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Interrupteur thermique.
L'invention concerne un interrupteur thermique, fermé à l'état froid, en particulier un interrupteur d'amorçage pour les tubes à décharge dans le gaz et/ou dans la vapeur, qui est muni d'un dispositif magnétique comportant un aimant permanent et une armature conjuguée et qui tend à maintenir fermé l'inter- rupteur fermé.
Ces interrupteurs offrent l'avantage que les contacts s'ouvrent par sauts brusques mais d'autre part, ils présentent un inconvénient : pourmaintenir les contacts ouverts, ils néces- sitent une assez grande quantité de chaleur ce qui constitue, en général, une perte notable.
L'invention fournit des moyens d'obvier à cet incon- vénient.
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Suivant l'invention, le dispositif magnétique affecte une forme telle qu'il tend à maintenir ouvert l'interrupteur ouvert. L'attraction magnétique remplace donc une partie de la chaleur à fournir que nécessiterait autrement le maintien à l'état ouvert de l'interrupteur.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention, l'un des éléments du dispositif magnétique est en deux parties et l'autre élément est placé entre celles-ci ; contacts de l'interrupteur ouvert sont isolés entre eux et chacun d'eux est relié mécaniquement à un élément différent du dispositif.
Pour isoler entre eux les contacts de l'interrupteur ouvert, l'aimant permanent peut être en une matière isolante.
Dans une forme de construction très simple, les deux parties de l'élément précité du dispositif magnétique se complètent de manière à constituer un cylindre creux ou une pièce en forme de U.
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'inven- tion.
Sur la fig. 1, l'interrupteur fait office d'inter- rupteur d'amorçage d'un tube à décharge dans le gaz et/ou dans la vapeur, par exemple un tube à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression 2, à paroi luminescente. Ce tube comporte des électrodes à incandescence 3 et 4, qui sont reliées, d'une part à une source d'alimentation appropriée, par exemple le secteur à courant alternatif usuel 6, 6' par l'intermédiaire d'un élément thermique 13 de l'interrupteur et d'une impédance régulatrice du tube, par exemple une bobine de self 7, respecti- vement par l'intermédiaire d'un interrupteur principal 8 et d'au- @
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tre part, à l'état froid, par l'intermédiaire des contacts 16, 17 de l'interrupteur.
Pour faciliter l'amorçage, le tube peut comporter une bande d'amorçage extérieure 5, qui peut être re- liée éventuellement à l'une des électrodes, par exemple l'élec- trode 3. Les contacts de l'interrupteur sont shuntés par un condensateur de déparasitage, par exemple de 6000 pF.
L'interrupteur comporte une lame bimétallique 12, qui est chauffée par l'élément thermique 13 ; ce dernier est monté en série avec le tube 2. La lame bimétallique commande une armature magnétique 14 qui, conjuguée avec un aimant per- manent 15, ouvre et ferme les contacts 16 et 17 qui sont nor- malement fermés. Le contact 16 constitue le contre-contact ou contact fixe ou le contact qui est fixé du moins lorsque la tem- pérature ambiante est constante ; est porté par le support 21, tandis que le contact 17, qui est fixé sur la lame bimétallique 12, constitue le contact mobile ou contact de travail de l'in- terrupteur.
Comme le montrent les figs. 2, 3 et 4, l'interrupteur est monté sur un socle isolant 18 et est entouré d'une douille 19. Un support isolant 20 qui est pratiquement perpendiculaire au socle, porte deux éléments bimétalliques 21 et 22 compensa- teurs de la température, ces éléments sont montés de façon que, sous l'influence de la température ambiante, ils subissent les mêmes variations de forme que la lame bimétallique 12 lorsque celle-ci n'est pas chauffée par l'élément thermique 13. Cet élé- ment thermique est supporté par des organes d'alimentation 23 et 24 qui se terminent, à la partie inférieure du socle 18, dans des raccords 30', dont la fig. 2 n'en montre qu'un seul.
L'ai- mant permanent 15, qui peut être par exemple un aimant cylindri- que isolant, est monté sur une tige axiale 25 dont les extrémités sont fixées aux rallonges 26 et 27 des éléments bimétalliques @
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compensateurs 21,22. L'aimant isolant 15 peut être en un mélange fritté d'oxydes métalliques magnétisables contenant par exemple 30 parties de Fe2O3, 44 parties de Fe304 et 26 parties de C0203,
L'armature 14 est constituée par une manchette magné- tique cylindrique qui entoure l'aimant 15 et qui est portée par l'extrémité libre de la lame bimétallique 12. Le contact fixe 16 est fixé à l'élément 21 à l'aide d'une rallonge 28 de sorte que l'élément 21 fait en même temps office de support du contact 16.
