DE1690503A1 - Stroemungsschalter - Google Patents

Description

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^dienende Kolben ebenfalls vom Sehalterantrieb betätigt. Zur Unterstützung der Kolbenbewegung ist es bekannt, die Spule eines elektromagnetischen Beschleunigungssystems während des Ausschalt Vorganges in Reihe zum Hauptatromkreis des Schalters einzuschalten. Dadurch wird die vom mechanischen Antriebssystem aufgebrachte Ausschaltkraft stromabhängig verstärkt. Allerdings muß das Antriebssystem unter Berücksichtigung der groß ton insgesamt auftretenden Antriebskraft dimensioniert werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft damit einen Strömungsschalter mit einem mit dem Schalterantrieb gekuppelten Kolben zur Verdichtung des Löschmittels während der Ausschaltbewegung und besteht erfindungsgemäß darin, daß auf der Kolbenstange des Kolbens ein weiterer Kolben verschiebbar gelagert ist und daß in diesem Kolben eine beim Ausschaltvorgang stromdurchf1ossene Beschleunigungsspule befestigt, deren anziehende bzw. abstoßende Wirkung auf den Zylinderboden und/oder den Kolben in Richtung einer· Verstärkung der Verdichtung des Löschmittels wirken.

Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 in einem senkrechten Ausschnitt bei £;esehlossenem Schalter dargestellt, während die Figuren 2 bis 4 Schnitte entlang der Linien II-II, HI-III-und-. IV-IV in Fig. 1 zeigen. In Fig. 5 ist ein Diagramm dat-gestellt,,-das die Arbeitsweise der Beschleunigungsspulenverbindungen für den Schalter in Fig. T erläutert und Fig. 6 zeigt ein Diagramm , für ein ..weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters mit einem zusätzlichen Schalter zur Verstärkung des Stromflusses über die Beschleunigungsspulen.

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In Fig. 1 ist der Flüssigkeitsschalter 1 mit einem isolierenden Gehäuse 2 versehen, das Flansche 3 und 4 an den oberen und unteren Enden enthält» Die Flansche werden mit einer Eeihe von Bolzen 7 an dem oberen Deckel 8 mit der Leitungsverbindung 9 verbunden, an die der stromführende Leiter L^ angeschraubt ist.

Im Zentrum des Deckels" 8 ist ein zylindrischer Ventilkontakt 10 zentral gehalten. Die elektrische Verbindung geht über bewegliche Hauptkontaktfinger 11,.die Teile des beweglichen Kontaktsystems 12 darstellen. A

Das bewegliche Kontaktsystem 12 enthält ein Lichtbogenhorn 14, einen Kolben 16 mit der zugehörigen Kolbenstange 17 und wird angetrieben von einer später noch beschriebenen Antriebsvorrichtung.

Der Kolben 16 ist innerhalb eines Zylinders 19 geführt. Der Zylinder 19 ist über einen Flansch 19a an einem metallischen Tragring 21 befestigt, der innerhalb einer Nut 22 der inneren Oberfläche des Gehäuses 2 gehalten ist. Die Kolbenstange 17 ist ™ durch eine Öffnung 24 in dem unteren Teil 25 des Zylinders 19 geführt und mit Hilfe eines Stiftes 27 an einem beweglichen Hebel 29 befestigt, der wiederum über einen Stift 30 an einem Schwenkhebel 51 angebracht ist und so mit der Schalterwelle 32 in Verbindung steht» Die Schalterwelle 32 ist im Lager 33 gelagert und steht in Verbindung mit einer Antriebsvorrichtung, die aus den Teilen 34, 35 ^und ^⁶ zusammengesetzt ist«

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Bei der Öffnungsbewegung des Kolbens 16 (in Fig. t nach unten) durch den Öffnungsmechanismus 36 wird ein Löschmittel 38, z.B. SF,-, innerhalb des Zylinderinneren 40 unterhalb des beweglichen Kolbens 16 verdichtet und aufwärts durch die Öffnungen 41 in den von der Tülle 43 eingeschlossenen Raum gepreßt, von wo sie durch den.zylindrischen Ventilkontakt 10 entweicht.

Der Kolben 16 enthält eine Beschleunigungsspule 45 mit einer elektrischen Verbindung 46 zum Lichtbogenhorn 14. Der zweite Anschluß der Beschleunigungsspule 45 führt über einen Leiter 48 (Fig. 2) zu einer senkrechten Kontaktstange 50* die an der Kolbenstange 17 befestigt ist. Ein Kontaktfinger 51 (Fig. 3) gleitet auf der Kontaktstange 50 und verbindet diese mit.einem Anschluß 52 (Fig. 3) einer Beschleunigungsspule 54, die in einen auf der Kolbenstange 17 verschiebbaren Kolben 56 eingebettet ist. Der Kolben 56 wird von einem federnden Sperrglied in der in Fig. T dargestellten Stellung gehalten. Der zweite Anschluß 60 (Fig. 3) der Beschleunigungsspule 54 ist elektrisch mit einem Kontaktfinger 61 (Fig. 3) verbunden, der entsprechend auf einem in Längsrichtung sich erstreckenden Kontaktstange 62 schleift, wie es insbesondere in den Fig. 3 und 4 zu sehen ioi.

