Высоковольтный вакуумный выключатель
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<22} Заявлено 290180 (2! ) 2878391/24- 07 с присоединением заявки М (23) Приоритет Опубликовано 230981. Бюллетень Hо 35 Дата опубликования описания 230981 (5!}М. Кл Н 01 Н 33/бб Н 01 Н 50/24 Государственный комитет СССР fIo делам изобретений и открытий (53} УДК 621. 316. 54 (088. 8) 1 В.С.Бочкарев, В.Н.Буц, М.A.Êoíoâ÷6íêo -:Й„ЦДЬ;Коновало а (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Изобретение относится к высоковольтным вакуумным выключателям, предназначенным для коммутации электрических и радиотехнических цепей и является усовершенствованием известных высоковольтных вакуумных выключателей. Вакуумный выключатель может найти применение в мощной стационарной, передвижной и бортовой электротехнической и радиотехнической аппаратуре для подключения источников питания и нагрузок, переключения антенных цепей, отводов катушки высоко частотного контура, конденсаторов в высоковольтных антенно-согласующих устройствах и т.д. Известны высоковольтные вакуумные выключатели, в которых якорь электромагнита из магнитомягкого металла вращается на оси вращения. ПодвЕска якоря на оси вращения обеспечивает достаточно высокую устойчивость к воздействию ускорений вибрационных и ударных нагрузок (1), Однако такой выключатель имеет существенный недостаток. Он состоит в том, что для обеспечения свободного вращения якоря на оси, между поверхностями вращения имеются гарантированные зазоры. (люфты) в осевом и радиальном направлениях. Имеющиеся допуски на изготовление деталей и узлов ведут к увеличению суммарной величины этих люфтов. При воздействии ускорений механических нагрузок и в момент срабатывания, при подаче напряжения на обмотку управления, якорь электромагнита смещается в осевом и радиальном направлениях на величину имеющихся люфтов, что вызывает изменение величины контактного давления в выключателе в замкнутом положении контактов и величины межконтактного зазора при разомкнутом положении контактов. Эти изменения становятся еще более значительными иэ-за всегда имекщегося отклонения от параллельности оси вращения и 2О плоскости контактирования выводовконтактов и подвижного контакта. Указанные недостатки ведут к нестабильности характеристик выключателя, в частности к нестабильному замыканию цепи между неподвижными контактами L-образной контактной пластиной при подаче напряжения питания на обмотку управления, т.е. при притянутом к сердечнику якоря ЗО электромагнита одна из частей L-об866602 разной контактной пластины из-за значительного увеличения эазора не контактирует с соответствующим ей выводом-контактом. При этом мощность электромагнита идет, в основном, на преодоление упругих сил реакции той части контактной пластины, которая наиболее близко расположена к соответствующему ей выводу-контакту,. т.е. на ее прогиб. Особенно ощутимо это проявляется при повышенной температуре окружающей среды, т.е ° когда из-за 1КС провода сопротивления обмотки увеличивается и мощность электромагнита падает. Это ведет к тому, что мощность .обмотки в этом случае оказывается недостаточной 15 для прогиба близко расположенной части контактной пластины до замыкания второй ее части. Следствием этого является незамыкание цепи даже в тех образцах, которые в нормальных 2О условиях работали стабильно (беэ сбоев) . Кроме того, из-за несоосности отверстий в якоре и корпусе (или его элементй) под ось, а также непосредственного контакта магнитомягкого материала якоря с материалом оси при вращении якоря между поверхностями оси и отверстий в вакууме возникает очень большая сила трения, которая ведет к появлению микросварок З© и заклиниванию якоря на оси. Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция вакуумного выключателя, в которой указанный выключатель содержит вакуумированную камеру, неподвижные контакты, установленные на вводах, подвижный кднтакт, жестко закрепленный на вращающемся якоре электромагнита, который расположен в корпусе состыкованном с ф) кольцом, якорь электромагнита вращается на двух втулках из твердого материала, а сами втулки свободно вращаются на оси 2). Применение в этом выключателе двух втулок из материала с большой твердостью, свободно вращающихся на оси из того же материала, на которых свободно:вращается якорь электромагнита, поэврляет значительно повысить надежность работы подвижной системы выключателя за счет дополнительной степени свободы вращения якоря и уменьшения сил трения. Однако и в этом выключателе не принято мер по снижению радиальных и продольных люфтов, т.е. ему свойственны описанные выше недостатки. Цель изобретения - снижение радиальных и продольных люфтов и повышение тем самым стабильности замыкания цепи, процента выхода годных и снижение трудоемкости. Укаэанная цель достигается тем, что в данном вакуумном выключателе подвеска якоря электромагнита выпил- у нена на двух винтовых полуосях с ко ническими концами, жестко закрепленных в кольце корпуса электромагнита. и соосно расположенных между собой. Причем конические концы полуосей выполнены из твердого материала (или имеют покрытие иэ твердого материала) и входят в цилиндрические .