Коммутатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕСПУБЛИК 1076974 г 9)Н О Н 29/00 ЕТ ГЕЛЬМУТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) 1, КОММУТАТОР, содержащий цилиндрический корпус, в котором расположены кольцевой статор и ротор с контактными площадками, рабочие поверхности которых покрыты рабочей жидкостью, причем ротор выполнен в виде немагнитцого диска с расположенцым на нем магнитопроводом, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности контактного сопротивления и виброустойчивости коммутатора, он снабжен направляющими ротор опорными элементами, расположенными у его краев и установленными с возможностью перемещения от. носительно ротора и статора при смещении последних относительно друг друга.2. Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что опорные элементы выполнены в виде жестких полукапель иили твердых тел вращения. причем часть их является контакт деталями коммутатора.3. Коммутатор по гп. 1 ц 2, отличающийся тем, что опорные элементы распределены равномерно осесимметричцо коаксиальными рядами.4. Коммутатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что опорные элементы распределены равномерно осесимметрично в углублениях э статора и ротора.5. Коммутатор по пп. 1, 2 и 3, отличаю. щийся тем, что опорные элементы располо жены в углублениях статора и ротора.Изобретение относится к жидкостнымкоммутационным аппаратам и может бытьиспользовано в качестве многопозиционногокоммутационного изделия в измерительновычислительных комплексах для программ.ной коммутации электрических цепей.Известен жидкометаллический контактный узел, содержащий электроды в видеврагцающегося кольца или диска и неподвижного кольца, межэлектродный объеммежду которыми заполнен эластичным по- Эристым материалом пропитанным жидкимметаллом .Недостатком указанного устройства состоит в том, что в нем возможны процессионные колебания дискового подвижного электрода, из за которых нарушается равномерность проводимости межэлектродногообъема,Известен также коммутатор, содержащийцилиндрический корпус, в котором располо.жены кольцевой статор и ротор с контактными площадками, рабочие поверхности которых покрыты рабочей жидкостью, причемротор выполнен в виле немагнитного дискас расположенным на нем магнитопроволом 2.Однакб недостатками известного устройства являются прецессионные колебания диска ротора относительно статора коммутатора, в результате чего понижается стабильность контактного сопротивления и виброустойчивость коммутатора.Цель изобретения - повышение стабильности контактного сопротивления и виброустойчивости коммутатора.Поставленная цель достигается тем, чтокоммутатор, солержаший цилиндрическийкорпус, в котором расположены кольцевойстатор и ротор с контактными площадками,рабочие поверхности которых покрыты рабочей жидкостью, причем ротор выполнен ввиде немагнитцого диска с расположеннымна нем магнитопроводом, снабжен направляюгцими ротор опорными элементами, расположенными у его краев и установленнымис возможностью перемещения относительноротора и статора при смешении последнихотносительно друг лруга.Опорные элементы выполнены в видежидких полукаиель и/или твердых тел вращения, причем часть их является контактлеталями коммутатора.При этом опорные элементы расирелслены равномерно осесимметрично коаксиальными рядами.Опорные элементы могут быть расирелелены равномерно осесимметрично в углуб.лециях статора и ротора.Кроме того, опорные элементы могутбыть расположены в углублениях статора иротора. 55На фиг. 1 изображен коммутатор, разрез,эбщий внл; ца фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;а фиг. 3 - один из варианпгов выиолцения коммутатора в разрезе; на фиг. 4 разрез ц-Ь на фиг. 3; на фиг. 5 - рогор коммутатора; на фиг. 6 и 7 - ва риа цты сига ряжен ия ротора и статора коммутатора посрелством твердотельных опорных элементов,Коммутатор (фиг. 1) содержи г статор и ротор, Статор (фиг. 2) содержит плоский кольцевой магнитоповод, который выполнен из пластинчатых сегментов 1, размещенных в магнитном диэлектрическом основании 2 статора коммутатора, Сегментыявляюгся одновременно элементами контакт. ной системы статора. Участки сегментов 1, находящиеся с наружной стороны основания 2, являются внешними токовводами контактной системы коммутатора. Участки 3 сегментов 1, находящиеся внутри основания 2 и обращенные к ротору 4, иредстазляют собой контактные электроды, рабочая поверхность которых выравнена с поверхностью полости 5 основания 2 и имеет примерно квадратную форму. На участках 3 сегментов 1 размещены полукаиелькн 6 элек. тропроводной рабочей жидкости (цапример ртути), не смачивающей диэлектрический субстрат основания 2 и ротора 4. Основание 2 снабжено крышками 7 и 8 (предпочтительно немагнитными), которые могут быть выполнены из диэлектрического и электро- проводного материала (крышки могут также являться элементами контактной системы статора коммутатора и иметь площадки, смоченные рабочей жидкостью) . Ротор 4, размещенный в полости 5 основания 2 статора коммутатора с зазорами капиллярных размеров (предпочтительцо 10 20 мкм), трехслойный и содержит утопленные в его теле магнитопровод 9 и контакт-детали 10, рабочая поверхность которых выравнена с. поверхностью диска ротора 4, причем рабочая поверхность контакт-деталей 10 смочена рабочей жидкостью и взаимодействует с участками 3 посредством контактных мостиков, образованных за счет соответствующих полукапелек 6 силами когезии рабочей жидкости. Кроме того, диск ротора 4 снабжен полукапельками 1 и 12 рабоче жидкости, фиксированно сцепленными с соответствующими металлическими участками, расположенными у краев (кромок) диска, на боковой и торцовой поверхностях ротора 4. Полукапельки 11 и 12, а также полу- капельки 6, взаимодействующие с боковой поверхностью ротора, за исключением вза. имодействующих с рабочей поверхностью контакт-деталей 10, являются направляю шими ротор опорными элементами, установ ленными с возможностью перемещения (пе. реката) относительно ротора и статора ком. мутатора при смещении последних относи тельно друг друга. Полукапельки 6, 1 и 12, а также другие элементы ротора распреде лены осесимметрично (сбалансированно) пс массе периметрам скрепления и взаиморас положению их на элементах коммутатора.