Ртутный коммутационный элемент

 

Использование: электротехника, а именно в коммутационных устройствах, управляемых изменением их пространственного положения, которые могут быть применены в автоматике, машиностроении. Сущность: за счет использования диэлектрических трубок, выполненных в виде капилляров , и размещения в них неподвижных контактных электродов, в устройстве, управляемом изменением его положения в пространстве, повышается устойчивость к механическим воздействиям и долговечность . 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ.СПУБЛИК (sl)s Н 01 Н 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779742/07 (22) 08.01.90 (46) 07.10.92 Бюл, <ч.. 37 (71) Особое конструкторское бюро "Вега" (72) А.Б,Зубкова, А.А.Емельянов и Е.Н,Сидорова (56) Патент США М 3978301, кл. Н 01 Н 29/22, 1976 г.

Патент FR N 2112780, кл. Н 01 Н 29/00, 1972 г.

Патент США N. 4201900, кл, Н 01 H 29/04, 1980 r.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным устройствам, управляемым изменением их пространственного положения, которые могут быть датчиками положения, угла, скорости и т.п., и могут быть применены в автоматике, машиностроении, Известен ртутный коммутационный элемент, срабатывающий при наклоне, который состоит из электропроводящей колбы, имеющей смоченную ртутью внутреннюю поверхность, электроды„вакуумноплотно закрепленные в колбе через диэлектрик, ртуть, частично заполняющую колбу.

Недостатком известного элемента является низкая устойчивость к механическим воздействиям.

Известен коммутационный элемент, состоящий из баллона, в стенках которого закреплены электроды, ртути и перегородок, расположенных внутри колбы.

« . Ы 1767562 А1 (54) РТУТНЫЙ КОММУТАЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Использование: электротехника, а именно в коммутационных устройствах, управляемых изменением их пространственного положения, которые могут быть применены в автоматике, машиностроении.

Сущность: за счет использования диэлектрических трубок, выполненных в виде капилляров, и размещения в них неподвижных контактных электродов, в устройстве, управляемом изменением его положения в пространстве, повышается устойчивость к механическим воздействиям и долговечность. 3 ил, Недостатком известного коммутационного элемента является низкое быстродействие и невысокая долговечность, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является коммутационный элемент, управляемый изменением его положения в пространстве, содержащий герметизированный баллон, частично заполненный ртутью, электроды, введенные в полость баллона и вакуумноплотно закрепленные в его стенке.

Недостатком известного элемента является низкая устойчивость к механическим воздействиям и невысокая долговечность.

Низкая устойчивость известного элемента объясняется тем, что ртуть, находящаяся внутри колбы, имеет возможность свободно перемещаться по полости колбы, в результате чего даже при сравнительно небольших механических воздействиях, например вибрации, полученный массой ртути момент количества движения достаточен для

1767562 перемещения ртути на расстояние, достаточное для самопроизвольного электрического замыкания (размыкания) электродов через ртуть, Невысокая долговечность известного элемента обусловлена потерей электроизоляционных свойств колбы в результате механического "натирания" стенки ртутью при ее перемещении, "Натирание" также йриводйт к смачиванию стенок ртутью и в конечной итоге к выходу элемента из строя в результате устойчивого неразмыкания электродов.

Целью изобретения является повышение устойчивости к механическим воздействиям и долговечности.

Поставленная цель достигается тем, что в ртутный коммутационный элемент, управляемый изменением его положения в пространстве, содержащий герметизированный баллон, расположенные в нем неподвижные контактные электроды и подвижный контактный электрод, в качестве которого использована ртуть, причем он снабжен трубками, выполненными в виде капилляров, указанные трубки установлены внутри полости герметизированного баллона таким образом, что один из концов каждой трубки погружен в ртуть, упомянутые неподвижные контактные электроды с зазором расположены внутри капилляров.

