BR112013024622B1

BR112013024622B1 - trocador de tomada de carga

Info

Publication number: BR112013024622B1
Application number: BR112013024622-7A
Authority: BR
Inventors: Robert Alan Elick; Jon Christopher Brasher
Original assignee: Abb Schweiz Ag
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2020-11-10
Also published as: MX2013011028A; US20140176273A1; BR112013024622A8; CN103548105A; WO2012134977A1; CN103548105B; CA2831841A1; EP2689443A1; US9136055B2; EP2689443B1; CA2831841C; BR112013024622A2

Abstract

TROCADOR DE TOMADA ELÉTRICA TENDO UMA MONTAGEM DE INTERRUPTOR DE VÁCUO COM UM AMORTECEDOR MELHORADO. A presente invenção refere-se a um trocador de tomada elétrica com carga tendo um interruptor de vácuo que é atuado por um eixo de uma montagem de atuação. Um amortecedor amortece o movimento do eixo. O amortecedor provê mais amortecimento quando o eixo está fechando o interruptor de vácuo do quando o eixo está fechando o interruptor de vácuo. O amortecedor inclui um alojamento definindo pelo menos parcialmente uma câmara interior para dentro da qual o eixo se estende. Um pistão com aberturas estendendo-se completamente está disposto na câmara interior e é seguro ao eixo de modo a ser móvel com o mesmo. Uma estrutura de bloqueio é operável para bloquear as aberturas no pistão quando o eixo está fechando o interruptor de vácuo e para desbloquear as aberturas no pistão quando o eixo está abrindo o interruptor de vácuo.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se aos trocadores de tomada e mais particularmente aos trocadores de tomada de carga.

[0002] Como é bem sabido, um transformador converte eletricidade a uma voltagem para eletricidade a outra voltagem, qualquer um de maior ou menor valor. Um transformador obtém esta conversão de voltagem usando um enrolamento primário e um enrolamento secundário, cada um dos quais são enrolados em um núcleo ferromagnético e compreende um número de voltas de um condutor elétrico. O enrolamento primário é conectado a uma fonte de voltagem e o enrolamento secundário é conectado a uma carga. A voltagem presente sobre o enrolamento primário é induzida sobre o enrolamento secundário por um fluxo magnético que passa através do núcleo. Ao trocar a relação de voltas secundárias para voltas primárias, a relação de voltagem de saída para entrada pode ser trocada, deste modo controlando ou regulando a voltagem de saída do transformador. Esta relação pode ser trocada ao trocar efetivamente o número de voltas sobre o enrolamento primário e/ou o número de voltas sobre o enrolamento secundário. Isto é realizado fazendo conexões entre pontos de conexão diferentes ou "tomadas" dentro do(s) enrolamento(s). Um dispositivo que pode fazer tais conexões seletivas às tomadas é referido como um "trocador de tomada".

[0003] Em geral, existem dois tipos de trocadores de tomada: trocadores de tomada de carga e trocadores de tomada desenergizados ou "sem carga". Um trocador de tomada sem carga usa um disjuntor de circuito para isolar um transformador de uma fonte de voltagem e então comuta a partir de uma tomada para a outra. Um trocador de tomada de carga (ou simplesmente "trocador de tomada de carga"comuta a conexão entre as tomadas enquanto o transformador é conectado à fonte de voltagem. Um trocador de tomada de carga pode incluir, para cada enrolamento de fase, uma montagem de comutador de seletor, uma montagem de comutador de desvio e uma montagem de interruptor de vácuo. A montagem de comutador de seletor faz conexões para tomadas do transformador, enquanto a montagem de comutador de desvio conecta as tomadas, através de dois circuitos de ramais, a um circuito de energia principal. Durante uma troca de tomada, a montagem de interruptor de vácuo isola seguramente um circuito de ramais. Um sistema de acionamento move a montagem de comutador de seletor, a montagem de comutador de desvio e a montagem de interruptor de vácuo. A operação da montagem de comutador de seletor, a montagem de comutador de desvio e a montagem de interruptor de vácuo são interdependentes e cuidadosamente coreografadas. A presente invenção é direcionada para tal trocador de tomada que tem uma montagem de interruptor de vácuo com um amortecedor melhorado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0004] De acordo com a presente invenção, um trocador de tomada de carga é provido que tem uma montagem de interruptor de vácuo para imersão em um fluido dielétrico. A montagem de interruptor de vácuo inclui um interruptor de vácuo com contatos. Uma montagem de atuação é provida e inclui um eixo conectado aos contatos do interruptor de vácuo. O eixo é operável em movimento para abrir e fechar os contatos. Um amortecedor é operável para amortecer o movimento do eixo. O amortecedor inclui um alojamento tendo uma parede com uma abertura. O alojamento define uma câmara interior dentro da qual o eixo se estende. A câmara interior está em comunicação com a abertura. Um pistão está disposto na câmara interior e é seguro ao eixo de modo a ser móvel com o mesmo. O pistão tem uma ou mais primeiras aberturas e uma ou mais segundas aberturas. A uma ou mais primeiras aberturas são maiores do que a uma ou mais segundas aberturas. Uma estrutura de bloqueio está disposta na câmara interior de modo que o pistão está disposto entre a abertura e a estrutura de bloqueio. A estrutura de bloqueio tem um corpo através do qual o eixo se estende de forma móvel. A estrutura de bloqueio é móvel entre próxima e distai ao pistão, em que quando a estrutura de bloqueio está próxima ao pistão, à estrutura de bloqueio fecha a uma ou mais primeiras aberturas, mas não a uma ou mais segundas aberturas, e em que quando a estrutura de bloqueio é distai ao pistão, a estrutura de bloqueio não fecha qualquer da uma ou mais primeiras aberturas ou da uma ou mais segundas aberturas. Uma mola inclina a estrutura de bloqueio em direção ao pistão. Durante o movimento do eixo para fechar os contatos, a estrutura de bloqueio é disposta próxima ao pistão. Quando o eixo move-se para abrir os contatos, a estrutura de bloqueio move-se contra a inclinação da mola para ser distal a partir do pistão, deste modo abrindo a uma ou mais primeiras aberturas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0005] As características, aspectos e vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais bem entendidos com respeito à seguinte descrição, reivindicações anexas e desenhos anexos onde: A Fig. 1 mostra uma vista em elevação frontal de um trocador de tomada da presente invenção; A Fig. 2 mostra uma vista esquemática do trocador de tomada; A Fig. 3 mostra diagramas de circuito do trocador de tomada em configurações lineares, mais-menos e grosseiro-finas; A Fig. 4 mostra um desenho esquemático de um circuito elétrico do trocador de tomada; A Fig. 5 mostra o circuito elétrico progredindo através de um trocador de tomada; A Fig. 6 mostra uma vista frontal do interior de um tanque do trocador de tomada; A Fig. 7 é uma vista traseira de uma estrutura de suporte frontal do trocador de tomada; A Fig. 8 é uma vista em perspectiva frontal da estrutura de suporte com uma montagem de comutador de desvio e uma montagem de interruptor de vácuo montada na mesma; A Fig. 9 é uma vista placa de um carne de desvio da montagem de comutador de desvio; A Fig. 10 mostra uma vista secional de um interruptor de vácuo da montagem de interruptor de vácuo; A Fig. 11 é uma vista placa de um carne de interruptor de vácuo da montagem de interruptor de vácuo; A Fig. 12 mostra uma vista em perspectiva de uma corrediça (vaivém) da montagem de interruptor de vácuo; A Fig. 13 mostra uma vista secional de uma porção da montagem de interruptor de vácuo mostrando o engate da corrediça com o carne de interruptor de vácuo; A Fig. 14 mostra uma vista em perspectiva de uma porção de uma massa de impacto da montagem de interruptor de vácuo; A Fig. 15 mostra uma vista secional de uma porção da montagem de interruptor de vácuo mostrando o interior de um amortecedor unidirecional; A Fig. 16 mostra uma vista em perspectiva de um pistão do amortecedor unidirecional; A Fig. 17 mostra uma vista em perspectiva de uma estrutura de anel do amortecedor unidirecional; A Fig. 18 mostra uma vista em perspectiva frontal da estrutura de suporte com uma segunda modalidade da montagem de interruptor de vácuo montada na mesma; e A Fig. 19 mostra uma vista em seção transversal de uma porção da segunda modalidade da montagem de interruptor de vácuo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[0006] Deve ser notado que na descrição detalhada a seguir componentes idênticos têm os mesmos números de referência, independentemente de se eles são mostrados em modalidades diferentes da presente invenção. Deve ser notado também que a fim de divulgar claramente e precisamente a presente invenção, os desenhos podem não estar necessariamente em escala e certas características da invenção podem ser mostradas na forma um tanto esquemática.

