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Einrichtung zum selbsttätigen Aufrechterhalten der höchstmöglichen
Spannung von zur Speisung elektrischer Gasreinigungs- oder Gasprüfapparate dienenden
Hochspannungsgleichströmen In dem Patent 644 756 ist ein Verfahren zum selbsttätigen
Aufrechterhalten der höchstmöglichen Spannung von zur Speisung elektrischer Gasreinigungs-
oder Gasprüfapparate dienenden Hochspannungsgleichströmen angegeben, bei dem durch
Einschalten eines Gebeschalters zunächst der Hochspannungserzeuger selbsttätig in
Betrieb gesetzt und dann die Spannung ebenfalls selbsttätig auf die geeignete Höhe
eingeregelt wird. Die selbsttätige Regelung der Spannung wird hierbei in der Weise
durchgeführt, daß die Spannung durch einen Regler zunächst bis an die Überschlagsgrenze
herangeführt, dann bei Einsetzen der Überschläge durch eine hierfür empfindliche
Ansprechvorrichtung um ein geringes unter die Überschlagsgrenze herabgesetzt und
nach Ablauf einer durch einen Zeitgeber abgemessenen Zeitspanne allmählich wieder
bis zum Einsetzen von neuen Überschlägen aufwärts geregelt wird. Als Anzeigevorrichtung,
die auf den Überschlag anspricht, wird beispielsweise ein Fritter, ein Überstromrelais
o-. dgl. vorgeschlagen. Im folgenden wird nun eine besonders vorteilhafte Einrichtung
zum sel'bsttätigenAufrechterhalten der höchstmöglichen Spannung der zur Speisung
der obengenannten Apparate dienenden Hochspannungsgleichströme gezeigt.
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Erfindungsgemäß ist für den Spannungsregelwiderstand eine elektromechanische
Steuerung und als Ansprechvorrichtung hierfür eine mit einer Zündelektrode ausgerüstete
Glimmröhre vorgesehen, wobei die Zündelektrode mit der Hochspannungselektrode des
Gasreinigungs- oder Prüfapparates käpazitiv gekoppelt ist. Die Wirkungsweiseeiner
solchen Glimmröhre beruht dabei grundsätzlich darauf, daß bei nicht gezündetem Zustand
der Glimmröhre dieZündelektrode annähernd das Potential der Kathode annimmt und
daß der Abstand zwischen Anode und Zündelektrode so klein gehalten ist, daß er bei
dem gegebenen Druck des Füllgases unter einer freien Elektronenweglänge liegt. Eine
selbständige, das Auslösen der Glimmröhre bewirkende Entladung zwischen Zündelektrode
und Anode ist dann trotz der herrschenden hohen Potentialdifferenz nicht möglich.
Die Zündung kann erst dann erfolgen, wenn ein bestimmter Patentiaiünterschied zwischen
Anode
und Kathode herrscht. Eine besonders empfindliche Anordnung läßt sich hierbei dadurch
erreichen, daß zwischen derZündelektrode und der Anode ein hochohmiger Widerstand
von solcher Größe angeordnet ist, daß die Zündelektrode auf einem zur Zündung gerade
noch nicht ausreichenden Potential gehalten wird. Treten nun zwischen den beiden
in der Gasstrecke befindlichen Elektroden Überschläge auf, so sinkt das Potential
der mit der Zündelektrode kapazitiv gekoppelten negativen Elektroden der Gasstrecke,
z. B. eines Elektrofilters, auf einen geringen Wert ab. Der Widerstand zwischen
Zündelektrode und Anode wird zweckmäßig so eingestellt, daß bei voller Elektrodenspannung
der Gasstrecke zwischen der Kathode und der Zündelektrode der Glimmröhre ein Potentialgefälle
herrscht, das noch nicht zur Zündung ausreicht, und daß das zur Zündung notwendige
Potentialgefälle erst dann erreicht wird, wenn die Spannung in der Gasstrecke auf
eineu Teilbetrag abgesunken ist, der etwa zwischen io und 40 "1o der normalen Betriebsspannung
liegt.
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Zu der die Hauptelektroden der Glimmröhre speisenden Gleichstromquelle
sind nun zu einer einander und zu der Gleichstromquelle parallel liegende Kondensatoren
vorgesehen, die einseitig durch einen hochohmigen Widerstand solcher Größe verbunden
sind, daß an dem der Glimmröhre zunächst liegenden Aufladekondensator jedesmal beim
Ansprechen der Glimmröhre die Spannung unter die Löschspannung der Glimmröhre absinkt.