Der Kolben 56 mit der Besehleunigungsspule 54 besitzt ein Rücks'ehlagventil 63, das Löschmittel nur in Aufwärtsrichtung durch die Öffnung 64 hindu.rchläßt.

Die Beschleunigungsspule 66. in dem unteren Teil 25 des Zylinders 19 enthält Kontaktfinger 67, 63, die auf den Kontakt-

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stangen 62 und 70 schleifen und die elektrische Verbindung zu den Hauptkontaktfingern 1t herstellen* Der untere Teil 25 dea Zylinders 19 besitzt öffnungen 71, die eine Verbindung von dem unteren Behälter 74 des Schalters zum Bereich 75 unterhalb des Kolbens 56 strömen lassen. Wie in Fig, 1 dargestellt ist, steht ein Kontaktfinger 76 in schleifender Verbindung mit der Kontaktstange 70 und verbindet diese mit dem unteren Teil 74 des Schalters 1 über eine Leitung 77· Der untere Teil 74 des Schalters 1 ist über einen Bolzen .80 mit der Zuführungsleitung L₂ verbunden und ist außerdem an dem Flansch 4 des Gehäuses 2 angeschraubt.

Ein gasgefüllter Schalter mit Erzeugung des Strömungsdruckes während des Ausschaltvorganges besitzt gegenüber Schaltern mit 'Hoch- und Niederdruckspeicher den Vorteil, daß weder Kompressoren, Speicherbehälter, Filter, noch die dazugehörigen Zusatzeinrichtungen vorhanden sein müssen. Außerdem werden keine Erhitzer zur Vermeidung der Verflüssigung des Löschgases benötigt. Andererseits hat diese Schalterart, den Nachteil, daß große mechanische Kräfte vom Antrieb aufgebracht werden müssen. Bei Verwendung der Beschleunigungsspulen der vorliegenden Erfindung wird zur Kompression des Lo'sehmittels zusätzliche Energie aus dem Pehierjitrom selbst entnommen, die zu einem erheblichen Teil unmitteLbar zur sehne]leren Verdichtung des Löschmittels verwendet wird.

In dem Schalter 1, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wird die Abwartπbewegung der Kolbenstange 17 durch den Antriebsmechanismus '36 hervorgerufen. -DIo-ο hat zur Folge, daß auch der Kolben 16 "

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-innerhalb des Zylinders 19 sich abwärts bewegt. Dadurch wird das Löschmittel im Raum 40 komprimiert und aufwärts durch die Öffnungen 41 (Fig. 2) in die Tülle 43 und von da aus über den beim Ausschalten entstehenden Lichtbogen in das Innere des zylindrischen Ventilkontaktes gedruckt. Der Lichtbogen geht damit auf das Lichtbogenhorn 14 über. Dabei»werden die 3 Beschleunigungsspulen 45, 54 und 66 in den Stromkreis de3 Hauptstromes eingeschaltet, wie aus dem Diagramm nach Fig. 5 zu ersehen ist.

Da sich' - bedingt durch die Wicklungsrichtung - die Beschleunigungsspulen 54 und 66 abstoßen und die Spulen 45 und 54 anziehen, versucht sich der Kolben 56 in Aufwärtsrichtung zu bewegen. Durch den sich im Raum 40 aufbauenden Druck wird das Rückschlagventil 63 geschlossen. Wenn der Strom in den Spulen 45, 54 und 66 fließt, schiebt sich der Kolben 56 aufwärts und überwindet die Haltekraft der Sperre 53. Bei hohen Strömen verursachen die hohen magnetischen Kräfte einen schnellen Druckanstieg in dem Raum 40. Ein besonderer Vorteil der neuen Einrichtung besteht darin, daß sehr hohe Gasdrücke erzielt werden können, ohne daß der Antriebsmechanismus 36 von diesen Gasdrücken wesentlich berührt wird. Beispielsweise bewegt sich der Kolben 56 nach oben, bis die magnetischen Kräfte so groß sind wie der Gasdruck innerhalb des Raumes 40. Gleichseitig setzt der Kolben 56 seine Abwärtsbewegung zur Offenstellung des Schalters unter dem EinfLuß des Antriebssystems 36 fort. Wenn der Strom unterbrochen ist, kehrt der Kolben 56 durch den im Raum 40 vorhandenen Gasdruck in seine untere Stellung zurück, während der Kolben 16 seine Abwärtsbewegung fortsetzt. Über