В предлагаемой конструкции трубки, выполненные в виде капилляров, погруженные в ртуть, уменьшают свободную поверхность ртути, имеющую возможность контактирования с электродами, тем самым снижая вероятность самопроизвольного замыкания (размыкания) электрического контакта через ртуть в результате изменения формы поверхности ртути при механическом воздействии, Кроме того, колебания поверхности рту. ти в капилляре демпфируются силами поверхностного натяжения ртути, величина этой силы пропорциональна степени деформации поверхности ртути в капилляре, чем больше степень искривления поверхности, тем больше величина силы, стремящейся вернуть поверхность в исходное состояние, В предлагаемой конструкции исключается механический контакт ртути с диэлектриком, изолирующим электроды, тем самым предотвращается возможность снижения электроизоляционных свойств баллона в промежутке между электродами и баллоном и выход элемента из строя в результате механического "натирания" стенки баллона ртутью при перемещении ртути, На фиг, 1 — 3 изображен ртутный коммутационный элемент в исходном положении; на фиг, 2 — то же, при повороте на угол а. дом 8 (его роль выполняет крышка), При этом капилляры могут быть смочены или не

55 смочены ртутью(на фиг.3 показаны смоченные капилляры). Такая конструкция реализует функцию переключения, Коммутационный элемент работает следующим образом, 10

Коммутационный элемент содержит токопроводящий корпус 1, который является общим электродом, электроды 2 и 3, через изолятор 4 введенные в корпус и помещенные соосно в капилляры 5 и 6, выполненные из диэлектрика, например из стекла.

Капилляры одним концом жестко закреплены на корпусе, другим концом погружены в ртуть 7. В капиллярах или в местах их крепления предусмотрены отверстия для перетекания газа, заполняющего полость коммутационного элемента (не показаны), электрод 2 погружен в ртуть внутри капилляра, Электроды могут быть как смочены, так и не смочены ртутью, часть внутренней поверхности капилляров также может быть смочена ртутью, На фиг, 1 и 2 показаны несмоченные капилляры. Конструкция реализует функцию переключения. Если корпус изолирован от внешней цепи, такая конструкция коммутационного элемента осуществляет функцию замыкания — размыкания (или размыкания-замыкания).

Коммутационный элемент работает следующим образом.

В исходном положении (фиг, 1) электрод

2 имеет электрический контакт с корпусом

1, выполняющим роль общего электрода, через ртуть 6. При наклоне коммутационного элемента на угол а(фиг, 2) происходит переключение цепи: уровень ртути относительно капилляров меняется, при этом электрод 2 выходит из ртути, электрод 3 погружается в ртуть, Угол переключения зависит от следующих конструкторских параметров от длины электродов 2 и 3, от диаметров капилляров 3. и 4 (которые могут быть как одинаковыми, так и различными), от уровня ртути, от расстояния между электродами. У коммутационного элемента, осуществляющего функцию замыкания — размыкания, в исходном состоянии в ртуть погружен один электрод 2, а при повороте его на угол а погружается в ртуть второй электрод 3, при этом электрод 2 выходит из ртути.

На фиг. 3 изображен один из вариантов исполнения предложенного коммутационного элемента, Коммутационный элемент имеетд электрический корпус 1, капилляры

5 и 6 выполнены из токопроводящего материала и являются электродами, которые электрически соединены с внешним выво1767562

В исходном положении электрод 2 имеет электрический контакт через ртуть с капиллмром 5; При наклоне переключателя на угол а контакт между электродом 2 и капилляром 5 размыкается, а между электродом 3 5 и капилляром 6 — замыкается.

Технико-экономические преимущества изобретения, по сравнению с протбтипом, заключаются в том, что повышается устОй-, чивость к механическим воздействиям и 10 долговечность, Экономический эффект от внедрения данного изобретения может быть получен за счет существенного увеличения долговечности, Так наработка прототипа состав- 15 ляет 10 — 10 циклов коммутации; при использовании предлагаемого изобретения долговечность коммутационного элемента составит 10 циклов коммутации. При стоимости прототипа 0,75 руб. и стоимости 20 коммутационного элемента при использовании предлагаемого изобретения 1,5 руб. и годовом выпуске 100 тыс,шт. экономический эффект составит 620 тыс.руб.

Формула изобретения

Ртутный коммутационный элемент, управляемый изменением его положения в пространстве, содержащий герметизированный баллон, расположенные в нем неподвижные контактные электроды и подвижный контактный электрод, в качестве которого йспользовайа ртуть, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости к механическим воздействиям и долговечности, он снабжен трубками, выполненными в виде капилляров, трубки установлены в полости герметизированного баллона так, что один из концов каждой трубки погружен в ртуть, а неподвижные контактные электроды расположены с зазором в капиллярах, 1767562

Составитель А. Зубкова

Техред М.Моргентал Корректор И, Шулла

Редактор

Производственно-кздательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3552 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5