DE757701C

DE757701C - Loeschkammer with differential pumping device

Info

Publication number: DE757701C
Application number: DEST58005D
Authority: DE
Inventors: Herbert Friebe
Original assignee: STUDIENGES HOCHLEISTUNGSSCHALT; Studiengesellschaft fuer Hochleistungs Schalter GmbH
Current assignee: STUDIENGES HOCHLEISTUNGSSCHALT; Studiengesellschaft fuer Hochleistungs Schalter GmbH
Priority date: 1938-11-02
Filing date: 1938-11-02
Publication date: 1950-10-05

Description

Löschkammer mit Differentialpumpeinrichtung Bei den Löschkammern mit einer Differentialpumpeinrichtung im Innern der Kammer entsteht beim Schalten zwischen den Kontakten ein Lichtbogen, der eine Verdampfung von Flüssigkeit hervorruft. Die hierbei auftretende Druckerhöhung kann so stark werden, daß der höchst beanspruchte Pumpkammerbaden abreißt. Um diese Gefahr zu beseitigen, hat man in dem Lichtbogenraum Sicherheitsventile angeordnet, die einen Teil der entstehenden Druckgase bei Überschreitung eines Grenzdruckes aus der Kammer entweichen lassen. Diese Maßnahme genügt beim Ausschaltvorgang und auch beim Einschalten; solange die Betriebsspannung eine mäßige ist. Beim Ausschaltvorgang wächst der Lichtbogen von Null aus an. Dementsprechend ist auch die Dampfentwicklung und die Druckbildung eine immerhin noch allmählich ansteigende. Wird der Grenzdruck überschritten, dann öffnen sich die Sicherheitsauslaßventile und halten den Druck in brauchbarer Höhe. Gleichzeitig ist auch der Pumpkolben in Bewegung gekommen und vergrößert den Rauminhalt der Löschkammer, wodurch der in der Kammer auftretende Druckstoß herabgesetzt wird. Auch beim Einschalten und bei mäßiger Netzspannung ist dies ähnlich der Fall, da ein Überschlag und damit eine Lichtbogenbildung erst erfolgt, wenn die Kontaktentfernung bereits sehr klein ist. Anders liegt der Fall, sobald hohe Betriebsspannungen vorliegen. Bei hoher Spannung erfolgt beim Einschalten der Überschlag bereits recht frühzeitig, wenn die Kontaktentfernung noch groß ist. Es entsteht ein Lichtbogen großer Lä nge, der erst im Verlauf des weiteren Einschaltvorganges sich mehr und mehr verkleinert. Dementsprechend ist auch der plötzliche Druckstoß beim Entstehen des Überschlages infolge der äußerst kräftigen Verdampfung ein sehr großer, und es genügen die Sicherheitsventile nicht mehr, die Bruchgefahr für die Kammer mit Sicherheit zu beseitigen. Der Druckstoß äußert sich in solch gefahrbriiigender Weise insbesondere bei den Löschkammern, bei denen beim Einschalten der Kontaktstift die Überströlnöffnung vom Pumpenraum nach dem anderen Kammerraum verschließt, bevor er den zugehörigen Gegenikontakt erreicht. Die Löschflüssigkeit kann aus dem Pumpenraum nicht verdrängt werden. Es bleibt daher auch der Pumpkolben in seiner Ruhelage stehen und verhindert eine Volumenzunahme der Löschkammer. wie sie normalerweise beim Ausschaltcorgang durch den Pumpweg des Kolbens in Erscheinung tritt. Durch das Fehlen jeglicher Vergrößerung des Kammervolumens wird der Druckstoß unelastisch in seiner vollen Stärke von den Kammerwandungen aufgefangen.Extinguishing chamber with differential pumping device With the extinguishing chambers with a differential pumping device inside the chamber arises when switching between an electric arc between the contacts, which causes the liquid to evaporate. the The pressure increase occurring here can be so strong that the most stressed Pump chamber bathing tears off. In order to eliminate this danger, one has in the arcing room Safety valves arranged, which a part of the resulting pressure gases when exceeded allow a limit pressure to escape from the chamber. This measure is sufficient for Switch-off process and also when switching on; as long as the operating voltage is moderate is. When switching off, the arc grows from zero. Accordingly the development of steam and pressure is at least still gradual increasing. If the limit pressure is exceeded, the safety outlet valves open and keep the pressure at a usable level. At the same time, the pump piston is also in Movement has come and increases the volume of the extinguishing chamber, whereby the in the pressure surge occurring in the chamber is reduced. Even when switching on and when This is similarly the case with moderate mains voltage, since a flashover and thus a Arcing does not occur until the contact has already been removed very is small. The situation is different as soon as high operating voltages are present. at high voltage, the flashover occurs quite early when switching on, when the contact distance is still great. An arc of great length is created, which only becomes smaller and smaller in the course of the further switch-on process. The sudden pressure surge when the rollover occurs is also corresponding due to the extremely powerful evaporation, a very large one, and the safety valves are sufficient no longer eliminating the risk of breakage for the chamber with certainty. The pressure surge expresses itself in such a dangerous way, especially in the extinguishing chambers, where the overflow opening from the pump chamber when the contact pin is switched on after the other chamber space closes before the associated mating contact achieved. The extinguishing liquid cannot be displaced from the pump room. It therefore, the pump piston also remains in its rest position and prevents an increase in volume the quenching chamber. as it normally occurs when switching off through the pump path of the Piston appears. Due to the lack of any enlargement of the chamber volume the full strength of the pressure surge is absorbed by the chamber walls in an inelastic manner.

Es sind bei einer Löschhammer mit eingebautem Differentialpurnpkolben Einrichtungen bekannt, die bei auftretenden Druckstößen eine Vergrößerung des Raumes zunehmenden Volumens zulassen, und -zwar auch dann, wenn der Überströnikanal im Pumpkolben noch verschlossen ist. Die besondere Einrichtung ist bei diesem belcannten Schalter an dem Pumpkolben angebracht. Der Kolben ist zweiteilig, und die beiden Teile sind miteinander elastisch verbunden. Bei einem Druckstoß in der Kammer wird der eine Kolbenteil gegen den anderen verschoben und dadurch eine gewisse Volumenzunahme für den Pumpenraum geschaffen.There are a fire hammer with built-in differential pump piston Facilities known that increase the space when pressure surges occur allow increasing volume, and even if the overflow channel is in the Pump piston is still closed. The special facility is belcanned at this one Switch attached to the pump piston. The piston is in two parts, and the two Parts are elastically connected to one another. If there is a pressure surge in the chamber the one piston part moved against the other and thereby a certain increase in volume created for the pump room.

Durch die Erfindung wird eine vorteilhaftere Löschkainmereinrichtung zur Milderung der Druckstöße in der Kammer geschaffen. Zu diesem Zweck wird bei einer Löschkammer mit Differentialpumpeinrichtung für höhere Spannungen, deren Differentialpumpkolben die Löschkammer in zwei Kammern unterteilt, von denen die eine Kammer während der Bewegung des Kolbens einen Raum zunehmenden Volumens und die andere einen Rauin abnehmenden Volumens darstellt, von denen der Raum zunehmenden Volumens bei Auftreten eines Druckstoßes während des Schaltvorganges sich auch dann erweitern kann, wenn der Kontaktstift den Überströmkanal zwischen t den leiden Pumpenkammern noch verschlossen hält, erfindungsgemäß eine Vergröllerung des l#,atlines zunehmenden Volumens durch Einan der L Fischkammer ermöglicht, die beim Auftreten eines Druckstoßes eine Bewegung des Pumpkolbens trotz des bestehenden Verschlusses zwischen den beiden Punipenrätimen zulassen.The invention provides a more advantageous extinguishing chamber device created to alleviate the pressure surges in the chamber. To this end, at an extinguishing chamber with differential pumping device for higher voltages, its differential pumping piston the extinguishing chamber is divided into two chambers, one of which is during the Movement of the piston a space of increasing volume and the other a rough one representing decreasing volume, of which the space increasing in volume when occurring a pressure surge during the switching process can also expand if the contact pin still closes the overflow channel between the pump chambers holds, according to the invention, a enlargement of the l #, atlines increasing volume Einan the L fish chamber allows movement when a pressure surge occurs of the pump piston despite the existing seal between the two Punipenratimen allow.

Im Gegensatz zti der bekannten Löschkarnmereinrichtung bleibt bei der neuen Löschkaminer der Puinpkolben einteilig und kann als Einheit seine Raumlage verändern. Dadurch wird ein besonderer Vorteil erzielt. Bei dein Schalter nach der Erfindung wird, einen gleich großen Weg der raumvergrößernden Teile bei beiden Ausführungen vorausgesetzt, durch die Betregung des ganzen Kolbens ein weit größeres Voltlinen in der Kammer freigelegt, als bei dem bekannten Schalter dtircli die Bewegung eines Kolbenteiles möglich ist. Dementsprechend ist auch die Milderung des Druckstoßes auf die Kammerwandung eine kräftigere als bei dein bekannten Schalter.In contrast to the well-known extinguishing alarm device remains the new fire extinguishing chimney of the Puinp flask is one-piece and can adjust its spatial position as a unit change. This achieves a particular advantage. At your switch after the Invention is an equally large path of the space-enlarging parts in both versions assuming a much larger voltline due to the excitation of the whole piston exposed in the chamber, as in the known switch dtircli the movement of a Piston part is possible. The pressure surge is also mitigated accordingly on the wall of the chamber a stronger one than with your familiar switch.

Die vorzusehenden Einrichtungen sind an sich für Einzelräume einer Löschkammer ohne Pumpeinbauten bekannt. Man hat entweder die Löschkammer in zwei ineinandergleitende Stücke unterteilt und zwischen den Stücken Federkraftspeicher angeordnet, deren Federspannung bei Ausdehnung der Kammer vergrößert wird, oder man hat öffnungen vorgesehen, die bei großen Druckstößen Flüssigkeit aus der Kaninier austreten lassen.The facilities to be provided are per se for individual rooms Extinguishing chamber known without pump internals. You either have the extinguishing chamber in two Sliding pieces divided and between the pieces spring force storage arranged whose spring tension is increased when the chamber expands, or openings have been provided to allow liquid from the rabbit in the event of large pressure surges let out.

