SU1066385A1 - Жидкометаллический коммутатор - Google Patents

Abstract

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОММУТА ,ТОР, содержащий центральный и наружный контакты, вкладыЬ и кольцевую диафрагму, образующую дно в полости дл  жидкого металла, под которым расположена полость с импульсным приводом , соедименна  каналом с источником статического давлени , отличающийс  тем, что, с це лью повышени  надежности и удобства в эксплуатации, он снабжен штоком, клапаном и дополнительной кольцевой диафрагмой, вкладыш установлен свободно над полостью с импульсным при- ,водом, дополнительна  кольцева  диафрагма установлена с зазором с первой диафрагмой над вкладьшем, клапан перекрывает трубопровод статического давлени , который присоединен к зазору между диафрагмами, а шток свободно установлен в канале, восприни9 мает импульсное давление привода и взаимодействует с клапаном.

Description

О5

а

00 00

ел

Изобретение относитс  к области коммутации электрических цепей и может быть использовано в электричес ких аппаратах с подвижным жидкометал лическим контактом.

Известны жидкометаллические коммутаторы , содержащие твердометалли- ческие контакты, коммутируемые жидким металлом, перемещаемые энергией электровзрыва в жидкости. Недостатком их  вл етс  кратковременность замкнутого (или разомкнутого) состо ни  контактов, так как жидкий металл под действием силы т жести вытекает из межэлектродного промежутка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  устройство дл  коммутации электродов, содержащее центральный и наружный контакты, вкладьши и кольцевую диафрагму, образующую дно в полости дл  жидкого металла, под которым расположена полость с импульсным приводом, соединенна  каналом с источником статического давлени .

Этот замыкатель обладает следующими недостатками.

Выполнение диафрагмы составной в виде твердого диска, соединенного с эластичным кольцом, усложн ет место соединени  их между собой и снижает надежность, так как оно-испытывает большие внутренние напр жени  при деформации (прогибе).

Размещение импульсного привода в полости дл  статического давлени  св зано с необходимостью надежного уплотнени  элементов подвода питани  к этому приводу, что усложн ет конструкцию, особенно при использовании разр дных электродов с подачей инициирующего проводника.

Необходимость во внешней системе синхронизации подачи статического давлени  в соответствии.с импульсным

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и удобства в эксплуатации .

Цель достигаетс  тем, что жидкометаллический коммутатор, содержащий центральный и наружный контакты, вкладьш и кольцевую диафрагму, образующую дно в полости дл  жидкого металла , под которым расположена полость с импульсным приводом, соединенна  каналом с источником статическог давлени , снабжен штоком, клапаном и

дополнительной кольцевой диафрагмой, вкладыш установлен свободно над полостью с импульсным приводом, дополнительна  кольцева  диафрагма установ-

лена с зазором с первой диафрагмой над вкладышем, клапан перекрывает трубопровод статического давлени , который подсоединен к зазору между диафрагмами, а щток свободно установ-

лен в канале, воспринимает импульсное давление привода и взаимодействует с клапаном.

На чертеже изображен общий вид жидкометаллического коммутатора.

Жидкометаллический коммутатор содержит центральный 1 и наружный 2 контакты, разделенные изол тором 3.

8наружном контакте установлена эластична  кольцева  диафрагма 4, обра-

зующа  дно, на которое залит жидкий металл 5. Под дном установлена дополнительна  эластична  кольцева  диафрагма 6, образующа  зазор 7 между диафрагмами . Под диафрагмой 6 располо-

жен вкладьпп 8, закрывающий полостью

9с жидкостью, в которую погружены электроразр дные электроды 10. В наружном электроде выполнен канал, в котором установлен шток 1I, который

соединен с клапаном 2. Клапан перекрывает ; трубопровод 13, подсоединенный к зазору 7 дл  подачи статического давлени . Коммутатор содержит также уплотнение 14 штока 11.

Устройство работает следующим образом .

В исходном положении между жидким металлом и контактом 1 имеетс  зазор, клапан 12 закрыт. Дл  включени  за-

мыкател  подсоедин ют разр дные электроды 10, например, к емкостному накопителю энергии. Под действием импульсного разр да в жидкости полости 9 вкладыш 8 движетс  вверх и через

эластичные диафрагмы 4 и 6 перемещает жидкий металл 5, с помощью которого и замыкаютс  контакты 1 и 2. Одновременно импульсное давление разр да воздействует на шток 11, который от-

крывает клапан 12, и статическое давление , например, газа по трубопроводу 13 поступает в зазор 7 между диафрагмами Д и 6, Под действием статическо го давлени  диафрагма 6 и вкладыш 8

возвращаютс  вниз и уплотн ют полость 9. Диафрагма 4 продолжает деформироватьс  вверх, вытесн   жидкий металл 5 в межконтактный зазор. Когда внутренние напр жени  диафрагмы, сила т жести жидкого металла и электродинамические силы коммутируемого тока уравновес т силу статического давлени  на диафрагму, движение вверх пре кращаетс , и коммутатор остаетс  в замкнутом состо нии сколь угодно долго (положение диафрагмы 4 в этом случае показано на чертеже пунктиром).

