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Druckluftschalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckluftschalter, u. zw. auf jene Bauart, bei der jeder der beiden Kontakte mit einer besonderen Blasvorrichtung versehen ist und die eine Blasvorrichtung durch eine von dem beweglichen Kontakt angetriebene Kolbenpumpe, die andere durch ein enges, mit dem festen Kontakt fest verbundenes Rohr mit Selbsterzeugung des Gases gebildet ist.
Schalter mit Selbsterzeugung des Löschgases (Hartgasschalter) sind zwar bereits bekannt (Österr. Patent Nr. 158101), ebenso Druckluftschalter mit voller Kontaktstange und beblasener Düse, die durch diese Stange freigegeben wird. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Vorteile solcher Schalter in einem Schalter mit Eigenbeblasung durch eine vom beweglichen Kontakt angetriebene Kolbenpumpe zu vereinigen und auf diese Weise ein besonders gutes Löschvermögen zu erreichen, wobei gleichzeitig eine möglichst einfache Konstruktion angestrebt wird.
Die praktische Ausführung eines solchen Gerätes stösst auf erhebliche Schwierigkeiten.
Es ist zwar bekannt, als beweglichen Kontakt die hohle, mit einem Ventil versehene Kolbenstange des Verdichters zu benutzen, um eine verfrühte Blaswirkung zu verhindern. Diese Anordnung erfordert jedoch die Verwendung einer Kontaktstange mit einem grossen Durchmesser, um Druckverluste zu vermeiden. Da diese Stange anderseits in das Rohr für die Selbsterzeugung von Gasen eintreten muss, um den Kontakt des Schalters herzustellen, muss dieses Rohr einen entsprechend grossen Durchmesser haben, wodurch die Wirksamkeit der Selbstbeblasung an dem festen Kontakt herabgesetzt wird.
Derselbe Mangel tritt auch bei der Schalterbauart auf, bei der zur Vermeidung eines Ventils die hohle Kontaktstange am Ende des Kolbenhubes durch den Kolben durchsetzende Kanäle mit dem Verdichtungsraum des Kompressors verbunde ist, de± sich gegen das Ende des Kolbenhubes erweitert.
Um diesem Mangel abzuhelfen, schlägt die Erfindung vor, den beweglichen Kontakt an einer vollen Stange zu befestigen, die eine feste Düse aus Isolierstoff durchläuft, die widerum von dem mit dem beweglichen Kontakt verbundenen Verdichter gespeist wird. Da die Kontaktstange voll ist, hat sie einen kleinen Durchmesser, der in ein enges Rohr aus Gas abgebendem Material eintreten kann, das zur Beblasung des festen Kontaktes dient. Die Verwendung einer Isolier- stoffdüse gegenuber dem engen Verdichtungsrohr des festen Kontaktes hat noch den weiteren Vorteil, dass jede Lichtbogenzündung zwischen dieser Düse und dem festen Kontakt vermieden wird.
Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung. Es zeigen rig. 1 einen Schalter mit Selbstbeblasung des Lichtbogens an dem festen Kontakt und mit Druckluftblasung in entgegengesetzter Richtung an dem beweglichen Kontakt, Fig. 2 einen Schalter derselben Gattung wie der der Fig. l, jedoch so ausgeführt, dass der bewegliche Teil leichter ist, Fig. 3 eine Vorrichtung zur Verzögerung der Wirkung der Druckluftblasung, Fig. 4 eine andere Ausführung einer ähnlichen Vorrichtung, Fig. 5 eine Verbesserung der Blasoffnung des beweglichen Kontaktes.
In Fig. 1 stellt 1 schematisch den festen Kontakt, 2 ein die bewegliche Elektrode in der Einschaltstellung eng umgebendes Isoliergehäuse dar, das in dem besonderen Falle dieser Ausführung auch den festen Kontakt 1 eng umgibt.
3 ist der bewegliche Kontakt, der durch eine durch eine Steuerung betätigte Stange gebildet wird. Die Steuerung umfasst den Hebel 4, während ihr Antriebsorgan nicht dargestellt ist.
Der Strom wird auf die bewegliche Elektrode durch ein System von Kontaktfingern 5 übertragen.
