Высоковольтный вакуумный выключатель

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И C А Н И Е <„,аат720

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.01.73 (21) 1871782/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03,77. Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования опнсання11.05.77 (51) М. Кл.е Н01НЗЗ/66

Государственный комитет

Совете Министров СССР по делам изобретений . и открытий (5З) УД(621.316.542.064.,26.027.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С, Бочкарев, Э, В. Трущенко и P П. Голова (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к высоковольтным вакуумным выключателям, предназначенным для коммутации электрических и радиотехнических цепей.

Предлагаемый вакуумный выключатель может найти применение в мощной стационарной, передвижной и бортовой электротехнической и радиотехнической аппаратуре для подключения источников питания и нагрузок, для переключения антенных цепей, отводов катушки высокочастотного контура, конденсаторов высоковольтных цепей в согласующих устройствах и т.д.

Известен высокочастотный вакуумный выключатель, содержащий установленные в дугогасительной камере неподвижные контакты материала, жестко соединенные с выводами, и подпружиненные подвижные контакты (1).

Наиболее близким к предложенному выключателю является высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий расположенные в вакуумной камере неподвижные контакты, установленные на вводах, и подвижный мостиковый контакт, жестко связанный через изолятор с вращающимся якорем (2).

Однако из-за всегда имеющейся несоосности отверстий в якоре и корпусе (или его элементе) под ось, а также непосредственного контакта магнитомягкого материала с материалом оси при вращеб нии якоря между поверхностями оси и отверстий в вакууме возникает очень большая сила трения, которая также ведет к появлению микросварок и заклиниванию якоря на оси, При этом заклинивание (микросварка) про10 исходит не при первых циклах вращения якоря, а по мере механического переноса при трении магнитомягкого материала якоря на поверхность оси, изготовленной из материала с большой твердостью, например вольфрама или молибдена. Это опасно, так как отказы вследствие заклинивания (микросварок) могут быть обнаружены только при работе в аппаратуре и неизвестно на каком цикле включений.

Кроме того, в высоком вакууме ряд металлов, gp к которым относятся и магнитные материалы, из которых выполняют якорь, сердечник и корпус электромагнита, имеют склонность к холодному диффузионному свариванию соприкасающихся поверхностей деталей, находящихся под небольшим давлением. Поэтому в описанном вакуумном вы551720

60 ключателе при протянутом якоре происходит "холодная" сварка соприкасающихся поверхностей якоря, корпуса (или его элемента) и сердечника из магнитомягкого материала. Это ведет к потере работоспособности, так как вследствие микросварки поверхностей после снятия напряжения питания с обмотки управления якорь электромагнита не отжимается возвратной пружиной, а остается в притянутом положении.

Цель изобретения — повышение надежности работы и исключение "холодного" сваривания в вакууме соприкасающихся поверхностей.

Это достигается тем, что предложеньй выключатель снабжен двумя свободно вращающимися на оси втулками, вьволненными из твердого материала, на. которых укреплен вращающийся якорь.

Кроме того, соприкасающиеся поверхности якоря, сердечника и корпуса электромагнита покрыты слоем хрома, окисленного в атмосфере влажного водорода при 800-900 С.

Применение в предлагаемом вакуумном выключателе двух втулок из материала с большой твердостью, свободно вращающихся на оси из того же материала, на которых свободно вращается якорь электромагнита, позволяет значительно повысить надежность работы подвижной системы в ыключателя за счет дополнительной степени свободы вращения якоря и уменьшения сил трения.

На фиг. 1 изображен предложенный выключатель при разомкнутом положении контактов; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг, 1; на фиг. 3 — узел I на фиг, 2; на фиг. 4 — вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 5 — сечение  — В на фиг. 1.

Вакуумный выключатель. выполнен в виде цилиндрической стеклянной оболочки 1, вакуумноплотно спаяшюй с молибденовыми выводами— контактами 2 и переходным кольцом 3 из меди или ковара, с которым вакуумно-плотно с помощью сварки соединен диамагнитньй цилиндр 4, вакуумно-плотно спаянный с сердечником 5 из магнитомягкого материала и механически прочно с крепежным фланцем 6 ограничителем 7 и кольцом 8 из магнитомягкого материала, являющимся частью корпуса электромагнита и расположенном в вакууме. Вторым элементом корпуса электромагнита является корпус 9 из магнитомягкого материала, расположенньй вне вакуумной оболочки и cocjblкованньй с кольцом 8 через дно диамагнитного цилиндра 4. Выполнение корпуса электромагнита составным из кольца 8 и корпуса 9 связано с введением в конструкцию диамагнитного цилиндра 4 из меди для исключения натекания газов по волокнам и через тонкую стенку корпуса из магнитомягкого материала, имеющего высокую проницаемость по водороду. Без учета проникновения газа через корпус электромагнита кольцо 8 и корпус 9 могут быть выполнены как одно целое. К кольцу 8 припаяны планки10 со штифтами1. и две накладки 12, выполненные из магнитомягкого металла, направляющие упоры 13 возвратной U -образной пружины 14, а к внутренней поверхности кольца 8 точечной сваркой через никелевую пластину 15 жестко прикреплен нераспыляемьй газопоглотитель 16.

