устройство работает следующим образом.Подвижная часть контактора зафиксирована в верхнем положении фиксатором 28. Поверхность раздела двух жидкостей (металла 8 и электроизоляционной жидкости 9) находится на уровне т - т. Полость 17 сообщается с атмосферой через вентиль 22, а в полости 16 имеется избыточное давление газа, подаваемого из баллона 20 через вентиль 18. Вентили 21 и 19 закрыты. Размыкание цепи происходит следующим образом. Механизм управления с помощью тяги 34 втягивает фиксатор 28 и освобождает шток, связанный с днищем сильфона 6. Под действием давления газа в полости 16 сильфон 6 сжимается, а сильфон 7 растягивается на такую же длину. При этом жидкость в контакторе перемещается вниз. В нижнем положении подвижная часть контактора фиксируется фиксатором 27, который прижимается к штоку пружиной 31. Поверхность раздела жидкостей перемещается вниз до уровня и - и. Происходит размыкание электродов. Электро- изоляционное кольцо 11 перемещается вниз вместе с жидкостью и препятствует ее перемешиванию. 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 Замыкание контактора происходит аналогичным образом, с той разницей, что избыточное давление газа создается в полости 17, а полость 16 сообщается с атмосферой.Небольшое количество жидкого металла и жидкого электроизолятора, а также то, что вся жидкость находится в замкнутом объеме, обуславливают повышенную безопасность работы контактора. При этом отпадает необходимость во внешних системах для металла и электроизолятора. Конструкция контактора позволяет использовать для замыкания контактов электромагнитные, гидравлические или пневматические приводы. Контактор может использоваться как выключатель для ручного замыкания и размыкания цепи. При использовании пневматического или гидравлического привода контактор может работать в сильных магнитных полях. Быстродействие контактора зависит в основном от возможностей привода и в меньшей мере зависит от величины коммутируемого тока и наличия внешних магнитных полей. Кольцо, плавающее внутри контактора вблизи поверхности раздела двух жидкостей и уменьшающее площадь этой поверхности, препятствует перемешиванию жидкостей (металла и электроизолятора), и тем самым улучшает коммутационные характеристики контактора. Следует отметить, что в предлагаемом контакторе, как и в прототипе, электромагнитные силы, действующие на жидкий металл, не только способствует быстрому размыканию цепи, но и препятствуют перемешиванию жидкостей.Предмет изобретения1. Кидкометаллический контактор, содержащий два электрически изолированных друг от друга электрода, образующих вместе с корпусом и другими элементами контактора полость, заполненную жидким металлом и электроизоляционной жидкостью, плотность которой меньше плотности жидкого металла, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения надежности и безопасности работы и улучшения коммутационных характеристик кон-. тактора, указанная полость ограничена сверху и снизу сильфонами, а в жидкость помещено свободно плавающее кольцо, электроизолированное снаружи, средняя плотность которого имеет величину, промежуточную между плотностью жидкого металла и плотностью электроизоляционной жидкости.2. Контактор по п, 1, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, к днищам указанных сильфонов прикреплены полые цилиндры.440711 ПодписноСССР Изд.193 Тираж 760ударственного комитета Совета Министрпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 105/12ЦНИИПИ Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель Е, Сафонова едактор Л, Лашкова Техред Г. Васильева Корректор Е. Рогайли