Bei dein Erfindungsgegenstand muß zur Ermöglichung einer Bewegung des Puinpkolliens auch bei geschlossener Cberströmöffnung eine anderweitige Verlagerung des Pumpenrauminhaltes vor sich gehen können. Zu diesem Zweck sind zwei Ausfiihruligen besonders zu empfehlen. Es wird zweckmäl:')ig der Kannnerteil abnehmenden Volumens verschiebbar zum Kammerteil zunehmenden Volumens angeordnet, wobei zwischen den beiden verschiebbaren Kammerteilen sich ein Federkraftspeicher befindet, dessen Kraftäußerung ini Sinne einer Verkleinerung des Kammerraumes zunehmenden Volumens wirkt. Es kann aber auch der Kammerraum abnehmenden Voltiinens mit dein druckfreien _"#,ußenrauni der Kammer durch Überströrnöffnungen unmittelbar in Verbindung stechen, die durch eine geringe Bewegung des Differentialkolbens verschlossen werden, so daß ein Austritt von Löschflüssigkeit aus der Löschkammer bei fortschreitendem Kolbenhub nicht mehr erfolgen kann.With your subject matter of the invention, to enable a movement of the pump chamber, a different displacement of the pump chamber contents must be able to take place even when the overflow opening is closed. Two participants are particularly recommended for this purpose. It is expedient: ') ig the pot part of decreasing volume is arranged to be displaceable to the chamber part of increasing volume, with a spring force accumulator located between the two displaceable chamber parts, the force of which acts in the sense of reducing the chamber space of increasing volume. However, the chamber space of decreasing voltage can also be directly connected to the pressure-free outside of the chamber through overflow openings which are closed by a slight movement of the differential piston so that extinguishing liquid no longer escapes from the extinguishing chamber as the piston stroke progresses can.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Das erste Ausführungsbeispiel Abb. i und a zeigt eine Löschkaniiner, bei der der Kammerteil abnehmenden Volumens verschiebbar zum Kaininerteil zunehmenden Volumens angeordnet ist. Das zweite Ausführungsbeispiel Abb. 3 und q. läßt erkennen, daß während des ersten Druckstoßes beim Einschalten ein Teil des Inhaltes -der Pumpenkammer zum Raum außerhalb der Löschkammer entweichen kann. Die Abb. i und 3 zeigen den Kontaktstift in der Einschaltstellung und die Abb. 2 und d. in einer Zwischenstellung während des Einschaltens.Two exemplary embodiments are shown in the drawing. The first Embodiment Fig. I and a shows a fire extinguisher in which the chamber part decreasing volume can be moved to the inner part increasing volume is arranged. The second embodiment Fig. 3 and q. indicates that Part of the contents of the pump chamber during the first pressure surge when switching on can escape to the space outside the extinguishing chamber. Figs. I and 3 show the Contact pin in the on position and Fig. 2 and d. in an intermediate position while switching on.

In dem Lösehkammergehäuse i, -a unterteilt derDifferentialkolben den Kammerraum W'ährend seiner Bewegung .in einen Ratzen q. abnehmenden Volumens und in einen Raum 5 zunehmenden Volumens. Der Raum 6 steht durch große Öffnungen 7 mit dem Außenraum in freier Verbindung. Der bewegliche Kontaktstift ist mit. 8 und der feststehende Gegenkontakt mit 9 bezeichnet. Die Unterteilung des Kamineraehäuses ist so gewählt; daß der obere Gehäuseteil 2, der den Raum d. abnehmenden Volumens nach außen abschließt, in dem Gehäuseteil i gleitet, der den Raum 5 zunehmenden Volumens vom Außenraum trennt. Zwischen den beiden Kammerteilen i und 2 ist eine Druckfeder io eingebaut, die bestrebt ist, die Kammerteile zusammenzuhalten. Außer dieser Druckfeder io ist in dem Ausgleichsrauin 6 noch eine Feder i i enthalten, die den Differentialkolben 3 nach Beendigung eines Schaltvorganges stets in die Anfangslage zurückführt.In the release chamber housing i, -a, the differential piston divides the Chamber space During his movement. Into a ratchet q. decreasing volume and in a room 5 of increasing volume. The space 6 stands with through large openings 7 the outside space in free connection. The movable contact pin is with. 8 and the fixed mating contact designated by 9. The subdivision of the fireplace housing is chosen so; that the upper housing part 2, which the space d. decreasing volume closes to the outside, slides in the housing part i, the space 5 increasing Volume separates from the outside space. Between the two chamber parts i and 2 is one Built-in compression spring, which tries to hold the chamber parts together. Except this compression spring io is also contained in the compensation space 6 a spring i i, which the differential piston 3 after completion of a switching process always in the Starting position.

