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PATENTANSPRÜCHE
1. Gasdrucküberwachungsschalter mit mindestens zwei Hohlräumen, die durch eine Membrane getrennt sind, die einen Schalter betätigt, sobald der Druck auf der einen Seite der Membrane den Druck auf der anderen Seite um einen vorgegebenen Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Hohlräume (H2) über eine Öffnung mit einer Gasfiasche (LF) verbunden ist, mit der der Hohlraum (H2) hermetisch verschlossen ist.
2. Gasdrucküberwachungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasflasche (LF) aus einem zylindrischen Rohr mit einem abgeschlossenen Ende besteht.
3. Gasdrucküberwachungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasflasche (LF) ein hermetisch abschliessbares Ventil aufweist, durch welches ein Gas in die Gasflasche bis zu einem bestimmten Referenzdruck gepumpt werden kann.
4. Behälter für elektrische Anlagen mit einem Gasdruck überwachungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 im Innern des Behälters, welcher zur Vermeidung des Eindringens von Feuchtigkeit mit einem Gas ausgefüllt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasdruck überwachungsschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zur Vermeidung des Eindringens von Feuchtigkeit in elektrische Anlagen ist es manchmal erforderlich, die Behälter dieser Anlagen hermetisch abzuschliessen und gegebenenfalls mit einem Gas unter Druck auszufüllen. Dabei wird das Gas in den vom Kabelbündel und der dieses umschliessenden Leitungshülse gebildeten Zwischenraum gepumpt. Solche Leitungen sind beispielsweise an verschiedenen Stellen einer Hauptleitung angeschlossen. Ein solches Leitungssystem erweist sich zwar als sehr widerstandsfähig gegen das Eindringen von Feuchtigkeit in die verschiedenen elektrischen oder elektronischen Anlagen, es besteht aber immer die Gefahr, dass beim Ausfall des Gasüberdrucks Feuchtigkeit eindringt.
Zur Überwachung des Gasdruckunterschiedes zwischen einem derartigen Behälter und der Atmosphäre sind Gasdrucküberwachungsschalter mit einer Membrane bekannt, die so eingestellt ist, dass der Schalter betätigt wird, sobald der Druckunterschied auf beiden Seiten der Membrane einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet. Solche Schalter werden mittels einer Bohrung an einer Wandung des Behälters befestigt und können bei Über- oder Unterdruck arbeiten. Manchmal ist es jedoch erforderlich, eine solche Überwachung vorzusehen, ohne eine Bohrung in einer Wandung des Behälters herstellen zu müssen. Bei solchen Anwendungen sind die bekannten Gasdruckschalter nicht ohne weiteres brauchbar.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, einen Gasdruck überwachungsschalter zu schaffen, der im Innern eines Behälters eingebaut werden kann, ohne eine Bohrung in einer Wandung desselben vorsehen zu müssen. Dies wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Massnahmen erreicht.
Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt das Schnittbild eines erfindungsgemässen Gasdrucküberwachungsschalters, der einen zylindrischen Hohlkörper HK mit einer dreiteiligen Bohrung mit den Durchmessern Dl, D2 und D3 aufweist, die die Bedingung D1 > D2 > D3 erfüllen, so dass zwei verschieden grosse zylindrische Hohlräume H I, H2 und eine Durchgangsbohrung vorhanden sind.
Zwischen den zwei grösseren Hohlräumen H I und H2 ist gasdicht eine gewölbte Membrane MB eingeklemmt. An der konkaven Seite der Membrane MB liegt der abgerundete Kopf eines pilzförmigen Stössels SL, dessen Steg durch die zentrierte Bohrung eines Dichtungsringes DR geführt und an seinem Ende mit einer Stütze ST befestigt ist, die sich im grösseren Hohlraum H I befindet. An der Stütze ST ist eine Lamelle L fixiert, deren erstes Ende mit einem Kontaktplättchen KL und deren zweites Ende über eine Durchführung mit einem den Hohlraum H 1 abschliessenden Deckel DL mit einem elektrischen Anschluss AL verbunden ist. Der Deckel DL weist zwei weitere Durchführungen auf, durch die je eine elektrische Verbindung zwischen einem weiteren Kontaktplättchen Kl bzw.
K2 und einem weiteren elektrischen Anschluss Al bzw. A2 geführt ist, wobei die Kontaktplättchen Kl und K2 sich an beiden Seiten des Kontaktplättchens KL befinden und in kleinen Abständen von diesem fest positioniert sind. In der Mitte des Deckels DL ist ein Gewindezapfen GZ angeschraubt, an dem eine Feder Fl montiert ist, die gegen die Stütze ST und somit auch gegen die Membrane MB drückt.
