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Expansionsschalter.
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. 1') Erstes Zusatzpatent Nr. 133436. (Stammpatent NI'. 126520.)
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Wenn der Schaltstift 21 aus dem Schaltstück 20 des unter Strom befindlichen Sehalters heraus- gezogen wird, entsteht ein Lichtbogen. Der ganze nun folgende Lösehvorgang spielt sieh so rasch ab, dass der Schaltstift die Kammer noch nicht verlassen hat, wenn der Lichtbogen bereits gelöscht ist.
Die Schaltflüssigkeit in der Dampfkammer verdampft.
Die Dampfspannung drückt den Deckel nach i aufwärts. Bei einer bestimmten Dampfspannung, welche der Spannung der Federn 15, 16 entspricht, erreicht die untere Kante des Deckels 12 den oberen Rand der Dampfkammer 10, so dass sieh eine ring- förmige Öffnung zwischen 12 und 10 bildet, aus welcher Dampf in das Kondensationsgefäss auszuströmen beginnt. Der Deckel bewegt sich noch weiter nach oben bis zu einem Maximalwert der Öffnung, welchem die maximale Federspannung entspricht. Wenn nun der Strom im Lichtbogen nach Übersehreiten des Höehstwertes gegen Null geht, nimmt die Dampfentwieklung durch den Lichtbogen ab.
Unter dem
Einfluss der hohen Dampfspannung und der weit geöffneten Expansionsöffnung expandiert nun das durch die Kammer um den Lichtbogen unter Druck zusammengefasste Dampfvolumen sehr rasch, während der Lichtbogen sich immer mehr zusammenzieht. Beim Stromnulldurchgang füllt der expandierende
Dampf auch den früher stromführenden Lichtbogenraum selbst, kondensiert sich um die elektrischen Ladungsträger und entionisiert dadurch den Lichtbogen so rasch, dass der Lichtbogen nicht mehr zünden kann.
Die Eigenschwingungsdauer T des Expansionssystems ist ausgedrückt durch die Formel
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worin 1n die Masse und k die Federkraft bedeuten. Die Federkraft ist mit Rücksicht auf den zu erzeugenden Expansionsdruck festgelegt. Man wird also die Schwingungsfähigkeit im wesentlichen durch die Masse m beeinflussen.
Die zeitliche Phasenverschiebung der Schwingungsweite des beweglichen Expansionsorganes gegenüber der sekundlichen Dampfentwicklung in der Kammer ist in dem Diagramm Fig. 2 veranschaulicht. Die in der Sekunde gebildete Dampfmenge q wird nach dem Stromnulldurchgang mit ansteigendem Strom zunehmen, mit dem Maximum der Lichtbogenleistung ihren Höchstwert Q erreichen und mit dem Stromnulldurchgang wieder auf den Nullwert herabsinken. Die Schwingungsweite s des Expansionsorganes ist infolge der trägen Masse des Expansionsorganes gegen q zeitlich phasenverschoben, so dass zur Zeit to des Stromnullwertes die Expansionsöffnung entsprechend der Schwingungsweite so geöffnet
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des Wechselstromes angenommen.
Die Masse des Expansionsorganes kann beispielsweise auch dadurch vergrössert werden, dass der Deekel12 der Dampfkammer mit dem Deckel Y der Kondensationskammer verbunden wird.
Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel für eine Dampfkammer mit gedämpftem Expansionsorgan dar. 32 ist das Expansionsgefäss, in welches die Dampfkammer 33 eingebaut ist,. M ist der bewegliche Deckel, in dem Bolzen 35, 36 verankert sind, die in den Ansätzen 3Y, 38 der Kondensationskammer geführt sind und den ringförmigen Kolben 40 mitnehmen. 41, 42 sind die Federn des Expansionssystems.
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bei der Abwärtsbewegung verschlossen werden.
Wenn der Deckel 34 durch den Dampfdruck angehoben wird und der Kolben 40 nach oben geht, öffnen sich die Rückschlagventile 45, 46, so dass die Flüssigkeit durch die weiten Öffnungen 43, 44 leicht hindurchströmen kann und die Bewegung nicht gedämpft wird. Bei der Schliessbewegung des Deckels 14 sind dagegen die Rückschlagventile 45, 46 geschlossen und die Aufwärtsbewegung wird durch die Flüssigkeitsreibung an dem Umfang der Kolben so stark gedämpft, dass der Expansionsquersehnitt über den Stromnulldurchgang weit offen bleibt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Expansionsschalter mit einer Schaltkammer, welche besondere von der Schaltstiftöffnung getrennte Ausströmstellen für den Dampf ha, t mit Verschlussteilen, die auf den Dampfdruck ansprechen und mit federnden Gegenkräften belastet sind nach Patent Nr. 130534, gekennzeichnet durch ein schwingendes Verschlusssystem, dessen Eigensehwingungsdauer derart bemessen ist, dass sie in der Nähe der Halbperiodendauer des Wechselstromes liegt.