DE626525C - Expansionsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Expansions-. schalter, (Jessen Schaltkammer in ein Kondensationsgefäß eingebaut ist. Beim Ausschalten wird durch den Abschaltlichtbogen in der geschlossenen Schaltkammer aus der Schaltflüssigkeit, die die Schaltkammer füllt, Dampf entwickelt, der nach Erreichen eines bestimmten Druckes durch plötzlich, freigegebene Ausströmöffnungen aus der Kammer heraus und in das

"Kondensationsgefäß hineinströmt. Durch das Ausströmen wird eine kräftige und mindestens über einen Stromnulldurchgang andauernde Expansion des Dampfes, in dem der Lichtbogen brennt, herbeigeführt, die das Löschen des Lichtbogens bewirkt. Die Schaltkammer ist in ein Kondensationsgefäß eingebaut, das gleichzeitig als Nachfüllbehälter dient. Es enthält im Gegensatz zu den bekannten Ölschaltern nur eine geringe Flüssigkeitsmenge, umschließt jedoch die Schaltkammer dergestalt, daß trotzdem die zum betriebssicheren Abschalten erforderliche Flüssigkeitsfüllung vorhanden ist. Wichtig für das Zustandekommen der zur Lichtbogenlöschung erforderlichen Expansion ist, daß sich in dem Kondensationsgefäß, in das der Dampf ausströmt, kein wesentlicher Gegendruck bilden kann, der die sekundliche Dampfausflußmenge stark vermindert. Von der Dampfausflußmenge hängt nämlich der für die Löschung des Lichtbogens erforderliche Grad der Expansion, d. h. das Druckgefälle pro Zeiteinheit im Augenblick des Stromnulldurchganges, ab. Es muß also das Kondensationsgefäß so groß sein, daß es den ausströmenden Dampf ohne eine starke Druckzunahme in seinem Innern fassen kann. Bemißt matt so das Kondensationsgefäß für die Dampfmenge, die bei normaler Abschaltleistung aus der Schaltkammer ausströmt, so ergeben sich Schwierigkeiten für den Fall, daß der Schalter eine große Abschaltleistung, z. B. einen Kurzschluß, zu .bewältigen hat, wobei eine große Dampfmenge entwickelt wird. Um hierbei zu verhindern, daß sich ein zu hoher Gegendruck im Kondensationsgefäß bildet, hat man vorgeschlagen, das Kondensationsgefäß mit einem federbelasteten Deckel abzuschließen, der beim Überschreiten eines gewissen Druckes im Kondensationsgefäß abgehoben wird und einen ringförmigen Spalt öffnet, durch den Dampf ins Freie ausströmt. Hierdurch wird das Anwachsen des Gegendruckes im Kondensationsgefäß auf einen unzulässigen Wert mit Sicherheit vermieden. Durch den ringförmigen Spalt, der beim Anheben des Deckels freigegeben wird, wird aber von dem ins "Freie ausströmenden Dampf Schaltflüssigkeit aus dem Kondensationsgefäß mitgerissen. Da hierbei ganz beträchtliche Flüssigkeitsmengen verlorengehen, muß ' die Schaltflüssigkeit im Schalter nach jeder schweren Abschaltung wieder ergänzt werden.

Dieser Nachteil kann bei einem Schalter der im ersten Absatz geschilderten Art vermieden und auf andere Weise der Kondensationsraum ohne wesentliche Vergrößerung der äußeren Abmessungen dadurch zusätzlich erweitert werden, daß nach der Erfindung in

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denr Kondensationsgefäß im wesentlichen unterhalb des Flüssigkeitsspiegels allseitig gegen die Flüssigkeit abgeschlossene elastische Hohlräume angeordnet werden, die so bemessen sind, daß durch den Raumzuwachs beim Zusammendrücken der Hohlräume der Dampf in dem für die Lichtbogenlöschung erforderlichen Maße • expandieren kann.

