Коммутатор электролизера кэ-“остшуг”

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 12,11,76 (21) 2419128/24-07с присоединением заявки Мо(51)М. Кл. Н 01 Н 29/02 Государственный комитет. СССР до делам изобретений и открытий(54) КОММУТАТОР ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА КЭ ОСТУБГ Изобретение относится к электро технике и может быть использованов электролизной промышленности для,оперативного шунтирования и дешунтирования электролизных ванн при рабочихнапряжениях 5-6,Известны жидкометаллические коммутаторы, например коммутатор, являющийся аппаратом вертикальнойустановки и содержащий жидкий металлв нижней части, поступающий в кольцевую полость между изолированнымидруг от друга цилиндрическими электродами при сокращении нижнего сильфона, при этом жидкий металл удерживается в заданном объеме с помощьюизоляционной жидкости, полностьюзаполняющей оставшийся внутреннийобъем, и изолированного снаружи кольца,препятствующего смешйванию жидкосОтей при их движении в кольцевой полости 1,Однако устройство имеет тот недостаток, что при коммутациях сверхтоков (десятков и сотен тысяч ампер)под действием перегрева жидкого метаЛЛа В ПЕРВЫЕ МОМЕНты Ксгичтациивозникают газообразные продукты разложения жидкого диэлектрика, вызывающие внутреннее давление, препятствую щее сокращению сильфона и работеаппарата,Кроме того, использование сильфона в качестве упругого элемента привода с учетом колебаний давленияв магистралях сжатого воздуха предприятий и содержания. в нем конденсата,делают привод малопригодным в наружных установках при низких температурах, в которых должен работать коммутатор электролизера.Известен коммутатор электролизера содержащий внутренний и наружныйэлектроды, разделенные друг от другаизоляционными прокладками и образующие кольцевую полость, в которойустановлено уплотнительное кольцо,резервуар с диафрагмой, установленный под электродами, жидкий металли пневмопривод 2,Однако это устройство недостаточно надежно,для повышения надежности предлагаемое устройство, содержащее внутренний и наружный электроды, разделенные друг от друга изоляционнымипрокладками и образующие кольцевуюполость, в которой установлено уплотнительное кольцо, резервуар с диафрагмой, установленный под электроПроизводственно-техническое предприятие СИБЭНЕРГОЦВЕТМЕТдами, жидкий металл и пневмопривод,снабжено двумя плоскими шинами и дополнительным резервуаром с диафрагмой, установленными над электродами,а плоские шины закреплены между электродами и резервуарами и выполнены5с отверстиями, соединяющими резервуары с кольцевой полостью,Кроме того, коммутатор снабженпредохранительным клапаном, соединенным при помощи каналов с кольцевой полостью.Верхняя и нижняя грани уплотнительного кольца и внутренние поверхностиизоляционных прокладок могут бытьвыполнены в виде конусов.Боковые грани уплотнительного 15кольца могут быть выполнены с многозаходными винтовыми проточками, соединяющими объемы над и под кольцом,На чертеже дана конструктивнаясхема предлагаемого коммутатора - 10в разомкнутом состоянии.Он имеет внутренний цилиндрический электрод 1, верхнюю 2 и нижнюю 3плоские шины, которые стягиваютсяшпильками до жесткого упора по 25плоскости в центральный электрод иупругого упора в наружный электрод4 через изоляционные кольца 5 иупругие кольца б, герметизирующиестыки, КоммутатоР содержит Уплотнительное изоляционное кольцо 7, встав-.ленное по скользящей посадке в кольцевую полость между электродами1 и 4, жидкий металл 8, диафрагмы9, резервуары 10, снабженные отверстиями 11 для подачи и выброса воздуха, клапаны 12 давления, К электроду 4 приварена шина 13.Коммутатор работает следующим образом.Через электропневмоклапан (не показанный на чертеже) сжатый воздух поподается через отверстия 11 нижнегорезервуара. При этом отверстия 11верхнего резервуара через тот жеэлектроклапан соединены с атмосферой.Под давлением воздуха диафрагма 9вытесняет жидкий металл 8 черезотверстия в шине 2, совпадающиес проточками на торце электрода 1под уплотнительное кольцо 7, которое впереди металла устремляетсяк верхнему фланцу, не позволяяемуфонтанировать, и предохраняет верхнюю диафрагму 9 от горячих брызг, летящих с большой скоростью,Через жидкий Металл 8 между электродами 1 и 4 возчикает электрическаяцепь,. Уменьшающая свое сопротивление.