一种液态金属可恢复保险丝及其工作方法技术

本发明专利技术涉及保险丝技术领域，公开了一种液态金属可恢复保险丝，其特征在于，包括：H型壳体和电极，H型壳体内设有用于填充液态金属的流道且H型壳体内设有压缩电流通路结构，处于压缩电流通路结构的液态金属的横截面积小于处于H型壳体其他部分的液态金属的横截面积，电极与液态金属的两端连接。本发明专利技术利用液态金属的自收缩效应、优良导电性和流动性，具备可多次重复使用、结构简单、节能环保的突出优势。 1

A liquid metal recoverable fuse and its working method

The invention relates to the field of fuse technology, and discloses a liquid metal recoverable fuse, which includes: H shell and electrode. The H shell is equipped with a flow channel for filling liquid metal and a compressed current channel structure in the H shell, and the cross section of a liquid metal in the structure of a compressed current path. Less than the cross section area of the liquid metal in the other parts of the H shell, the electrode is connected with the two ends of the liquid metal. The invention makes use of the self - contraction effect of liquid metal, excellent conductivity and fluidity, and has the outstanding advantages of repeated use, simple structure, energy saving and environmental protection. One

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属可恢复保险丝及其工作方法
本专利技术涉及保险丝
，特别是涉及一种液态金属可恢复保险丝及其工作方法。
技术介绍
保险丝也被称为电流保险丝，其主要是起过载保护作用。市面在售的保险丝种类繁多，各自都有不同的设计理念，但大多数的保险丝都是一次性的结构，使用过后都需要重新更换，给人们生活造成不便的同时对资源也是一种极大的浪费。市场上的现有的可恢复保险丝主要是高分子自恢复保险丝，它主要由聚合物树脂基体及掺入其中的导电粒子组成，通过电流带来的温升效应改变基体的晶状结构实现保护作用，通过线路断开后基体冷却重结晶恢复原有的晶状结构实现保险丝的自恢复，是一种正温度系数过流保护元件，同时也可视为一种直热式、阶跃型的热敏电阻。目前，高分子自恢复保险丝主要应用于电子电路板材原件的设计以及小功率电子设备的短路和过载保护，而对于普通家用电路及中/大功率用电器，目前使用的都是熔断型的一次性保险丝，因而发展相匹配的自恢复保险丝具有广泛的市场应用前景。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种液态金属可恢复保险丝及其工作方法，解决现有技术中普通家用电路及中/大功率用电器都使用熔断型的一次性保险丝，熔断后需要重新更换，给人们生活造成不便的同时对资源也是一种极大的浪费的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种液态金属可恢复保险丝，其特征在于，包括：H型壳体和电极，所述H型壳体内设有用于填充液态金属的流道且所述H型壳体内设有压缩电流通路结构，处于所述压缩电流通路结构的所述液态金属的横截面积小于处于所述H型壳体其他部分的所述液态金属的横截面积，所述电极与所述液态金属的两端连接。其中，所述压缩电流通路结构设于所述H型壳体的中部。其中，所述压缩电流通路结构为圆孔、方孔或细缝。其中，所述H型壳体内还充有惰性保护气体。其中，所述H型壳体的形状为圆柱形或方形。其中，所述电极的形状为圆柱形或方形。其中，所述液态金属为低熔点金属或其合金。其中，所述液态金属为镓、镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金。其中，所述电极为帽结构电极，所述帽结构电极套设于所述H型壳体的两端。本专利技术还公开一种液态金属可恢复保险丝的工作方法，其特征在于，包括：通电时，流经压缩电流通路结构的电流密度远大于流经H型壳体其他部分的电流密度，液态金属形成不均匀分布的磁场；当正常情况下，流经液态金属的电流较小，磁场不均匀分布程度较低，液态金属不发生收缩或收缩强度很小；当短路状态向，流经液态金属的电流较大，磁场不均匀分布程度巨大，驱动处于压缩电流通路结构中的液态金属收缩，直至切断，导致保险丝被切断；当短路故障排除时，晃动保险丝，使流动的液态金属重新连通。(三)有益效果本专利技术提供的一种液态金属可恢复保险丝及其工作方法，利用液态金属的自收缩效应、优良导电性和流动性，具备可多次重复使用、结构简单、节能环保的突出优势。