DE866690C - Electric fluid switch with piston pump for generating fluid flow to extinguish the interrupting arc - Google Patents

Electric fluid switch with piston pump for generating fluid flow to extinguish the interrupting arc

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DE866690C
DE866690C DEV712D DEV0000712D DE866690C DE 866690 C DE866690 C DE 866690C DE V712 D DEV712 D DE V712D DE V0000712 D DEV0000712 D DE V0000712D DE 866690 C DE866690 C DE 866690C
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Friedrich Wilhelm Pape
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Voigt and Haeffner AG
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Voigt and Haeffner AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/94Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected solely due to the pressure caused by the arc itself or by an auxiliary arc
    • H01H33/96Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected solely due to the pressure caused by the arc itself or by an auxiliary arc the arc-extinguishing fluid being liquid, e.g. oil

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Description

Elektrischer Flüssigkeitsschalter mit Kolbenpumpe zur Erzeugung einer Flüssigkeitsströmung zum Löschen des Unterbrechungslichtbogens Es sind Kolbenpumpen zur Erzeugung einer Flüssigkeitsströmung zum Löschen eines Unterbrechungslichtbogens bekannt, .deren Kolben auf :der einen Seite durch eine Antriebskraft (Federkraft oder Gasdruck) belastet und bewegt wird, der mit seiner anderen Seite Druckflüssigkeit in .den Lichtbogen. spritzt. Diese einfachen Kolbenpumpen haben den Nachteil, daß nur ein Teil der Antriebskraft, der den Gegendruck im Lichtbogenraum überschreitet, zur Erzeugung der Flüssigkeitsströmung wirksam wird.Electric fluid switch with piston pump for generating a Liquid flow to extinguish the interruption arc They are piston pumps for generating a liquid flow to extinguish an interruption arc known, whose piston on: one side by a driving force (spring force or gas pressure) is loaded and moved, the other side of which is hydraulic fluid in .the arc. splashes. These simple piston pumps have the disadvantage that only part of the driving force which exceeds the counter pressure in the arc chamber, to generate the liquid flow is effective.

Weiterhin sind Differentialpumpkolben bekannt, die eine größere und eine kleinere Kolbenfläche besitzen und deren Differenzfläche mit einem druckfreien Raum in Verbindung stelht. Bei diesen Differentialkolben herrscht sowohl auf der größeren Antriebsfläche wie auch auf der kleineren Pumpfläche der Druck des Lichtbogenraumes, so daß der Druck auf der Differenzfläche .des Kolbens stets die überschüssige Kraft darstellt, die zur Erzeugung der Löschmittelströmungzur Verfügung steht. Bei dieser bekannten Einrichtung ist mithin nur ein Teil der Antriebsseite des Kolbens zur Schaffung der Pumpleistung ausnutzbar.Furthermore, differential pumping pistons are known which have a larger and have a smaller piston area and their differential area with a pressure-free Space in connection. With these differential pistons there is both on the larger drive surface as well as the pressure of the arc space on the smaller pump surface, so that the pressure on the differential surface of the piston is always the excess force represents which is available for generating the extinguishing agent flow. At this known device is therefore only part of the drive side of the piston for Creation of the pumping capacity can be exploited.