по мере подъема жидкого металла,Кольцо 7, достигнув верхнего изоляционного кольца 5, плотно входит в бОконическую проточку кольца 5, уплотняя объем жидкого металла 8. Поскольку кольцо несколько опережает сплошной столб жидкого металла, газ между ним и металлом демпфирует удар 65 жидкого металла 8 с кольцо 7 и предотвращает его быстрый износ, Эатемэтот газ через зазор между кольцом 7и электродом 1, а также через винтовую проточку на боковой поверхностикольца 7 вытесняется жидким металлом.Давление над и под кольцом уравниваетсяПри этом кольцо 7 выходит изпроточки в кольце 5. В процессе длительной эксплуатации не исключаетсяпопадание жидкого металла под верхнюю диафрагму хотя бы в виде пара.Поэтому на шине 2 выполнено углубление, в котором капельки жидкогометалла собираются, а затем черезсверления попадают в кольцевую полость, По наклонной грани кольца 7они стекают к наружной стороне и повинтовым проточкам попадают подкольцо 7. При этом практически исключается образование мостика из жидкого металла на поверхности кольца 7Процесс включения коммутатора завершается, когда нижняя диафрагма9 прижимается к шине 3, а верхняяк стенкам сферической плоскости вверхнем резервуаре 10. Упругость диафрагм 9 такова, что свое конечноеположение они занимают при давлении в нижнем резервуаре меньше 1 атмЭто обеспечивает стабильную работунезависимо от колебаний давленияпромышленного воздухаЕсли по каким-либо причинам внутри коммутатора возникает давление,превышающее 2-2,5 атм., срабатываетклапан 12, который предотвращаетвозникновение условий недовключенияили невключения аппарата.Переходное сопротивление в прижимных контактах между центральнымэлектродом 1 .и шинами 2 и 3 равноценно сопротивлению сварного соединения,благодаря жидкому металлу, которыйзаполняет зазор между контактирующими поверхностями и остается там поддействием капиллярных сил,Отключение коммутатора происходитпри подаче сжатого воздуха в верхний;,резервуар и соединения отверстия 11нижнего фланца с атмосферой, При этомжидкий металл под действием весаи нарастающего давления со стороныверхней диафрагмы с ускорением уходитиз кольцевой полости. Кольцо 7, следуяза жидким металлом и войдя с ударомв коническую проточку изоляционногокольца 5, окончательно разрывает электопроводящие мостики, создает твердоизоляционное покрытие электродовв зоне коммутации, что обеспечиваетнадежный однократный разрыв цепи.Стекание со стенок избыточногометалла не приводит к самопроизвольному включению, благодаря скошеннымграням кольца 7 и многозаходнымпроточкам на его боковых гранях.В коммутаторе использована болееглубокая, чем в аналогах, компенсация7:с 78 ИПИ Заказ 1294/46 Тираж 844 Подписное ППП Патент г, Ужгород, ул, Проектная,. собственного магнитного поля, благодаря двухстороннему подводу тока,. Формула изобретения1. Коммутатор электролизера, содержащий внутренний и наружный электроды, разделенные друг от друга изоляционными прокладками и образующие кольцевую полость, в которой установлено уплотнительное кольцо, резервуар с диафрагмой, установлен-ный под электродами, жидкий металл и .пневмопривод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен двумя плоскими шинами и дополнительным резервуаРом с диафрагмой, установленным над электродами, а плоские шины закреплены между электродами и резервуара- соединяют резервуары с кольцевой по лостью.2. Коммутатор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что снабжен предохранительным клапаном, которыйсоединен при помощи каналов с кольцевой полостью,3, Коммутатор по п.1, п,2, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что верхняяи нижняя грани уплотнительного кольца и внутренние поверхности изоляционных прокладок выполнены в видеконусов,4, Комис:затор по пп.1,2 и 3, -отличающийся тем, чтобоковые граня уплотнительного кольцавыполнены с многозаходными винтовыми проточками, которые соединяют объемы над и под кольцом.Исто-.-.и=; информации,принятые во внимание при экспертизе1., Авторское свидетельство СССР8 440711,. к.,Н 01 Н 29/00, 1972.2, Авто".ое свидетельство СССРпо заявке .: 2333679, кл.Н 01 Н29/02, 197 б прототип),1 Р