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Interrupteur à décharge par effluve.
L'invention concerne un interrupteur à décharge par effluve c'est-à-dire un interrupteur dans lequel une décharge par effluve qui se produit, dans une ampoule remplie de gaz, entre deux'électrodes dont l'une est constituée par une lame bimétallique fixe à une extrémité, provoque un échauffement du bimétal et de ce fait un déplacement de l'extrémité libre de la lame, que l'on utilise pour la fermeture ou l'ouverture d'un circuit.
Ces interrupteurs à décharge par effluve s'utilisent entre autres comme dispositifs d'amorçage pour des tubes à dé- charge électrique auquel, cas l'ouverture de l'interrupteur ré- sultant du refroidissement du bimétal provoqué par la suppression de la décharge par effluve lors de la fermeture des contacts, est utilisée, en combinaison avec une self-induction montée en série, pour provoquer la pointe de tension nécessaire pour amorcer la décharge dans le tube.
Dans les tubes à décharge à cathode incan-
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descente, la tendance de l'interrupteur à s'ouvrir immédiatement après sa fermeture, constitue un inconvénient, car il est désirable que l'interrupteur reste fermé pendant un temps suffisamment long pour permettre aux cathodes d'acquérir la température d'émission avant que l'interrupteur s'ouvre, et provoque la pointe de ten- sion. Lorsque la durée de fermeture n'est pas suffisamment longue, la pointe de tension est déjà appliquée lorsque les cathodes sont encore assez froides et, abstraction faite des difficultés d'amor- çage du tube, ceci provoque un raccourcissement de la vie du tube et un noircissement prématuré de ses extrémités.
L'invention permet d'obtenir un retard efficace sans nuire à la simplicité de la construction, qui est propre à l'interrupteur à décharge par effluve tel que fabriqué jusqu'à présent.
Suivant l'invention, l'interrupteur comporte des moyens de provoquer la décharge par effluve entre une partie relative- ment insensible de l'électrode bimétallique, et l'autre électro- de, ce qui provoque le chauffage de la partie considérée de l'é- lectrode bimétallique et l'amène en contact avec l'autre électro- de; à ce moment, la décharge dans le gaz cesse, mais par suite de la conduction thermique le long de l'électrode bimétallique à partir de la partie chauffée considérée vers une partie plus sensible de cette électrode, les électrodes restent en contact jusqu'au moment où la température est suffisamment basse pour que ce contact soit rompu.
De préférence, une partie de la surface du bimétal est recouverte, à proximité de l'endroit du support, d'une manière telle que la surface recouverte ne soit pas directement chauffée par la décharge par effluve qui se produit lorsqu'on applique un potentiel approprié entre les électrodes.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin, faisant, bien entendu, partie de l'invention.
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Les figs. 1 et 2, 3 et 4,5 et 6 montrent chaque fois deux vues de profil, perpendiculaires entre elles, de trois formes d'exécution de l'interrupteur conforme à l'invention.
Sur les figs.l et 2, une ampoule de verre 1, remplie de gaz de la manière usuelle, comporte un pied 2 dans lequel sont scellés les conducteurs 3 qui peuvent porter les moyens de commu- tation thermiques et amener à ceux-ci le courant nécessaire. Une lame métallique 4,5 est fixée rigidement, par exemple par soudu- re, à la partie supérieure de chacun des conducteurs 3, et chacune des lames 4,5 comporte un organe de contact 6, 7; dans la posi- tion de fonctionnement de l'interuupteur, ces organes 6,7 peu- vent se toucher.
Les parties 4' et 5' des lames bimétalliques 4 5 compor- tent une protection en mica. L'interrupteur comporte un culot à baïonnette 9 et est alimenté par les contacts d'alimentation 10.
Lorsqu'on applique une tension appropriée entre les con- tacts d'alimentation 10, il se produit une décharge par effluve à l'extrémité non protégée des lames bimétalliques 4 et 5, aux organes de contact 6 et 7 et aux conducteurs 3, et ces parties sont alors chauffées par la décharge. Après un certain temps, les lames bimétalliques sont portées à une température telle ou'elles s'incurvent vers l'intérieur de sorte que les organes de contact 6 et 7 se touchent. Le temps qui s'écoule jusqu'au moment où le contact se produit est plus court que celui qui est nécessaire pour que la température se répartisse uniformément sur toute la longueur de chaque lame 4, 5, en d'autres termes, l'incurvation pour la fermeture des contacts résulte pour ainsi dire uniquement du chauffage des parties non protégées.
Dès que les contacts sont fermés, la décharge par effluve cesse et la partie chauffée de l'interrupteur cède de la.chaleur par rayonnement, par convexion et par conduction. Une partie de cette chaleur réchauffe les parties 4' et 5', qui, jusqu'alors n'étaient guère chauffées. Au - début, le fait que la chaleur se répartit plus régulièrement
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sur toute la longueur des lames 4 et 5, domine le refroidissement des parties à chauffage direct deslames bimétalliques et les or- ganes 6 et 7 restent en contact. Ce contact subsiste malgré la baisse de la température totale des lames bimétalliques par le fait que l'incurvation d'une telle lame est proportionnelle au carré de la longueur chauffée.
