DE427166C

DE427166C - Strahlenabschneidevorrichtung fuer elektrische Wellenstrahlkommutatoren

Info

Publication number: DE427166C
Application number: DEH97662D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-06-24
Filing date: 1924-06-24
Publication date: 1926-03-25

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, bei welchen ein wellenförmiger, leitender Flüssigkeitsstrahl für die Schließung und Unterbrechung eines elektrischen Stromkreises benutzt wird, namentlich die sogenannten Wellenstrahlkommutatoren. und -unterbrecher, die in den deutschen Patentschriften 313276 und 355189 beschrieben sind; der Zweck der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, welche den Strahl derart durchschneidet, daß die korrodierende Wirkung des Kommutierungs- oder Unterbrechungsfunkens auf die Abschneidevorrichtungen vermindert oder unschädlich gemacht wird.

Erfindungsgemäß besteht die Strahlenabschneidevorrichtung aus einem oder mehreren Messern oder Keilen, aus einem leitenden Material, am zweckmäßigsten mit einem hohen Schmelzpunkt, und die Messer oder Keile haben eine solche Form und sind der- ao art angeordnet, daß die Unterbrechung zwischen dem Wellenstrahl und einer von der Schneide entfernten Stelle am Messer stattfindet, so daß die Schneide der korrodierenden Wirkung des Funkens entzogen wird und ihre Schärfe behält. Der Schmelzpunkt des Messermaterials muß am besten oberhalb einer Temperatur von 2000 ° C liegen, so

daß ζ. B. Wolfram als Messermaterial besonders geeignet ist.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Abb. ι stellt schematisch einen Strahlenkommutator der bisher benutzten Art dar.

Abb. 2 ist eine Seitenansicht in größerem Maßstabe einer Schneidevorrichtung nach der Erfindung.

ίο Abb. 3 und 4 sind Seitenansicht und Draufsicht einer zweiten Ausführungsform und

Abb. S und 6 Seitenansicht und Draufsicht einer dritten Ausführungsform. Abb. 7 ist ein Stromdiagramm, das die Vorrichtung nach Abb. 5 und 6 enthält, und Abb. 8 ist die Seitenansicht einer vierten Ausführungsform.

In Abb. ι stellt / einen Quecksilberstrahl dar, der aus einem Mundstück JV in der Richtung der Achse der Strahlenfigur ausströmt und eine Doppelelektrode Ji₁, E₂ trifft, deren Teile gewöhnlich durch eine isolierende Wand P getrennt sind, welche Wand eine scharfe Kante hat, die den Strahl abschneidet. Der Strahl ist während seiner Bewegung fortwährend mit einer Hilfselektrode E' in Berührung und verbindet dieselbe abwechselnd mit den Elektroden E₁ und E₂, so daß ein Kommutator gebildet wird, der eine Wechselspannung gleichrichten kann. Die Bewegung des Strahles in seitlicher Richtung wird durch Zusammenwirkung zwischen einem permanenten magnetischen Feld F und einem mit der gleichzurichtenden Wechselspannung synchronen Hilfswechselstrom erzielt, welcher Hilfsstrom von der Sekundärwicklung T eines Transformators geliefert und durch eine Elektrode E und das Mundstück N dem Quecksilberstrahl zugeleitet wird. Die Doppelelektrode E₁, E₂. muß in einem solchen Abstand vom Feld F angebracht sein, daß der Strahl in dem Augenblick an der Kante der Wand P überschnitten wird, wo die Wechselspannung ihr ! Zeichen wechselt. 1

Die Erfindung betrifft namentlich die f Doppelelektrode (Hauptelektrode) eines derartigen Wellenstrahlkommutators, sie kann j aber, wie oben erwähnt, in jeder Einrichtung verwendet werden, in welcher ein Wellen- : strahl für die Schließung und Unterbrechung eines elektrischen Stromkreises benutzt wird. j