[0007] Referindo-se agora às Figs. 1 e 2, é mostrado um trocador de tomada de carga (LTC) 10 incorporado de acordo com a presente invenção. O LTC 10 é adaptado para montagem de tanque para um transformador. Geralmente, o LTC 10 compreende uma montagem de troca de tomada 12, um sistema de acionamento 14 e um sistema de monitoramento 16. A montagem de troca de tomada 12 está encerrada em um tanque 18, enquanto o sistema de acionamento 14 e o sistema de monitoramento 16 estão encerrados em um alojamento 20, que pode ser montado abaixo do tanque 18. O tanque 18 define uma câmara interior dentro da qual a montagem de troca de tomada 12 é montada. A câmara interior retém um volume de fluido dielétrico suficiente para imergir a montagem de troca de tomada 12. O acesso à montagem de troca de tomada 12 é proporcionado através de uma porta 24, que é pivotante entre as posições aberta e fechada.

[0008] A montagem de troca de tomada 12 inclui três circuitos 30, cada um dos quais é operável para trocar tomadas em um enrolamento de regulagem 32 para uma fase do transformador. Cada circuito 30 pode ser utilizado em uma configuração linear, uma configuração mais- menos ou uma configuração grosseiro-fino, como mostrado nas Figs. 3a, 3b, 3c, respectivamente. Na configuração linear, a voltagem através do enrolamento de regulagem 32 é adicionada à voltagem através de um enrolamento principal 34 (baixa voltagem). Na configuração mais- menos, o enrolamento de regulagem 32 é conectado ao enrolamento principal 34 por uma chave de comutação 36, que permite que a voltagem através do enrolamento de regulagem 32 seja adicionada ou subtraída a partir da voltagem através do enrolamento principal 34. Na configuração grosseiro-fino, está um enrolamento de regulagem grosseiro 38 além do enrolamento de regulagem 32 (fino). Uma chave de comutação 40 conecta o enrolamento de regulagem 32 (fino) ao enrolamento principal 34, tanto diretamente, ou em série, com o enrolamento de regulagem grosseiro 38.

[0009] Referindo-se agora à Fig. 4, é mostrado um desenho esquemático de um dos circuitos elétricos 30 da montagem de troca de tomada 12 conectados ao enrolamento de regulagem 32 em uma configuração mais-menos. O circuito elétrico 30 está disposto dentro de primeiros e segundos circuitos de ramal 44, 46 e geralmente inclui uma montagem de comutador de seletor 48, uma montagem de comutador de desvio 50 e uma montagem de interruptor de vácuo 52 compreendendo um interruptor de vácuo 54.

[00010] A montagem de comutador de seletor 48 compreende primeiro e segundo braços de contato móveis 58, 60 e uma pluralidade de contatos estacionários 56 que são conectados às tomadas do enrolamento 32, respectivamente. O primeiro e segundo braços de contato 58, 60 são conectados a reatores 62, 64, respectivamente, que reduzem a amplitude da corrente de circulação quando a montagem de comutador de seletor 48 está ligando as duas tomadas. O primeiro braço de contato 58 está localizado no primeiro circuito de ramal 44 e o segundo braço de contato 60 está localizado no segundo circuito de ramal 46. A montagem de comutador de desvio 50 compreende primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68, com o primeiro comutador de desvio 66 estando localizado no primeiro circuito de ramal 44 e o segundo comutador de desvio 68 estando localizado no segundo circuito de ramal 46. Cada um do primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68 está conectado entre seu reator associado e o circuito de energia principal. O interruptor de vácuo 54 está conectado entre o primeiro e segundo circuitos de ramal 44, 46 e compreende um contato fixo 164 e um contato móvel 166 encerrados em um botijão ou alojamento 168 tendo um vácuo no mesmo, como é visto melhor na Fig. 10.

[00011] O primeiro e segundo braços de contato 58, 60 da montagem de comutador de seletor 48 podem ser posicionados em uma posição não em ponte ou uma posição em ponte. Em uma posição não ligada, o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 são conectados a uma única de uma pluralidade de tomadas sobre o enrolamento 32 do transformador. Em uma posição em ponte, o primeiro braço de contato 58 é conectado a uma das tomadas e o segundo contato 60 é conectado a outra tomada adjacente.

[00012] Na Fig. 4, o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 são ambos conectados à tomada 4 do enrolamento 32, isto é, o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 estão em uma posição não ligada. Em uma condição no estado estacionário, os contatos 164, 166 do interruptor de vácuo 54 estão fechados e os contatos em cada um do primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68 estão fechados. A corrente de carga flui através do primeiro e segundo braços de contato 58, 60 e o primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68. Substancialmente, nenhuma corrente flui através do interruptor de vácuo 54 e não há nenhuma corrente de circulação no circuito do reator.

[00013] Uma troca de tomada em que o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 são movidos para uma posição em ponte será agora descrita com referência às Figs. 5a-5e. O primeiro comutador de desvio 66 é primeiro aberto (como mostrado na Fig. 5a), que faz a corrente fluir através do interruptor de vácuo 54 a partir do primeiro braço de contato 58 e o reator 62. O interruptor de vácuo 54 é então aberto para isolar o primeiro circuito de ramal 44 (como mostrado na Fig. 5b). Isto permite que o primeiro braço de contato 58 seja movido a seguir para a tomada 5 sem arquear (como mostrado na Fig. 5c). Após este movimento, o interruptor de vácuo 54 é primeiro fechado (como mostrado na Fig. 5d) e então o primeiro comutador de desvio 66 é fechado (como mostrado na Fig. 5e). Isto completa a troca de tomada. Neste ponto, o primeiro braço de contato 58 é conectado à tomada 5 e o segundo braço de contato é conectado à tomada 4, isto é, o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 estão em uma posição em ponte. Em uma condição em estado estacionário, os contatos 164, 166 do interruptor de vácuo 54 estão fechados e os contatos em cada um do primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68 estão fechados. Os reatores 62, 64 são agora conectados em série e a voltagem em seu ponto médio é uma metade da voltagem por seleção de tomada. A corrente de circulação flui agora no circuito do reator.

[00014] Outra troca de tomada pode ser feita para mover o segundo braço de contato 60 para a tomada 5 de modo que o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 estão na mesma tomada (tomada 5), isto é, para estar em uma posição não em ponte. Para assim fazer, a rotina descrita acima é realizada para o segundo circuito de ramal 46, isto é, o segundo comutador de desvio 68 é primeiro aberto, então o interruptor de vácuo 54 é aberto, o segundo braço de contato 60 é movido para a tomada 5, o interruptor de vácuo 54 é primeiro fechado e então o segundo comutador de desvio 68 é fechado.

[00015] Nas trocas de tomadas descritas acima, a corrente flui continuamente durante as trocas de tomada, enquanto o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 são movidos na ausência de corrente.

[00016] Como melhor mostrado na Fig. 4, a montagem de comutador de seletor 48 pode ter oito contatos estacionários 56 conectados a oito tomadas sobre o enrolamento 32 e um contato estacionário 56 é conectado a uma tomada neutra (na faixa média) do enrolamento 32. Assim, com a chave de comutação 36 sobre o terminal B (como mostrado), a montagem de comutador de seletor 48 é móvel entre a posição neutra e dezesseis posições de aumento discretas (mais) (isto é, oito posições de não ligação e oito posições de ligação). Com a chave de comutação 36 sobre o terminal A, a montagem de comutador de seletor 48 é móvel entre uma posição neutra e dezesseis posições mais baixas discretas (menos) (isto é, oito posições de não ligação e oito posições de ligação). Consequentemente, a montagem de comutador de seletor 48 é móvel entre um total de 33 posições (uma posição neutra, 16 posições de subida (R) e 16 posições mais baixas (L).

[00017] Referindo-se agora à Fig. 6, três estruturas de suporte 80 são montadas dentro do tanque 18, uma para cada circuito elétrico 30. As estruturas de suporte 80 são compostas de um material dielétrico rígido, tal como um plástico dielétrico reforçado com fibra. Para cada circuito elétrico 30, a montagem de comutador de desvio 50 e a montagem de interruptor de vácuo 52 são montadas em um primeiro lado (ou na frente) de uma estrutura de suporte 80, enquanto a montagem de comutador de seletor 48 é montada atrás da estrutura de suporte 80.

