PL167473B1

PL167473B1 - W ylacznik ultraszybki PL

Info

Publication number: PL167473B1
Application number: PL91296390A
Authority: PL
Inventors: Roland Blochouse
Original assignee: Acec Transport Sa
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-18
Publication date: 1995-09-30
Also published as: CZ279386B6; WO1991013452A1; AU7210591A; JPH071659B2; US5521569A; HU208590B; SK278078B6; ZA911157B; KR0183451B1; EP0516640A1; EP0516640B1; AU653329B2; BR9106069A; JPH05504229A; ES2044724T3; DE69100511D1; CS9100464A2; HUT61127A; CA2076675A1; CA2076675C

Abstract

1. Wylacznik ultraszybki, który ma pólprze- wodnikowy uklad sterujacy, wyposazony w cewke i tarcze odpychajaca wspólpracujaca z mostkiem kontaktowym, z ruchomymi kontaktami utrzymywa- nymi w stanie zamknietym przez uklad, który wywiera nacisk wystarczajacy do oparcia sie zalozonemu na- ciskowi kontaktowemu i który to uklad pozostaje w stanie swobodnym podczas odpychania tarczy odpy- chajacej za pomoca cewki odpychajacej oraz ma amortyzator, znamienny tym, ze amortyzator ma pret zanurzeniowy (95), który jest polaczony sztywno z tarcza odpychajaca (37) i zbiornik (99) zawierajacy ciecz pochlaniajaca energie kinetyczna elementu skla- dajacego sie ze wspomnianej tarczy odpychajacej (37) i preta zanurzeniowego (95) odpychanego przez ce- wke odpychajaca (35), przy czym pret zanurzeniowy (95) i zbiornik (99) sa wzgledem siebie tak uksztalto- wane, ze tworza przekroje do zmiennego odprowadza- nia cieczy w miare przesuwania sie preta zanu- rzeniowego (95). F I G . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wyłącznik ultraszybki ogranicznika prądu do stosowania w zakresie średnich napięć, przystosowany zwłaszcza do trakcji elektrycznej, pojazdów szynowych lub sprzętu nieruchomego. Wynalazek dotyczy w szczególności części mechanicznej ultraszybkiego wyłącznika, który jest zaopatrzony w elektroniczny układ sterujący.

167 473

Ogólnie wiadomo, że sieci elektryczne takie jak używane w trakcji oraz w przemyśle, stają się coraz bardziej złożone i o większej mocy. Przerywanie coraz większych prądów przy zmniejszaniu kosztów eksploatacji związane jest z koniecznością rozwoju urządzeń wyłączających .

Urządzenie wyłączające nowej generacji musi być szybkie w celu ograniczenia prądu i zmniejszenia mechanicznych i termicznych obciążeń instalacji, jak i zużycia się jego kontaktów i jego komory wydmuchowej. Obecnie urządzenia wyłączające zawierają szybkie i ultraszybkie mechanizmy rozwarcia kontaktów oraz komorę wydmuchową, w której wytworzony łuk jest ograniczany i ochładzany. Urządzenia te są kosztowne w eksploatacji z powodu konieczności dokonywania zabiegów konserwacyjnych i wymiany zużytych części.

Wiadomo ponadto, że przerwanie obwodu elektrycznego może spowodować za dużą prędkość przemieszczania się elementów urządzenia wyłączającego. Może zachodzić potrzeba spowolnienia prędkości tych elementów w krótkim odstępie czasu po wyłączeniu, której spełnienie jest niejednokrotnie trudnym do rozwiązania problemem. Im większa jest ich prędkość, tym skuteczniejsze musi być hamowanie, któremu podlegają. Znany jest na przykładzie francuskiego opisu patentowego nr FR-A-243B333 wyłącznik elektryczny o klasycznej mocy, zaopatrzony w amortyzator zawierający cylinder całkowicie wypełniony olejem, w którym porusza się tłok połączony z wyłącznikiem w sposób przegubowy. Tłok ten, który ma otwory jest hamowany w różnych miejscach wzdłuż jego drogi w cylindrze, niezależnie od kierunku przesuwu. Inne rozwiązanie opisane jest w opisie niemieckim DE-U-6606297, w którym opisano pompę amortyzującą wyłącznika elektrycznego. Tłok zaopatrzony w otwory zaczopowane zaworami przesuwa się w cylindrze zawierającym ciecz amortyzującą. Budowa tego urządzenia jest taka, że pozwala, przy włączeniu na szybkie wygaszanie dużych łuków elektrycznych, przy jednoczesnym wygaszaniu, w odpowiedniej odległości krytycznych łuków elektrycznych o małym natężeniu. Proponowane są różne połączenia między mechanizmami z półprzewodnikowymi układami sterującymi.

Według zaś europejskiego zgłoszenia patentowego nr 0184586, wyłączenie bez znacznego łuku dokonuje się przez dołączenie ultraszybkiego mechanizmu o działaniu magnetycznym, w którym ten sam element służy jednocześnie jako tarcza odpychająca i jako ruchomy mostek kontaktowy obwodu oscylacyjnego, sterowanego układami półprzewodnikowymi, którego dławik służy jako cewka odpychająca. Mechanizm ten jest połączony z obwodem oscylacyjnym za pomocą półprzewodnikowych układów mocy i zawiera w szczególności cewkę odpychającą o kształcie spirali umieszczoną w masie izolacyjnej służącą jako dławik układu oscylacyjnego, metalową tarczę służącą jako mostek kontaktowy i współpracującą z cewką odpychającą, zespół ruchomy o ruchu posuwisto-zwrotnym, magnes stały lub uzwojenie podtrzymujące jarzmo magnetyczne umieszczone w tym zespole ruchomym oraz armaturę współpracującą z jarzmem magnetycznym i połączoną z tarczą. Opisywane urządzenie charakteryzuje się szybko skutkującą siłą odpychania. Ruch tarczy odpychającej jest hamowany na amortyzatorach, które opisano jako warstwę materiału odkształcającego sią.

