AT396411B - Blasduese fuer einen druckgasschalter - Google Patents

Description

AT 396411B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blasdüse für einen elektrischen Druckgasschalter mit einem im wesentlichen aus einem bei Lichtbogeneinwirkung ein Gas abgebenden, isolierenden Kunststoff bestehenden Düsenkörper, der einen Blaskanal mit einer engstem Stelle umgibt, welche mit einem abbrandfesten Einsatzring versehen ist. 5 In Druckgasschaltem eingesetzte Blasdüsen aus isolierendem Kunststoff, z. B. PTFE, helfen durch das Verdampfen von Düsenmaterial unter der Einwirkung des Lichtbogens den, die Gasströmung für die Löschung des Lichtbogens erzeugenden Druck zu erhöhen. Solche Blasdüsen zeigen aber infolge des Materialabtrages durch Verdampfen ein ungünstiges Verhalten, indem sie nur einer geringen Anzahl von Lichtbögen bei Kurzschlußabschaltungen widerstehen und sich die engste Stelle der Blasdüse stark erweitert. 10 Aus diesem Grunde wurde in der EP-PS 0 069 822 schon vorgeschlagen, den Isolierstoffdüsenkörper im Bereich der engsten Stelle mit einem Einsatzring aus Graphit zu versehen.

Aus der DE-OS 29 24 994 ist eine Isolierstoffdüse mit einem Grundkörper aus isolierendem Kunststoff und einem sich im Inneren dieses Grundkörpers befindlichen Keramikkörper, welcher die eigentliche Düsenkontur aufweist, bekannt IS Bei beiden Blasdüsen ist nachteilig, daß nur noch wenig Düsenmaterial verdampfen kann und somit der Beitrag zur Erhöhung des Blasendruckes sehr gering bleibt Wohl überstehen diese Blasdüsen eine größere Anzahl von Abschaltungen, doch sind infolge des kleineren Blasdruckes die noch unterbrechbaren Ströme relativ klein.

Durch die in der Folge aufgezeigte erfindungsgemäße Ausführung wird bezweckt, eine Blasdüse für einen Druckgasschalter zu schaffen, die durch Verdampfen von Isolierstoff zur Erhöhung des Blasdruckes, vor allem bei 20 Lichtbögen relativ großer Ströme beiträgt dabei gute Lichtbogenlöscheigenschaften und ein gutes Abbrandverhalten zeigt

Dies wird dadurch erreicht daß in der dem Blaskanal zugekehrten Oberfläche des Düsenkörpers im Bereich der engsten Stelle in einem axialen Abstand voneinander, mehrere Einsatzringe angeordnet sind, die aus lichtbogen-und abbrandresistentem Material bestehen. 25 Durch die Einsatzringe kann die Materialabtragung im Blaskanal an der ärgsten Stelle des Düsenkörpers durch

Verdampfen gesteuert werden. Form der Einsatzringe und die axialen Abstände dar Einsatzringe bestimmen, ob mehr Material des Düsenkörpers verdampft und eine Erhöhung des Blasdruckes erzielt wird oder weniger Material verdampft und die lichtbogen- und abbrandresistenten Einsatzringe eine zu starke Aufweitung des Düsenkörpers verhindern. 30 Bevorzugterweise entspricht der axiale Abstand zwischen zwei benachbarten Einsatzringen etwa der axialen Ausdehnung der Einsatzringe. Schaltversuche mit einem so ausgebildeten Düsenkörper zeigten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Lebensdauer der Blasdüse, guten Löscheigenschaften und Erhöhung des Blasdruckes durch Verdampfen von Isolierstoff.

Die axiale Ausdehnung der Einsatzringe entspricht höchstens einem Drittel ihres Innendurchmessers, weil 35 sonst eine zu geringe Erhöhung des Blasdruckes durch Verdampfen von Isolierstoff bewirkt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die äußeren Mantelflächen der Einsatzringe im wesentlichen parallel zu dem vom jeweiligen Einsatzring begrenzten Flächenabschnitt der Oberfläche des Blaskanals.