[00018] Referindo-se agora à Fig. 7, a montagem de comutador de desvio 50 inclui uma engrenagem de desvio 82 conectada por um eixo isolado 83 a um sistema de transmissão, que, por sua vez, é conectada a um motor elétrico. A engrenagem de desvio 82 é fixa a um eixo de desvio que se estende através da estrutura de suporte 80 e para dentro do primeiro lado da estrutura de suporte 80. A engrenagem de desvio 82 é conectada por uma corrente 90 a uma engrenagem 92 (VI) de interruptor de vácuo segura sobre o eixo VI 94. O eixo VI 94 também se estende através da estrutura de suporte 80 e para dentro do primeiro lado da estrutura de suporte 80. Quando o motor é ativado para efetuar uma troca de tomada, o sistema de transmissão e o eixo 83 transportam a rotação de um eixo do motor para a engrenagem de desvio 82, deste modo fazendo a engrenagem de desvio 82 e o eixo de desvio girar. A rotação da engrenagem de desvio 82, por sua vez, é transportada pela corrente 90 para a engrenagem VI 92, que faz a engrenagem VI 92 e o eixo VI 94 girar.

[00019] Sobre o lado da estrutura de suporte 80, o eixo de desvio é seguro a um carne de desvio 100, enquanto o eixo VI 94 é seguro a um came VI 102. O carne de desvio 100 gira com a rotação do eixo de desvio e o came VI 102 gira com a rotação do eixo VI 94. Como será descrito em mais detalhe abaixo, as engrenagens de desvio e VI 82, 92 são dimensionadas e dispostas para girar o carne de desvio 100 através de 180 graus para cada troca de tomada e para girar o came VI 102 através de 360 graus para cada troca de tomada.

[00020] Referindo-se à Fig. 8, a montagem de comutador de desvio 50 inclui o primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68, o eixo de desvio e o carne de desvio 100, como descrito acima. Cada um do primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68 compreende uma pluralidade de contatos 104 dispostos em uma pilha e retidos em um portador de contatos 106. Os contatos 104 são compostos de um metal condutivo, tal como cobre. Cada contato 104 tem uma extremidade primeira ou interna e uma extremidade segunda ou externa. Um entalhe cônico (com uma forma de V gradual) é formado em cada contato 104 na extremidade externa, enquanto uma abertura de montagem estende- se através de cada contato 104 na extremidade interna. Em cada um do primeiro e segundo comutadores de contato 66, 68, quando os contatos 104 são dispostos em uma pilha, os entalhes cônicos alinham-se para formar uma ranhura cônica. Além disso, as aberturas de montagem alinham-se para formar um furo de montagem, estendendo-se através do comutador. Cada um do primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68 é montado pivotavelmente à estrutura de suporte 80 por poste 114 que se estende através do furo de montagem nos contatos 104, bem como furos alinhados no portador de contatos 106 e um tirante maior 116 que se estende entre o primeiro e segundo comutadores 66, 68. Um tirante maior 116 é parcialmente removido na Fig. 8 para melhor mostrar outras características. O tirante maior 116 todo pode ser visto na Fig. 6.

[00021] Cada um do primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68 é móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta. Na posição fechada, um poste de contato fixo 118 está disposto na ranhura e está em contato firme com os contatos 104. Na posição aberta, o poste de contato fixo 118 não está disposto na ranhura e os contatos 104 são espaçados a partir do poste de contato 118. Os postes de contato fixos 118 são ambos conectados eletricamente ao circuito de energia principal e, mais especificamente, a um terminal neutro. Cada um do primeiro e segundo comutadores de desvio 66, 68 é movido entre as posições fechadas e abertas por uma montagem de atuação 120.

[00022] A montagem de atuação 120 é parte da montagem de comutador de desvio 50 e compreende primeira e segunda manivelas em ângulo 122, 124. Cada uma de primeira e segunda manivelas em ângulo 122, 124 tem um ponto de conexão principal, um ponto de conexão de ligação e um ponto de conexão de seguidor, que estão dispostos na configuração de um triângulo reto, com o ponto de conexão principal estando localizado no vértice do ângulo reto. A primeira e segunda manivelas em ângulo 122,124 são conectadas pivotavelmente em seus pontos de conexão principais à estrutura de suporte pelos postes 126, respectivamente. Os postes 126 estendem-se através de aberturas na primeira e segunda manivelas em ângulo 122, 124 nos pontos de conexão principais e através de aberturas nas extremidades de um tirante menor 130. Uma primeira extremidade de uma primeira ligação pivotável 132 é conectada ao ponto de conexão de ligação da primeira manivela em ângulo 122 e uma segunda extremidade, da primeira ligação pivotável 132 é conectada ao portador de contatos 106 do primeiro comutador de desvio 66. Similarmente, uma primeira extremidade de uma segunda ligação pivotável 134 é conectada ao ponto de conexão de ligação da segunda manivela em ângulo 124 e uma segunda extremidade da segunda ligação pivotável 134 é conectada ao portador de contatos 106 do segundo comutador de desvio 68. Um primeiro seguidor de carne na forma de roda 136 é conectado giratoriamente ao ponto de conexão de seguidor da primeira manivela em ângulo 122, enquanto um segundo seguidor de carne na forma de roda 138 é conectado giratoriamente ao ponto de conexão de seguidor da segunda manivela em ângulo 124.

[00023] Referindo-se agora também à Fig. 9, o carne de desvio 100 é geralmente circular e tem primeira e segunda superfícies maiores opostas. Um par de endentações aumentadas 140 pode ser formado em uma superfície periférica do carne de desvio 100. As endentações 140 estão localizadas em lados opostos do carne de desvio 100 e têm um nadir. A segunda superfície maior é plana e está disposta em direção à estrutura de suporte 80. A primeira superfície maior está disposta em direção à porta 24 (quando ela está fechada) e tem uma ranhura irregular sem-fim 142 formada nela. A ranhura 142 é parcialmente definida por uma área central 144 que tem porções arqueadas maiores e menores 148, 150. A porção maior 148 tem um raio maior do que a porção menor 150. As transições entre as porções maiores e menores são conificadas.

[00024] O primeiro e segundo seguidores de carne 136, 138 estão dispostos na ranhura 142 nos lados opostos da área central 144. Em uma posição neutra ou inicial, a porção menor 150 do carne de desvio 100 é disposta em direção à montagem de interruptor de vácuo 52, enquanto a porção maior 148 do carne de desvio 100 é disposta longe a partir da montagem de interruptor de vácuo 52. Além disso, o primeiro e segundo seguidores de carne 136, 138 estão ambos em contato com a porção menor 150 nas junções com as transições para a porção maior 148, respectivamente. Com o primeiro e segundo seguidores de carne 136, 138 nestas posições, tanto o primeiro como o segundo comutadores de desvio 66, 68 estão na posição fechada. Quando o carne de desvio 100 está na posição de origem, o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 estão em uma posição não em ponte.

[00025] A Fig. 8 mostra o carne de desvio 100 depois dele ter girado no sentido horário a partir de sua origem, ou posição neutra em resposta ao início de uma troca de tomada. Esta rotação faz o primeiro seguidor de carne 136 mover-se (de modo geral) através da transição e em contato com a porção maior 148, enquanto o segundo seguidor de carne 138 simplesmente percorre sobre a porção menor 150. O movimento do primeiro seguidor de carne 136 através da transição aumenta o raio da área central em contato com o primeiro seguidor de carne 136, deste modo movendo o primeiro seguidor de carne 136 para fora. Este movimento para fora, por sua vez, faz a primeira manivela em ângulo 122 pivotar no sentido anti-horário em torno do ponto de conexão principal. Este movimento pivotante faz a primeira ligação 132 puxar o primeiro comutador de desvio 66 para fora, longe do poste de contato fixo 118, para a posição aberta. Na medida em que o primeiro seguidor de carne 136 move-se sobre a porção maior 148, o primeiro comutador de desvio 66 é mantido na posição aberta. Como o carne de desvio 100 continua a girar, o primeiro seguidor de carne 136 move-se durante a transição para a porção menor 150, deste modo diminuindo o raio da área central 144 em contato com o primeiro seguidor de carne 136, que permite que o primeiro seguidor de carne 136 mova-se para dentro e a primeira manivela em ângulo 122 para pivotar no sentido horário. Este movimento pivotante faz a primeira ligação 132 empurrar o primeiro comutador de desvio 66 para dentro, em direção ao poste de contato fixo 118, para a posição fechada. Neste ponto, a troca de tomada está concluída e o carne de desvio 100 girou a 180 graus para uma posição intermediária. O primeiro e segundo seguidores de carne 136,138 estão novamente em contato com a porção menor 150 nas junções com as transições para a porção maior 148, respectivamente, mas a porção maior 148 do carne de desvio 100 está agora disposta em direção à montagem de interruptor de vácuo 52, enquanto a porção menor 150 do carne de desvio 100 está disposto longe da montagem de interruptor de vácuo 52. Com o carne de desvio 100 nesta posição intermediária, tanto do primeiro como o segundo comutadores de desvio 66, 68 estão novamente na posição fechada. Além disso, o primeiro e segundo braços de contato 58, 60 estão em uma posição em ponte.

