Коммутирующее устройство

Авторы патента:

H01H37/68 - впаянные в вакуумированную или газонаполненную трубку

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике, приборостроении и вычислительной технике. Пелью изобретения является повышение надежности коммутации. Коммутирующее устройство содержит диэлектрический корпус 1, электроды 2 и 3, выполненные в виде капилляров, в которых пометены металлы 4 и 5. Металл 5 обладает свойством уменьшать свой объем при плавлении , а металл 4 - противоположным свойством - увеличивать свой объем при плавлении. С металлами 4 и 5 взаимодействует подвижный элемент 10, снабженныйв своей средней части контактным элементом 12 для переключения электродов 6 и 7, 8 и 9. Металлы 4 и 5 имеют одинаковую температуру плавления, а их объемы выбраны из условия равенства перемещений ими при изменении объема подвижного элемента . 9 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1365168 А1 (51) Н 01 Н 37/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б 1Г 14 5

/ Я

Щ/Е. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047833/24-07 (22) 02.04.86 (46) 07.01.88. Бюл. М 1 (75) 3.F.. Ройзен и А.M. Иойшер (53) 621.316.925.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 546956, кл. Н 01 Н 37/68,.1972.

Авторское свидетельство СССР

N 1319105, кл. Н 01 H 37/68, 1985. (54) КОММУТИРУНФЕЕ УСТРОЙСТВО (57") Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике, приборостроении и вычислительной технике. Иелью изобретения является повышение надежности коммутации. Коммутируюшее устройство содержит диэлектрический корпус 1, электроды 2 и 3, выполненные в виде капилляров, в которых помещены металлы 4 и 5. Металл 5 обладает свойством уменьшать свой объем при плавлении, а металл 4 вЂ” противоположным свойством вЂ” увеличивать свой объем при плавлении. С металлами 4 и 5 взаимодействует подвижный элемент 1О, снабженный в своей средней части контак1HbIM элементом 12 для переключе" ния электродов 6 и 7, 8 и 9. Металлы

4 и 5 имеют одинаковую температуру плавления, а их объемы выбраны из условия равенства перемещений ими при изменении объема подвижного элемента. 9 ил.

1365168

Изобретение относится к электротехнике, к коммутирующим устройствам и предназначено для использования в автоматике, приборостроении и вычис6 лительной технике.

Целью изобретения является повышение надежности коммутации.

На фиг. 1-6 показано коммутируюatee устройство, варианты выполнения; на фиг. 7 вЂ” разрез А-А на фиг. 5; на фиг. 8 вЂ” вид Б на фиг. 6; на фиг.9 вариант выполнения части подвижного механизма.

Коммутирующее устройство содержит диэлектрический корпус I, электроды

2 и 3, выполненные в виде капилляров, в которые помещены металлы (сплавы)

4 и 5. Металл 4 скачкообразно увеличивает свой объем при плавлении, а металл 5 вЂ” уменьшает. Устройство содержит дополнительные электроды 6-9.

Концы подвижного механизма 10 помещены в капилляры, в средней его части установлены втулка 1! и контакт- 26 ный элемент 12. Контактные поверхности электродов 6-9 и контактного элемента 12 покрыты контактирующим ме1 таллом 13, в качестве которого может быть использован металл 4 (5), либо gp жидкий металл, например ртуть. Для размещения средней части подвижного механизма в корпусе 1 выполнена полость 14.

Варианты устройства (фиг. 3 и 4)

35 отличаются тем, что подвижный механизм выполнен в виде двух независимых частей 15 и 16, часть 15 помещена в капилляр 2 и взаимодействует с металлом 4, а часть 16 вЂ” в капилляр 40

3 и взаимодействует с металлом 5.

Части 15 и 16 взаимодействуют одна с другой с помощью промежуточного элемента 17, на котором размещен контактный элемент 12. Устройство снабжено дополнительным электродом

18, на контактную поверхность которого нанесен металл 13 и которая служит направляющей для перемещения промежуточного элемента 17 с контактным элементом 12.

Варианты устройства, показанные на фиг. 5-8, отличаются тем, что подвижный механизм снабжен рычагом 19, установленным в корпусе 1 с возможно- 55 стью вращения вокруг оси отверстия

20. Рычаг 19 снабжен контактным элементом 21, контактные поверхности которого покрыты металлом 13. МеталJThl 4 и 5 показаны помещенными в диэлектрические капилляры 22, которые герметизированы электродами 23 и 24.

Корпус такого устройства может быть выполнен из двух соединенных частей 25 и 26.

На фиг. 1, 3 и 5 металлы показаны в твердой фазе, а на фиг. 2, 4 и 6 вЂ” в жидкой фазе.

На фиг. 9 показан вариант выполнения части подвижного механизма.

На стержне 27, неподвижно закрепленном в диэлектрическом корпусе 1, установлен подвижный капилляр 28, в котором размещен металл, например, 4.