Der durch die Glimmröhre im Falle einer Zündung ausgelöste Kondensatorstrom dient
nun als Impulsgeber für die elektromechanische Steuerung des Spannungsregelwiderstandes,
und zwar besteht die elektromechanische Steuerung aus einem auf der über eine Reibungskupplung
durch einen Elektromotor angetriebenen Welle eines Stufenschalters sitzenden Sperrklinkenrad
und einer darin eingreifenden Sperrkfinkenstange, die beim Ansprechen der Glimmröhre
durch ein hiervon gesteuertes elektromagnetisches Zwischenrelais der Wirkung einer
Feder entgegen kurzzeitig angezogen wird und hierbei das @Sperrklinkenrad mitnimmt.
Der Elektromotor dteht dann. aber den Kontakthebel in der ursprünglichen Weise weiter,
so daß die herabgesetzte Spannung wieder so lange ansteigt, bis ein Überschlag stattfindet
und dadurch die Glimmröhre zum Ansprechen gebracht wird.
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Der von der Glimmröhre ausgelöste Impuls wird in den meisten Fällen
zu schwach sein, um ihn zur Steuerung des Spannungsreglers unmittelbar auszunutzen.
Vorteilhaft wird also deshalb von dein Impulskreis ein zwischengeschalteter Halterelaisstromkreis
betätigt, der durch den bewegten Magnetanker wieder selbsttätig geöffnet wird. Das
zwischengeschaltete Halterelais besitzt dann also zweckmäßig zwei Stromkreise. Der
eine Stromkreis überbrückt das Impulsrelais, das nach Abklingen des Kondensatorstromes
sofort wieder öffnet, und hält dadurch das Halterelais weiter fest. Der zweite Stromkreis
schaltet die Spule des Elektromagneten ein, welcher die Sperrklinke entgegen der
Wirkung einer Feder bewegt. Die Bewegung. der Sperrklinke wird zur Steuerung eines
Unterbrechers benutzt, der in dem ersten Stromkreis angeordnet ist. Es wird also
nach Herunterschalten des Spannungsreglers für den durch die Gasstrecke gehenden
Strom der Elektromagnet für die Bedienung der Sperrklinke selbsttätig wieder abgeschaltet.
Dieser Zustand bleibt so lange, bis durch einen neuen Überschlag im Elektrofilter
die Glimmröhre zum Ansprechen gebracht wird.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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i ist ein Elektrofilter an sich bekannter Bauart, dessen Sprühelektrodensystem
2 mit dem einen Ende der Sekunda rwicldung des Hochspannungstransformators 3 verbunden,
während das andere Ende der Sekundärwicklung über den Gleichrichter q. an Erde gelegt
ist. Die Primärseite des Transformators 3 ist durch die beiden Leitungen 5 und 6
an das Leitungsnetz 7 angeschlossen. In der Leitung 6 liegt ein Regelwiderstand
8, mit dem man die Spannung des zur Speisung des Elektrofilters dienenden Hochspannungsstromes
in gewünschter Weise regeln kann. Der Kontakthebel 9 des Regelwiderstandes. ist
auf einer Welle io befestigt, die durch den Elektromotor ii über eine Rutschkupplung
12 in stetige gleichmäßige Drehbewegung gesetzt wird. Die einzelnen- Widerstände
des Regelwiderstandes 8 sind dabei so ausgebildet, daß bei der Bewegung des Schalthebels
9 die Spannung zunächst ziemlich schnell bis in die Nähe der für das Filter zulässigen
Höhe ansteigt und dann al'lmählic'h der Überschlagsgrenze genähert wird. Auf der
Welle io ist ferner ein gezahntes Rad 13 befestigt, in das -die in axialer Richtung
bewegliche Sperrklinke 1q. eingreifen kann, ,die an dem Eisenkern 15 befestigt ist,
der gegen die Wirkung der Feder 16 in die Leitungsspule 17 hineingezogen werden
kann.-Zur Auslösung des Stromes für die Spule 17 dient nun dieGlimmröhre 18, dessen
Zündelektrode i9 über die Leitung 2o mit dem unter negativer Hochspannung stehenden
Sprühelektrodensystem 2 des Elektrofilters durch die Kapazität*q.8 gekoppelt ist.
Die Anode 21 der Glimmröhre 18 ist einerseits
durch die Leitung
22 geerdet und andererseits über den hochohmigen Widerstand 23 mit der Leitung 2o,
die zur Zündelektrode i9 führt, verbunden. Zwischen die Kathode 24 und die Anode
21 sind Kondensatoren 25 und 26 eingeschaltet, die einseitig durch den hochohmigen
Widerstand 47 verbunden sind, der so groß ist, daß jedesmal heim Ansprechen der
Glimmröhre die Spannung unter die Löschspannung absinkt. Der Gleichstrom zum Aufladen
der Kondensatoren wird durch den Kupferoxydgleichrichter 27 aus dem Wechselstrom
erzeugt, der von dem Transformator 28 geliefert wird, der durch die Leistungen 29
und 3o an das Leitungsnetz 7 angeschlossen ist.