Auf der Elektrode 3 ist ein Kolben 6 mittels einer an der beweglichen Elektrode durch nicht dargestellte Querstifte angebrachten Hulse 7 dgt, diz t-s der durch den Kolben 6 in einem zu der Elektrode koaxialen Zylinder 6'verdichteten Luft ermöglicht, in ein Rohr 8 einzudringen, in dem die Hülse 7 giftet. Dieses eine Düse bildende Rohr 8 ist an seinem Ende mit einer Blasöffnung 9 versehen. Die in dem Boden des Zylinders 6'vorgesehenen Öffnungen 10 verhindern die Verdünnung oder die Verdichtung auf der Rückseite des Kolbens 6.
Um die Wirkung der Verdichtung zu verzögern und die Kolben-
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arbeit zu verkleinern, sind in dem Zylinder 6' Öffnungen 11 in Lagen angebracht, die der gewünschten Verzögerung entsprechen.
Die Unterbrechung der hohen Stromstärken erfolgt beim Austritt der Elektrodenstange 3 aus dem Ende des Isolierrohres 2. Die Unterbrechung der kleinen und mittleren Ströme erfolgt beim ersten Nulldurchgang des Stromes, der der Ankunft des Endes der Stange 3 vor dem Hals der B ! asöShung ss folgt. Diese Öffnung ist so eingerichtet, dass das Ende der beweglichen Elektrode sich in der Ausschaltstellung in dem Teil des Öffnungshalses befindet, wo es einer maximalen Beblasung ausgesetzt ist.
Der Luftverlust vor der Ankunft der Elektrode an der Stelle, wo die Beblasung wirksam wird, ist durch das geringe Spiel zwischen der Elektrode 3 und der Öffnung 9 auf ein Minimum vermindert. Um auch diesen Luftverlust zu vermeiden, kann die Verdichtung erst nach einem gewissen Weg der beweglichen Elektrode beginnen, z. B. durch Verwendung der erwähnten Öffnungen 11.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung, die derjenigen der Fig. l ähnlich ist, bei der jedoch angestrebt wurde, den beweglichen Teil möglichst leicht zu gestalten. In dieser Figur ist der feste Kontakte wieder von dem Isolierrohr 2 umgeben, während die bewegliche Elektrode 3 durch eine mit einer Blasöffnung 9 versehene Blaskammer 8 hindurchgeht. Der Strom wird auf die bewegliche Elektrode durch ein System von Kontakten 5 übertragen. Eine Betätigungssteuerung umfasst einen Hebel 4 und ein nicht dargestelltes Antriebsorgan. Der Hebel 4 betätigt gleichzeitig einen Verdichtungskolben 6, der durch eine in dem Tragisolator angebrachte Leitung 12 die Kammer 8 mit dem Blasmittel speist.
Diese Anordnung ermöglicht eine Verkürzung der die Elektrode 3 bildenden Stange, woraus sich eine Verminderung des Platzbedarfes des Gerätes in der Länge, eine Verminderung der Spannungsabfälle in der
Stange und gleichzeitig eine Verminderung ihres Gewichts ergibt.
Zur Verzögerung der Wirkung des Kolbens 6 und der Blasung können auch in dem Zylinder des Verdichters Öffnungen 11 vorgesehen sein.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform dargestellt. Hier ist der Betätigungshebel 4 mit einer Achse 13 versehen, die in einem, in der
Schubstange des Kolbens 6 vorgesehenen Lang- loch gleitet und durch eine Feder 15 mit einem festen Ansatz 16 der Kolbenstange elastisch verbunden ist. Zu Beginn der Auslösebewegung drückt der Hebel 4 die Feder zusammen, ohne den Kolben 6, der der Druckerhöhung des
Druckmittel in dem Zylinder ausgesetzt ist, wesentlich mitzunehmen. Diese elastische Ver- bindung des Hebels 4 mit dem Kolben 6 ermög- licht es, den Hebel 4 und die Elektrode 3 schnell auf Geschwindigkeit zu bringen.
Ein Ergebnis derselben Art kann man auch erreichen, wenn man als Hebel 4, der an der
Kolbenstange gelenkig befestigt ist, einen ge- krümmen Hebel verwendet, der in Fig. 4 wieder- gegeben ist. Der Winkel dieses Hebels ist derart, dass ein ? r grossen Längsverschiebung des mit der
Elektrode verbundenen Endes A eine Längs- verschiebung des den Kolben betätigenden
Endes B entspricht, die zunächst verhältnismässig gering und dann grösser ist.