Es hat sich gezeigt, daß die isolierende Wand P (Abb. 1) fortgelassen werden kann, wenn die inneren Kanten α und b der beiden Teilelektroden E₁ und E„ als vorstehende Messerschneiden ausgebildet werden, wie in Abb. 2 dargestellt. Bei einer solchen Anordnung erfolgt die Kommutierung in der folgenden Weise. Der gegen die Elektrode vorschreitende Wellenstrahl wird zuerst an der einen Kante α in Abb. 2 mit großer Genauigkeit überschritten; ist aber die innere Oberfläche der Elektrode Ji₁ annähernd senkrecht, so wird die Verbindung zwischen dem Strahl / und der Elektrode E₁ nicht unterbrochen, bevor der Strahl sich weiter durch die ganze-Höhe der Elektrode E₁ und gegebenenfalls noch eine kurze Strecke bewegt hat. Unmittelbar vor der Unterbrechung der Verbindung wird die Verbindung durch einen Flüssigkeitsfaden S aufrechterhalten, und die Verbindung hört auf, wenn dieser Faden unterbrochen wird.

ι Ein derartiger Kommutator hat sehr wertj volle Eigenschaften. Es hat sich nämlich j herausgestellt, daß durch ihn eine sehr genaue Kommutierung erzielt wird. Ferner wird die korrodierende Wirkung des Kommutierungsfunkens dadurch unschädlich gemacht, daß der Funke zwischen dem Ende c des Strahles und der unteren Kante d der Elektrode E₁ (oder E₂) gebildet wird. Der Funke greift somit die Kante α (oder b) nicht an, so daß die Genauigkeit der Kommutierung durch Abnutzung der Elektrode nicht beeinträchtigt wird. Wenn die inneren Teilet und B der Elektroden aus einem Material mit einem hohen Schmelzpunkt, beispielsweise Wolf- go ram, hergestellt werden, wird die richtig bemessene Elektrode nur sehr langsam abgenutzt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 3 und 4 bestehen die Elektroden E₁ und E₂ je aus einer Reihe von Messern oder Keilen, von welchen indessen nur die beiden inneren, V₁ und V₂, für den Kommutierungsvorgang von Bedeutung sind, so daß man nur diese beiden Messer aus einem besonderen hochschmelzenden Material herzustellen braucht. Die beiden inneren Messer können isoliert seih, so daß Widerstände zwischen dieselben und die übrigen Teile der Elektroden E₁ und E₂ eingeschaltet werden können.

Bei den beiden oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung findet das Überschneiden des Strahles nicht in der mittleren Ebene des Kommutators statt, was in gewissen Fällen ein Nachteil sein kann, dem jedoch durch eine Bauart der. Elektrode gemäß Abb. 5 und 6 abgeholfen werden kann.

Es ist hier zwischen den beiden Teilelektroden E₁ und E₂ ein Messer oder Keil V₀ aus leitendem Material· angeordnet.= Dieses Messer ist von den beiden Elektroden E₁ und £₂ isoliert. Die Kommutierung findet hierbei in der folgenden- Weise statt. Unmittelbar . bevor die Verbindung zwischen dem Strahl/ und 4er einen Elektrode JS₁ (Abb. 5) unterbrechen wird, wird die Verbindung durch das Messer V₀ und den Quecksilberfaden S

aufrechterhalten. Kurz nachdem der Strahl die Kante b der anderen Elektrode E₂ erreicht hat, wird der Faden S gebrochen, und | es entsteht ein Kommutierungsfunke. Wie vorher greift der Funke nicht die Schneide desjenigen Messers an, das den Strahl durchschnitten hat, sondern nur den hinteren Teil dieses Messers, der die Einwirkung des Fun- ! kens besser ertragen kann und dessen Zustand '