[00026] Se outra troca de tomada é feita de modo que o segundo braço de contato 60 seja movido para a mesma tomada como o primeiro braço de contato 58, isto é, uma posição não em ponte, o carne de desvio 100 novamente gira na direção do sentido horário, o segundo seguidor de carne 138 move-se através da transição e em contato com a porção maior 148, enquanto o primeiro seguidor de carne 136 simplesmente percorre sobre a porção menor 150. O movimento do segundo seguidor de carne 138 através da transição aumenta o raio da área central 144 em contato com o segundo seguidor de carne 138, deste modo movendo o segundo seguidor de carne 138 para fora. Este movimento para fora, por sua vez, faz a segunda manivela em angulo 124 pivotar no sentido horário em torno do ponto de conexão principal. Este movimento pivotante faz a segunda ligação 134 puxar o segundo comutador de desvio 68 para fora, longe do poste de contato fixo 118 para a posição aberta. Como o segundo seguidor de carne 138 move- se sobre a porção maior 148, o segundo comutador de desvio 68 é mantido na posição aberta. Com o carne de desvio 100 continua a girar, o segundo seguidor de carne 138 move-se durante a transição para a porção menor 150, deste modo diminuindo o raio da área central 144 em contato com o segundo seguidor de carne 138, que permite que o segundo seguidor de carne 138 mova-se para dentro e a segunda manivela em ângulo 124 pivote no sentido anti-horário. Este movimento pivotante faz a segunda ligação 134 empurrar o segundo comutador de desvio 68 para dentro, para o poste de contato fixo 118, para a posição fechada. Neste ponto, o carne de desvio 100 girou a 360 graus e o carne de desvio 100 está de volta à posição de origem.

[00027] Um par de braços de seguidor 152 pode opcionalmente ser provido. Os braços de seguidor 152 são montados pivotavelmente à estrutura de suporte 80 e têm rolos montados rotativamente às extremidades externas dos mesmos, respectivamente. Uma mola 156 inclina as extremidades externas dos braços de seguidor 152 uma para a outra. Esta inclinação faz os rolos na extremidade de uma troca de tomada moverem-se para dentro dos nadires nas endentações 140. Deste modo, os braços de seguidor 152 são operáveis para inclinar o carne de desvio 100 para a posição de origem e a posição intermediária na extremidade de uma troca de tomada.

[00028] Referindo-se agora também à Fig. 10, a montagem de interruptor de vácuo 52 geralmente compreende o interruptor de vácuo 54 e uma montagem de atuação 160.

[00029] O interruptor de vácuo 54 é suportado sobre e seguro a uma montagem 162 que é fixada à estrutura de suporte 80. O interruptor de vácuo 54 inclui geralmente um contato fixo 64 e um contato móvel 166 dispostos dentro de um botijão ou alojamento 168 vedado. O alojamento 168 compreende uma parede lateral substancialmente cilíndrica segura entre copos de extremidade superior e inferior de modo a formar uma câmara interna hermeticamente vedada, que é evacuada a cerca de 10‘ 3 Torr. A parede lateral é composta de um material isolante tal como um material cerâmico com alto teor de alumina, um material de vidro ou um material de porcelana. Os contatos fixos e móveis 164, 166 estão na forma de disco e podem ser do tipo de topo. Quando os contatos fixos e móveis 164, 166 são contatados juntos, eles permitem que a corrente flua através do interruptor de vácuo 54. O contato fixo é conectado eletricamente a um eletrodo fixo 172 que é seguro a e estende-se através do copo de extremidade inferior do alojamento 168. O eletrodo fixo 172 é conectado eletricamente à montagem 162, que, por sua vez, é conectado eletricamente ao primeiro circuito de ramal 44. O contato móvel 166 é conectado eletricamente a um eletrodo móvel 174 que se estende através do copo de extremidade superior do alojamento 168 e é móvel ao longo de um eixo longitudinal com relação ao eletrodo fixo 172. O movimento para cima do eletrodo móvel 174 abre os contatos 164, 166, enquanto o movimento para baixo do eletrodo móvel 174 fecha os contatos 164,166. O movimento relativo do eletrodo móvel 174 é realizado através de uma estrutura de fole de metal 176 que é anexada a uma de suas extremidades para o eletrodo móvel 174 e a outra de suas extremidades para o copo de extremidade superior.

[00030] Uma cinta de metal flexível 178 conecta eletricamente o eletrodo móvel 174 do interruptor de vácuo 54 para um barramento do segundo circuito de ramal 46. A cinta de metal 178 pode ser compreendida de cordões trançados de arame. A cinta de metal 178 é segura no eletrodo móvel 174 por uma conexão giratória 180 que se estende através de um orifício em um eletrodo da cinta de metal 178 e é recebida de modo rosqueado em um furo rosqueado do eletrodo móvel 174. Uma extremidade inferior de um eixo de interruptor 182 é conectada à conexão giratória 180 por um parafuso de ressalto. Uma extremidade superior do eixo de interruptor 182 é conectada de forma rosqueada a um eixo de amortecedor 186. A conexão giratória 180, o eixo de interruptor 182 e o eixo de amortecedor 186 cooperam para formar um eixo de atuação 188.

[00031] Uma blindagem dielétrica 330 pode ser montada ao barramento do segundo circuito de ramal 46, como mostrado na Fig. 18. A blindagem dielétrica 330 estende-se sobre a cinta de metal 178 de modo a ser disposta entre a cinta de metal 178 e a porta 24. A blindagem dielétrica 330 é composta de um material condutivo, tal como aço, e está no mesmo potencial como a cinta de metal 178. Sem a blindagem dielétrica 330, se a cinta de metal 178 for danificada de modo que um cordão de arame estende-se para fora, para a porta 24, um campo elétrico de alta grandeza pode ser criado na extremidade solta do cordão. Uma vez que a blindagem dielétrica 330 está no mesmo potencial como a cinta de metal 178, a blindagem dielétrica reduz a grandeza do campo elétrico para um nível muito baixo.

[00032] A montagem de atuação 160 compreende geralmente o came V1102, o eixo de atuação 188, uma corrediça 190, uma massa de impacto 192, um amortecedor unidirecional 194 e um amortecedor de erosão de contato 196. Tanto a corrediça 190 como a massa de impacto 192 podem ser compostas de metal, tal como aço. A massa de impacto 192, no entanto, é significativamente mais pesada (tem mais massa) do que a corrediça 190.

[00033] Referindo-se agora à Fig. 11, é mostrada uma vista frontal do came VI 102. Como mostrado, o came VI 102 é substancialmente circular e tem primeira e segunda superfícies maiores opostas. A segunda superfície maior é plana e está disposta em direção à estrutura de suporte 80. A primeira superfície maior está disposta em direção à porta 24 e tem uma ranhura irregular sem-fim 202 formada na mesma. A ranhura 202 é parcialmente definida por uma área central 204 que tem porções arqueadas maiores e menores 206, 208. A porção maior 206 tem um raio maior do que a porção menor 208. As transições entre as porções maiores e menores 206, 208 são conificadas. Um orifício 210 estende-se através do came VI 102 dentro da ranhura 202 e está disposto no centro da porção maior 206.