Dadurch können die Einsatzringe einerseits materialsparender ausgebildet werden, anderseits in passende ringförmige Ausnehmungen eingerastet werden, sofeme der Düsenkörper-Isolierstoff ausreichende Elastizität auf-40 weist.

Je nach geforderter mechanischer Festigkeit und Lichtbogen- bzw. Abbrand-Resistenz, können die Einsatzringe im wesentlichen einen der lichtbogen- und äbbrandresistenten Werkstoffe Graphit, Keramik, Bomitrid oder Sinterkorund enthalten.

Um die Materialäbtragung durch Verdampfung zu reduzieren, kann der Düsenkörper aus, vorzugsweise mit 45 einem feuerfesten Füllstoff, z. B. A^Oj, gemagertem Epoxidharz oder PTFE bestehen.

Im folgenden werden an Hand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert Es zeigt Fig. 1 den Schnitt durch zwei symmetrisch angeordnete Blasdüsenhälften in zwei verschiedenen Ausführungsformen.

Die Blasdüse (1) besteht aus einem Düsenkörper (2) mit mehreren darin in axialem Abstand (A) 50 voneinander angeordneten Einsatzringen (3). Der Düsenkörper (2) besteht aus einem isolierenden Kunststoff, der unter Lichtbogeneinwirkung ein Gas abgeben kann. Solche Kunststoffe sind beispielsweise Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder Epoxidharze, wobei diese mittels eines Füllstoffes, dar vorzugsweise feuerfest ist, z. B. AI2O3, gemagert sein können. Die Einsatzringe (3) bestehen aus lichtbogen- und abbrandresistentem Material. Als besonders vorteilhaft haben sich Einsatzringe (3) erwiesen, die im wesentlichen aus Graphit, Keramik, Bomitrid, 55 insbesondere hexagonalem Bomitrid, oder Sinterkorund bestehen.

Der Düsenkörper (2) umschließt einen Blaskanal (4) mit ein« engsten Stelle (5). Die Einsatzringe (3) sind in die dem Blaskanal zugekehrte Oberfläche des Düsenkörpers (2) eingesetzt.

Der bewegliche Kontakt (6) bewegt sich bei einem Einschaltvorgang mit dem Düsenkörper (2) mit und auf den Festkontakt (7) zu. In der Einschaltstellung durchdringt der Festkontakt (7) die engste Stelle (5) und ist mit 60 dem beweglichen Kontakt (6) in elektrisch leitender Verbindung. Wird ein Ausschaltvorgang eingeleitet, so bewegt sich die Blasdüse (1) mit dem beweglichen Kontakt (6) nach unten. Die Kontakte (6, 7) werden -2-

Claims (5)