Якорь 17, выполненный из магнитомягкого металла, спаян с накладкой 18 и вращается на молибденовых втулках 19, которые свободно вращаются на оси 20, жестко закрепленной с помощью гаек 21 в кольце 8. Для исключения самоотвинчивания при воздействии вибрационных нагрузок гайки 21 с помощью сварки жестко прикреплены к кольцу 8.

Регулирование хода якоря 17 производится путем навинчивания гайки 22 на ограничитель 7, а после установки требуемого хода они жестко скрепляются друг с другом с помощью сварки. Перед спаиванием соприкасающиеся поверхности сердечника 5, кольца 8 корпуса электромагнита и якоря 17 покрывают слоем хрома с последующим его окислением в атмосфере влажного водорода при

800- 900 С. К якорю 17 через держатель 23, керамический изолятор 24 и контактодержатель 25 прикреплен контактный мостик, набранный на упругой контактной пластине 26 с пуклевками и ряде упругих пластин 27, выполненных из немагнитного металла и покрытых для повышения электропроводности слоем высокопроводящего металла, например серебра. Пластины 26 и 27 расположены вплотную друг к другу, а крепление их к контактодержателю 25 производится с помощью жесткой пластины 28 и заклепок 29. Откачка газов, выделяющихся в процессе проведения вакуумно-технологической обработки производится через штен1 гель 30, вакуумно-плотно спаянньй с оболочкой 1.

Для управления подвижным контактом, укрепленным на якоре, служит катушка управления, включающая в себя каркас 31, на котором намотана обмотка 32;изолятор 33 с закрепленными в нем выводами 34 обмотки и цилиндр 35. Изолятор 33 и цилиндр 35 служат для изоляции обмотки 32 и вьводов 34 от корпуса 9, Корпус 9 с установленной в него катушкой электромагнита прикреплен винтом 36 к сердечнику 5.

При подаче напряжения питания на вьводы 34 обмотки 32 под действием созданной ею магнитного потока якорь 17 электромагнита сжимает возвратную пружину 14 и притягивается к сердечнику 5 и части корпуса электромагнита — кольцу 8.

При этом IIRK0 THpoBBHHblH контактньй мостик, жестко связанньй через изолятор 24 с якорем 17, замыкает неподвижные выводы- контакты 2 несколько раньше, чем якорь 17 притянется к сердечнику 5 и кольцу 8 корпуса электромагнита. Возникающие в момент замыкания упрутие колебания контактного мостика гасятся за счет сил трения большой величины, возникающих в вакууме между расположенными вплотную друг к другу пластинами в пакете.

При снятии напряжения питания якорь 17 электромагнита отжимается возвратной пружиной 14, а контактный мостик размыкает электрическуюю цепь между вьв одами 2.

551720

Фиг. 2

Использование вращения якоря на двух втулках из твердого материала и покрытия слоем хрома соприкасающихся в вакууме поверхностей деталей магнитопровода резко снижает вероятность заклинивания якоря на оси за счет дополнительной свободы вращения его на втулках и исключает вероятность холодного сваривания в вакууме деталей магнитопровода, что в совокупности значительно повышает надежность работы предложенного выключателя по сравнению с известными.

Формула изобретения

1. Высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий расположенные в вакуумной камере неподвижные контакты, установленные на вводах, и подвижный мостиковый контакт, жестко связанный через изолятор с вращающимся якорем электромагнита, помещенного в корпус, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен двумя свободновращающимися на оси втулками, выполненными из твердого материала, на которых укреплен указанный якорь.

2. Выключатель по п. 1, о тли чающий ся тем, что, с целью исключения "холодного" сваривания в вакууме соприкасающихся поверхностей, указанные поверхности якоря, сердечника и корпуса электромагнита покрыты слоем хрома, окисленного в атмосфере влажного водорода при

800-900 С.

Исто пики информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР N 324665, М.Кл. Н 01 Н 33/66, 06.07.70.

2. Авторское свидетельство СССР N 324665, М.Кл. Н 01 Н 33/66, 29.10.69 (прототип).

55172О

Узелка

8-В

Составитель E. Бочкова

Техред М, Ликович

Редактор Т. Загребельная

Корректор- A. Алатырев

Заказ 131/29

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Тираж 1002 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5