[00034] Referindo-se de volta à Fig. 8, as montagens de trilho superiores e inferiores 214, 216 são seguras na estrutura de suporte 80 e estão dispostas acima e abaixo do came VI 102, respectivamente. A montagem de trilho superior 214 tem uma estrutura central na forma de caixa 218, e a montagem de trilho inferior 216 tem uma estrutura central na forma de caixa 220. As porções externas da montagem de trilho superior 214 retêm as extremidades superiores de um par de trilhos 222, enquanto as porções externas da montagem de trilho 216 retêm as extremidades inferiores dos trilhos 222. Os trilhos 222 estendem-se entre as montagens de trilho superior e inferior 214, 216 e suportam o came VI 102. Deste modo, as montagens de trilho superior e inferior 214, 216 e os trilhos 222 circundam o came VI 102.

[00035] A corrediça 190 é disposta sobre o came VI 102. Um segundo lado da corrediça 190 é disposto em direção ao came VI 102, enquanto um primeiro lado da corrediça 190 é disposto em direção à porta 24 (quando está fechada). A corrediça 190 está montada nos trilhos 222 e é móvel entre as montagens de trilho superior e inferior 214, 216. Como mostrado na Fig. 12, a corrediça 190 tem um corpo retangular 224 com uma abertura central aumentada 226 disposta entre um par de aberturas superiores 228 e um par de aberturas inferiores 230. Uma placa de liberação de lingueta 232 é segura em cada uma das aberturas superior e inferior 228, 230. Um guia superior cilíndrico 234 e um guia inferior cilíndrico 236 são unidos a cada lado do corpo 224, com os guias superiores 234 estando localizados no topo do corpo 224 e os guias inferiores 236 estando localizados no fundo do corpo 224. Cada um dos guias superiores e inferiores 234, 236 tem um furo central estendendo-se através dos mesmos. Em cada lado da corrediça 190, um dos trilhos 222 estende-se através dos guias superiores e inferiores 234, 236.

[00036] Referindo-se agora à Fig. 13, um seguidor de carne 238 é seguro rotativamente ao corpo 224 e projeta-se a partir do segundo lado da corrediça 190. O seguidor de carne 238 está disposto na ranhura 202 do came VI 102. Em uma posição neutra ou de origem, a porção menor 208 do came VI 102 está disposta para cima, enquanto a porção maior 206 do came VI 102 está disposta para baixo e o orifício 210 também está disposto em sua posição mais baixa. Além disso, o seguidor de carne 238 está em contato com o centro da porção menor 208. Com o seguidor de carne 238 nesta posição, a corrediça 190 está em sua posição mais baixa e os contatos 164, 166 do interruptor de vácuo 54 estão fechados.

[00037] Quando o came IV 102 está na posição de origem e uma troca de tomada é iniciada, o came VI 102 começa a girar em uma direção no sentido horário como visto na Fig. 8. Esta rotação faz o seguidor de carne 238 mover-se sobre metade da porção menor 208, através de transição e em contato com a porção maior 206. O movimento do seguidor de carne 238 através da transição aumenta o raio da área central 204 em contato com o seguidor de carne 238, deste modo movendo o seguidor de carne 238 para cima. Este movimento para cima, por sua vez, faz a corrediça 190 mover-se para cima para uma posição mais elevada. Como será descrito mais completamente abaixo, o movimento para cima da corrediça 190 para a posição mais elevada faz os contatos 164,166 do interruptor de vácuo 54 abrirem. Na medida em que o seguidor de carne 238 move-se sobre a porção maior 206, a corrediça 190 é mantida na posição mais elevada (e os contatos 164, 166 do interruptor de vácuo 54 permanecem abertos). Como o came VI 102 continua a girar, o seguidor de carne 238 move-se durante a transição da porção menor 208, deste modo diminuindo o raio da área central 204 em contato com o seguidor de carne 238, que permite que o seguidor de carne 238 e, assim a corrediça 190, mova-se para baixo. Como será descrito mais completamente abaixo, o movimento para baixo da corrediça 190 para a posição mais baixa ou de origem faz os contatos 164, 166 do interruptor de vácuo 54 fecharem. Neste ponto, a troca de tomada é concluída e o came VI 102 girou a 360 graus de volta para a posição de origem.

[00038] Referindo-se agora à Fig. 8 e à Fig. 14, a massa de impacto 192 tem geralmente a forma de H e é compreendida de uma estrutura central 240 segura entre um par de placas externas 242 por parafusos ou outros meios de fixação. Como melhor visto na Fig. 14, a estrutura central 240 também tem a forma de H e inclui um par de blocos externos aumentados 244 conectados a um bloco central menor 246. Um furo uniforme estende-se através de cada bloco externo 244, entre as faces superior e inferior do bloco externo 244. O bloco central 246 tem um furo uniforme estendendo-se através do mesmo, entre as faces superior e inferior do bloco central 246. Um canal 248 é formado em uma face frontal do bloco central 246. Um canal 248 também é formado em uma face traseira do bloco central 246.

[00039] Um cilindro de lacuna de erosão 250 é seguro à face superior do bloco central 246. O cilindro de lacuna de erosão 250 é parte do amortecedor de erosão de contato 196 e define um espaço interno. O cilindro de lacuna de erosão 250 pode ser integralmente unido a uma placa 252 que é segura por parafusos ou outros meios de fixação ao bloco central 246. O cilindro de lacuna de erosão 250 tem uma parede da extremidade superior e uma extremidade inferior aberta com uma abertura na mesma. A extremidade superior aberta e a abertura na parede da extremidade inferior estão alinhadas com o furo no bloco central 246. Um entalhe 254 é formado em uma parede lateral do cilindro de lacuna de erosão 250. O entalhe 254 tem uma largura decrescente do topo para o fundo. Na modalidade mostrada na Fig. 14, o entalhe 254 estende-se de uma borda superior do cilindro de lacuna de erosão 250 para baixo para logo acima da placa 252 (por exemplo, certa da metade de um milímetro) e está substancialmente na forma de cunha. O cilindro de lacuna de erosão 250 (e seu espaço interno) tem uma forma frustocônica levemente invertida, com um diâmetro maior na borda superior na junção com a placa 252.

[00040] A massa de impacto 192 é enredada com, mas móvel com relação à corrediça 190. Uma porção do bloco central 246 da massa de impacto 192 está disposta na abertura central 226 do corpo da corrediça 190. Em cada lado do corpo da corrediça 190, um bloco externo correspondente 244 está disposto verticalmente entre os guias 234, 236 e está posicionado de modo que seu furo está alinhado com o furo nos guias 234, 236. Deste modo, os trilhos 222 estendem-se através dos blocos externos 244 da massa de impacto 192, bem como dos guias 234, 236 da corrediça 190. Como será descrito mais completamente abaixo, a massa de impacto 192 move-se com a corrediça 190.

[00041] Um par de molas superiores helicoidais 258 é fixado entre as superfícies superiores dos blocos externos 244 da massa de impacto 192 e dos guias superiores 234 da corrediça 190, respectivamente, com os trilhos 222 estendendo-se através das molas superiores 258. Um par de molas inferiores 260 é fixado entre as superfícies inferiores dos blocos externos 244 da massa de impacto 192 e os guias inferiores 236 da corrediça 190, respectivamente, com os trilhos 222 estendendo-se através das molas inferiores 260.

[00042] Referindo-se agora às Figs. 8 e 13, um par de trilhos de lingueta espaçados 261 estende-se entre as montagens de trilho superior e inferior 214, 216. As extremidades superiores dos trilhos de lingueta 261 são seguras às paredes laterais opostas da estrutura central 218 da montagem de trilho superior 214, respectivamente, enquanto as extremidades inferiores dos trilhos de lingueta 261 são seguras às paredes laterais opostas da estrutura central 220 da montagem de trilho inferior 216, respectivamente. Uma lingueta superior 262 e uma lingueta inferior 264 são montadas pivotavelmente entre os trilhos de lingueta 261. Cada uma das linguetas superior e inferior 262, 264 tem uma extremidade de captura e uma extremidade de liberação oposta. As extremidades de captura 266 confrontam uma à outra, com a lingueta superior 262 estando disposta acima da lingueta inferior 264. Cada uma das linguetas superior e inferior 262, 264 é pivotável entre uma posição engatada, em que a extremidade de captura está disposta no canal 248 da massa de impacto 192, e uma posição desengatada, em que a extremidade de captura está disposta para fora a partir do cabal 248 da massa de impacto 192. As molas 270 são conectadas entre as linguetas superior e inferior 262, 264 e os trilhos de lingueta 261, respectivamente, e são operáveis para inclinar as linguetas superior e inferior 262, 264 para suas posições engatadas. As molas 270 podem ser molas helicoidais ou molas de lâminas, como mostrado. Quando a corrediça 190 está na posição de origem, a lingueta inferior 264 está na posição engatada e a lingueta superior 262 está na posição desengatada. Quando a corrediça 190 está na posição mais elevada, a lingueta superior 262 está na posição engatada e a lingueta inferior 264 está na posição desengatada.