1. AT 396 411B voneinander getrennt und zwischen ihnen entsteht ein Lichtbogen. Das durch ein Zylinder-Kolbensystem komprimierte Löschgas, vorzugsweise SF^, durchströmt den Blaskanal (4) und kühlt dadurch den Lichtbogen bis seine Löschung erfolgt. In der Fig. 1 ist eine Ausschaltstellung der Kontakte (6,7) für sehr kurze Lichtbogenzeiten dargestellt. Bei längeren Lichtbogenzeiten kann die Löschung bei durchaus größerem Abstand zwischen den Kontakten (6,7) erfolgen. In der rechten Hälfte der Fig. 1 sind die Einsatzringe (3), vor allem im Bereich der engsten Stelle (5), angeordnet, wogegen sie sich in der linken Hälfte über einen weiteren Bereich in Axialrichtung der Blasdüse (1) erstrecken. In der Hochstromphase kann der Lichtbogen so aufgeweitet sein, daß er die engste Stelle (5) der Blasdüse (1) berührt. Besonders in dieser Phase gibt der Kunststoff des Düsenkörpers (2) dann Gas ab, welches zur Erhöhung des die Gasströmung erzeugenden Druckes beitragen kann. Die, vor allem im Bereich der engsten Stelle (5) angeordneten lichtbogen- und abbrandresistenten Einsatzringe (3) verhindern dabei, daß der Düsenkörper (2) sich zu stark auf weitet. Aus dem beschriebenen Vorgang ist ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung der Einsatzringe (3) das angestrebte Verhältnis zwischen großer Lebensdauer der Blasdüse (1) und guten Löscheigenschaften, Erhöhung des Blasdruckes durch Verdampfen von Isolierstoff, erreicht werden kann. Soll ein möglichst geringer Abbrand von Düsenmaterial erreicht werden, so sind die Einsatzringe (3) über einen größeren axialen Bereich verteilt und der Abstand (A) zwischen den Einsätzen (3) ist klein. Soll hingegen durch Verdampfen von Isolierstoff ein höherer Blasdruck «reicht werden, ohne daß die Blasdüse (1), vor allem an ihrer engsten Stelle (5) stark aufgeweitet wird, so sind die Einsätze (3) nur im Bereich der engsten Stelle angcordnet, und die Abstände (A) können größer gewählt werden. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, die Abstände (A) zwischen zwei benachbarten Einsatzringen im wesentlichen gleich ihrer axialen Ausdehnung zu wählen. Dies ist aber nicht unbedingt erforderlich. Bei der Ausführungsform gemäß der rechten Hälfte in Fig. 1 sind die Abstände zwischen den benachbarten Einsätz«) in der Nähe der engsten Stelle (5) klein, wogegen die axiale Ausdehnung der Einsatzringe (3) groß ist. Dieses Verhältnis ändert sich je weiter die Einsätze (3) von der engsten Stelle (5) entfernt sind. Vorteilhafterweise ist die axiale Ausdehnung der Einsätze nicht größer, als ein Drittel ihres eigenen Innendurchmessers, da sonst die Erhöhung des Blasdruckes durch Verdampfen von Isolierstoff zu klein wird. Die äußeren Mantelflächen (8) der Einsatzringe (3) verlaufen im wesentlichen parallel zu dem vom jeweiligen Einsatzring (3) begrenzten Flächenabschnitt der Oberfläche des Blaskanals (4). Dadurch wird für die Einsatzringe (3) weniger lichtbogen- und abbrandresistentes Material benötigt. Sofeme der Isolierstoff des Düsenkörpers (2) eine gewisse Elastizität aufweist, können die einzelnen Einsatzringe (3) in entsprechende Ausnehmungen im Düsenköiper (2) eingeschnappt werden. Bei spritz- oder gießfähigen Isolierstoff«) für den Düsenkörper (2) können die Einsatzringe (3) von einem die Fläche des Blaskanals (4) definierenden Formkörper gehalten werden, wobei der Isolierstoff zwischen diesem Formkörper und einem, die Außenkontur des Düsenkörpers (2) bestimmenden zweiten Formkörper gegossen bzw. gespritzt wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Blasdüse für einen elektrischen Druckgasschalter mit einem im wesentlichen aus einem bei Lichtbogeneinwirkung ein Gas abgebenden, isolierenden Kunststoff bestehenden Düsenkörper, der einen Blaskanal mit einer engsten Stelle umgibt, welche mit einem abbrandfesten Einsatzring versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Blaskanal (4) zugekehrten Oberfläche des Düsenkörpers (2) im Bereich der engsten Stelle (5) in einem axialen Abstand (A) voneinander, mehrere Einsatzringe (3) angeordnet sind, die aus lichtbogen- und abbrandresistentem Material bestehen.
2. 2. Blasdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand (A) zwischen zwei benachbarten Einsatzringen (3) etwa der axialen Ausdehnung der Einsatzringe (3) entspricht
3. 3. Blasdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Ausdehnung der Einsatzringe (3) höchstens einem Drittel ihres Innendurchmessers entspricht
4. 4. Blasdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Mantelflächen (8) der Einsatzringe (3) im wesentlichen parallel zu dem vom jeweiligen Einsatzring (3) begrenzten Flächenabschnitt der Oberfläche des Blaskanals (4) verlaufen. -3- AT 396 411B S. Blasdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzringe (3) im wesentlichen einen der lichtbogen- und abbrandiesistenten Werkstoffe Graphit, Keramik, Bomitrid oder Sinterkorundenthalten.
5. 6. Blasdüse nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (2) aus, vorzugsweise mit einem feuerfesten Füllstoff, z. B. AI2O3, gemagerten Epoxidharz oder PTFE besteht 10 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-