SU817776A1

SU817776A1 - Molten metal switching device

Info

Publication number: SU817776A1
Application number: SU792716609A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Григорьевич Бакута; Владимир Анатольевич Скорняков; Леонид Николаевич Карпенко
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Политех-Нический Институт Им. M.И.Калинина
Priority date: 1979-01-25
Filing date: 1979-01-25
Publication date: 1981-03-30

Description

(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОММУТАТОР(54) LIQUID METAL SWITCH

Изобретение относитс к электроаппаратостроению , в частности к жидкометаллическим коммутаторам, и может быть использовано рри создании быстродействующей коммутационной аппаратуры с широким диапазоном коммутируемых токов.The invention relates to electrical equipment, in particular to liquid metal switches, and can be used to create high-speed switching equipment with a wide range of switched currents.

Известен жидкометаллический коммутатор , содержащий разделенные изол тором твердометаллические электроды, жидкий металл и подвижный элемент из изол ционного материала. В указанном коммутаторе отключение цепи происходит за счет перемещени изол ционного подвижного элемента , который раздел ет жидкий металл на две части 1.A liquid metal switch is known that contains solid metal electrodes separated by an insulator, liquid metal, and a moving element made of an insulating material. In the switch, the circuit is disconnected by moving the insulating rolling element, which divides the liquid metal into two parts 1.

Недостатками указанного устройства вл ютс ограниченное быстродействие и сложность конструкции.The disadvantages of this device are the limited speed and complexity of the design.

Известен также жидкометаллический коммутатор, содержащий разделенные изол тором неподвижные цилиндрические электроды , коммутируемые жидким металлом, расположенным между уплотнени ми, и подвижный токопровод щий элемент, выполненный в виде трубы. Перемещение подвижного элемента осуществл етс совместно сAlso known is a liquid metal switch containing stationary cylindrical electrodes separated by an insulator switched by a liquid metal located between the seals and a movable conductive element made in the form of a pipe. The movement of the movable element is carried out in conjunction with

перемещением жидкого металла и уплотнений 2.moving liquid metal and seals 2.

Недостаток известного коммутатора состоит в ограниченности его быстродействи , обусловленной больщой массой подвижныхThe disadvantage of the known switch is its limited speed due to the large mass of moving

частей (в движении участвуют подвижныйэлемент , жидкий металл и эластичные кольцевые уплотнени , заполненные жидкостью), конструктивным расположением неподвижных электродов, не позвол ющим использовать электродинамические снлы дл дополнительного ускорени подвижных частей. Напротив , электродинамические силы, возникающие в процессе движени жидкого металла и обусловленные сужением линий тока , затормаживают жидкий металл, причем дл преодолени этих сил привод коммутатора должен обладать достаточной мощностью .parts (a mobile element, liquid metal and elastic annular seals filled with liquid are involved in the movement), a constructive arrangement of stationary electrodes that do not allow the use of electrodynamic devices to further accelerate the moving parts. On the contrary, the electrodynamic forces arising in the course of the motion of the liquid metal and caused by the narrowing of the streamlines slow down the liquid metal, and the switch drive must have sufficient power to overcome these forces.

Цель изобретени - повыщение быстродействи коммутатора и уменьшение мощности приводного устройства.The purpose of the invention is to increase the speed of the switch and reduce the power of the drive device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известном жидкометаллическом коммутаторе , содержащем разделенные изол тором неподвижные цилиндрические электроды.This goal is achieved by the fact that in a known liquid metal switch containing stationary cylindrical electrodes separated by an insulator.

коммутируемые жидким металлом, расположенным между уплотнени ми, и подвижный токо провод щи и элемент, выполненный в виде трубы, неподвижные электроды установлены коаксиально друг другу и образуют кольцевую полость, в которую с зазорами относительно обоих .электродов помещен указанный подвижный элемент, выполненный с проточкой на боковой поверхности , в которой жестко закреплен заподлицо с поверхностью подвижного элемента указанный изол тор, выполненный в виде втулки, а жидкий металл помещен в зазоры по обеим сторонам от подвижного элемента, при этом ограничивающие жидкий металл уплотнени установлены неподвижно на электродах.switched by a liquid metal located between the seals, and a movable current-conducting and a tube-shaped element, the fixed electrodes are mounted coaxially with each other and form an annular cavity, into which, with gaps relative to both electrodes, the said moving element is placed with a groove on the side surface, in which the specified insulator made in the form of a sleeve is rigidly fixed flush with the surface of the movable element, and the liquid metal is placed in the gaps on both sides of the movable element, while limiting the liquid metal seals are fixed on the electrodes.