Im mittleren Hohlraum H2 ist ein Bolzen BZ vorhanden, der gegen die konvexe Seite der Membrane MB durch die Wirkung einer weiteren Feder F2 drückt, die konzentrisch zwischen dem Bolzen BZ und einer weiteren Stütze SZ eingefügt ist. In der Durchgangsbohrung ist auf der einen Seite die Stütze SZ angeordnet und auf der anderen Seite die Öffnungshülse einer rohrförmigen kleinen Luftflasche LF angeschraubt, die sich somit fast gänzlich ausserhalb des Hohlkörpers befindet.
Dieser Gasdrucküberwachungsschalter funktioniert nun folgendermassen:
Im Hohlraum H2 ist Luft mit einem Druck von etwa einer Atmosphäre oder 1 bar eingeschlossen. Der Gasdrucküberwachungsschalter befindet sich im Innern eines geschlossenen Behälters, der mit einem Gas mit einem Druck von beispielsweise 1,5 bar gefüllt ist. Die Position des Gewindezapfens GZ und die Kraft der Federn Fl und F2 sind derart bemessen, dass das Kontaktplättchen KL sich etwa in der Mitte zwischen den Kontaktplättchen Kl und K2 befindet.
Wenn der Druck des Gases im Behälter und daher auch im Hohlraum Hl, mit dem er in Verbindung steht, abnimmt, biegt sich die Membrane MB derart, dass das Kontaktplättchen KL sich zum Kontaktplättchen Kl hinbewegt. Ist der Druck auf 1,1 bar abgefallen, kommt es zur Kontaktgabe zwischen den Plättchen KL und Kl und es kann ein Alarm ausgelöst werden. Wenn der Druck grösser als 2 bar wird, verbiegt sich die Membrane MB in die andere Richtung und es wird ein Kontakt zwischen den Kontaktplättchen KL und K2 hergestellt. In vielen praktischen Fällen kann das Kontaktplättchen K2 entfallen.
In anderen Fällen kann das Kontaktplättchen K2 bei richtigem Druckverhältnis ständig in Berührung mit dem Kontaktplättchen KL gehalten werden und bei Abnahme des Druckes die Verbindung unterbrochen werden. In solchen Fällen kann hingegen das Kontaktplättchen Kl entfallen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Luftflasche LF mit einem in der Figur nicht angegebenen Ventil versehen sein, durch welches Luft oder ein anderes Gas in die Luftflasche gepumpt werden kann, bis ein bestimmter Luftoder Gasdruck erreicht wird, der als Referenzdruck dient.
Man kann beispielsweise als Referenzdruck einen Druck wählen, der für das Gas im Behälter vorgeschrieben ist. In
einem solchen Fall wird dann ein Alarm ausgelöst, wenn der Gasdruck einen bestimmten Toleranzwert unterschreitet.
Ein solcher Gasdrucküberwachungsschalter mit einem Ventil bringt den Vorteil mit sich, dass etwaige kleine Leckströmungen zwischen den Hohlräumen H I und H2 keinen nachteiligen Einfluss auf seine Schaltgenauigkeit haben.
In der Figur ist der Gewindezapfen GZ mit einer Bohrung versehen, damit das Gas des Behälters in den Hohlraum H I gelangen kann. Eine solche Druckausgleich-Öffnung zwischen dem Hohlraum H 1 und dem Behälter kann jedoch auch entstehen, wenn man beispielsweise einen Spalt zwischen den Deckel DL und dem Hohlkörper HK vorsieht.
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PATENT CLAIMS
1.Gas pressure monitoring switch with at least two cavities which are separated by a membrane which actuates a switch as soon as the pressure on one side of the membrane exceeds the pressure on the other side by a predetermined value, characterized in that one of the cavities (H2 ) is connected via an opening to a gas bottle (LF) with which the cavity (H2) is hermetically sealed.
2. Gas pressure monitoring switch according to claim 1, characterized in that the gas bottle (LF) consists of a cylindrical tube with a closed end.
3. Gas pressure monitoring switch according to claim 1 or 2, characterized in that the gas bottle (LF) has a hermetically lockable valve through which a gas can be pumped into the gas bottle up to a certain reference pressure.
4. Container for electrical systems with a gas pressure monitoring switch according to one of claims 1 to 3 inside the container, which is filled with a gas to avoid the ingress of moisture.
The present invention relates to a gas pressure monitoring switch according to the preamble of claim 1.