Le contact de travail 17 est porté par l'armature 14 et est monté d'une manière telle qu'il touche le contre-contact 16 lorsque la lame bimétallique 12 est froide, c'est-à-dire lors- qu'elle se trouve à la température ambiante. Pour éviter la déformation de la rallonge 28 lors de chocs ou de vibrations, on peut utiliser un organe tampon 28'. Les contacts 16 et 17 sont reliés par l'intermédiaire des conducteurs 31 et 32, aux organes d'alimentation 29 et 30, qui sont prévus à la partie inférieure du socle et qui assurent la liaison de l'interrup- teur avec les électrodes à incandescence 3 et 4 du tube 2.
La fig. 3 montre en perspective la position relative de l'armature 14 et de l'aimant 15 lorsque les contacts 16 et 17 se touchent, tandis que la fig. 4 montre l'interrupteur à l'état ouvert.
Les figs. 5 et 6 montrent une forme de réalisation légèrement différente de l'interrupteur. L'aimant isolant 15 y est remplacé par un aimant permanent 33 en matière conductrice d'électricité et l'armature cylindrique 14 par une armature 34 en forme de U, tandis que la tige 25 est remplacée par un sup- port métallique non magnétique 35 constitué par des languettes de cuivre ou de laiton entre lesquelles est disposé l'aimant.
Le support 35 est fixé aux extrémités libres des éléments compen-
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sateurs 21 et 22. Pour éviter le court-circuit entre les con- tacts 16 et 17 lorsque ceux-ci sont écartés l'un de l'autre, on a prévu un organe isolant 36, par exemple une plaque de mica à la surface de la partie de l'armature tournée vers l'intérieur, surface sur laquelle est fixé le contact de travail 17. Le contre-contact 16 peut être monté sur une rallonge 37 du support 35, rallonge qui est fixée à l'élément 21. La fig. 5 représen- te l'interrupteur à l'état fermé et la fig. 6, le même interrup- teur à l'état ouvert.
Lorsque, par suite de la fermeture de l'interrupteur principal 8, (voir fig.l) le dispositif est mis sous tension,un courant traverse la bobine de self 7, l'élé- ment thermique 13, l'électrode 3, la lame bimétallique 12, l'ar- mature 14, le contact de travail 17, le contre-contact 16, l'élé- ment compensateur 21 et l'électrode 4. L'aimant 15 maintient les contacts 16 et 17 dans la position normalement fermée, jusqu'à ce que, par suite de la déformation de la lame bimétal- lique, provoquée par l'élément thermique 13, l'attraction en- tre l'aimant 15 et l'armature 14 soit vaincue. A ce moment, les contacts 16 et 17 s'écartent par saut brusque, l'aimant vient en contact avec la partie en regard opposée de l'armature, et les contacts 16 et 17 sont maintenus écartés.
Pendant la période de fermeture des contacts 16 et 17, les électrodes à incandescence 3, 4 sont portées à la tem- pérature d'émission, de sorte que la tension additionnelle fournie par la bobine de self au moment de l'ouverture de l'in- terrupteur provoque l'amorçage du tube 2 et par la suite, le courant de décharge qui traverse l'élément thermique 13 fait en sorte que la température de la lame bimétallique 12 ne tom- be pas au point qu'à l'état ouvert de l'interrupteur, l'attrac- tion magnétique entre l'aimant 15 et l'armature 14 soit vaincue :
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les contacts 16 et 17 restent donc écartés pendant le fonction- nement du tube 2.
Cependant, si le tube ne s'amorce pas, ou bien, s'il faut procéder à un réamorçage immédiatement après la mise hors circuit, l'attraction magnétique entre l'aimant et l'armature maintiendra écartés les contacts 16 et 17 aussi longtemps que la température de la lame bimétallique 12 ne tombe pas au-dessous d'une valeur déterminée. A ce moment, les con- tacts se rapprochent par sauts et restent fermés jusqu'au mo- ment où la lame bimétallique 12 atteint de nouveau la tempéra- ture à laquelle l'attraction magnétique est vaincue et à la- quelle les électrodes à incandescence ont repris leur tempé- rature d'émission.
La fig. 7 montre un montage de l'aimant et de l'arma- ture autre que celui utilisé dans les formes de réalisation décrites jusqu'à présent. L'aimant 38 est fixé à la lame bi- métallique 12 et l'armature 39 est fixe, du moins à une tempé- rature ambiante constante.
Alors que, dans les formes de réalisation décrites jusqu'à présent, l'aimant était simple, et que l'armature se trouvait des deux côtés du trajet de l'aimant et dans ce trajet, la fig. 8 montre une forme de réalisation comportant une arma- ture simple 40 qui est fixée à la lame bimétallique 12 ainsi que deux aimants qui sont disposés de part et d'autre de l'ar- mature et qui se complètent de manière à constituer un aimant 41 en forme de U ou de fer à cheval, entre les bras duquel se trouve l'armature 40. En principe, les interrupteurs montrés sur les figs. 7 et 8 fonctionnent de la même manière que ceux représentés sur les figs. 2 et 5.
L'interrupteur conforme à l'invention fonctionnant par sauts, remplit la fonction d'interrupteur thermique. En effet, pendant le fonctionnement du tube, il maintient ouverts
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des contacts normalement fermés, sans qu'il soit nécessaire d'accumuler à cet effet dans l'interrupteur une quantité de chaleur aussi grande que celle qui serait nécessaire pour maintenir l'interrupteur à l'état ouvert. Ceci nécessite en général autant de chaleur que celle nécessitée ensemble avec l'attraction magnétique.
Par suite de cette réduction de la quantité de chaleur accumulée, il faut évacuer moins de chaleur avant que l'interrupteur puisse se fermer et de plus, pendant le fonctionnement du tube, l'élément thermique 13 provo- que moins de pertes que sans l'utilisation des moyens magnéti- ques qui tendent à maintenir ouvert l'interrupteur.
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Thermal switch.
The invention relates to a thermal switch, closed in the cold state, in particular an ignition switch for gas and / or vapor discharge tubes, which is provided with a magnetic device comprising a permanent magnet and a mating armature which tends to keep the switch closed.
These switches offer the advantage that the contacts open by sudden jumps, but on the other hand, they have a drawback: to keep the contacts open, they require a fairly large amount of heat which is, in general, a loss. notable.
The invention provides means of overcoming this disadvantage.
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According to the invention, the magnetic device has a shape such that it tends to keep the switch open. The magnetic attraction therefore replaces some of the heat to be supplied that would otherwise be required to keep the switch open.
In an advantageous embodiment of the invention, one of the elements of the magnetic device is in two parts and the other element is placed between them; open switch contacts are isolated from each other and each of them is mechanically connected to a different element of the device.
To isolate the contacts of the open switch from one another, the permanent magnet may be of an insulating material.
In a very simple form of construction, the two parts of the aforementioned element of the magnetic device complement each other so as to constitute a hollow cylinder or a U-shaped part.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of the invention. tion.
In fig. 1, the switch acts as an ignition switch for a gas and / or vapor discharge tube, for example a low pressure mercury vapor discharge tube 2, with a luminescent wall . This tube comprises incandescent electrodes 3 and 4, which are connected, on the one hand to an appropriate power source, for example the usual alternating current sector 6, 6 'by means of a thermal element 13 of the switch and a regulating impedance of the tube, for example a choke coil 7, respectively via a main switch 8 and other- @
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be started, in the cold state, via the contacts 16, 17 of the switch.
To facilitate starting, the tube may include an external starting strip 5, which can optionally be connected to one of the electrodes, for example electrode 3. The contacts of the switch are shunted by. a interference suppression capacitor, for example of 6000 pF.
The switch comprises a bimetallic strip 12, which is heated by the thermal element 13; the latter is mounted in series with the tube 2. The bimetallic strip controls a magnetic armature 14 which, combined with a permanent magnet 15, opens and closes the contacts 16 and 17 which are normally closed. The contact 16 constitutes the counter-contact or fixed contact or the contact which is fixed at least when the ambient temperature is constant; is carried by the support 21, while the contact 17, which is fixed on the bimetallic strip 12, constitutes the moving contact or working contact of the switch.
As shown in figs. 2, 3 and 4, the switch is mounted on an insulating base 18 and is surrounded by a socket 19. An insulating support 20 which is practically perpendicular to the base, carries two bimetallic elements 21 and 22 which compensate for the temperature, these elements are mounted so that, under the influence of the ambient temperature, they undergo the same variations in shape as the bimetallic strip 12 when the latter is not heated by the thermal element 13. This thermal element is supported by supply members 23 and 24 which terminate, at the lower part of the base 18, in connectors 30 ', of which FIG. 2 only shows one.
The permanent magnet 15, which may for example be an insulating cylindrical magnet, is mounted on an axial rod 25, the ends of which are fixed to the extensions 26 and 27 of the bimetallic elements.