Пунктиром показан ход капилляра 28, Резервуары, в которых размещены металлы 4 и 5, могут быть выполнены не в виде капилляра, а, например, в виде шара и т.д. (не показано).

В качестве материала для диэлектрического корпуса может быть использовано стекло, пластмасса или керамика. В качестве металлов 4 и 5 могут быть использованы металлы, сплавы и другие материалы, скачкообразно изменяющие свой объем при плавлении.

При этом металлы (сплавы) должны иметь одинаковую (или близкую с расхождением на 1-2"С) температуру плавления. Один из металлов (металл 4) должен увеличивать свой объем при плавлении, а другой (металл 5) уменьшать. В связи с тем, что коэффициенты изменения объема в большинстве случаев отличаются друг от друга, равенство перемещений подвижного механизма обеспечивается соответствующим объемом металлов при одинаковых диаметрах капилляров либо при равных объемах вЂ” диаметрами капилляров.

В качестве пар металлов могут быть использованы металлы: скачкообразно уменьшают свой объем при плавлении галлий и его сплавы, висмут и его сплавы, германий, чугун, скачкообразно увеличивают свой объем при плавлении свинец, олово, припои на их основе, медь и медные припои, кадмиевые припои, цинковые припои и др.

Необходимые металлы выбирают в зависимости от требуемой температуры срабатывания устройства. Например, с

Р температурой срабатывания 144-145 С могут быть приняты в качестве металла 4 вЂ” припой марки ПОСК 50 /Олово

49-50Х, кадмий 17-191, остальноевЂ” свинец), в качестве металла 5 вЂ” вис1365168

50 мутовый припой с температурой плавления 144"С.

Устройство работает следующим образом.

При температуре ниже температуры срабатывания устройства металлы 4 и

5 находятся в кристаллическом состоянии, при этом объем металла 5 больше, чем в жидком состоянии, а у металла

4 вЂ” меньше (фиг. 1, 3 и 5). При этом контактные элементы 12 замыкают контакты 6 и 7. Подвижный механизм находится в крайнем левом положении. При расплавлении 16 металлов 4 и 5 происходит изменение их объемов вЂ” металл 4 увеличивает свой объем и перемещает подвижный механизм (часть 15) вправо. Металл

5 не препятствует этому перемещению, так как уменьшает свой объем при плавлении. Перемещение подвижного механизма приводит к разрыву контактных элементов с электродами 6 и 7 и подключению их к электродам 8 и 9. 25

При температуре переключения металл

13 должен быть жидким. При опускании температуры ниже температуры плавления металлов они кристаллизуются.

Металл 5 при этом увеличивает свой д0 объем и перемещает подвижный механизм влево. Металл 4 этому не препятствует, так как он при кристаллизации уменьшает свой объем °

При перемещении подвижного меха35 ниэма контактными элементами осушествляется переключение электродов.

Подвижный механизм, снабженный рычагом, обеспечивает возможность увеличения расстояния между электродами при сохранении объема металлов 4 и

5. Силы, образующиеся при кристаллизации металла 5 и перемещающие под,вижный механизм, также как и силы, образующиеся при плавлении металла

4 и перемещающие подвижный механизм намного (на два порядка и более), превышают силы гравитации, поверхностного натяжения и другие силы, действующие в системе. Это позволяет снабдить механизм рычагом.

Нагрев устройства может быть осуществлен от внешнего источника тепла либо от нагрева управляющей цепи с электродами 2 и 3 (23 и 24) и метал- . лами 4 и 5. В последнем случае нет необходимости снижать электрическое сопротивление в этой цепи и в качестве капилляров могут быть использованы и диэлектрические капилляры.

При выполнении втулки ll (фиг.l) электропроводной обеспечивается коммутация цепи электродов 2 и 3 с электродами 6 и 7, 8 и 9, и сопротивление этой цепи имеет существенное значение, так как вносит дополнительные погрешности.

Предложенное устройство позволяет расширить возможности коммутирующих устройств в сравнении с известными, так как позволяет переключать электроды, сократить расход металлов и энергозатраты для переключения электродов, размешенных на заданном расстоянии, позволяющим улучшить электрические параметры устройства. Устройство может работать в любом пространственном положении и в невесомости, может быть выполнено с диаметрами капилляров от нескольких микрон до нескольких миллиметров и более для переключения электродов. в широком интервале. температур и усилий.

Формула изобретения

Коммутирующее устройство, содержащее диэлектрический корпус, в котором расположены электроды и резервуары с размещенными в них металлами, изменяющими скачкообразно свой объем при плавлении и перемещающими при этом подвижный механизм, переключающий при перемещении электроды, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности срабатывания, металлы в резервуарах выбраны

У с противоположными свойствами изменения своего объема, а объемы металлов выбраны из условия равенства перемещений подвижного механизма.

12 8 5 У

15 17

1З

puz. Z

72 77

1365168

8 19 5

13 g 18

Жив, Ю

Щие. 9

Составитель С. Гордон