Масса полукапелек вьбряця такой, чгш нахолятся в прижатом состоянии цверхисг ными силами к фобизирующим рябчук) жил кость участкам поверхностей стяторя и ротора коммутатора. Поэтому Оци Обеспечивают центрирование (равномерность зязо. ра) ротора 4 в полости 5.В другом варианте коммутатора (фиг. 3 и 4) сегменты 1 выполнены в виде цилиндрических сердечников, расположенных по кругу коаксиально оси основания 2 (выполняю-щего одновременно функции крышки 7 предыдущей конструкции статора коммутатора), обхваченного металлическим кольцом 13. облегчающим соединение крышки 8 с осно. ванием 2. Крыцка 8 коммутатора выполнена в виде чашки (колпачка), герметизирующей 5 образованную между основанием 2 с кольцом 13 и крышкой полость 5, в которой расположен ротор 4. Ротор 4 (фиг. 5) центрирован в полости 5 направляюцими его опорными элементами, которыми, как и в прелылущем варианте конструкции (фиг.и 2), являются полукапельки 6, 11 и 12. Возможны варианты, в которых полукапельки1 и 12 могут быть фиксированно сцеплены не с диском ротора, а со статором, а магнитопровод 9 ротора выполнен многополюсным, причем из магнитомягкого и магнитотвердого материала. Возможны и другие варианты выполнения конструкции коммутатора. Особенно это касается опорных элементов, направляющих ротор 4, которые могут быть выполнены не только в виде жидких, но также и в виде тверлых тел вращения. Например, у кромки диска ротора 4 и в стенках полости 5 статора могут быть выполнены выемки (углубления) 14 и 5 (фиг. 6) под твердые элементы 16 - шарики и ролики, зажатые между соответствующими элементами конструкции ротора и статора коммутатора, смоченные ра бочей жидкостью и введенные при необходи-мости в контакт с контакт. деталями О. В случае кольцевых выемок 14, опорные эле менты 1 б могут быть установлены в них последовательным рядом, Для вариантов многопозиционных коммутаторов с многоцелевыми, многонаправленными контактными полями выемки 14 и 15 для опорных элементов 1 б, используемых одновременно в качестве раздельных промежуточных мостиковых контакт-деталей, взаимодействующих с токосьемными (щеточными) контакт-деталями 17 (фиг. 7) основания 2 целесообразно выполнять гнездовыми. Возможны варианЮ ты коммутатора, в которых многие (за исключением магнитопровода ротора) металлические детали выполнены из нема гнитного чатериала и часть опорных элементов не :мочена рабочей жидкостью. Км мл тт) лействл (т ( (лчии ч Об. разом.В исходи)л сост 5 ции кллл" ятря без. Осцый рТОр 4 ИОКит(я ця цяпряц:5 к)иих его Оцрных элемецтях (жидких цлукяцель. ках 6, 11, 12 и твердых 6). Фиксани сО положения в полсти,) ОГ)е(ИР 1 ец я сил ям и капиллярной плы поверхностной энергии рабочей жидкости и углом смячивания ею поверхностей элементов коммутатора. В частности, угловое положение ротора 4 фиксировано в осцовцом силами, действующими в коцтактцых мостиках лежлу рото ром 4 и участками 3 сегментовстаторя При цеобхолимсти фиксация ротра может быть лоцолнительц усилена зя счет сил магнитного взаимодействия мягццтопрвода 9 с магнитными элементами статря (сегмецтями 1) и приволами (це показано) коммутатора, Особецц при сообщении им ремацецтных свойств.Изменение устойчивого углов ) положения ротора 4 коммутатора Основано ца Об. щеизвестных прцципях лействия щаговых лвигателей, т.е. ця лискретцом изменении состояний магнитного либо электроманитно го поля в зазоре между сегментами магнитопровода статора и магнитопровола ротора посрелством механического перемецения пос тояццых магнитов, либо возбуждения электрическим током соответствующих обмоток управления, мягнитосвязываемых с сегментами 1 статора (це показано). Г 1 ри перемагничивании сегментов 1 статоря мя гнитопровод 9 под действием синхронизирующего момента поворачивает на шаг ротор 4, осуществляя тем самым размыкание Одних и замыкание других полукапелек 6 с рабочими поверхностями контакт-деталей 10 ротора (в зависимости от их формы и места расположения). При снятии и отсутствии управляющего сипяля (воздействия) коммутатор запоминает конечные координаты лискретного состояния ротора 4.Преимущества изобретения по сравнению с прототипом заключаются в повышении стабильности контактного сопротивления и надежности работы коммутатора (виброудароустойчивсти) путем более жест кой фиксации ротора в полости статора, уменьшения массы ц габаритов как ротора, гак и коммутатора в целом. Концентрация лагнитного потока пзволяет повысить чувствительность и точность позиционирования ротора. Конструкция коммутатора более технологичца, так как пзцоляет применять как двигательный, так и ручной привод, отделять От них герметизировццдю часть коммутатора, а также использвяь лк)бой диэлектри. ческий субстрат (стекл. Керамику, полимер).Составитель НТехред И. ВерТираж б 83И Государствениогделам изобретенносква, Ж - 35, РаПатент, г. Уж Корректор Подписное тета СССР крытивнаб., л. 15 ул. Проектная ком и о шска род,