[00043] Com rápida referência às Figs. 19 e 20, é mostrada outra modalidade da presente invenção tendo uma montagem de interruptor de vácuo 52’ com a mesma construção da montagem de interruptor de vácuo 52, exceto que as linguetas superior e inferior 262, 264 são inclinadas por êmbolos carregados com mola 320 em vez das molas 270. Os êmbolos carregados com mola 320 são montados em um alojamento 322 que é seguro entre os trilhos de lingueta 261. Os êmbolos carregados com mola 320 são operáveis para inclinar as linguetas superior e inferior 262, 264 para suas posições engatadas.

[00044] Com referência agora à Fig. 14, o eixo de interruptor 182 estende-se para cima a partir da conexão giratória 180 e passa através do furo do bloco central 246 da massa de impacto 192. Abaixo do bloco central 246, uma mola média 274 está disposta em torno do eixo de interruptor 182. A mola média 274 é helicoidal e está presa entre uma placa segura na face inferior do bloco central 246 e um flange 276 seguro ao eixo de interruptor 182. Acima do bloco central 246, um pistão de lacuna de erosão 278 está seguro ao eixo de interruptor 182. O pistão de lacuna de erosão 278 é cilíndrico e se estende para fora radialmente a partir do eixo de interruptor 182. Quando os contatos 164, 166 estão fechados, uma porção inferior do pistão de lacuna de erosão 278 está disposta dentro do cilindro de lacuna de erosão 250 seguro ao bloco central 246, enquanto uma porção superior do pistão de lacuna de erosão 278 está disposta acima do cilindro de lacuna de erosão 250. A este respeito, deve ser notado que na Fig. 14, o pistão de lacuna de erosão 278 é mostrado estando localizado acima do cilindro de lacuna de erosão 250. Isto é feito somente para fins de mostrar melhor os componentes. Com o pistão de lacuna de erosão 278 parcialmente disposto no cilindro de lacuna de erosão 250, uma lacuna de erosão é definida entre uma superfície de fundo do pistão de lacuna de erosão 178 e a parede da extremidade inferior do cilindro de lacuna de erosão 250. O pistão de lacuna de erosão 278 e o cilindro de lacuna de erosão 250 cooperam para formar o amortecedor de erosão de contato 196.

[00045] Acima do pistão de lacuna de erosão 278, o eixo de interruptor 182 é seguro de modo roscado ao eixo de amortecedor 186, que se estende para cima, para dentro da estrutura central 218 da montagem de trilho superior 214. A estrutura central 218 forma uma parte do amortecedor unidirecional 194. Com referência à Fig. 15, é mostrada uma vista secional da estrutura central 218. Um furo cilíndrico ou câmara 282 é formado dentro da estrutura central 218. Um pistão 284 e um par de estruturas de bloqueio 286 estão dispostos dentro da câmara 282. O pistão 284 é seguro a uma porção superior do eixo de amortecedor 186 e é móvel com o mesmo. Como mostrado na Fig. 16, o pistão 284 é cilíndrico e tem um furo central em que o eixo de amortecedor 186 é disposto de modo fixo. Uma pluralidade de aberturas na forma de rim aumentadas 290 estende-se através do pistão 284 e está disposta em uma configuração circular, em torno do furo central. Uma pluralidade de aberturas circulares menores 292 também se estende através do pistão 284 e são dispostas radialmente para fora a partir das aberturas na forma de rim 290. Na modalidade mostrada na Fig. 16, existem quatro aberturas na forma de fim 290 e quatro aberturas circulares 292. Como será discutido mais completamente abaixo, o tamanho e número de aberturas na forma de rim 290 e as aberturas circulares 292 ajudam a determinar as características de amortecimento do amortecedor unidirecional 194. Deve ser apreciado que as aberturas 29, 292 podem ter formas diferentes sem sair do escopo da presente invenção.

[00046] Como mostrado na Fig. 17, as estruturas de bloqueio 286 têm, cada uma, um corpo cilíndrico 294 com um furo axial através do qual o eixo de amortecedor 186 se estende. Um flange anular 296 é unido ao corpo 294 da estrutura de bloqueio 286. Ambas as estruturas de bloqueio 286 são móveis ao longo do eixo de amortecedor 186. Uma mola helicoidal 300 está disposta em torno do eixo de amortecedor 186 e os corpos 294 das estruturas de bloqueio 286. A mola 300 inclina a superior das estruturas de bloqueio 286 em direção a uma posição de fechamento, em que o flange 296 confina a superfície de fundo do pistão 284. Quando o flange 296 da estrutura de bloqueio superior 286 confina a superfície de fundo do pistão 284, o flange 296 bloqueia as aberturas na forma de rim 290. As aberturas circulares 292, no entanto, estão desbloqueadas. Como será evidente a partir da descrição abaixo, as estruturas de bloqueio 286 e a mola 300 funcionam como uma válvula de retenção de único sentido.

[00047] A operação da montagem de atuação será descrita agora. Quando uma troca de tomada está sendo feita, os contatos 164, 166 do interruptor de vácuo 54 são primeiro abertos e então fechados, como descrito acima. Esta abertura e fechamento são realizados pela rotação a 360 graus do came VI 102, que primeiro move o seguidor de carne 238 e, assim, a corrediça 190 para a posição mais elevada e então permite que o seguidor de carne 238 e, assim a corrediça 190, movam- se para baixo para a posição de origem, também como descrito acima.

[00048] Na medida em que a corrediça 190 move-se para cima para a posição mais elevada, a mola média 274 e as molas superiores e inferiores 258, 260 fazem a massa de impacto 192 tentar seguir a corrediça 190. A lingueta inferior 264, no entanto, que está na posição engatada, previne a massa de impacto 192 de seguir a corrediça 190. Como um resultado, as molas inferiores 260 comprimem (armazenando forças de compressão) e as molas superiores 258 estendem-se (armazenando forças de tensão). Além disso, a mola média 274 é comprimida (armazenando força de compressão). Quando as placas de liberação da lingueta 232 nas aberturas inferiores 230 da corrediça 190 contatam a extremidade de liberação da lingueta inferior 264, elas pivotam a lingueta inferior 264 de modo a mover para a posição desengatada, deste modo liberando a massa de impacto 192 e todas as forças armazenadas. As forças liberadas fazem a massa de impacto 192 se encaixar rápido para cima. Como a massa de impacto 192 move-se para cima, a parede da extremidade inferior do cilindro de lacuna de erosão 250 move-se até a distância da lacuna de erosão (isto é, elimina a lacuna de erosão) e contata o pistão de lacuna de erosão 278 seguro ao eixo de interruptor 182, deste modo fazendo o eixo de interruptor 182 mover-se para cima. A massa de impacto 192 continua a se mover para cima até ultrapassar rapidamente a lingueta superior 262, ricocheteia para baixo e então é capturada pela lingueta superior 262. O movimento para cima do eixo de interruptor 182 move o eletrodo móvel 174 para cima, que, por sua vez, abre os contatos 164, 166 do interruptor de vácuo 54. Uma vez que as forças armazenadas da mola média 274 e das molas superiores e inferiores 258, 260 fazem a massa de impacto 192 encaixar rápido para cima, uma força para cima inicialmente alta é aplicada ao contato móvel 166, que ajuda a romper quaisquer soldas que possam ter se formadas entre os contatos fechados 164, 166.

[00049] O movimento para cima da massa de impacto 192, que ocorre antes da eliminação da lacuna de erosão faz a mola média 274 se estender. Depois da eliminação da lacuna de erosão, a mola média 274 para de se estender. Neste ponto, embora a mola média 274 seja estendida, ela ainda armazena uma força de compressão, isto é, uma pré-carga.

[00050] Como a corrediça 190 move-se para baixo para a posição de origem, as molas superiores e inferiores 258, 260 fazem a massa de impacto 192 tentar seguir a corrediça 190. A lingueta superior 262, no entanto, que está na posição engatada, impede a massa de impacto 192 de seguir a corrediça 190. Como um resultado, as molas superiores 258 comprimem-se (armazenando forças de compressão) e as molas inferiores 260 estendem-se (armazenando forças de tensão). Quando as placas de liberação da lingueta 232 nas aberturas superiores 228 da corrediça 190 contatam a extremidade de liberação da lingueta superior 262, elas pivotam a lingueta 262 de modo a mover para a posição desengatada, deste modo liberando a massa de impacto 192 e todas as forças armazenadas. As forças liberadas fazem a massa de impacto 192 se encaixar rápido para baixo. O movimento para baixo da massa de impacto 192 é transportado através da mola média 274 para o eixo de interruptor 182 através do flange 276, fazendo o eixo de interruptor 182 mover-se para baixo. A massa de impacto 192 continua a se mover para baixo até ultrapassar rapidamente a lingueta inferior 264, ricocheteia para cima e então é capturada pela lingueta inferior 264. O movimento para baixo do eixo de interruptor 182 move o eletrodo móvel 174 para baixo, que, por sua vez, faz os contatos 164,166 do interruptor de vácuo 54 fecharem.

[00051] Durante o fechamento, quando os contatos 164, 166 do interruptor de vácuo 54 impactam um contra o outro, a pré-carga da mola média 274 é aplicada muito rapidamente aos contatos fechados 164, 166 em um deslocamento muito curto da massa de impacto 192. Como a massa de impacto 192 continua a se mover para baixo, a mola média 274 ainda é comprimida, deste modo trazendo uma força adicional pequena para suportar sobre os contatos 164, 166. A mola média 274 alcança sua compressão mais alta como a assimetria nos picos de corrente. Isto dá a força de mola mais alta possível no momento em que a corrente com seus picos de força abertos com sopro correspondentes. Este estado totalmente comprimido ocorre quando a massa de impacto 192 está na ultrapassagem para baixo máxima da lingueta inferior 264. Quando a massa de impacto 192 ricocheteia, a mola média 274 estende-se um pouco a partir de sua posição totalmente comprimida até a lingueta inferior 264 interromper o percurso da massa de impacto 192. A mola média 274, no entanto, ainda provê uma força de compressão que é aplicada aos contatos fechados 164, 166 nesta posição travada. Esta força é em adição à força resultante a partir do diferencial de pressão através das estruturas de fole 176 do interruptor de vácuo 54. A força adicional da mola média 274 ajuda a manter os contatos 164,166 fechados durante um evento de curto circuito. A força da mola também é benéfica se um respirador de desidratação fica entupido e a pressão no tanque 18 cai como um resultado. Nesse cenário, a força de contato resultante a partir do diferencial de pressão através da estrutura de fole 178 será reduzida pela redução no diferencial de pressão propriamente dito.

[00052] Na operação acima da montagem de atuação, é importante que o eixo de atuação 188 move-se de um modo que não danifique a estrutura de fole 176 do interruptor de vácuo 54. Além disso, o eixo de atuação 188 deve, em seu movimento para cima ou de abertura, começar bruscamente a separar os contatos 164,166 (que podem estar soldados juntos), mas deve em seu movimento para baixo ou de fechamento, percorrer relativamente suavemente para evitar o excesso de percurso e dano ao interruptor de vácuo 54. O amortecedor unidirecional 194 ajuda a obter este movimento cuidadosamente controlado. Mais especificamente, o movimento do pistão 284 (que é anexado ao eixo de amortecedor 286) através do fluido dielétrico na câmara 282 cria resistência (amortecimento) que retarda o movimento do eixo de atuação 188. Esta resistência é muito maior durante o movimento para baixo do eixo de atuação 188 (fechamento dos contatos 164, 166) do que o movimento para cima do eixo de atuação 188 (abertura dos contatos 164, 166).

[00053] Quando o eixo de atuação 188 move-se para cima durante a abertura dos contatos 164, 166, a pressão acima do pistão 284 é maior do que a pressão abaixo do pistão 284, que cria um diferencial de pressão de abertura através do flange 296 da estrutura de bloqueio superior 286. Este diferencial de pressão de abertura, acoplado com a inércia da estrutura de bloqueio superior 286 e sua tendência a permanecer onde está, supera a inclinação da mola 300 e desvia o flange 296 da estrutura de bloqueio superior 286 para longe do pistão 284, deste modo abrindo as aberturas na forma de rim 290 no pistão 284 e permitindo que o fluido dielétrico passe através das aberturas na forma de rim 290. Uma vez que as aberturas na forma de rim 290 são grandes e permitem que o fluido dielétrico passe facilmente através das mesmas, elas reduzem significativamente a resistência do pistão 284 movendo-se através do fluido dielétrico na câmara 282, isto é, o efeito de amortecimento do pistão 284 é pequeno.

[00054] Quando o eixo de atuação 188 move-se para baixo durante o fechamento dos contatos 164, 166, a pressão acima do pistão 284 é menor do que a pressão abaixo do pistão 284, que cria um diferencial de pressão de fechamento através do flange 296 da estrutura de bloqueio superior 286. Este diferencial de pressão de fechamento, acoplado com a inclinação da mola 300, mantém o flange 296 da estrutura de bloqueio superior 286 comprimido contra o pistão 284, que mantém as aberturas na forma de rim 290 fechadas. Assim, o fluido dielétrico pode passar através do pistão 284 somente através das aberturas circulares pequenas 292. Como um resultado, existe uma resistência significativa contra o movimento do pistão 284 através do fluido dielétrico na câmara 282, isto é, o efeito do amortecimento do pistão 284 é grande.

[00055] Além do amortecedor unidirecional 194, o amortecedor de erosão de contato 196 também modifica o movimento do eixo de atuação 188. Mais especificamente, o amortecedor de erosão 196 modifica o movimento do eixo de atuação 188 para ter em conta a erosão dos contatos 164, 166. Como os contatos 164, 166 corroem, a posição em que os contatos 164, 166 impactam, dentro do interruptor de vácuo 54, move-se mais próxima ao fundo do interruptor de vácuo 54. A erosão de contato é aproximadamente igual em ambos os contatos 164, 166. Uma vez que a extremidade de fundo do interruptor de vácuo 54 é fixa em sua posição, o ponto de interface entre os dois contatos 14, 166 move-se para baixo na medida em que os contatos 164, 166 corroem. Assim, para a mesma posição mais elevada do eixo de atuação 188, a distância de percurso para cima do eixo de atuação 188 aumenta na medida em que os contatos 164, 166 corroem devido a um ponto de partida mais baixo. O amortecedor de erosão de contato 196 permite que a distância de percurso fixa da massa de impacto 192 acomode esta troca na distância de percurso do eixo de atuação 188. Como descrito acima, uma lacuna de erosão é formada entre a parede da extremidade inferior do cilindro de lacuna de erosão 250 e o pistão de lacuna de erosão 278 quando os contatos 164, 166 estão fechados. Esta lacuna de erosão torna-se menor na medida em que os contatos 164, 166 corroem porque o eixo de atuação 188 e o pistão de lacuna de erosão 278 movem-se progressivamente para baixo, para o cilindro de lacuna de erosão 250, na medida em que os contatos 164, 166 corroem devido ao ponto de interface entre os contatos 164, 166 movendo-se para baixo. Uma vez que a lacuna de erosão torna-se menor, o cilindro de lacuna de erosão 250 contata o pistão de lacuna de erosão 278 mais cedo na medida em que os contatos 164, 166 corroem. Assim, a massa de impacto 192 move o eixo de atuação 188 mais cedo na medida em que os contatos 164, 166 corroem o que permite que a massa de impacto 192 mova a massa de impacto 192 para mover o eixo de atuação 188 para mais longe durante seu percurso.