Wird der Schalter geschlossen, so bewegt sich der Kontaktstift 8 von außen in die Löschkammer hinein. Die Abmessungen der Löschkammer sind so- gewählt, daß auf dem Wege des Kontaktstiftes 8 durch den Raum .1. hindurch noch kein Überschlag zwischen den Kontakten 8 und 9 erfolgt. Erst von dem Augenblick an, wo der Kontaktstift den Kolbenboden durchdringt und damit die Überströmöffnung zwischen Raum 4 und Raum 5 i verschließt, soll bei weiterer Annäherung des Kontaktstiftes 8 an den Kontakt 9 ein Stromüberschlag erfolgen. Der hierbei infolge der plötzlichen Verdampfung von Öl im Raum 5 in Erscheinung tretende Druckstoß verschiebt den Kolben 3 nach oben. Dies ist möglich, da der Kammerraum d. mit seinem gleichbleibenden Inhalt ausweichen kann, indem die Feder io zusammengedrückt wird. Die Raumvergrößerung des Teilraumes 5 der Löschkammer beseitigt die Spitze des Druckstoßes auf die Kammerwandung und macht damit die Pumpeinriahtung in der Löschkammer elastisch. Die Abb. z zeigt eine Zwischenstellung des Kontaktstiftes 8 während des Einschaltens, in der der Druckanstieg in der Umgebung des Licht-Bogens den Kolben 3 um ein Stück angehoben hat, obschon ein Druckausgleich zwischen dem Raum 4. und dem Raum 5 nicht erfolgen kann. Wird in der Kolbenwand eine kleine Aus- . I gleichsbohrung nach dein Raum 6 angebracht, so werden in der Einschaltstellung des Schalters allmählich der Kolben 3 und damit auch der Pumpenraum d. in ihre Anfangslage zurückgehen.If the switch is closed, the contact pin 8 moves from outside into the extinguishing chamber. The dimensions of the extinguishing chamber are chosen so that on the way of the contact pin 8 through the room .1. no rollover through yet takes place between contacts 8 and 9. Only from the moment when the contact pin penetrates the piston crown and thus the overflow opening between space 4 and space 5 i closes, should when the contact pin 8 approaches the contact further 9 a current flashover can occur. The one here as a result of the sudden evaporation of oil in space 5 occurring pressure surge moves the piston 3 after above. This is possible because the chamber space d. with its consistent content can evade by compressing the spring io. The increase in space of subspace 5 of the extinguishing chamber eliminates the peak of the pressure surge on the chamber wall and thus makes the pump mechanism in the extinguishing chamber elastic. Fig. Z shows an intermediate position of the contact pin 8 during switching on, in which the Pressure increase in the vicinity of the light arc lifted the piston 3 a little although there is no pressure equalization between room 4 and room 5 can. If there is a small opening in the flask wall. I like bore to your space 6, the piston gradually becomes in the on position of the switch 3 and thus also the pump room d. go back to their initial position.

Auch beim Ausschaltvorgang wird der erste Druckstoß in dieser Weise elastisch abgefangen, bevor die normale Löschinittelbespülung des Lichtbogens einsetzt.The first pressure surge is also generated in this way when the system is switched off elastically intercepted before the normal arc extinguishing agent flushing begins.

In dein Ausführungsbeispiel Abb. 3 und sind die beiden Kammergehäuseteile i und a starr miteinander verbunden. Der Raum .I abnehmenden Volumens hat am Umfang verteilt eine Anzahl Auslaßöffnungen 12, die dicht oberhalb des Kolbenbodens in den Raum .4 einmünden, wenn der Kolben in seiner unteren Endlage steht.In your embodiment Fig. 3 and are the two chamber housing parts i and a rigidly connected to one another. The space .I has decreasing volume on the perimeter distributed a number of outlet openings 12, which are just above the piston head in the space .4 open when the piston is in its lower end position.

Wird z. B. ein Ausschaltvorgang eingeleitet, so wird der erste Druckstoß durch die Ausweichmöglichkeit des Kolbens elastisch abgeschwächt. Solange der Kontaktstift 8 die Bohrung im Kolbenboden noch verschlossen -hält, kann sich eine Flüssigkeitsströmung vom Raum .I nach dem Raum 5 hin nicht ausbilden. Da aber die Austrittsöffnungen 12 in der unteren Endlage des Kolbens freiliegen, so ist bei dein Druckanstieg im Raum 5 eine Verschiebung des Kolbens nach oben mögiich, da ein Teil des Flüssigkeitsinhaltes aus dem Rauin d. entweichen kann. Die hierbei entstehende Vergrößerung des Raumes 5 zunehmenden Volumens- beseitigt die gefährliche Druckspitze bei der durch den Lichtbogen eingeleiteten Verdampfung. Im Verlauf des weiteren Abschaltvorganges öffnet der Kontaktstift 8 die Öffnung im Kolbenboden, :echdeni der Kolben die Öffnungen 12 verschlossen hat. Von dieseln Augenblick an setzt die normale Pumpwirkung des Kolbens ein, und es geht eine Löschmittelströmung durch die Kolbenbohrung über den Lichtbogen hinweg.Is z. B. initiated a switch-off process, the first pressure surge is elastically weakened by the possibility of evasion of the piston. As long as the contact pin 8 is still closed, the bore in the piston crown - holds a liquid flow from the space .I can not be formed by the space 5 towards. However, since the outlet openings 12 are exposed in the lower end position of the piston, when the pressure rises in space 5, the piston can be shifted upwards, since part of the liquid content is removed from the chamber. can escape. The resulting enlargement of the space 5 with increasing volume eliminates the dangerous pressure peak in the evaporation initiated by the arc. In the course of the further switch-off process, the contact pin 8 opens the opening in the piston head: echdeni the piston has closed the openings 12. From this moment on, the normal pumping action of the piston sets in, and a flow of extinguishing agent goes through the piston bore over the arc.

Beim Einschalten kann der Raum 5 sich ebenfalls zur Abschwächung des Druckstoßes beim Beginn des Entstehens eines Lichtbogens erweitern, bis die Öffnungen 1.2 durch den Kolben verschlossen sind. Hierbei ist wiederum der Abstand des Kolbenbodens in seiner Endlagevom festen Kontakt so groß, daß beim Einschalten erst ein Überschlag erfolgen kann, `nenn die Kontaktspitze sich unterhalb des Kolbenbodens befindet.When switched on, the room 5 can also be used to weaken the Pressure surge at the beginning of the formation of an arc expand until the openings 1.2 are closed by the piston. This is again the distance from the piston crown in its end position from the fixed contact so large that it only flashes when it is switched on can take place, `nenn the contact tip is below the piston crown.

Claims

PATENT CLAIM i. Extinguishing chamber with differential pump device for higher voltages, their differential pump: piston the arcing chamber into two chambers divided, one of which chambers a space during the movement of the piston increasing volume and the other one Space of decreasing volume represents, of which -the rough volume increases in the event of a pressure death can expand during the Sohaltvoiganges even if the contact pin the L? overflow channel between the two pump chambers is still closed. through this marked. date an enlargement of the space (5) with increasing volume 13 devices on the extinguishing chamber is made possible, the at the occurrence of a pressure surge a movement of the pump piston (3) despite the existing closure between the allow both pump rooms.

2. Fire canopy according to claim i. characterized, that the chamber part (.I) of decreasing volume is displaceable to the chamber part (5) increasing Volume is arranged, with between the two displaceable chamber parts a spring force storage (io) is located, whose force accumulation in the sense of a reduction the chamber space of increasing volume acts.

3. extinguishing chamber according to claim i, characterized in that the rabbit room (4) of decreasing volume with the pressure-free outer space of the extinguishing chamber by Cherströin% iffntingen (i2) connects directly. which are closed by a slight movement of the differential piston (3) so that extinguishing liquid can no longer escape from the extinguishing chamber as the piston stroke progresses. To delimit the 1 --- ingenious-contradicting status (i. #; From the state of the art, German patent specification \ r.637 073, Austrian patent specification \ r. 13;) 034, Swiss patent specification No. 177 150 were drawn in the grant procedure. Swedish Patent No. 55 644.