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compensators 21.22. The insulating magnet 15 can be a sintered mixture of magnetizable metal oxides containing for example 30 parts of Fe2O3, 44 parts of Fe304 and 26 parts of CO203,
The frame 14 is formed by a cylindrical magnetic sleeve which surrounds the magnet 15 and which is carried by the free end of the bimetallic strip 12. The fixed contact 16 is fixed to the element 21 using 'an extension 28 so that the element 21 acts at the same time as a support for the contact 16.
The working contact 17 is carried by the frame 14 and is mounted in such a way that it touches the counter-contact 16 when the bimetallic blade 12 is cold, that is to say when it is found at room temperature. To avoid deformation of the extension 28 during shocks or vibrations, a buffer member 28 'can be used. The contacts 16 and 17 are connected via the conductors 31 and 32, to the supply members 29 and 30, which are provided at the lower part of the base and which ensure the connection of the switch with the electrodes to. glow 3 and 4 of tube 2.
Fig. 3 shows in perspective the relative position of the armature 14 and of the magnet 15 when the contacts 16 and 17 touch each other, while FIG. 4 shows the switch in the open state.
Figs. 5 and 6 show a slightly different embodiment of the switch. The insulating magnet 15 is replaced there by a permanent magnet 33 of electrically conductive material and the cylindrical armature 14 by a U-shaped armature 34, while the rod 25 is replaced by a non-magnetic metallic support 35. consisting of copper or brass tabs between which the magnet is placed.
The support 35 is fixed to the free ends of the compensating elements.
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sators 21 and 22. To avoid short-circuiting between contacts 16 and 17 when they are separated from each other, an insulating member 36 is provided, for example a mica plate on the surface. of the part of the frame turned towards the inside, surface on which the working contact is fixed. The counter-contact 16 can be mounted on an extension 37 of the support 35, which extension is fixed to the element 21. Fig. 5 shows the switch in the closed state and FIG. 6, the same switch in the open state.
When, following the closing of the main switch 8 (see fig.l) the device is switched on, a current flows through the choke coil 7, the thermal element 13, the electrode 3, the bimetallic strip 12, the frame 14, the working contact 17, the counter-contact 16, the compensating element 21 and the electrode 4. The magnet 15 maintains the contacts 16 and 17 in the normal position. closed, until, as a result of the deformation of the bimetallic strip, caused by the thermal element 13, the attraction between the magnet 15 and the armature 14 is overcome. At this moment, the contacts 16 and 17 move apart by a sudden jump, the magnet comes into contact with the opposite facing part of the armature, and the contacts 16 and 17 are kept apart.
During the closing period of contacts 16 and 17, the incandescent electrodes 3, 4 are brought to the emission temperature, so that the additional voltage supplied by the choke coil at the time of opening of the The switch causes the tube 2 to be ignited and subsequently the discharge current which passes through the thermal element 13 ensures that the temperature of the bimetallic strip 12 does not fall to the point where it is open of the switch, the magnetic attraction between the magnet 15 and the armature 14 is overcome:
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the contacts 16 and 17 therefore remain separated during the operation of the tube 2.
However, if the tube does not prime, or if it is necessary to re-prime immediately after switching off, the magnetic attraction between the magnet and the armature will keep contacts 16 and 17 apart for as long. that the temperature of the bimetallic strip 12 does not fall below a determined value. At this point, the contacts jump closer together and remain closed until the moment when the bimetallic blade 12 again reaches the temperature at which the magnetic attraction is overcome and at which the electrodes glow. have returned to their emission temperature.
Fig. 7 shows a mounting of the magnet and the armature other than that used in the embodiments described so far. Magnet 38 is attached to bi-metallic blade 12 and frame 39 is fixed, at least at a constant ambient temperature.
While, in the embodiments described so far, the magnet was simple, and the armature was on both sides of the magnet path and in that path, FIG. 8 shows an embodiment comprising a simple armature 40 which is fixed to the bimetallic strip 12 as well as two magnets which are arranged on either side of the frame and which complete each other so as to constitute a magnet. 41 U-shaped or horseshoe-shaped, between the arms of which is the frame 40. In principle, the switches shown in figs. 7 and 8 operate in the same way as those shown in Figs. 2 and 5.
The switch according to the invention operating in jumps, fulfills the function of a thermal switch. Indeed, during the operation of the tube, it keeps open
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normally closed contacts, without it being necessary to accumulate in the switch a quantity of heat as large as that which would be necessary to keep the switch in the open state. This generally requires as much heat as that required together with the magnetic attraction.
As a result of this reduction in the amount of heat accumulated, less heat must be removed before the switch can close and, furthermore, during operation of the tube, the thermal element 13 causes less losses than without the switch. use of magnetic means which tend to keep the switch open.