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Von diesem mit der Gliinmröltre verbundenen Kondensatorstromkreis
wird nun das Schaltrelais 31 gesteuert, welches den gleichfalls durch die Leitungen
3z und 33 an' das Leitungsnetz 7 angeschlossenen Stromkreis schließt und öffnet.
Zu (lern Schaltrelais 31 ist dabei vorteilhaft der Kondensator 46 parallel geschaltet,
durch den für eine sichere Zündung der Glimmröhre bzw. ein sicheres Ansprechen des
Schaltrelais gesorgt wird. In diesem Stromkreis 32, 33 liegt nun das Halterelais
34, das zwei Kontaktstücke 35 und 36 besitzt. Durch das Kontaktstück 35 wird der
durch die beiden Leitungen 37 und 38 von dem Leitungsnetz 7 gespeiste Stromkreis
gesteuert, in den die Magnetspule 17 eingeschaltet ist. Durch den Schaltkontakt
36 wird ein zu dein Stromkre=is 32, 33 parallel geschalteter Stromkreis gesteuert,
dessen eine Leitung 39 an den Eisenkern 15 angeschlossen ist und dessen andere Leitung
40 in (lern Kontaktstück 41 endigt, an dem der Eisenkern 15 entlang gleitet.
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Der die Aufladekondensatoren 25, 26 speisende Stromkreis 27 bis
30 wird vorteilhaft durch ein elektromagnetisches Relais 42 geöffnet und
geschlossen, dessen Arbeitsstromkreis 43, 44 sich über eine Schleifkontaktanordnung
45 schließt, deren Schleifbahn auf der Antriebswelle io des Stufenschalters 9 oder
auf dein Sperrklinkenrad 13 derart angebracht ist, daß bei fast ausgeschaltetem
Regelwiderstand 8 der Arbeitsstromkreis geschlossen und hei eingeschaltetemRegelwiderstand
geöffnet ist.
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Die beschriebene Schalteinrichtung arbeitet nun folgendermaßen: Der
Regelmotor i i des Regelwiderstandes 8 treibt die Filterspannung langsam immer höher
und schließt das Relais 42, wodurch die Glimmröhre 18 unter Spannung gesetzt wird,
bis ein Überschlag in dein Filter i stattfindet. Dadurch wird das Potential der
Zündelektrode i9 der Glimmröhre 18 gegenüber der Kathode 24 so weit erhöht, daß
die Glimm=-röhre zündet und sich der Kondensator 26 über die Glimmröhre entlädt.
Durch die Entladung des Kondensators über die Glimmröhre 18 fließt dann in diesem
Impulskreis ein kurzzeitig abklingender Strom, der das Schaltrelais 31 zum Ansprechen
bringt. Dadurch wird das Halterelais 34 geschlossen. Infolgedessen werden durch
die beiden Schaltkontakte 35 und 36 zwei Stromkreise ge-' schlossen. Der durch den
Schaltkontakt 36 geschlossene Stromkreis überbrückt das Schaltrelais 31, das sich
je nach Abklingen des Kondensatorstromes sofort wieder öffnet, und hält dadurch
das Halterelais weiter fest. Durch den Kontakt 35 wird der Stromkreis geschlossen,
in dein sich die Spule 17 befindet. Diese zieht nun den Eisenkern 15 in sich hinein.
Infolgedessen wird das Sperrklinkenrad entgegen der Drehrichtung des Motors i i
bewegt und der Regelwiderstand so weit zurückgeschaltet, daß die Spannung in dem
Elektrofilter i ein Stück unter die Gberschlagsgrenze heruntergesetzt wird. Dadurch,
daß der Eisenkern 15 in die Spule 17 hineingezogen wird, wird aber auch schließlich
der Hilfsstromkreis 39, 40, .der das Halterelais 34. geschlossen hält, wieder unterbrochen.
Die Folge davon ist, daß das Halterelais 34 sich wieder öffnet und von der Spule
17 den Strom abschaltet. Der Eisenkern 15 und die Sperrklinke 14 werden infolgedessen
von der Feder 16 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgezogen. Der Regelmotor
ii dreht nun die Welle io des des Filterregelwiderstandes in der früheren Richtung
«-eiter, so daß infolgedessen die Spannung des Elektrofilters wieder allmählich
in die Höhe geregelt wird, bis ein Überschlag in dem Filter stattfindet. Dann begingt
dasselbe Spiel wieder von neuem.