Durch die Erfindung soll eine sehr vorteilhafte Kolbenpumpe zur Erzeugung einer Flüssigkeitsströmung zum Löschen eines Schaltlichtbogens geschaffen werden. Die, Erfindung besteht hierbei darin,, daß bei dieser Kolbenpumpe zwei in einem Zylindergehäuse gleitende Kolben vorhanden sind, die durch eine oder mehrere in einer zwischen den beiden Kolben liegenden Trennwand geführte Spindeln miteinander in Verbindung stehen, wobei die Außenseite des einen Kolbens den Flüssigkeitspumpraum begrenzt und die Außenseite des anderen Kolbens durch eine Antriebskraft belastet ist, während der Raum zwischen der Trennwand und dem ersteren Kolben mit dem Lichtbogenraum des Schalters und der Raum zwischen .der Trennwand und dem zweiten Kolben mit der Außenluft oder mit dein druckfreien Schalterraum in Verbindung stehen. Die ganze Fläche des Antriebskolbens sowie die gesamte Größe der Antriebskraft auf diesen Kolben stehen .bei dieser Pumpeinrichtung zur Erzeugung der Löschmittellströmung zur Verfügung. Auch können beide Kolben mit gleich großem Durchmesser Verwendung finden, so daß jegliche Abstufung im Kolbendurchmesser, wie sie bei einem Differentitalkolben notwendig ist, hierbei vermieden wird, vielmehr eine einfache .durchgehende Zylinderbohrung für die Führung des Kolbens gerügt. Damit werden. auch die Kolbenabdichtungen in der Herstellung einfacher und zuverlässiger. Die Antriebskraft kann eine Federkraft oder eine beliebige andere Fremdkraft sein. Es kann aber auch unter Vermeidung einer Fremdkraft der Druck im Schalterlichtbogenraum als Antriebskraft für den Kolben dienen. Schließlich gehört es auch zu dein Umfang der Erfindung, .daß für die Kolbenpumpe mehrere mit .der Kolbenspindel verbundene Antriebskolben mit dazwischenliegenden Trennwänden vorgesehen sein können, durch die die Kolbenspindel gleitet. Hierbei stehen .die ;der vorhergehenden Trennwand zugekehrten Kolbenseiten jeweils mit der Außenluft oder .dem druckfreien Schalterraum und die andere Kolbenseite. mit dem Schalterlichtbogenraum in Verbindung. -Auf -diese Weise kann bei Aufrechterhaltung eines mäßig großen Kolbendurchmessers die Pumgarbeit der Kolbenpumpe beliebig erhöht werden.The invention is intended to provide a very advantageous piston pump for generating a liquid flow to extinguish a switching arc. The invention consists here therein ,, that with this piston pump two pistons, which slide in a cylinder housing and are supported by an or several spindles guided in a partition between the two pistons are in communication with one another, the outside of the one piston being the liquid pumping space limited and the outside of the other piston is loaded by a driving force is, while the space between the partition and the former bulb with the arc space of the switch and the space between .the partition and the second piston with the Outside air or with your pressure-free switch room. The whole Area of the drive piston and the total amount of driving force on it Pistons are available in this pumping device to generate the extinguishing agent flow to disposal. Both pistons with the same diameter can also be used find, so that any gradation in the piston diameter, as it is in a differential piston what is necessary, which is avoided here, is rather a simple .through cylinder bore reprimanded for guiding the piston. So be. also the piston seals in making it easier and more reliable. The driving force can be a spring force or any other external force. But it can also avoid a External force the pressure in the switch arc chamber as the driving force for the piston to serve. Finally, it also belongs to your scope of the invention, that for the piston pump several drive pistons connected to the piston spindle with intervening Partition walls can be provided through which the piston spindle slides. Here stand .the; the piston sides facing the preceding partition wall each with the Outside air or the pressure-free switch room and the other side of the piston. with the Switch arc room in connection. -This way you can maintain a moderately large piston diameter increases the pumping work of the piston pump as desired will.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele für eine Kolbenpumpe nach der Erfindung. In der Abb. i ist der Schaltraum bzw. Lichtbogenrauxn des Schalters mit i, der ruhende Kontakt mit 2 und der Schaltstift mit 3 bezeichnet. Der Lichtbogenraum steht an seiner tiefsten Stelle ,durch ein Rohr 4 mit dem Flüssigkeitsraum 5 - unterhalb des Pumpkolbens 6 in Verbindung. Oberhalb des Pumpkolbens 6 besitzt der Pumpzylinder 7 eine Zwischenwand B. Der Raum zwischen dem Kolben 6 und der Zwischenwand 8 steht über den Rohrkanal 9 mit dem Lichtbogenraum i in freier Verbindung. Weiterhin befindet sich oberhalb der Z'wischenwand8 :ein Antriebskolben io, der durch eine Spindel i r mit dein Pumpkolben verbunden ist. Die Zylinderwand besitzt dicht oberhalb der Zwischenwand 8 eine Öffnung 12, so -daß in dem Raum zwischen dem Antriebskolben ro und der Zwischenwand B stets der Druck der Außenatmosphäre herrscht. Die obere Seite des Antriebskolbens io begrenzt einen Raum 13, der in diesem Ausführungsbeispiel über den Anschlußstutzen 14 mit einem Druckgaskessel im Verbindung steht. Unterhalb des Kolbens -6 ist noch eine Dfuckfeder 15 eingebaut, die den Kolben 6 nach jeder Schaltung in seine obere Ruhelage zurückführt.The drawing shows two exemplary embodiments for a piston pump according to the invention. In Fig. I, the switch room or arc area of the switch is denoted by i, the static contact by 2 and the switching pin by 3. The arc chamber is at its lowest point, through a pipe 4 with the liquid chamber 5 - below the pump piston 6 in connection. Above the pump piston 6, the pump cylinder 7 has an intermediate wall B. The space between the piston 6 and the intermediate wall 8 is in free communication with the arc chamber i via the tubular channel 9. Furthermore, above the intermediate wall 8 there is a drive piston io, which is connected to the pump piston by a spindle ir. The cylinder wall has an opening 12 just above the partition 8, so that the pressure of the external atmosphere always prevails in the space between the drive piston ro and the partition B. The upper side of the drive piston 10 delimits a space 13 which, in this exemplary embodiment, is in communication with a pressurized gas boiler via the connecting piece 14. Below the piston -6 another Dfuckfeder 1 5 is installed, which returns the piston 6 according to each circuit in its upper rest position.

Bei einer Trennung der Kontakte :2 und 3 wird gleichzeitig Druckgas für den Raum 13 freigegeben" das bestrebt ist, die Kolben io und 6 nach unten zu drücken. Die Kolben können sich aber erst in Bewegung setzen, wenn,der bewegliche Schaltkontakt 3 den Hohlkontakt 2 verlassen :hat. Der hierbei entstehende Lichtbogen zwischen, den beiden Kontakten verdampft einen Teil der Flüssigkeit und ruft in dem Lichtbogenraum i einen Druckanstieg hervor, der sich durch eine Rohrverbindung 9 auf die obere Seite des Pumpkolbens 6 überträgt. Der Lichtbogengasdruck im Raum i herrscht also auf beiden Seiten des Pumpkolbens 6, so daß der auf die gesamte Fläche ;des Kolbens ro einwirkende Gasüberdruck im Raum 13 voll für die Pumpwirkung des Kolbens 6 zur Verfügung steht. Die Kolben bewegen sieh nach unten. und ..drücken Löschflüssigkeit über den Lichtbogen hinweg. Ist Löschung eingetreten und hat der Schaltstift 3 den Führungshals 16 verlassen;, so erfolgt ein Druckausgleich nach dem druckfreien Schalterraum 17 hin. Da der Druckraum 13 in bekannter Weise nach erfolgter Löschung nach,der Außenatmosphäre entlüftet wird, so bringt die Druckfeder 15 die Kolben wieder in die obere Anfangslage zurück.When the contacts are separated: 2 and 3, pressurized gas is simultaneously released for space 13, which tries to push pistons io and 6 downwards. However, the pistons can only start moving when the movable switching contact 3 closes the hollow contact The resulting arc between the two contacts vaporizes part of the liquid and causes a pressure increase in the arc chamber i, which is transmitted through a pipe connection 9 to the upper side of the pump piston 6. The arc gas pressure prevails in the chamber i thus, on both sides of the pump piston 6, so that the over the entire area represents the piston ro acting gas pressure in the chamber 1 3 fully for the pumping action of the piston 6 is available, the pistons move look down and ..drücken extinguishing liquid via the.. If extinction has occurred and the switching pin 3 has left the guide neck 16, pressure equalization takes place after the pressure-free switchra at 17. Since the pressure chamber 13 is vented in a known manner after the external atmosphere has been extinguished, the compression spring 15 brings the piston back into the upper starting position.

In .der Abb: 2 ist die Löschkammer eines Flüssigkeitsströmungsschalters dargestellt. Der die Löschkammer umschließende Schalterraum ist nicht gezeichnet.- Der den ruhenden Kontakt 18 enthaltende Lichtbogenraum i9 wird durch den Kolben 2o begrenzt. Dieser dient als Antriebskolben und ist mit dem Pumpkolben or vermittels einer hohlen Kolbenstange 22 starr verbunden. Die Kolbenstange gleitet durch einen Zwischenboden 2-3 und hat dicht über dem Pumpkolben 2 1 Öffnungen 24, durch die der Raum zwischen dem Pumpkolben2i und dem Zwischenboden 2"3 über die hohle Kolbenstange hinweg mit dem Lichtbogenraum ig in Verbindung steht. Der Raum 26 oberhalb des Zwischenbodens 23 .und unterhalb des Antriebskolbens 2o ist durch Kanäle 27 mit der Außenluft verbunden, so :daB in diesem Raum stets Atmosphärenspannung herrscht. Der bewegliche Schaltkontakt ist mit 28 und die Rückstellfeder des Kolbens mit 29 bezeichnet.In .Fig. 2 is the quenching chamber of a liquid flow switch shown. The switch room surrounding the extinguishing chamber is not shown. The arcing space i9 containing the resting contact 18 is created by the piston 2o limited. This serves as a drive piston and is connected to the pump piston or by means of a hollow piston rod 22 rigidly connected. The piston rod slides through one Intermediate bottom 2-3 and has openings 24 just above the pump piston 2 1 through which the space between the pump piston 2i and the intermediate base 2 "3 via the hollow piston rod is in communication with the arc chamber ig. The space 26 above the intermediate floor 23 and below the drive piston 2o is connected to the outside air through ducts 27, so: that there is always atmospheric tension in this room. The moving switch contact is designated by 28 and the return spring of the piston by 29.

Erfolgt. eine Abschaltung, so entsteht zwischen den. Kontakten 18 und 28 ein Lichtbogen, der durch Flüssigkeitsverdampfung in der Lichtbogenkammer ig einen Druckanstieg -hervorruft. Dieser Druck lastet auf dem Antriebskolben :2o und überträgt sich durch die' hohle Kolbenstange 22 und -durch die Öffnungen 24 in der Kolbenstangenwand auch auf den Raum 25 oberhalb des Pumpkolbens 21. Da der Schaltstift mit geringem Spiel in der Wand 3o geführt ist, so herrscht auch in dem Ringkanal.3 i und in der Flüssigkeit im Pumpraum 32 "der Lichtbogengasdruck der Kammer i9. Die Antriebskraft für den Kolben 20 ist der auf die gesamte Kolbenfache einwirkende Lichtbogengasdruck, da unterhalb des Kolbens 2o stets Atmosphärenspannung herrscht. Hat der Schaltstift 28 :die Öffnung in der Wand 30 vollständig freigelegt, so bewegen sich die Kolben nach unten und treiben Flüssigkeit aus dem Pumpraum 32 durch den Ringkanal 31 über den Lichtbogen hinweg zum Lichtbogenraum ig. In dem darauffolgenden Stromnull durchgang verhindert :die kräftige Flüssigkeitsströmung die Rückzündung .des Lichtbogens. Ist nach erfolgter Löschung ein: Druckausgleieh in der Löschkammer eingetreten, so drückt die Feder 29 die Kolben wieder in ihre Anfangslage zurück.He follows. a shutdown occurs between the. Contacts 18 and 28, an arc generated by liquid evaporation in the arc chamber ig causes a pressure increase. This pressure is on the drive piston: 2o and transmits through the hollow piston rod 22 and through the openings 24 in the piston rod wall also on the space 25 above the pump piston 21. Since the Switching pin is guided with little play in the wall 3o, it also prevails in that Ringkanal.3 i and in the liquid in the pump chamber 32 "the arc gas pressure of the Chamber i9. The driving force for the piston 20 is that of the entire piston fold Acting arc gas pressure, because below the Piston 2o always Atmospheric tension prevails. If the switch pin 28 has: the opening in the wall 30 fully exposed, so the pistons move down and propel liquid from the pump chamber 32 through the annular channel 31 over the arc to the arc chamber ig. In the subsequent current zero passage prevented: the powerful liquid flow the re-ignition of the arc. Is on after deletion: pressure equalization entered the quenching chamber, the spring 29 pushes the piston back into its Starting position back.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: .i. Kolbenpumpe zur Erzeugung einer Flüssigkeitsströmung zum Löschen eines Schaltlichtbogens, .dadurch gekennzeichnet, daß zwei in einem Zylindergehäuse gleitende Kolben (6 und io bzw. 21 und 2o) vorhanden sind, die durch eine oder mehrere in einer zwischen den beiden Kolben liegenden Trennwand (8 bzw. 23) geführte Spindeln miteinander in Verbindung stehen, wobei die Außenseite des einen Kolbens (6 bzw. 2ii) den Flüssigkeitspumpraum begrenzt und die Außenseite des anderen Kolbens (io bzw. 2o) durch eine Antriebskraft belastet ist, während der Raum zwischen der Trennwand und dem ersteren Kolben mit dem Lichtbogenraum des Schalters und der Raum zwischen der Trennwand und dem zweiten Kolben mit der Außenluft oder mit dem druckfreien Schalterraum in Verbindung stehen. PATENT CLAIMS: .i. Piston pump for generating a liquid flow to extinguish a switching arc, characterized in that two pistons (6 and io or 21 and 2o) sliding in a cylinder housing are present, which are supported by one or more in a partition (8 or . 23) guided spindles are connected to one another, the outside of one piston (6 or 2ii) delimiting the liquid pumping space and the outside of the other piston (io or 2o) being loaded by a driving force, while the space between the partition and the first piston with the arc chamber of the switch and the space between the partition and the second piston with the outside air or with the pressure-free switch room in connection. 2. Kolbenpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebskraft für die Kolbenpumpe der Druck des Lichtbogenraumes des Schalters dient. 2. Piston pump after Claim i, characterized in that the driving force for the piston pump is Pressure of the arc chamber of the switch is used. 3. Kolbenpumpe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere miteinander durch Spindeln verbundene Antriebskolben mit dazwischenliegenden Trennwänden vorgesehen sind, durch die die Kolbenspindeln gleiten, und daß die der vorhergehenden Trennwand zugekehrte Kolbenseite jeweils mit der Außenluft oder dem druckfreien Schalterraum und die andere Kolbenseite mit einem Überdruckraum im Inneren oder außerhalb des Schalters in Verbindung stehen.3. Piston pump according to claim i and 2, characterized in that several drive pistons connected to one another by spindles are provided with intermediate partitions through which the piston spindles slide, and that the piston side facing the preceding partition wall in each case with the outside air or the pressure-free switch room and the other side of the piston with communicate with an overpressure chamber inside or outside the switch.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1150135B (en) * 1959-05-29 1963-06-12 Siemens Ag Fluid switch

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