Bei der Anordnung der Fig. 1 und 2 bildet der
Zylinder des Verdichters einen Dämpfer für die
Unterbrechung der starken Ströme, die mit einer grossen Geschwindigkeit vor sich geht. Bei der Unterbrechung der kleinen und mittleren
Ströme kommt die auf die bewegliche Stange ausgeübte, von dem Druck der Selbstbeblasungs- vorrichtung herrührende Kraft zu der Kraft des
Antriebsorgans des Schalters hinzu, um den
Druck der Druckluftblasung zu erhöhen.
Um das Absetzen der metallischen Auswürfe oder Verkohlungsniederschläge auf der Über- schlagstrecke der Düse zu verhindern, kann man eine Düse mit einem zylindrischen Aussen- umfang verwenden, der durch seine Stirn- fläche c-c'die Überschlagstrecke c-d, c-d' am Zylindermantel schützt, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Zur Verbesserung des
Schutzes dieser Überschlagstrecke kann die Düse, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, mit einem Rand versehen sein, der die Überschlagstrecke--e, c'-d'-e'gegen die von der Öffnung des Isolier- rohres 2 herausgeblasenen Auswürfe besser schützt.
Obwohl die schematisch beschriebene und dargestellte Vorrichtung zur Selbstbeblasung des festen Kontaktes mit Erzeugung des Blasgases aus den Wandungen des die bewegliche Elektrode in ihrer Einschaltstellung eng umgebenden
Isolierrohres arbeitet, ist selbstverständlich die
Erfindung, da sie dieselben Vorteile bietet, auch in dem Falle anwendbar, wo die Selbstbeblasungs- vorrichtung gemäss einer Ausführung ausgebildet ist, bei der ein geschlossener Raum in der Nähe der festen Elektrode vor dem Isolierrohr liegt, das gegebenenfalls unter der Wirkung des Licht- bogens Gase entwickelt und die bewegliche
Elektrode in ihrer Einschaltstellung eng um- gibt.
Unabhängig von den bereits angeführten Vor- teilen der Arbeitsweise unter verbesserten Unter- brechungsverhältnissen, die auf der Verwendung einer beweglichen Elektrode und folglich eines sie in der Einschaltstellung eng umgebenden
Isolierrohres mit kleinem Durchmesser und einer festen Blasluftleitung beruhen, deren Durch- messer unabhängig von demjenigen des Isolier- rohres ist, besitzt diese Anordnung gegenüber den bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art noch zahlreiche Vorzüge.
Das sehr geringe Spiel zwischen der Elektrodenstange und der Düse ermöglicht es nämlich, die Druckluftblasung erst in dem günstigen Augenblick und in einer bestimmten, von der unterbrochenen Strom- stärke unabhängigen geometrischen Lage zu bewirken, wenn das Ende der Elektrodenstange vor den Hals der Düse gelangt, während das
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Arbeiten eines durch Gase betätigten Ventils unsicher ist.
Die feste Anordnung des Blasorgans, Düse und Luftleitung, vermindert das Gewicht und demnach die Trägheit des beweglichen Teiles, besonders bei der Anordnung der Fig. 2 und ermöglicht es grössere Einschalt-und Ausschaltgeschwindigkeiten zu erreichen.
Da für gleiche Nennstromstärke bei den bekannten Anordnungen der Durchmesser der Rohrelektrode mit Blasung grösser ist als der Durchmesser einer Stange bei der Anordnung gemäss der Erfindung, wird die dem beweglichen Teil durch den Druck der Lichtbogengase oder durch die Wärme des Lichtbogens in dem in der Nähe der festen Elektrode vor dem die bewegliche Elektrode in ihrer Einschaltstellung eng umgebende Isolierrohr gelegenen Raum verdichteten Luft erteilte Beschleunigung höher und die zu dämpfende kinetische Energie grösser sein als bei der Anordnung gemäss der Erfindung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckluftschalter, bei dem jeder Kontakt mit einer besonderen Blasvorrichtung versehen ist und bei welchem die eine Blasvorrichtung durch eine vom beweglichen Kontakt angetriebenen Kolbenpumpe, die andere durch ein enges, mit dem festen Kontakt fest verbundenes Rohr mit Selbsterzeugung des Gases gebildet wird, während der bewegliche Schalterkontakt von einer vollen Stange getragen wird, deren
Durchmesser nicht wesentlich kleiner als die lichte Weite der Blasdüse ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass die volle Stange eine feste, von dem mit dem beweglichen Kontakt verbundenen
Verdichter gespeiste Isolierdüse durchdringt.
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