Après un certain temps, qui dé- pend entre autres des dimensions des lames bimétalliques et du rapport entre les dimensions des parties protégées et de celles des parties non protégées des lames, la température des lames tombe à une valeur telle que les contacts s'ouvrent de la ma- nière usuelle.
Comme le montre nettement la fig.2, dans cette @ forme de construction, les parties recouvertes 4' et 5' des la- mes bimétalliques 4 et 5 ont une largeur plus faible que celle des parties non recouvertes, de sorte qu'il suffit d'amener aux parties non recouvertes une petite quantité de chaleur pour pro- voquer une sérieuse incurvation et que les parties non recouver- tes peuvent fournir une assez grande quantité de chaleur sans que les dimensions des lames soient si grandes que la durée du chauffage nécessaire à la production du contact entre les organes de contact 6 et 7 devienne trop longue. La pression du gaz dans l'ampoule 1 est choisie de manière que le bimétal non recouvert chauffe rapidement.
L'interrupteur représenté sur les figs.3 et 4 fonctionne d'une manière analogue à celle de l'interrupteur montré sur les figs.l et 2, et les organes correspondants portent les mêmes chiffres de référence. Cependant, les moyens de protection 8 sont constitués par des boites métalliques à quatre faces. Chacune des boîtes est fixée par soudure à l'un des conducteurs auquel est aussi fixé l'une des lames bimétalliques 4, 5. Les boîtes 8 n'ont pas d'autre point de contact avec les lames bimétalliques. Comme le montre nettement la fig.3, les parties protégées et les parties non protégées des lames ont ici la même largeur.
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L'interrupteur représenté sur les figs. 5 et 6 ne compor- te qu'une seule lame bimétallique 4 et deux organes de contact 6 et 7 dont le dernier occupe une position fixe et est fixé sur le conducteur 3'. La partie 4' de la lame bimétallique 4 est re- couverte par un capot à trois faces ou en forme de gouttière, qui est soudé au conducteur 3 mais qui ne comporte pas d'autre point de contact avec la lame 4. Le fonctionnement est le même que dans la forme d'exécution décrite en se référant aux figs.l et 2 et les mêmes organes portent les même chiffres de référence.
L'effet retardeur résulte du fait que la chaleur des par- ties non recouvertes des moyens interrupteurs et du conducteur 3 afflue vers la partie non recouverte 4' après la fermeture des organes de contact 6 et 7.
Les moyens de protection peuvent être réalisés en un matériau dont le travail de sortie est grand par rapport à celui du matériau du bimétal, pour que la décharge par effluve s'éta- blisse, de préférence, sur les surfaces non recouvertes du bi- métal et assure ainsi un rapide échauffement du bimétal et une rapide entrée en fonctionnement de l'interrupteur. Le matériau à grand travail de sortie peut aussi être appliqué sous forme de couche sur un fond métallique ou bien directement par exemple par projection sur la surface bimétallique.
Les moyens de recouvrement peuvent évidemment affecter toute forme appropriée et les dimensions et formes des divers organes de l'interrupteur conforme à l'invention, peuvent être choisies de manière à assurer un retard raisonnable.
Dans ce qui précède il a toujours été question de lames bimétalliques. Une telle lame peut être d'une seule pièce, ou bien, pour faciliter la fabrication, dans les cas où certaines parties d'une lame sont plus étroites et/ou plus minces que les autres elle peut être constitues de plusieurs parties.
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Corona discharge switch.
The invention relates to a corona discharge switch, that is to say a switch in which a corona discharge which occurs, in a bulb filled with gas, between two electrodes, one of which is constituted by a bimetallic strip. fixed at one end, causes heating of the bimetal and therefore a displacement of the free end of the blade, which is used for closing or opening a circuit.
These corona discharge switches are used, among other things, as starting devices for electrically discharged tubes, in which case the opening of the switch resulting from the cooling of the bimetal caused by the suppression of the corona discharge. when closing the contacts, is used, in combination with a self-induction connected in series, to cause the voltage peak necessary to initiate the discharge in the tube.
In incandescent cathode discharge tubes
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descent, the tendency of the switch to open immediately after it is closed is a drawback, since it is desirable for the switch to remain closed for a time long enough to allow the cathodes to acquire the emission temperature before the switch opens, and causes the voltage peak. When the closing time is not long enough, the voltage peak is already applied when the cathodes are still cold enough and, apart from the difficulties of starting the tube, this causes a shortening of the tube life and premature blackening of its extremities.
The invention enables an effective delay to be obtained without compromising the simplicity of construction, which is characteristic of the corona discharge switch as heretofore manufactured.
According to the invention, the switch comprises means for causing the corona discharge between a relatively insensitive part of the bimetallic electrode, and the other electrode, which causes the heating of the part in question of the electrode. bimetallic electrode and brings it into contact with the other electrode; at this moment, the discharge in the gas ceases, but as a result of the thermal conduction along the bimetallic electrode from the heated part under consideration to a more sensitive part of this electrode, the electrodes remain in contact until the moment where the temperature is low enough for this contact to be broken.
Preferably, a part of the surface of the bimetal is covered, near the location of the support, in such a way that the covered surface is not directly heated by the corona discharge which occurs when a potential is applied. suitable between the electrodes.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, naturally forming part of the invention.
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Figs. 1 and 2, 3 and 4, 5 and 6 each show two side views, perpendicular to each other, of three embodiments of the switch according to the invention.
In figs. 1 and 2, a glass bulb 1, filled with gas in the usual manner, comprises a foot 2 in which are sealed the conductors 3 which can carry the thermal switching means and bring to them the current required. A metal strip 4,5 is rigidly fixed, for example by welding, to the upper part of each of the conductors 3, and each of the blades 4,5 comprises a contact member 6, 7; in the operating position of the switch, these components 6, 7 can touch each other.
Portions 4 'and 5' of bimetallic blades 45 have a mica shield. The switch has a bayonet base 9 and is powered by the power contacts 10.
When a suitable voltage is applied between the supply contacts 10, corona discharge occurs at the unprotected end of the bimetal blades 4 and 5, at the contact members 6 and 7 and at the conductors 3, and these parts are then heated by the discharge. After a certain time, the bimetallic blades are brought to a temperature such that they curve inwards so that the contact members 6 and 7 touch each other. The time until contact occurs is shorter than that required for the temperature to distribute evenly over the entire length of each blade 4, 5, in other words, the bending for the closing of the contacts results, so to speak, only from the heating of the unprotected parts.
As soon as the contacts are closed, the corona discharge ceases and the heated part of the switch gives off heat by radiation, convection and conduction. Some of this heat heats up parts 4 'and 5', which until then were hardly heated. At first, the fact that the heat is distributed more evenly
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over the entire length of the blades 4 and 5, the cooling of the directly heated parts of the bimetallic blades dominates and the members 6 and 7 remain in contact. This contact remains despite the drop in the total temperature of the bimetallic blades by the fact that the curvature of such a blade is proportional to the square of the heated length.
After a certain time, which depends among other things on the dimensions of the bimetallic blades and on the ratio between the dimensions of the protected parts and those of the unprotected parts of the blades, the temperature of the blades drops to a value such that the contacts open. in the usual manner.
As clearly shown in fig. 2, in this form of construction the covered parts 4 'and 5' of the bimetallic strips 4 and 5 have a smaller width than that of the uncoated parts, so that it suffices to apply a small amount of heat to the uncovered parts to cause serious curvature and that the uncovered parts can provide a large enough amount of heat without the dimensions of the slats being so large that the heating time required to the production of the contact between the contact members 6 and 7 becomes too long. The pressure of the gas in the bulb 1 is chosen so that the uncovered bimetal heats up quickly.
The switch shown in figs.3 and 4 operates in a manner analogous to that of the switch shown in figs.l and 2, and the corresponding members bear the same reference numerals. However, the protection means 8 are constituted by metal boxes with four faces. Each of the boxes is fixed by welding to one of the conductors to which is also fixed one of the bimetallic strips 4, 5. The boxes 8 have no other point of contact with the bimetallic strips. As clearly shown in FIG. 3, the protected parts and the unprotected parts of the blades here have the same width.
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The switch shown in figs. 5 and 6 only comprise a single bimetallic strip 4 and two contact members 6 and 7, the last of which occupies a fixed position and is fixed on the conductor 3 '. The part 4 'of the bimetallic strip 4 is covered by a three-sided or gutter-shaped cover, which is welded to the conductor 3 but which does not have any other point of contact with the strip 4. Operation is the same as in the embodiment described with reference to figs.l and 2 and the same members bear the same reference numerals.
The retarding effect results from the fact that the heat of the uncovered parts of the switching means and of the conductor 3 flows towards the uncovered part 4 'after the closing of the contact members 6 and 7.
The protection means can be made of a material whose output work is large compared to that of the material of the bimetal, so that the corona discharge is preferably established on the surfaces not covered with the bimetal. and thus ensures rapid heating of the bimetal and rapid entry into operation of the switch. The material with high output work can also be applied as a layer on a metal background or directly, for example by spraying on the bimetallic surface.
The covering means can obviously take any suitable shape and the dimensions and shapes of the various members of the switch according to the invention can be chosen so as to ensure a reasonable delay.
In the above it has always been a question of bimetallic blades. Such a blade may be in one piece, or else, to facilitate manufacture, in cases where certain parts of a blade are narrower and / or thinner than the others, it may be made up of several parts.