На чертеже схематически представлен предлагаемый коммутатор.The drawing schematically shows the proposed switch.

Коммутатор состоит из неподвижного электрода 1, в цилиндрической полости которого расположен неподвижный электрод 2. Между ними помещен подвижный элемент в виде металлической трубы 3, выполненной с проточкой, на которой закреплен изол тор 4. Зазоры, образованные между электродами 1 и 2 и подвижной трубой 3, частично заполнены жидкилл металлом 5, который ограничен уплотнени ми (манжетами ) 6.The switch consists of a fixed electrode 1, in a cylindrical cavity of which there is a fixed electrode 2. Between them is placed a movable element in the form of a metal pipe 3, made with a groove on which insulator 4 is fixed. Gaps formed between electrodes 1 and 2 and the movable pipe 3 , partially filled with liquid metal 5, which is limited by seals (cuffs) 6.

Электроды 1 и 2 электрически соедин ютс посредством жидкого металла 5 и металлической части трубы 3. Положение трубы S, показанное на чертеже, соответствует разомкнутому состо нию коммутатора.The electrodes 1 and 2 are electrically connected by the liquid metal 5 and the metal part of the pipe 3. The position of the pipe S shown in the drawing corresponds to the open state of the switch.

Дл перевода жидкометаллического коммутатора в замкнутое положение приводитс в движение справа налево по оси труба 3, причем изол тор 4 выходит из зоны контакта с жидким металлом и его место занимает металлическа часть трубы, чем обеспечиваетс электрический контакт между электродами 1 и 2.In order to transfer the liquid metal switch to a closed position, pipe 3 is moved from right to left along the axis, insulator 4 coming out of the contact zone with liquid metal and the metal part of the pipe takes its place, which ensures electrical contact between electrodes 1 and 2.

С момента начала протекани тока благодар коаксиальному расположению элект-под родов 1 и 2 магнитное поле оказывает давление на металлические конструкций коаксиального устройств, таким образом, что возникающие добавочные силы действуют на трубу 3 в направлении ее движени и сообщают ей дополнительное ускорение. Эти же силы полностью компенсируют электродинамические силы, вызванные сужением линий тока и преп тствующие движению трубы 3.Since the beginning of the flow of current due to the coaxial arrangement of the electrodes of genera 1 and 2, the magnetic field puts pressure on the metal structures of the coaxial device, so that the resulting additional forces act on the pipe 3 in the direction of its movement and impart additional acceleration to it. These same forces fully compensate for the electrodynamic forces caused by the narrowing of the current lines and preventing the movement of the pipe 3.

Так как быстродействие коммутатора характеризуетс временем, за которое подвижна труба 3 обеспечивает полный контакт между электродами 1 и 2 и жидким металлом, то, повыша в предлагаемом коммутаторе скоростьПОДВИЖНОГО цилиндра на 15-20% за счет дополнительного ускорени его электродинамическими силами, добиваютс повышени быстродействи на 15-20% по сравнению с известным коммутатором . Если же сохранить быстродействие на прежнем уровне, то можно использовать менее мощный привод по сравнению с известным и, таким образом, уменьшить затраты на привод в пределах 15-20%.Since the switch speed is characterized by the time during which the movable pipe 3 provides full contact between the electrodes 1 and 2 and the liquid metal, by increasing the speed of the MOVING cylinder in the proposed switch by 15-20% due to the additional acceleration by its electrodynamic forces, the speed is increased by 15 -20% compared with the known switch. If you keep the performance at the same level, then you can use a less powerful drive compared to the known and, thus, reduce the cost of the drive within 15-20%.

Claims

Invention Formula

A liquid metal switch containing stationary cylindrical electrodes separated by an insulator, switched by liquid m, metal located between the seals, and a movable conductive element made in the form of a pipe, characterized in that, in order to increase the speed and power of the drive unit, the stationary electrodes fitted coaxially to each other

and form an annular cavity in which, with gaps relative to both electrodes, the specified movable element, made with an annular groove, is placed on a side surface in which it is rigidly fixed flush with the surface of the movable

element specified insulator, made in the form of a sleeve, and the liquid metal is placed in the gaps on both sides of the movable element, while limiting the liquid metal seals are installed on the electrodes. Sources of information taken into account in the examination 1. The copyright certificate of the USSR 496617, cl. H 01 H 29/24, 1974.

2. Authors certificate of the USSR 458895, cl. H 01 H 29/04, 1973.

X

s