отверстия якоря электромагнита. Выполнение подвески якоря электромагнита на двух винтовых полуосях с коническими концами, жестко закрепленных в кольце ко1пуса электромагнита и соосно расположенных между собой, причем конические концы опор входят в отверстия якоря электромагнита, позволяет исключить наличие продольных и осевых люфтов в подвижной системе выключателя. Исключение укаэанных люфтов стабилизирует контактный зазор, а следовательно, повышает стабильность срабатывания выключателя и надежность его работы. Выполнение конических концов из твердого материала (или с покрытием из твердого материала) снижает силу трения и вероятность диффузионного сваривания трущихся поверхностей полуосей и якоря, что также способствует повышению стабильности срабатывания и надежности работы выключателя. Выполнение полуосей с коническими концами, входящими в цилиндрические отверстия якоря электромагнита, позволяет резко снизить трение за счет значительного уменьшения площади соприкосновения трущихся поверхностей, т.е. соприкосновение поверхности отверстия якоря с конической поверхностью полуосей в предлагаемом выключателе происходит по линии. Это снижает вероятность диффузионного сваривания и повышает надежность работы выключателя. На фиг. 1 изображен предлагаемый выключатель при разомкнутом положении контактов, на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1. Вакуумный выключатель имеет цилиндрическую стеклянную оболочку 1, вакуумноплотно спаянную с молибденовыми .выводами-контактами 2 и переходным кольцом 3 из ковара, с которым вакуумноплотно с помощью сварки соединен диамагнитный цилиндр 4, вакуумноплотно спаянный с сердечником 5 иэ магнитомягкого металла и механически прочно с кольцом 6 иэ магнитомягкого металла, являкщимся частью корпуса электромагнита, расположенной в вакууме. Вторым элементом корпуса электромагнита является корпус 7 из магнитомягкого металла, расположенный вне вакуумной оболочки и состыкованный с кольцом 6 через дно диамагнитного цилиндра 4. К внутренней ло866602 верхности кольца 6 через никелевую пластину 8 жестко прикреплен нераспыляемый газопоглотитель 9. В кольце 6 с помощью резьбы и накладок 10, приваренных к кольцу, жестко закреплены две винтовые полуоси 11 с коническими концами и соосно расположенные друг отнсФительно друга, на которых вращается якорь 12 электромагнита иэ магнитомягкого металла. Свобода поворота якоря 12 беэ радиального и продольного люфтов обеспечивается до закрепления регулировкой зазора между поверхностями отверстий в якоре и коническими поверхностями полуосей 11 путем ввйнчиваиия или вывинчивания их в кольцо б. На якоре 12 элеКтромагнита через изолятор 13 жестко закреплен подвижный контакт 14 и дополнительная пластина 15. РбзоМкиутое положение . контактов обеспечивается пружиной 16 возврата, а требущий зазор между неподвижными контактами 2 и подвижным контактом 14 обеспечивается уступом, выполненным на кольце 6. для управления подвижным. контактом 14, закрепленным иа якоре, имеется катушка 17 управления. При подаче напряжения питания на эту катушку под воздействием созданного ею магнитного потока якорь 12 притягивается к сердечнику 5 и кольцу корпуса электромагнита 6, сжимая возвратную пружину 16. Контактная пластина подвижного контакта 14, жестко связанная через изолятор с якорем 12, завлекает контакты 2 несколько раньше, чем якорь приткнется к кольцу 6. При снятии напряжения питания якорь электромагнита отжимается возвратной пружиной 16, а подвижный контакт 14 размыкает электрическую цепь между контактами 2. Выключатель может быть выполнен н в металлокерамическом исполнении. Использование подвески якоря на двух винтовых полуосях повышает стабильность работы, увеличивает процент выхода годных, снижает расход металла, уменьшает трудоемкость изготовления и экономит электроэнергию. Формула изобретения 1. Высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий вакуумированную камеру, неподвижные контакты, 1 установленные на вводах подвижный Ф 5 контакт, жестко закрепленный на вращающемся якоре электромагнита, который расположен в корпусе, состыкованном с кольцом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышеЩ ния стабильности срабатывания, надежности работы и снижения трудоемкости, подвеска якоря электромагнита выполнена в ниде двух винтовых полуосей с коническими концами, которые жестко закреплены в кольце корпуса электромагнита и расположены соосно между собой, причем конические концы полуосей входят в отверстия, которые выполнены в якоре. 2. Выключатель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что конические концы полуосей выполнены из твердого материала. 3. Выключатель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что отверстия в якоре выполнены с цилиндрической поверхностью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 46 9305517, кл. Н 01 Н 33/66, 1965 ° 2 ° Авторское свидетельство СССР 9517720, кл. Н 01 Н 33/66, 1977. 866602 Фиа2 4>са.! Фиа. Составитель B.Попова техред М.Рейвес КорректорА. Ференц Редактор A.Øàíäoð филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Закаэ 8085/73 тираж 787 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