Die elastischen Hohlräume, die z. B. von ίο einer Gummihulle umschlossen sein können so daß das Ganze einen elastischen, stark deformierbaren Körper bildet, werden nach der weiteren Erfindung vorteilhaft im Kondensationsgefäß zwischen der Schaltkammer und der Gefäßwand unter dem Spiegel der im Kondensationsgefäß befindlichen Schaltflüssigkeit angeordnet. Beim Zusammendrücken des elastischen Körpers durch den Überdruck des Dampfes im Kondensationsraum sinkt der Spiegel der Schaltflüssigkeit, so daß .für den Dampf Raum im Kondensationsgefäß zuwächst und sich ein unzulässiger Gegendruck nicht bilden kann.

Wird ein an das Kondensationsgefäß angeschlossener Behälter verwendet, so wird erfindungsgemäß der Behälter und. der in ihm befindliche elastische Körper so angeordnet, daß beim Zusammendrücken des elastischen Körpers ein unter dem Spiegel der im Kondensationsgefäß befindlichen Schaltflüssigkeit liegender Raum zuwächst, aus dem in den Behälter übergetretene Schaltflüssigkeit durch den beim Verschwinden des Überdruckes seine ursprüngliche Form wieder herstellenden elastischen Körper in das Kondensationsgefäß zurückgefördert wird. Außer einem Gummihohlkörper lassen sich als elastische und stark deformierbare Körper auch vorteilhaft konische und allseitig mit wasserdichtem Stoff umkleidete Schraubenfedern verwenden oder ein Kolben, der gegen konische Schraubenfedern beweglich ist.· Die Windungen der Schraubenfedern legen sich beim Zusammendrücken ineinander, so daß der Platz, den der zusammengedrückte elastische Körper einnimmt, sehr klein ist.-

In den Fig. 1 bis 3 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Fig. ι ist die Schaltkammer mit 10 bezeichnet, die in das Kondensationsgefäß 11 eingebaut ist. 12 ist das in der Schaltkammer befindliche feste Schaltstück, in das der durch den isolierenden Schaltkammerdeckel 13 mit geringem Spiel hindurchgeführte Schaltstift 14 bei eingeschaltetem Schalter eingreift. Der Deckel 13 sitzt im Oberteil 15 der Schalt- - kammer, in dessen Flansch Bolzen 16 eingeschraubt sind, die im Flansch 17 des unteren Schaltkammerteiles 10 geführt sind. Der Schaltkammerteil 15 kann sich vom unteren Kammerteil 10 gegen Druckfedern 18 abheben, die sich gegen die Köpfe 19 der Bolzen 16 abstützen.

Die Druckfedern 18 erzeugen die Verschluß- ■ kraft für die Schaltkammer, die für das Ausströmen des Dampfes und die dadurch herbeigeführte Expansion von der Dampfspannung in der Kammer überwunden werden muß. Der Schaltstift 14 ist an der Stelle, an der er durch den das Kondensationsgefäß 11 abschließenden isolierenden Deckel 20 hindurchgeführt ist, mittels einer Dichtung 21 gedichtet. Am Boden des Kondensationsgefäßes 11 befindet sich zwischen der Schaltkammer- und Gefäßwand ein Gummihohlkörper 22. Mit 23 ist der Spiegel der Schaltflüssigkeit bezeichnet. Die Wirkung des Schalters ist folgende: Wird beim Ausschalten der Schaltstift 14 aus dem Schaltstück 12 herausgezogen, so wird in der Schaltkammer 10 ein Lichtbogen gezogen, der Schaltflüssigkeit verdampft. Ist der Dampfdruck 'so groß geworden, daß er die Federn 18 überwindet, so wird der Oberteil 15 der Schaltkammer von dem unteren Teil 10 abgehoben. Der Dampf strömt dann durch den freigegebenen ringförmigen Schlitz zwischen den Flanschen des Ober- und Unterteiles aus der· Schaltkammer in das Kondensationsgefäß 11 und nimmt den Raum ein, der sich über dem Spiegel der Schaltflüssigkeit im Kondensationsgefäß befindet. Ist die ausströmende Dampfmenge sehr groß und nimmt der Gegendruck im Kondensationsgefäß stark zu, so wird der Gummihohlkörper 22 zusammengedrückt, wodurch der Flüssigkeitsspiegel sinkt und der Dampfraum des Kondensationsgefäßes vergrößert wird. Die Dampfraumvergrößerung hat zur Folge, daß der Dampfdruck nicht eine unzulässige Höhe annimmt, bei der er eine zur Löschung des Lichtbogens ausreichende Expansion verhindert. Dadurch, daß der Dampf im Kondensationsgefäß zum größten Teil kondensiert und die Schaltstiftöffnung im Deckel 20 des Kondensationsgefäßes durch den beim Ausschalten herausgezogenen Schaltstift 14 freigegeben wird, so daß der nicht kondensierte Dampf ins Freie abziehen kann, verschwindet der Gegendruck, und der Gummihohlkörper stellt seine ursprüngliche Form wieder her, wobei er die Schaltflüssigkeit wieder bis zu dem mit 23 bezeichneten Flüssigkeitsspiegel hebt.

