Резервуар переменного объема для сильно-точных жидкометаллических коммутацион-ных аппаратов

Сфез Советскик Социалистических Республик(51) М. Кл.8 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Н 01 Н 29/04 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(53) УДК 821. 318. 542 (0888) Дата опубликования описания 300781(54) РЕЗЕРВУАР ПЕРЕМЕННОГО ОБЪЕМА ДЛЯ СИЛЬНОТОЧБЫХ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ уско Фона К5 5 Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к резервуарам переменного объема,используемым в коммутационных жидкометаллических аппаратах.Известны коммутационные аппараты,в которых для ввода и вывода жидкого металла в межэлектродный промежуток используются резервуары переменного объема, в частности сильфоны.Известные резервуары переменного объ"ема представляют собой металлическийсильфон с фланцем и глухим дном, вовнутренней полости которого находнтся жидкий металла 1) и (2).Все известные резервуары переменного объема имеют тот недостаток,что содержащейся в сильфоне жидкийметалл обладает значительной массой,а сам сильфон представляет собой тонкостенный объем, закрепленный консольно относительно неподвижнойопоры (фланца), и в результате даженезначительных механических воздействий (качки, сотрясений и т.п.) возможно, возникновение. трещин на внутренних гофрах, сиЛьфона, умест егозаделки, и потеря герметичности, чтоприводит к неизбежной аварии. Приударных нагрузках со значительнымрением возможен полный срез силь-у фланца,роме этого, существенным недостатком всех известных резервуаров переменного объема с жидким металломявляется то, что они полностью заполняются жидким металлом, а в результате ограниченного хода сильфона присжатии, только небольшая часть общего жидкого металла выталкивается вмежэлектродный промежуток коммутационного апйарата,.а основная масса егонеиспользуется и лежит мертвымгрузом внутри объема сильфона.Для придания устойчивости резервуарам переменного объема применяютсильфоны больших диаметров, что ещебольше увеличивает количество не работающего жидкого металла в сильфоне.Наиболее близким к предлагаемомуявляется резервуар переменного объема с жидким металлом для сильноточного коммутационного аппарата, содержащий сильви, один конец которогозакреплен на Фланце, а другой закрытдном 133.Однако внутренйий объем его заполнен пористым, эластичным материалом,пропитанщаю жидким металлом, а на выходе из сильфона устайовлена сетка.Наличие пористого, эластичногоматериала, пропитанного жидким металлом, в сильфоне и сетки на выходеиз него, снижает возможность самопроизвольного выплескивания жидкого металла в межэлектродное пространство,но очень незначительно уменьшает количество не работающего жидкого металла в сильфоне, т.е. не решаетэтой проблемы.Кроме того, учитывая ограниченныйход сильфона при сжатии, а также наличие наполнителя в жидком металле,при работе коммутационного аппаратав межэлектродное пространство будетвыталкиваться меньше жидкого металла, что приводит к необходимости увеличения объема сильфона,.Учитывая также, что.сильфоны сжидким металлом обладают сравнительно большой массой и недостаточной механической жесткостью, а крепятсяконсольно в аппарате, то они не защищены от боковых и продольных смещений под воздействием, к примеруударов, и представляют собой весьманеустойчивую механическую систему.Цель изобретения - создание простого, компактного и надежного резервуара переменного объема с жидкимметаллом для сильноточных коммутационных аппаратов.Поставленная цель достигаетсятем, что в резервуаре переменногообъема, содержащем сильфон,один конец которого закреплен на Фланце,а другой закрыт дном, дно резервуаравьыолнено в виде цилиндра, установленного с зазором внутри сильфона ивыполненного с внешней стороны с глу-хим отверстием, при помощи которогоукаэанный цилиндр насажен на неподвижный направляющий элемент, напри-,мер трубу, причем высота цилиндране превосходит длины сильфона в сжатом состоянии.Неподвижный направляющий элементможет являться одновременно и элементом привода, например пневмати"ческого.