Апаратний затискач

Апаратний затискач, що містить корпус з отворами для болтів та гвинтів, який відрізняється тим, що в корпусі передбачається паз, в який введено силовий термочутливий елемент у вигляді фігурних пластин, виготовлених із матеріалу з ефектом "пам'яті форми" Корисна модель відноситься до пристроїв електротехніки і може використовуватися в електричних мережах та електричних апаратах Відомий апаратний затискач з додатковою функцією для надійного контролю температури [А с СРСР № 762072, опубл 07 09 80, Бюл № 33 МПК H01R 11/00] Недоліками зазначеного пристрою є те, що затискач не відновлює автоматично свої характеристики і використовується т/льки для сигналізації перегрівання струмоведучих елементів, що знаходяться під напругою За прототип вибрано апаратний затискач, що містить корпус з отворами [Электротехнический справочник Т 2, /Под общ ред И Н Орлова - М Энергоатомиздат, 1986 - 712 с ] Недоліком прототипу є те, що зазначений пристрій має обмежені функціональні можливості В основу корисної моделі поставлено задачу створення апаратного затискача, який би автоматично, без участі людини, зменшував би перехідний опір контакту Поставлена задача вирішується тим, що в апаратному затискачі, який містить корпус з отворами для болтів та гвинтів, ВІДПОВІДНО ДО корисної моделі, в корпусі передбачається паз, в який введено силовий термочутливий елемент у вигляді фігурних пластин, виготовлених із матеріалу з ефектом "пам'яті форми" Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом В комутаційній апаратурі як високовольтній, так і напругою до 1кВ, одним із основних елементів є контактна система Контактна поверхня складається з окремих точок, по яких і проходить струм В процесі роботи контактна поверхня покривається плівкою окислів, яка збільшує опір контакта Боротися з цією плівкою можна двома методами Поширений на сьогодні - застосування дорогоцінних металів (золота, срібла, платини), на поверхні яких окисли виникають в десятки разів повільніше, ніж на МІДІ, та й самі окисли мають незначну механічну МІЦНІСТЬ Інший метод - знімати плівки окислів в процесі роботи контакта (під напругою та струмом) Найяскравіше якість "запам'ятовувати форму" проявляється в сплаві нікелю з титаном - НІТИНОЛІ Вироби із сплаву нагрівають для переходу в високотемпературну модифікацію і в цьому стані їм надають визначену форму Потім сплав охолоджується нижче критичної температури і переходить в іншу, низькотемпературну фазу Таке перетворення нагадує термопружне мартенситне перетворення Якщо виріб із сплаву в мартенситному стані піддати повторній пластичній деформації (допускається ступінь деформації до 6% і більше), а потім його нагріти, переводячи знову в високотемпературну модифікацію, то завдяки зворотному мартенситному перетворенню він прийме свою первинну форму, що була надана йому при першій деформації в стані високотемпературної модифікації Для порівняння подібних матеріалів наведено основні характеристики нітинола-55 (55% Ni) нітинол-55 має температуру плавлення 1292°С, магнітну проникність менше 1,002, межа МІЦНОСТІ 870Н/мм2, межа витривалості на базі 107 циклів 490Н/ММ2 При нагріванні в процесі зворотного мартенситного перетворення сплав різко зміцнюється Це проявляється в збільшенні модуля пружності в 3-4 рази до 8,4104Н/мм2 та межі текучості в 6-7 разів до бЗОН/мм2 Нітинол-55 після деформації в мартенситному стані на 6-8% завжди дає 100% вертання Деформація матеріалу вище 8% дає до о 00 о> 8909 80% вертання, що в більшості випадків задовольняє вимогам при застосуванні. Вертання до вихідної форми відбувається в дві стадії: пружне вертання, що складає біля 20% заданої деформації, та термопластичне вертання, коли знищуються залишки 80% вертання деформації. В проволоці діаметром 0,4-0,5мм, попередньо деформованій на 8%, в процесі вертання генерується напруга до 600Н/мм2. При цьому може виконуватися значна механічна робота на одиницю маси сплаву. Температура фазового перетворення визначається складом сплавів та їх термообробкою. Змінюючи в сплаві вміст титану та нікелю і додаючи легуючі присадки, можна впливати на температуру фазового перетворення в межах від 110 до 600°К. Сплави з ефектом пам'яті форми (ЕПФ) мають надвисоку циклічну міцність. Вони витримують значні знакозмінні навантаження. "Довговічність" виробів із сплавів з ЕПФ може бути в тисячі разів вищою, ніж у традиційних матеріалів. Циклічна стійкість забезпечується особливим механізмом мартенситного перетворення, що не супроводжується порушенням міжатомнихзв'язків. Не відбувається накопичення дефектів структури, які призводять до виникнення тріщин та руйнувань. В запропонованій корисній моделі використовується здатність матеріалу з ЕПФ генерувати значні зусилля при нагріванні. Таким чином, коли з'являються сторонні плівки на поверхні контакта, перехідний опір контакта збільшується, температура його підвищується і досягає температури мартенситного перетворення матеріалу з ЕПФ, який практично миттєво "згадує" свою первинну форму і намагаючись розширити паз створює додатковий контактний тиск. При цьому плівки окислів руйнуються, опір контакта зменшується, і він продовжує працювати в нормальному режимі. Конструкція силового елемента відзначається високою технологічністю. Для виготовлення термочутливого елемента можна використати полосу з нітинолу після прокатки. Технічна суть запропонованого апаратного затискача пояснюється кресленнями, на яких зображено: Фіг.1 - апаратний затискач з пазом, в який вставлені пластини із термочутливого матеріалу; Фіг.2 - загальний вигляд апаратного затискача в зібраному стані. Апаратний затискач має термочутливий елемент 1, вставлений в паз 2. Працює затискач таким чином. В нормальних умовах термочутливий елемент 1 має форму звичайних пластин, які вільно вставляються в паз 2. При зростанні перехідного опору контакта температура контакта буде зростати, пластини 1 з матеріалу з ЕПФ нагріваються до температури зворотного мартенситного перетворення, відновлюють свою фігурну форму, яку їм було надано в процесі термообробки, і тиснуть на елементи контакта, різко збільшуючи контактний тиск. Окисли на поверхні контакта будуть зруйновані, опір контакта знизиться, і температура затискача знизиться до нормального допустимого значення. Конструкція затискача відзначається високою надійністю, низькою вартістю. Затискач може знайти широке використання на електростанціях, підстанціях, в багатоамперних мережах. Витрати термочутливого матеріалу невисокі, на один затискач 0,1-3,7г в залежності від номінального струму затискача. 8909 Фіг. 1 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ-42, 01601