DE2930600A1

DE2930600A1 - Druckgasschalter

Info

Publication number: DE2930600A1
Application number: DE19792930600
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Graf; Christian Sturzenegger
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1979-04-12
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1980-10-23
Also published as: DE2930600C2; CH646011A5; AT376519B; ATA19980A; US4320270A

Description

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Druckgasschalter

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solche Druckgasschalter sind z.B. aus der DE-OS 2.710.868 und aus der US-PS 3.946.180 bekannt. Den in der Blasdüse ausgebildeten, mit dem Pumpraum in Verbindung stehenden und unter einem Winkel zur Düsenachse in den Düsenraum einmündenden Kanälen kommt die Aufgabe zu, zusätzlich zu der bei einem Ausschalthub erfolgenden axialen Beblasung des im Düsenraum brennenden Ausschalt-Lichtbogens eine Querbeblasung zu erzeugen, was eine effizientere Kühlung des Lichtbogens namentlich im Bereich der engsten Stelle der Blasdüse ergibt. Diese bessere Kühlung trägt auch dazu bei, ein "Verstopfen" der Blasdüse durch erhitztes Bogenplasma zu verhindern, das seinerseits die axiale Beblasung des Bogens erheblich beeinträchtigt.

Bei den bekannten Schaltern dieser Art sind diese Kanäle durch Bohrungen gebildet, die durch den Düsenkörper hindurchgetrieben sind und schliesslich im Bereich der

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engsten Stelle oder auch kurz zuvor bzw. danach wieder in den Düsenraum einmünden. Soll die angestrebte Querbeblasung ausreichend wirksam sein, dann ist dazu auch ausreichend Löschgas vorzusehen. Um aber ausreichend Löschgas durch die Bohrungen der Blasdüsen der bekannten Schalter zu treiben, ist eine grosse Anzahl Bohrungen vorzusehen und/oder ist der Rauminhalt des Pumpraumes und der diesen unter Druck setzende Antrieb ausreichend grosszügig zu bemessen, weil das Löschgas während des Durchströmens der Bohrungen einen erheblichen Teil seiner kinetischen Energie verliert und dies besonders in jenen Fällen (US.PS 3.946.180), wo die Bohrungen einen abgewinkelten Verlauf haben. Es ist daher ein Zweck der Erfindung, einen Druckgasschalter der genannten Art zu schaffen, bei dem das für die Querbeblasung aus dem Pumpraum bezogene Gas mit möglichst geringen Verlusten an kinetischer Energie in die gewünschte Blasrichtung umgelenkt wird, mit dem Ziel, bei gegebenem Rauminhalt des Pumpraumes und des Antriebes den Wirkungsgrad sowohl in axialer als auch in Quer - Richtung zu erhöhen.

Dieser Zweck wird bei dem vorgeschlagenen Druckgasschalter durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale erreicht.
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Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind dagegen den abhängigen Patentansprüchen 2 -10 zu entnehmen.

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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren einzigen Figur ein schematischer Axialschnitt durch die in vorliegendem Falle wesentlichen Bestandteile eines Druckgasschalters dargestellt ist.

Von dem in der Figur schematisch dargestellten Schalter 10 erkennt man ein rohrförmiges, ortsfestes Kontaktstück 17, das in Einschaltstellung mit seinem Innendurchmesser den Aussendurchmesser eines beweglichen Kontaktstückes 16 umgreift. Das bewegliche Kontaktstück 16 ist an einem metallischen Abschlussflansch 13 eines einen Pumpraum 15 uraschliessenden Pumpzylinders 14 verschraubt. Der Pumpzylinder 14 ist verschiebbar auf einem ortsfest abgestützten Kolben (nicht dargestellt) geführt und an einen ebenfalls nicht dargestellten Schaltantrieb gekoppelt.

Mittels Bolzen 11 ist auf der dem Pumpraum 15 abgekehrten Seite des Flansches 13 eine Blasdüse 22 aus einem elektrisehen Isoliermaterial befestigt, deren Düsenraum in einen zu einer engsten Stelle hin konvergierenden Einlassraum und in einen von der engsten Stelle 19 weg divergierenden Auslassraum 22 gegliedert ist. Mittels eines ebenfalls auf dem Flansch 13 verankerten Trennkörpers ⁹-4 aus dem selben Material wie die Blasdüse 22 ist der Einlassraum in einen inneren Mantelraum 20 und in einen äusseren Mantelraum 21 unterteilt. Sowohl der innere als auch der äussere Mantelraum 20 bzw. 21 steht über im Flansch 13

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ausgebildete Durchlässe 12 mit dem Pumpraum 15 in Verbindung.

Vom äusseren Mantelraum 21 des Einlassraumes der Blasdüse 22 geht eine Anzahl im Düsenkörper 25 der Blasdüse ausgebildete Kanäle aus, die die Form von im wesentlichen achsialverlaufenden, nach innen offenen Nuten 30 aufweisen. Wie der Figur zu entnehmen ist, weist der Boden 31 der Nuten 30 etwa die Form einer stetig gekrümmten Leitschaufel auf. Dabei verläuft der stromaufwärts gelegene Anfangsabschnitt 26 des Bodens 31 jeder Nute 30 etwa parallel und der stromabwärts gelegene Endabschnitt 27 etwa im rechten Winkel zur Düsenachse. Die Seitenwände 28 der Nuten 30 sind im vorliegenden Fall parallel zueinander, d.h. die Breite der Nuten 30 ist über deren gesamte Tiefe und Länge konstant. Zweckmässig beträgt die Summe der Breiten aller Nuten 30 weniger als die Hälfte des Innenumfanges der engsten Stelle 19.

Es ist aber auch möglich, den Nuten einen trapezförmigen, nach innen sich erweiternden Strömungsquerschnitt zu geben.

In Einschaltstellung übergreift, wie erwähnt, das feste Kontaktstück 17 mit seinem Innendurchmesser den Aussendurchmesser des beweglichen Kontaktstückes 16. Der Aussendurchmesser des festen Kontaktstückes 17 dagegen liegt praktisch dicht an der engsten Stelle 19 an und

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verschliesst somit die Blasdüse selbst sowie auch den Endabschnitt der Nuten 30.

Beim Ausschalthub wird der Pumpraum 15 unter Druck gesetzt und erst wenn die engste Stelle 19 der Blasdüse das feste Kontaktstück verlassen hat, entsteht eine im wesentlichen achsial verlaufende Blasströmung, die an der engsten Stelle durch das durch die Böden 31 der Nuten 30 umgelenkte Gas verwirbelt und gewissermassen eingeschnürt wird, so dass der zwischen den Kontaktstücken 16, 17 gezogene Schaltlichtbogen 18 nicht nur intensiver beblasen, sondern auch von der Innenwand des Düsenraumes ferngehalten wird. Die Beblasung in Querrichtung, d.h. durch die Nuten 30, setzt erst mit der achsialen Blasströmung ein, so dass ein vorzeitiger Verbrauch von Druckgas aus dem Pumpraum 15 vermieden wird, und ausserdem ist das durch die Nuten 30 fliessende Gas praktisch keinem Verlust an kinetischer Energie unterworfen.

Bei der in ausgezogenen Linien dargestellten Ausführungsform verlaufen die Nuten 30 im wesentlichen parallel zur Axe der Blasdüse 22,und deren Boden 31 ist leitschaufel artig gewölbt. Bei einer anderen Ausführungsform beschreiben die nach innen offenen Nuten 30 - wie mit den gestrichelten Linien 30' angedeutet - einen Abschnitt einer Wendellinie mit grosser Steigerung (über ca. 50 ). Damit erreicht man, dass die Querbeblasung der Gasströmung im Bereich der angsten Stelle 19 zusätzlich einen Drall

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verleiht, durch den der Schaltlichtbogen 18 zum Umlaufen veranlasst wird.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform verläuft der Boden der nach innen offenen Nuten 30 geradlinig, wie in der Zeichnung links mit der strichpunktierten Linie 31' angedeutet ist.

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Claims

PATENTANSPRUEC H E
( 1. .
Durckgasschalter mit einem beweglichen und mit einem festen Kontaktstück (16 bzw. 17), sowie mit einer einem dieser Kontaktstücke zugeordneten, an einen im Zuge des Ausschalthubes unter Druck setzbaren Pumpraum (15) angeschlossenen Blasdüse (22), die das zugeordnete Kontaktstück (16) umgibt und deren Düsenraum einen zu einer engsten Stelle (19) hin konvergierenden Einlassraum (20, 21) und einen von der engsten Stelle (19) weg divergierenden Auslassraum (23) aufweist, wobei in der Blasdüse (22) in Strömungsverbindung mit dem Pumpraum (15) stehende Kanäle (30) ausgebildet sind, die in einem Winkel zur Düsenachse in den Düsenraum einmünden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle vom konvergierenden Einlassraum (21) ausgehende, nach innen offene Nuten (30) sind, deren Boden einen stromaufwärts angeordneten und im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung im Einlassraum (21) verlaufenden Anfangsabschnitt (26) aufweist, sowie einen Endabschnitt (27), der stromabwärts von der engsten Stelle
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5.4.1979 A 2960 CH

Sa: vm

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(19) angeordnet ist und zur Düsenachse hin gerichtet ist.

2. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (31) der Nuten (30) leitschaufelartig gewölbt ist.

3. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Nuten (30) im wesentlichen geradlinig verläuft.

4. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (30) im wesentlichen achsial verlaufen.

5. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten einen Schraubenlinienabschnitt mit einer Steigerung mehr als 50 beschreiben.
6. Druckgasschalter nach einem der Patentansprüche 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (28) der Nuten (30) parallel zueinander sind.
7. Druckgasschalter nach einem der Patentansprüche 1 -

5. dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (30) unter sich gleicn bemessen und in regelmässigen Winkelabständen um die Düsenachse angeordnet sind.
8. Druckgasschalter nach einem der Patentansprüche 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (27) des Bodens (31) der Nuten (30) mit der Düsenachse einen Winkel von

0 einschliesst.

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zwischen 10 und 90 einschliesst.