На фиг.1 приведена конструкцияпредлагаемого резервуара переменногообъема с жидким металлом для сильноточных электрических аппаратовв свободном состоянии; на фиг.2то же, момент выталкивания жидкогометалла в межзлектродное простран"ство,Резервуар содержит металлическийсильФон 1 с фланцем 2 сеткой 3 идном 4. Внутренний объе; сильфона1 заполнен жидким металлом 5, амежэлектродный канал б расположеннад сеткой 3,Дно 4 выполнено в виде цилиндра,установленного с зазором внутри сильфона 1. С внешней стороны цилиндр 4выполнен с глухим отверстием, припомощи которого он насажен на направ ляющий элемент 7 (к примеру трубу,стержень и т,п.), по которому можетсвободно перемещаться только в рабочих направлениях.Высота цилиндра 4 не должна превышать длины сильфона в сжатом состоянии Ьоя, а в оптимальном случаедолжна ей равняться.Устройство работает следующимобразом.В отключенном положении аппарата 10 уровень жидкого металла 5 всегданаходится ниже сетки 3.При включении механические усилияприкладываются к цилиндру 4 по стрелке Р, который перемещается на неподвижном направляющем элементе 7 навеличину Ь , при этом сильфон 1 сжимается до длины Ьрви уровень жидкого металла 5 поднимается выше сет;ки 3, заполняя межзлектродный каналб, и производит замыкание злектричеекой цепи сильноточного коммута дционного аппарата.Отключение производится в обратном порядке.При подаче через направляющий не подвижный элемент (например, трубасжатого воздуха или жидкости) система будет представлять собой резервуар переменного объема с соответствующим пневматическим или гидравли- ЭО ческим автономным приводом, и еслинаправляющий неподвижный элементпредставляет собой стержень - сердечник электромагнита, то автономныйпривод будет соответственно электро магнитным.Предлагаемое техническое решениеобладает. рядом технико-экономическихпреимуществ:отсутствие лишнего, не работаю 4 ц щего, в устройстве жидкого металла,что с одной стороны позволяет экономить его, а с другой стороны уменьшает общую массу устройства, что всвою очередь улучшает его механические характеристикиУстройство обладает повышенноймеханической жесткостью, поскольку.кроме крепления к фланцу, имеет дополнительную опору на противоположном конце в виде неподвижного элефф мента, входящего во внутреннее глухоеотверстие цилиндра.Устройство компактно, поскольку вглухое отверстие цилиндра может бытьвстроен привод или его элементы, 3 Ограниченное количество жидкогометалла в гофрах сильфона и в небольшом слое над цилиндром, в силу большой поверхности соприкосновения жидкого металла, с твердометаллическими 4 р элементами и поверхностного натяже-ния позволяет надежно удерживать егов сильфоне, препятствуя выбросу,Предлагаемый резервуаР переменногообъема с жидким металлом для сильноточного коммутационного аппарата мо-; 851524 формула изобретения Составитель В,ПоповаРедактор Е.Дичинская ТехредН.Келушак Корректор С к Тираж 784осударственного комитета СССРам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д.4 75ВИИИПпо1130 Вака Подписное Филиал ППП 1 Патентф, г.ужгород, ул.Проектная жет найти самое широкое применениев электрическихаппаратах с жидкимметаллом, как при проектировании новых, так и при модерниэации действующих аппаратов, что дает значительныйтехнический и экономический эФфект 1. Резервуар переменного объема для сильноточных жидкометаллических коммутационных аппаратов, содержащий сильон, один конец которого закреплен на фланце, а другой закрыт дном, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механической прочности и снижения расхода жидкого металла, дно резервуара выполнено в виде цилиндра, установленного с зазором внутри сильфона и выполненного с внешней стороныс глухим отверстием, которым указанный цилиндрнасажен на неподвижный направляющий элемент, например трубу, причемвысота цилиндра не превосходит дли 5 ны сильфона в сжатом состоянии.2. Резервуар по п,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что указанный неподвижный направляющий элемент является одновременно элементом приво-10 да, например пневматического,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 428471, кл. Н 01 Н 29/28, 1972,15 2. Авторское свидетельство СССРР 428472, кл, Н 01 Н 29/28, 1972.3. Авторское свидетельство СССР9 594537, кл, Н 01 Н 29/04, 1976.