ίο für die Wirkung des Kommutators ohne Bedeutung ist. Die Elektroden E₁ und E₂ können jede geeignete Form haben; die in Abb. 5 und 6 dargestellte ist besonders ^! zweckmäßig. In der Regel wird es unnötig sein, die Messer F₁ und F₂ und die übrigen Messer der Elektroden aus besonders widerstandsfähigem Material herzustellen, während bei Kommutatoren für große Belastungen das Messer F₀ aus einem Material von hohem ; Schmelzpunkt hergestellt werden muß. Da aber die Messer F₁ und F₂ eine hohe Temperatur annehmen können, wird es bisweilen vorteilhaft sein, auch diese aus einem derartigen widerstandsfähigen Material (WoIfram) herzustellen. Ein Messer oder mehrere Messer auf den Elektroden können von diesen elektrisch isoliert sein, um das Einschalten von Widerständen oder anderen elektrischen Vorrichtungen zwischen Elektroden und Messer zu ermöglichen. Ferner können elektrische Apparate zwischen dem Messer F₀ und der Mitte derjenigen Transformatorwicklung, mit welcher die Doppelelektrode verbunden ist, wenn dieselbe in einem Gleichrichter benutzt wird, eingeschaltet werden. Abb. 7 zeigt schematisch eine solche Anordnung, in welcher ein Widerstand/? zwischen dem Messer F₀ und der Mitte der Transformatorwicklung T₁, T₂ eingeschaltet ist.

Das isolierte mittlere Messer kann zu mehreren solchen aufgeteilt werden, die in verschiedener Weise angeordnet sein können. Abb. 8 zeigt ein in drei Teile F₀, F₀₁ und F₀₂ geteiltes Messer, von welchem der mittlere Teil so viel oberhalb der beiden anderen gehoben ist, daß die beiden Fäden S₁ und S₂ gleichzeitig unterbrochen werden. Hierbei werden zwei Kommutierungsfunken statt eines erzeugt, so daß die durch die Funken bewirkte Abnutzung auf zwei Messer verteilt wird; dadurch kann eine größere Leistung oder Spannung kommutiert werden. Die derart zusammengesetzte Messeranordnung kann in verschiedener Weise abgeändert werden.

Das mittlere Messer F₀ in Abb. 8 kann beispielsweise fortgelassen werden. Die Messer F₀₁ und F₀₂ können dann in den dargestellten Stellungen bleiben, oder sie können bis auf die Höhe der Elektroden E₁ und E₂ herabgesenkt werden, indem ihr gegenseitiger Abstand gleichzeitig vergrößert wird. Wenn dieselben dann mit den Elektroden E₁ und E₂ elektrisch verbunden werden, entweder direkt oder durch Widerstände, so wird die Bauart derjenigen nach Abb. 2 und 3 ähnlich werden.

Claims

P ATENT-Ansprüche:

1. Strahlenabschneidevorrichtung für elektrische Wellenstrahlkommutatoren oder -unterbrecher, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Messer oder Keile aus leitendem Material, vorzugsweise mit hohem Schmelzpunkt, welche eine derartige Form haben und in der Weise angeordnet sind, daß die Unterbrechung zwischen dem wellenförmigen Strahl und einer von der Schneide entfernten Stelle des Messers stattfindet, so daß die Schneide der abnutzenden Wirkung des Kommutierungs- oder Unterbrechungsfunkens entzogen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer oder der Keil aus einem Material, dessen Schmelzpunkt oberhalb 2000⁰ C liegt, z. B. aus Wolfram, hergestellt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den wellenförmigen Strahl abschneidende Messer (F₀) in der Mittelebene zwischen den Teilen einer mit dem Strahl zusammenwirkenden Doppelelektrode (E₁, E₂), in diesen elektrisch isoliert, angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei isolierte Messer (F₀, F₀₁ und F₀₂), die, symmetrisch in bezug auf die mittlere Ebene einer mit dem wellenförmigen Strahl zusammenwirkenden Doppelelektrode (E₁, E₂), in solchen gegenseitigen Stellungen angeordnet sind, daß der wellenförmige Strahl von zwei Messern gleichzeitig überschnitten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch !,gekennzeichnet durch zwei isolierte Messer, die in bezug auf die mittlere Ebene einer mit dem wellenförmigen Strahl zusammenwirkenden Doppelelektrode (E₁, E₂) symmetrisch angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer je mit einem der Teile der Doppelelektrode (.E₁ oder E₂) elektrisch leitend verbunden sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.