In Fig. 2 und Fig. 3, die in Draufsicht einen waagerechten Schnitt durch den Schalter der Fig. 2 nach der Schnittlinie A-B darstellt, ist an das Kondensationsgefäß 11 ein Behälter 24 angeschlossen, der durch die über dem Flüssigkeitsspiegel 23 im Kondensationsgefäß befindliehe Öffnung 25 mit dem Kondensationsgefäß in Verbindung steht. 15 ist wieder wie in Fig. 1 der obere, 10 der untere Schaltkammerteil und der Schaltstift. In dem Behälter 24 befindet sich ein elastischer Körper, der aus drei doppelionischen Schraubenfedern 26 besteht, die mit einem wasserdichten Stoff, z. B. ölgetränktem

Segeltuch, allseitig umkleidet sind. Der elastische Körper füllt den Behälter 24 bis zur Öffnung 25 aus.

Entsteht beim Ausschalten durch den aus- der Schaltkammer ausströmenden Dampf ein Gegendruck im Kondensationsgefäß, so werden die Federn 26 in dem mit dem Kondensationsgefäß durch die Öffnung 25 in Verbindung stehenden Behälter zusammengedrückt, wobei sich die Windungen der Schraubenfedern ineinanderlegen und der aus ihnen gebildete elastische Körper bis etwa zu der gestrichelten Linie 27 zusammengedrückt wird. Es wächst also für den im Kondensationsraum befindlichen Dampf im Behälter 24 ein unter dem Flüssigkeitsspiegel 23 liegender Raum zu. Wird von dem diesen Raum einnehmenden Dampf Schaltflüssigkeit vom Kondensationsgefäß in den Behälter 24 mitgerissen, so wird diese Flüssigkeitsmenge beim · Verschwinden des Gegendruckes von dem seine "ursprüngliche Form wiederherstellenden elastischen Körper im Behälter 24 bis zur Öffnung 25 emporgehoben und in das Kondensationsgefäß zurückgefördert.

Der Behälter wird zweckmäßig auf der Vorderseite des Schalters am Kondensationsgefäß angeordnet.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Expansionsschalter, dessen Schaltkammer in ein sie dergestalt umschließendes Kondensationsgefäß eingebaut ist, daß trotz geringer Flüssigkeitsmenge die zum betriebssicheren Abschalten erforderliche Flüssigkeitsfüllung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kondensationsgefäß im wesentlichen unterhalb des Flüssigkeitsspiegels allseitig gegen die Flüssigkeit ab- " geschlossene elastische Hohlräume angeordnet sind, die so bemessen sind, daß durch den Raumzuwachs beim Zusammendrücken der Hohlräume der Dampf in dem für die Lichtbogenlöschung erforderlichen Maße expandieren kann.
2. 2. Expansionsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper im Kondensationsgefäß zwischen der Schaltkammer- und der Gefäßwand des Kondensationsraums angeordnet ist.
3. 3. Expansionsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß , sich der elastische Körper in einem zusätzlichen, an das Kondensationsgefäß angeschlossenen Behälter befindet.
4. 4. Elastischer Körper für Expansionsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gummihohlkörper ist.
5. 5. Elastischer Körper für Expansionsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er aus konischen und allseitig mit wasserdichtem Stoff umkleideten Schraubenfedern besteht.
6. 6. Elastischer Körper für Expansionsschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen gegen konische Schraubenfedern beweglichen Kolben.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen