Expansionsschalter. Die Erfindung bezieht sich auf einen Expansionsschalter, bei dem die Expansions kammern selber die Behälter für die Schalt flüssigkeit sind und eine nach oben gerich tete Austrittsöffnung für den bewegliehen Schaltstift besitzen.
Die Abschaltwirkung dieses Schalters be ruht auf dem durch plötzliche Expansion der Schaltgase erzeugten Drucksprung in der Expansionskammer. Um eine einwandfreie Löschung des Lichtbogens zu erzielen, ist es notwendig, in der Kammer zunächst einen möglichst hohen Druck zu erzeugen und die Dämpfe plötzlich expandieren zu lassen. Der Schalter ist daher um so wirksamer, je plötz licher die Entspannung der Gase stattfindet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Expan sionsschalter mit Kammern, welche für die Erzielung einer plötzlichen Expansion geeig net sind. Dies wird erfindungsgemäss da durch erreicht, dass die Durchtrittsöffnung für den beweglichen Schaltstift nur um höchstens 4 mm grösser ist, als der Durch messer des Schaltstiftes. Hierdurch bezweckt man, dem Austrittsquerschnitt für die Schaltgase und die Schaltflüssigkeit wäh rend des Abschaltvorganges vor der Expan sion so klein zu machen, als es innerhalb der werkstattstechnischen Möglichkeit liegt, um dadurch den grösstmöglichsten, für die Ex pansion nutzbaren Überdruck in der Kammer zu erzeugen.
Um einen möglichst grossen Strömungswiderstand im Austrittskanal zu erreichen, kann nicht nur die Austrittsfläche klein sein, sondern auch die Länge des Ka nals genügend gross gemacht werden. Je grö sser der Durchmesser des Schaltstiftes wird, desto grösser wird auch der ringförmige Aus- trittsquerschnitt. Um einen genügenden Strö mungswiderstand zu erhalten, kann daher die Länge des Strömungskanals mit der Vergrö sserung des Schaltstiftdurchmessers ebenfalls wachsen. Die Vergrösserung des Strömungswider standes für die Schaltgase vor ihrer Expan sion hat eine sehr grosse Druckbeanspruchung der Kammer zur Folge.
Damit an die mecha nische Festigkeit der Kammer nicht zu grosse Anforderungen gestellt werden müssen; kann mit der Expansionskammer ein Windkessel verbunden sein, welcher einen Druckaus gleich bewirkt.
Dabei ist es zweckmässig, die Verbindungs leitung nach dem Windkessel so anzuordnen, dass die überströmende Flüssigkeit die Fuss- punkte des Lichtbogens kühlt. Mit einer sol chen Anordnung erreicht man eine doppelte Wirkung, nämlich Entlastung der Kammer bei gleichzeitiger Unterstützung der Lö schung. Es ist vorteilhaft, bei Verwendung von Tulpenschaltstücken die Verbindungslei tung zentral in das Schaltstück einzuführen.
Um zu erreichen, dass ein solcher Windkessel bei kleinen Leistungen, bei welchen im all gemeinen nur wenig Dampf und daher wenig Druck erzeugt wird, nicht in Tätigkeit tritt, kann in die Verbindungsleitung nach dem Windkessel ein Ventil eingebaut werden; welches sich erst bei einem bestimmten ein stellbaren Druck öffnet. Der Flüssigkeits ausgleich nach vollzogener Abschaltung kann durch kleine Verbindungskanäle er folgen.
Da insbesondere bei sehr schweren Ab schaltungen ein gewisser Flüssigkeitsverlust auftritt, kann der Schalter mit einer Vor richtung zum Nachfüllen der Flüssigkeit ver sehen sein.
In der Abbildung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es bedeutet 1 die Expansionskammer mit ihrem Deckel 2, in welchem sich die Durch trittsöffnung 3 befindet. 4 ist der bewegliche Schaltstift, 5 das tulpenförmige feststehende Schaltstück, 6 der Windkessel, 7 die Ver- bindungsleitung, welche- zentral in das Tul- penschaltstück 5 einmündet, 8 das Ventil mit der Ventilfeder 9, 1,0 und 11 sind kleine Ka näle, durch die der Flüssigkeitsausgleich er- folgt. 12.
ist eine in den Trichter 13 gestellte, mit Flüssigkeit gefüllte Flasche, deren unte res Ende 14 mit dem Flüssigkeitsspiegel 15 auf gleicher Höhe steht. 1,6 ist ein Rück schlagsventil. 17 und 18 sind Stützisolatoren, welche den Schalter tragen.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Bei Trennung der Schaltstücke .1 und.5 -entsteht ein Lichtbogen 19, durch den ein Teil der Flüssigkeit verdampft. Ist die Leistung nur gering, so wird der Druck in der Expansionskammer nur wenig ansteigen und das Ventil 8 bleibt geschlossen. Ist hin gegen die Leistung gross, so öffnet sich das Ventil 8 und ein Teil der Flüssigkeit in der Expansionskammer 1 wird durch die Lei- L,ung 7 nach dem Windkessel 6 gepresst. Da durch vergrössert sich der Raum für den ent stehenden Dampf in der Kammer 1 und der Druck überschreitet den zulässigen Wert nicht.
Wie ersichtlich, strömt die Flüssigkeit an den Fusspunkten des Lichtbogens vorbei und kühlt diesen. Der Austritt von Dampf und Flüssigkeit durch die enge Ringfläche zwischen Schaltstift und Rand der Deckel- öffnung ist infolge des grossen Ström?mgs- widerstandes in dem Strömungskanal 3 ge ring, so dass der Druck so lange erhalten bleibt,
als sich der Schaltstift 4 im Deckel 2 befindet. Nach Austritt des Schaltstiftes 4 aus der engen Offnung 3 der Expansions kammer erfolgt daher eine sehr plötzliche Expansion des Dampfes und damit die Lö schung des Lichtbogens.
Infolge des < Über- druckes im Windkessel 6 wird nun die Flüs sigkeit durch die engen Kanäle 10 bezw. 11 in die Expansionskammer zurückgepresst. Ist trotzdem der Flüssigkeitsverlust so gross, da,ss der Flüssigkeitsspiegel unter die Austritts öffnung der Flasche 12 sinkt, so fliesst so viel aus der Flasche 12 nach, bis sich gqie- der der normale Flüssigkeitswiderstand ein gestellt hat. Selbstverständlich kann der Windkessel auch zentral zu der Expansions kammer angeordnet werden.
Dadurch wird die Raumbeanspruchung des Schalters klei ner.