To avoid the penetration of moisture into electrical systems, it is sometimes necessary to hermetically seal the containers of these systems and, if necessary, to fill them with a gas under pressure. The gas is pumped into the space formed by the cable bundle and the conduit sleeve surrounding it. Such lines are connected, for example, at different locations on a main line. Although such a pipe system proves to be very resistant to the penetration of moisture into the various electrical or electronic systems, there is always the risk that moisture will penetrate if the excess gas pressure fails.
To monitor the gas pressure difference between such a container and the atmosphere, gas pressure monitoring switches with a membrane are known, which are set such that the switch is actuated as soon as the pressure difference on both sides of the membrane exceeds or falls below a certain value. Such switches are fastened to a wall of the container by means of a hole and can work under overpressure or underpressure. However, sometimes it is necessary to provide such monitoring without having to make a hole in a wall of the container. The known gas pressure switches are not readily usable in such applications.
The purpose of the present invention is to provide a gas pressure monitoring switch which can be installed inside a container without having to provide a hole in the wall thereof. This is achieved by the measures specified in the characterizing part of patent claim 1.
Other advantageous embodiments of the invention are specified in further patent claims.
The invention is explained in more detail below by describing exemplary embodiments with reference to a drawing. This shows the sectional view of a gas pressure monitoring switch according to the invention, which has a cylindrical hollow body HK with a three-part bore with the diameters D1, D2 and D3, which meet the conditions D1> D2> D3, so that two differently sized cylindrical cavities HI, H2 and a through hole available.
A domed membrane MB is clamped gas-tight between the two larger cavities H I and H2. On the concave side of the membrane MB is the rounded head of a mushroom-shaped tappet SL, the web of which is guided through the centered bore of a sealing ring DR and fastened at its end with a support ST, which is located in the larger cavity H I. A lamella L is fixed to the support ST, the first end of which is connected to a contact plate KL and the second end of which is connected to an electrical connection AL via a feedthrough with a cover DL which closes the cavity H 1. The cover DL has two further bushings through which an electrical connection is made between a further contact plate Kl or
K2 and a further electrical connection A1 or A2 is guided, the contact plates KL and K2 being located on both sides of the contact plate KL and being firmly positioned at small distances therefrom. In the middle of the cover DL, a threaded pin GZ is screwed, on which a spring Fl is mounted, which presses against the support ST and thus also against the membrane MB.
In the middle cavity H2 there is a bolt BZ which presses against the convex side of the membrane MB by the action of a further spring F2 which is inserted concentrically between the bolt BZ and a further support SZ. The support SZ is arranged in the through-hole on one side and the opening sleeve of a tubular small air bottle LF is screwed on the other side, which is therefore almost entirely outside the hollow body.
This gas pressure monitoring switch now works as follows:
Air with a pressure of approximately one atmosphere or 1 bar is enclosed in the cavity H2. The gas pressure monitoring switch is located inside a closed container which is filled with a gas with a pressure of, for example, 1.5 bar. The position of the threaded pin GZ and the force of the springs F1 and F2 are dimensioned such that the contact plate KL is located approximately in the middle between the contact plates KL and K2.
When the pressure of the gas in the container and therefore also in the cavity Hl with which it is connected decreases, the membrane MB bends in such a way that the contact plate KL moves towards the contact plate KL. If the pressure has dropped to 1.1 bar, there is contact between the KL and KL plates and an alarm can be triggered. If the pressure is greater than 2 bar, the membrane MB bends in the other direction and contact is made between the contact plates KL and K2. In many practical cases, the contact plate K2 can be omitted.
In other cases, the contact plate K2 can be kept in contact with the contact plate KL at the correct pressure ratio and the connection can be interrupted when the pressure decreases. In such cases, however, the contact plate Kl can be omitted.
In a further embodiment of the invention, the air bottle LF can be provided with a valve, not shown in the figure, through which air or another gas can be pumped into the air bottle until a certain air or gas pressure is reached, which serves as a reference pressure.
For example, a reference pressure can be selected that is prescribed for the gas in the container. In
In such a case, an alarm is triggered when the gas pressure falls below a certain tolerance value.
Such a gas pressure monitoring switch with a valve has the advantage that any small leakage flows between the cavities H I and H2 have no adverse effect on its switching accuracy.
In the figure, the threaded pin GZ is provided with a bore so that the gas of the container can get into the cavity H I. However, such a pressure compensation opening between the cavity H 1 and the container can also arise if, for example, a gap is provided between the cover DL and the hollow body HK.