附图说明图1为本专利技术一种液态金属可恢复保险丝的结构示意图；图2为本专利技术一种液态金属可恢复保险丝的原理示意图。图中，1、电极；2、惰性保护气体；3、H型壳体；4、压缩电流通路结构；5、液态金属；J1为压缩电流通路结构外部液态金属中的电流密度，为流过该部分液态金属的电流产生的磁通密度，J2为压缩电流通路结构内部液态金属中的电流密度，为流过该部分液态金属的电流产生的磁通密度。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1和图2所示，本专利技术公开一种液态金属可恢复保险丝，其特征在于，包括：H型壳体3和电极1，H型壳体3内设有用于填充液态金属5的流道且H型壳体3内设有压缩电流通路结构4，处于压缩电流通路结构4的液态金属5的横截面积小于处于H型壳体3其他部分的液态金属5的横截面积，电极1与液态金属5的两端连接。本专利技术的原理为：当流过的电流大于额定值时，液态金属5在磁场作用下发生收缩，切断流过的电流。具体的，H型壳体3内设有压缩电流通路结构4。通电时，流经压缩电流通路结构4的液态金属5的电流密度远大于流过H型壳体3其他部分的液态金属5的电流密度，因而两部分液态金属5存在着不稳定的磁场分布。正常情况下，流经液态金属5的电流较小，磁场不均匀分布程度较低，不足以引发液态金属5收缩或收缩很小，因此能够正常输电。当短路故障发生时，由于电流的急剧上升，流经两部分液态金属5的电流密度差距激增，相应地磁场分布的不均匀程度加深并驱动液态金属5收缩，流经压缩电流通路结构4的液态金属5所受到的洛伦兹力元高于其他部分所受到的洛伦兹力，由于液态金属5的流动性，在洛伦兹力的作用，被挤压想外部运动，直至液态金属5被断开，导致电流断开。故障排除后，轻轻晃动保险丝，流动的液态金属5重新连接起来，即可重复使用。如图2所示，在液态金属可恢复保险丝内总成立。本专利技术的保险丝内部的压缩电流通路结构4可以设置一个也可以设置多个，可以独立使用或相互配合使用，并且根据压缩电流通路结构4的尺寸、形状与使用数量可以得到应用在不同电流等级中的保险丝。本专利技术的保险丝可应用于电流等级在1-1000A的电路中，其表示为本保险丝最高可保证1000A的正常工作电流，优选的电流等级为2-300A。本专利技术提供的保险丝利用液态金属的自收缩效应、优良导电性和流动性，相比较传统的保险丝而言，具备可多次重复使用、结构简单、节能环保的突出优势。其中，压缩电流通路结构4设于H型壳体3的中部。即当液态金属5充入H型壳体3后，处于中间部分的液态金属5横截面积小于处于两端的液态金属5横截面积，短路时，液态金属5从H型壳体3中间部分被切断。其中，压缩电流通路结构4为圆孔、方孔、细缝或其他小于H型壳体3其他部分横截面积的结构。具体地，本领域技术人员可以采用多边形孔和异形孔等形状的压缩电流通路结构4。其中，H型壳体3内还充有惰性保护气体2，具体的，液态金属5不灌满整个H型壳体3，惰性保护气体2冲入H型壳体3的其余空间内。惰性保护气体2为氩气、氮气等，也可以填充空气。其中，H型壳体3的形状为圆柱形或方形。其中，电极1的形状为圆柱形或方形。其中，液态金属5为低熔点金属或其合金。优选地，液态金属5为镓、镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金。其中，电极1为帽结构电极，帽结构电极套设于H型壳体3的两端，帽结构电极会伸入H型壳体3内与液态金属5接触，用于将电流导入和导出。本专利技术还公开一种液态金属可恢复保险丝的工作方法，其特征在于，包括：通电时，流经压缩电流通路结构的电流密度远大于流经H型壳体其他部分的电流密度，液态金属形成不均匀分布的磁场；当正常情况下，流经液态金属的电流较小，磁场不均匀分布程度较低，液态金属不发生收缩或收缩强度很小；当短路状态向，流经液态金属的电流较大，磁场不均匀分布程度巨大，驱动处于压缩电流通路结构中的液态金属收缩，直至切断，导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属可恢复保险丝，其特征在于，包括：H型壳体(3)和电极(1)，所述H型壳

【技术特征摘要】
1.一种液态金属可恢复保险丝，其特征在于，包括：H型壳体(3)和电极(1)，所述H型壳体(3)内设有用于填充液态金属(5)的流道且所述H型壳体(3)内设有压缩电流通路结构(4)，处于所述压缩电流通路结构(4)的所述液态金属(5)的横截面积小于处于所述H型壳体(3)其他部分的所述液态金属(5)的横截面积，所述电极(1)与所述液态金属(5)的两端连接。2.如权利要求1所述的液态金属可恢复保险丝，其特征在于，所述压缩电流通路结构(4)设于所述H型壳体(3)的中部。3.如权利要求1所述的液态金属可恢复保险丝，其特征在于，所述压缩电流通路结构(4)为圆孔、方孔或细缝。4.如权利要求1所述的液态金属可恢复保险丝，其特征在于，所述H型壳体(3)内还充有惰性保护气体(2)。5.如权利要求1所述的液态金属可恢复保险丝，其特征在于，所述H型壳体(3)的形状为圆柱形或方形。6.如权利要求1所述的液态金属可恢复保险丝，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，鄢顺才，陈志章，周罗琴，盛磊，刘静，
申请(专利权)人：云南靖创液态金属热控技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53