Дл  размыкани  контактов 1 и 2 за крьшают клапан 12 и выпускают газ из зазора между дифрагмами (выпускной вентиль не показан), Под действием силы т жести жидкого металла и упругости диафрагмы жидкий металл опус- каетс  и вытекает из межконтактного зазора. Замыкатель возвращаетс  в исходное положение.

Экономический эффект предложенной конструкции заключаетс  в следующем.

Обе диафрагмы выполнены эластичны ми (из резины) в виде сгатошных дисков , что упрощает их изготовление и повьшает надежность.

Жесткий вкладьш закрывает полость с импульсным приводом, а нижн   диафрагма уплотн ет ее, что повышает надежность подвижного уплотнени .

Наличие штока с клапаном обеспечивает автоматизацию подачи статичес кого давлени  в зазор.

Сочетание нижней диафрагмы с вкла дьш1ем обеспечивает жесткость системы в одном направлении и максимальн то :эластичность в противоположном, что повышает эффективность использовани  импульсного и статического приводов, так как расширение газовой полости возможно только в сторону перемещени жидкостного контакта.

Отсутствие высокого статического давлени  в полости разр дных электродов упрощает эксплуатацию привода и расшир ет выбор систем подачи инициирующего проводника. Шток размеща- ют так, что на его торец действует давление с наибольшей амплитудой.

В качестве жидкого металла может быть использован сплав Na-K, имею1101й небольшой удельный вес, но отличаю щийс  большой химической активностью Жесткий вкладьш, закрывающий полость с жидкостью обеспечивает защиту

жидкого металла от взаимодействи  с нею в случае разрушени  диафрагм что 11овьш1ает надежность замыкател .

Автоматическа  подача газа в зазо между диафрагмами упрощает эксплуатацию замыкател .

Кроме того, экономический эффект описанного коммутатора заключаетс  в более эффективном.заполнении жидким металлом межконтактного зазора и уменьшении мощности статического привода благодар  снижению жесткости верхней диафрагмы.

В качестве среды, подаваемой в зазор между диафрагмами, примен ют газ или  идкость, которые выбирают нейтральными по химическому взаимодействию с жидким металлом. Такое техническое решение обеспечивает защиту жидкого металла от окислени  в случае разрушени  верхней диафрагмы , что особенно важно, например, при использовании сплава, который  вл етс  взрывоопасным.

Следует также отметить, что наличие двух диафрагм позвол ет выполнить наружный контакт составным, с линией разъема, проход щей в зазоре между диафрагмами. Это обсто тельство также обеспечивает удобства сборки и эксплуатации, так как позвол ет производить установку и наладку импульс ного привода независимо от контактной системы, выполнить отдел емую полость герметичной, заполненной жидкостью , и из материалов, соответствующих эффективной передаче энергии.

Кроме того, заполнение зазора между диафрагмами в исходном положении различными жидкостными или газовьми средствами дает возможность дополнительно измен ть параметры (амплитуду и длительность) импульса давлени , воздействующего на жидкометаллический контакт, и тем.самым коррек тировать параметры его движени .

Таким образом, предложенный замыкатель обеспечивает как импульсную, так и длительную коммутацию электрических цепей при более высокой наделг ности его элементов, испытьшающих импульсное воздействие привода.

Claims (1)

1. ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОММУТАТОР, содержащий центральный и наружный контакты, вкладыш и кольцевую диафрагму, образующую дно в полости для жидкого металла, под которым рас- положена полость с импульсным приводом, соединенная каналом с источником статического давления, от — личающийся тем, что, с целью повышения надежности и удобства в эксплуатации, он снабжен штоком, клапаном и дополнительной кольцевой диафрагмой, вкладыш установлен свободно над полостью с импульсным при,водом, дополнительная кольцевая диафрагма установлена с зазором с первой диафрагмой над вкладышем, клапан перекрывает трубопровод статического давления, который присоединен к зазору между диафрагмами, а шток свободно установлен в канале, воспринимает импульсное давление привода и взаимодействует с клапаном.

   ..„SU „.,1066385

   1П66385