МЕМБРАННЫЙ ГЕРКОН

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при разработке коммутационных элементов автоматики и систем безопасности.
Известен магнитоуправляемый контакт (см. Лабковская Р.Я., Ткалич В.Л., Пирожникова О.И., Коробейников А.Г. Магнитоуправляемый контакт. Патент 136920 RU, 20.01.14, кл. H01H 1/66), содержащий диэлектрический баллон, в котором помещены два контактных узла, состоящие из трех ферромагнитных упругих чувствительных элементов, закрепленных в противоположных внутренних торцах диэлектрического баллона, концы которых находятся на разном удалении друг от друга, при этом средний упругий чувствительный элемент заменен на элемент, выполненный в виде термобиметаллической пружины с верхним инертным и нижним активным слоями, и расположен в зоне перекрытия ферромагнитных упругих чувствительных элементов, причем зазор между одним ферромагнитным упругим чувствительным элементом и инертным слоем термобиметаллической пружины больше, чем зазор между другим ферромагнитным упругим чувствительным элементом и активным слоем термобиметаллической пружины, при этом рабочие поверхности всех трех упругих чувствительных элементов имеют полностью регулярный микрорельеф (см. ГОСТ 24773-81: Поверхности с регулярным микрорельефом). Недостатком известной конструкции является то, что магнитоуправляемый контакт не может быть использован при больших токовых нагрузках (номинальным током 10 А и выше), также меньшая магнитодвижущая сила срабатывания по сравнению с мембранными герконами.
Известны конструкции элементов коммутационной техники (герконов) с наноструктурированные контактными поверхностями (см. Karabanov S.M.; Zeltser I.A.; Maizels R.M.; Moos E.N.; Arushanov K.A. Creation of Principally New Generation of Switching Technique Elements (Reed Switches) with Nanostructured Contact Surfaces. Journal of Physics: Conference Series, 2011, v. 291, No. 01 2020, pp. 1-17). Недостатком известных конструкций является низкий уровень чувствительности (магнитодвижущей силы срабатывания). Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является конструкция мембранного геркона (см. О.А. Яшин Мембранный геркон. Авторское свидетельство №2582215, Бюл. №27, 23.07.80, кл. H01H 1/66 // H01H 5/28), содержащая герметичный корпус, заполненный газом, ферромагнитный сердечник, один из торцов которого расположен внутри корпуса и мембрану, закрепленную внутри корпуса параллельно торцу ферромагнитного сердечника, разделяющую его внутренний объем на отделенные полости, а также он снабжен другим ферромагнитным сердечником и другой мембраной, установленными симметрично первому ферромагнитному сердечнику и первой мембране, при этом мембраны выполнены сплошными и места их крепления в корпусе загерметизированы.
Недостатком этого прототипа являются низкая износоустойчивость и малая стабильность переходного сопротивления.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в улучшении эксплуатационных свойств и срока службы геркона.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении чувствительности (магнитодвижущей силы срабатываний), надежности работы геркона и коммутационной мощности.
Данный технический результат достигается тем, что в мембранном герконе, содержащем герметичный корпус, заполненный газом, ферромагнитный сердечник, один из торцов которого расположен внутри корпуса и мембрану, закрепленную внутри корпуса параллельно торцу ферромагнитного сердечника, разделяющую его внутренний объем на отделенные полости, а также он снабжен другим ферромагнитным сердечником и другой мембраной, установленными симметрично первому ферромагнитному сердечнику и первой мембране, при этом мембраны выполнены сплошными и места их крепления в корпусе загерметизированы, новым является то, что обе мембраны выполнены с полностью регулярным микрорельефом (ПРМР IV вида), на котором методом ионно-плазменной обработки сформированы наноструктурированные контактные поверхности.
При совокупном использовании вышеперечисленных особенностей (наличие полностью регулярного микрорельефа и наноструктурированных контактных поверхностей мембран) в предлагаемой полезной модели мембранного геркона проявляются новые свойства, такие как высокая износоустойчивость, повышение чувствительности (магнитодвижущей силы срабатываний), коммутационной мощности и быстродействия геркона, что приводит к повышению надежности и эксплуатационных свойств мембранного геркона.
Мембранный геркон (фиг.) содержит герметизированный стеклянный корпус 1, в полости 2 которого находятся мембраны 3 и 4 с полностью регулярным микрорельефом и наноструктурированными контактными поверхностями, образующие с соответствующими ферромагнитными сердечниками 5 и 6, закрепленными в теле корпуса 1, герметизированные полости 7 и 8. Полости 2, 7 и 8 заполнены газом.
Устройство работает следующим образом.
При создании магнитного поля, направленного вдоль оси корпуса 1 между мембранами 3 и 4 действует сила магнитного взаимодействия, под действием которой они перемешаются навстречу друг другу. Наличие полностью регулярного микрорельефа обеспечивает прогнозируемое и гарантированное число точек контакта в зоне соприкосновения мембран при обеспечении контакта. Наличие наноструктурированных контактных поверхностей позволяет исключить залипание, спекание и гарантирует стабильность электрического сопротивления даже при высоких коммутируемых мощностях (номинальные токи выше 10 А).
Предлагаемое техническое решение может быть использовано при разработке герконов на номинальные токи 10 А и выше.