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das Rückschlagventil 63 strömt dabei kühles Gas und vermischt sich mit dem erhitzten Gas im Raum 40-»

Fig. 6 erläutert anhand eines Diagramms eine weitere Steuermögliehkeit für die drei Beschleunigungsspulen. In dem Schalter 82 ist das Lichtbogenhorn 14 elektrisch mit den Kontakt-ν.

fingern 11 verbunden. Die drei Beschleunigungsspulen werden von einem zusätzlichen Schälter 84 eingeschaltet, der von der Bewegung der Kolbenstange 17 gesteuert wird. Der Schalter 84 kann ebenfalls ein Strömungsschalter sein. Er ist jedoch als einfacher Schalter dargestellt worden. Er schaltet Beschleunigungsspulen 45, *>4 und 66 durch die Rotation einer Nocke 86 und eines Antriebsh.-o.belc 88. Die Nocke 86 bewirkt die Öffnung des Schalters 84 an einer bestimmten Stelle der Öffnungsbewegung des Schalters 82. Der Schalter 84 hat einen Kontakt 84a, der elektrisch über eine Verbindungsleitung 90 mit einem Schleifkontakt 91 verbunaen ist, der auf der Kontaktstange 70 schleift. Der zweite Kontakt 84b ist über einen Leiter 92 mit dem Anschluß 69 der Spule 66 verbunden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der elektrische Leiter L^ unmittelbar mit dem Spulenanschluß 69 verbunden.

Der Schalter 84 kann dabei abhängig von dem abzuschaltenden Strom gesteuert werden, so daß die Bewegung und die Wirkung der Beschleunigungsspulen stromabhängig beeinflußt werden kann. Der Schalter 34 schließt sich unmittelbar, nachdem die Hauptkontakte 10, 1? ihre voll geöffnete Stellung erreicht haben dann, wenn der Teil 86a der Nocke 86 wieder erreicht ist.

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Unabhängig von dem einzigen in dem Ausführungsbeispiel gezeigten verschiebbaren Kolben 56 können auch andere Ausführungsformen der Erfindung mit beweglichen Kolben verwendet werden. Der wesentliche Vorteil liegt in der geringen Beeinflussung und Belastung des beweglichen mechanischen Antriebssystems durch die magnetischen Kräfte, die zusätzlich einen erhöhten Löschmitteldruck bewirken. Kürzere Unterbrechungszeiten können durch Verwendung von zwei Kolben erreicht werden, die beide in einer Richtung sich bewegen.

7 Patentansprüche
6 Figuren

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Claims (7)

16905113 Patentansprüche

1. Strömungsschalter rait einem, rait dem Schalterantrieb gekuppelten Kolben (16) zur Verdichtung des Lösehmittels während der Ausschaltbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenstange (17)des Kolbens (16) ein weiterer Kolben (56) verschiebbar gelagert ist und daß in -diesem Kolben (56) eine beim.Ausschaltvorgang stromdurchflossene Beschleunigungsspule (54) befestigt ist, deren anziehende bzw. abstoßende Wirkung auf den Zylinderboden (25) und/oder den Kolben (16) in Richtung einer Verstärkung der Verdichtung des Lösehmittels wirken.

2. Strömungsschalter nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zur Beschleunigungsspule (54) über Schleifkontakte (51, 61) erfolgt.

3. "Strömungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

da;3 im Zylinderboden (25) des Zylinders (19) ebenfalls eine stromdurchflossene Beschleunigungsspule (66) vorgesehen ist.

4. Strömungsschalter nach Anspruch 1' oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschleunigungsspule (45) in dem mit dem Antrieb (36) verbundenen Kolben (16) befestigt ist.

5. Strömungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eiin Lichtbogenhorn (14) enthält,-auf das dor Lichtbogen während des Ausschaltvorganges übergeht und daß din vorhandenen Becchleunigungsspulen (45, 54, 66) in Reihe zu dem Lichtbogenhorn. (14) geschaltet sind.

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so daß die Beschleunigungsspulen dann vom Strom durchflossen werden, wenn der Strom von den Hauptkontaktfingern (11) auf das Lichtbogenhorn (14) übergegangen ist.

6. Strömungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' für die Einschaltung des Stromes in den Beschleunigungsspulen ein zusätzlicher Schalter (84) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein federndes Rastglied (58) den verschiebbar gelagerten Kolben (56) in seiner Ausgangsstellung festhält, bis durch

. die stromdurchflos3ene Beschleunigungsspule". (54) im verschiebbar gelagerten Kolben (56) eine bestimmte Mindestkraft aufgebracht wird, die die Sperrkraft des federnden Sperrgliedes (58) überwindet.

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