[00056] A configuração do cilindro de lacuna de erosão 250 e o tamanho decrescendo progressivamente do entalhe 254 no cilindro de lacuna de erosão 250 ajuda a prolongar a vida do interruptor de vácuo 54. O diâmetro maior do cilindro de lacuna de erosão 250 e a largura maior do entalhe 254 em direção ao topo do cilindro de lacuna de erosão 250 permitem que o fluido dielétrico escape prontamente do cilindro de lacuna de erosão 250 conforme o cilindro de lacuna de erosão 250 inicialmente começa a se mover para cima, para o pistão de lacuna de erosão 278. Isto previne o fluido dielétrico no cilindro de lacuna de erosão 250 de ser comprimido, que mantém um movimento relativo inicial entre o pistão de lacuna de erosão 278 e o cilindro de lacuna de erosão 250 a partir da abertura dos contatos 164, 166 prematuramente com uma velocidade inadequada. Como a posição do fundo do pistão de lacuna de erosão 278 com relação ao cilindro de lacuna de erosão 250 chega ao fundo do entalhe 254, o fluido dielétrico remanescente no cilindro de lacuna de erosão 250 torna-se comprimido. Sem pretender de modo algum limitar o escopo da presente invenção ou estar limitado a qualquer teoria particular, acredita-se que a força a partir desta compressão do fluido dielétrico pode eliminar as folgas de peças soltas dentro do eixo de atuação 188, tal como o parafuso de ressalto que conecta o eixo de interruptor 182 da conexão giratória 180. Também o fluido dielétrico aprisionado entre o fundo do pistão de lacuna de erosão 278 e a parede da extremidade inferior do cilindro de lacuna de erosão 250 pode agir como um absorvedor de choque entre o cilindro de lacuna de erosão 250 e o pistão de lacuna de erosão 278.

[00057] Deve ser entendido que a descrição da(s) modalidade(s) exemplar (es) acima da presente invenção pretende ser somente ilustrativa, em vez de exaustiva. Os peritos na técnica serão capazes de fazer certas adições, exclusões e/ou modificações à(s) modalidade(s) do assunto divulgado sem sair do espírito da invenção ou seu escopo, como definido pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Trocador de tomada de carga (10), compreendendo: uma montagem de interruptor de vácuo (52) para imersão em um fluido dielétrico, a montagem de interruptor de vácuo (52) compreendendo: (a) um interruptor de vácuo (54) com contatos (166); (b) uma montagem de atuação (160) tendo um eixo (182, 186, 188) conectado aos contatos (166) do interruptor de vácuo (54) e operável quando em movimento para abrir e fechar os contatos (166); e (c) um amortecedor (194) operável para amortecer o movimento do eixo (182, 186, 188), o amortecedor (194) compreendendo: um alojamento (218) tendo uma parede com uma abertura e definindo uma câmara interior (282) para dentro da qual o eixo (182, 186, 188) se estende, a câmara interior (282) estando em comunicação com a abertura; um pistão (284) disposto na câmara interior (282) e seguro ao eixo (182, 186, 188) de modo a ser móvel com a mesma, caracterizado pelo fato de que o pistão (284) tendo uma ou mais primeiras aberturas (290) e uma ou mais segundas aberturas (292), a uma ou mais primeiras aberturas (290) sendo maiores do que a uma ou mais segundas aberturas (292); uma estrutura de bloqueio (286) disposta na câmara interior (282) de modo que o pistão (284) está disposto entre a abertura e a estrutura de bloqueio (286), a estrutura de bloqueio (286) tendo um corpo através do qual o eixo (182,186,188) se estende de modo móvel, a estrutura de bloqueio (286) sendo móvel entre estar próxima e distai ao pistão (284); em que quando a estrutura de bloqueio (286) está próxima ao pistão (284), a estrutura de bloqueio (286) fecha a uma ou mais primeiras aberturas (290), mas não a uma ou mais segundas aberturas (292), e em que quando a estrutura de bloqueio (286) está distai ao pistão (284), a estrutura de bloqueio (286) não fecha a uma ou mais primeiras aberturas (290) ou a uma ou mais segundas aberturas (292); uma mola (300) inclinando a estrutura de bloqueio (286) em direção ao pistão (284); em que durante o movimento do eixo (182, 186, 188) para fechar os contatos (166), a estrutura de bloqueio (286) está disposta próxima ao pistão (284); e em que quando o eixo (182, 186, 188) se move para abrir os contatos (166), a estrutura de bloqueio (286) move-se contra a inclinação da mola (300) para estar distal a partir do pistão (284), deste modo abrindo a uma ou mais primeiras aberturas (290).

2. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de bloqueio (286) compreende um flange (296) unido ao corpo (294), e em que quando a estrutura de bloqueio (286) está próxima ao pistão (284), o flange (296) fecha a uma ou mais primeiras aberturas (290).

3. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o corpo (294) é cilíndrico e tem um furo axial através do qual o eixo (182, 186, 188) se estende, e em que o flange (296) é anular.

4. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a mola (300) é helicoidal e tem uma primeira parte de extremidade disposta em torno do corpo da estrutura de bloqueio (286).

5. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a estrutura de bloqueio (286) é uma primeira estrutura de bloqueio (286) e em que o amortecedor (194) compreende ainda uma segunda estrutura de bloqueio (286) tendo um flange (296) anular unido a um corpo (294) cilíndrico através do qual o eixo (182, 186, 188) se estende; em que a mola (300) tem uma segunda parte de extremidade disposta em torno do corpo (294) da segunda estrutura de bloqueio (286); e em que a mola (300) é aprisionada entre o flange (296) da primeira e da segunda estrutura de bloqueio (286).

6. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o eixo (182, 186, 188) é móvel através do corpo (294) da segunda estrutura de bloqueio (286).

7. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais primeiras aberturas (290) compreende uma pluralidade de primeiras aberturas (290); e em que a uma ou segundas aberturas (292) compreende uma pluralidade de segundas aberturas (292).

8. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada uma das primeiras aberturas (290) tem a forma de rim; e em que cada uma das segundas aberturas (292) é circular.

9. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as segundas aberturas (292) estão dispostas para fora a partir das primeiras aberturas (290).

10. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o eixo (182, 186, 188) compreende múltiplas seções removíveis fixadas juntas.

11. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem de atuação (160) compreende: um carne rotativo (102); um corrediça (vaivém) (190) tendo um seguidor de carne engatado com o carne (102), de modo que a rotação do carne (102) move a corrediça (190); uma massa de impacto (192) conectada à corrediça (190) por molas (258, 260) de modo que a massa de impacto (192) tende a seguir a corrediça (190) quando a corrediça (190) se move; um dispositivo de retenção operável para reter e então liberar a massa de impacto (192) quando a corrediça (190) começa a se mover, a retenção da massa de impacto (192) quando a corrediça (190) começa a se mover fazendo as molas (258, 260) armazenarem forças que são liberadas quando a massa de impacto (192) é liberada; e em que durante o movimento da massa de impacto (192), a massa de impacto (192) contata o eixo (182, 186, 188) e move o eixo (182, 186, 188) para abrir ou fechar os contatos (166).

12. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a corrediça (190) compreende ainda um par de primeiras montagens (234) unidas a lados opostos de um corpo, respectivamente, e um par de segundas montagens (236) unidas a lados opostos do corpo, respectivamente, cada uma das primeiras montagens (234) e das segundas montagens (236) tendo um furo estendendo-se através dos mesmos; e em que a montagem de atuação (160) compreende ainda um par de trilhos de montagem (222) espaçados, um dos trilhos de montagem (222) estendendo-se através dos furos de uma das primeiras montagens (234) e de uma das segundas montagens (236), e o outro dos trilhos de montagem (222) estendendo-se através dos furos da outra das primeiras montagens (234) e da outra das segundas montagens (236).

13. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a massa de impacto (192) compreende um par de blocos (244), cada um dos quais tem primeira e segunda superfícies opostas e um furo estendendo-se através das mesmas; em que os trilhos de montagem (222) estendem-se através dos furos nos blocos (244), respectivamente; e em que a uma ou mais molas (258, 260) compreende: um par de primeiras molas (258) dispostas entre as primeiras superfícies dos blocos (244) da massa de impacto (192) e as primeiras montagens (234) da corrediça (190), respectivamente; e um par de segundas molas (260) dispostas entre as segundas superfícies dos blocos (244) da massa de impacto (192) e as segundas montagens (236) da corrediça (190), respectivamente.

14. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de retenção compreende primeiras e segundas linguetas (262, 264) montadas pivotavelmente entre um par de trilhos de lingueta (261), cada uma das primeiras e segundas linguetas (262, 264) compreendendo uma extremidade de captura (266) e uma extremidade de liberação e em que cada uma das primeiras e segundas linguetas (262, 264) é pivotável entre uma posição engatada, em que a extremidade de captura (266) engata a massa de impacto (192) de modo a prevenir seu movimento, e uma posição de desengate, em que a extremidade de captura (266) não engate a massa de impacto (192).

15. Trocador de tomada de carga (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a corrediça (190) e a massa de impacto (192) estão dispostas entre o interruptor de vácuo (54) e o amortecedor (194).