Według europejskiego zgłoszenia patentowego nr 0348584 ultraszybki wyłącznik ma cewkę odpychającą, współpracującą z nią tarczę odpychającą połączoną mostkiem kontaktowym noszącym ruchome kontakty oraz urządzenie podtrzymujące kontakty w stanie zamkniętym. Ten ultraszybki wyłącznik ma urządzenie podtrzymujące składające się z podtrzymującej sprężyny działającej na tarczę odpychającą połączoną z mostkiem kontaktowym poprzez urządzenie podtrzymujące działające na trzpień sztywno połączony ze wspomnianą tarczą odpychającą oraz wywierające nacisk wystarczający do odpierania zadanego nacisku kontaktowego, który to układ ma amortyzator i pozostaje w stanie swobodnym podczas odpychania tarczy odpychającej za pomocą cewki odpychającej, oraz ma możliwość cofnięcia się,gdy tarcza jest odpychana pod działaniem cewki odpychającej. Urządzenie amortyzujące nie jest opisane, ale na rysunkach uwidoczniono klasyczny amortyzator.

Mając na względzie osiągnięcie znacznych przyspieszeń w celu jak najszybszego rozłączenia kontaktów wyłącznika, zakłada się, że urządzenie amortyzujące lub hamujące nie działa na część ruchomą w pierwszej fazie drogi. Z tej przyczyny oddzielono część ruchomą urządzenia amortyzującego, przewidując swobodne przesuwanie się części ruchomej przed spowolnieniem. W wyniku tego, w chwili gdy część ruchoma przy dużej prędkości napotyka urządzenie amortyzu4

167 473 jące lub hamujące, następuje gwałtowne zderzenie powodujące różne uszkodzenia, tym bardziej, że mamy do czynienia z przyspieszeniami rzędu 30.000 g oraz prędkościami rzędu 30 m/s. Prócz tego, klasyczne urządzenia amortyzujące zawierają ciecz, która musi przejść przez jeden lub więcej otworów, aby wytworzyć straty ciśnienia jako wynik wzrostu prędkości. Ze względu na znaczne przyspieszenia i prędkości ruchomej części, która ma zostać zahamowana, prędkości cieczy są tak duże, że strumienie cieczy mogą uszkodzić takie elementy jak złącza uszczelniające lub złącza ślizgowe prowadnic. Taki problem może powstać w pompie amortyzującej takiej jak opisana we wspomnianym opisie DE-U-6660297.

Poza tym, po wykonaniu przerwania obwodu elektrycznego, część ruchoma wyłącznika oraz część urządzenia amortyzującego znajdują się na końcu swojego przemieszczenia i należy od nowa uzbroić wyłącznik, a więc zamknąć obwód elektryczny. W przypadku opisanego urządzenia amortyzującego przemieszczanie aktywnej części urządzenia odbywa się na ogół wolniej niż przemieszczanie ruchomej części wyłącznika. Ten ostatni musi być szybki w celu uniknięcia powstawania wstępnych łuków. Wynika z tego, że jeśli wyłącznik zamknie się znów zanim część aktywna urządzenia amortyzującego powróci do swojej pozycji wyjściowej, ruchoma część wyłącznika nie spotka hamulca i uderzy w część aktywną urządzenia amortyzującego. Wymogi te próbowano spełnić przez połączenie części ruchomych lub przez zastosowanie sprężyny powrotnej na amortyzatorze. Jednakże urządzenia oparte na tych rozwiązaniach są bardzo mało odporne na uderzenia i wymagają częstych remontów lub wymian.

Wyłącznik ultraszybki według wynalazku, który ma półprzewodnikowy układ sterujący, wyposażony w cewkę i tarczę odpychającą współpracującą z mostkiem kontaktowym, z ruchomymi kontaktami utrzymywanymi w stanie zamkniętym przez układ, który wywiera nacisk wystarczający do oparcia się założonemu naciskowi kontaktowemu i który to układ pozostaje w stanie swobodnym podczas odpychania tarczy odpychającej za pomocą cewki odpychającej oraz ma amortyzator, charakteryzuje się tym, że amortyzator ma pręt zanurzeniowy połączony sztywno z tarczą odpychającą i współpracujący ze zbiornikiem zawierającym ciecz pochłaniającą energię kinetyczną elementu składającego się ze wspomnianej tarczy odpychającej i pręta zanurzeniowego odpychanego przez cewkę odpychającą, przy czym pręt zanurzeniowy i zbiornik są względem siebie tak ukształtowane, że tworzą przekroje do zmiennego odprowadzania cieczy w miarę przesuwania się pręta zanurzeniowego. Tarcza odpychająca i pręt zanurzeniowy mogą korzystnie tworzyć jedną całość. Zbiornik z cieczą może mieć kształt cylindryczny lub prostokątny prosty, zaś pręt zanurzeniowy ma wyprofilowane zakończenie rozszerzające się od końca wzdłuż osi pręta. Pręt zznurzeniowy ma wyprofilowany koniec utworzony przez ciąg stożków ściętych o różnych kątach rozwarcia stożka lub przez ciągłą krzywą powierzchnię. Zbiornik z cieczą może mieć część stożkową, i ściankę wewnętrzną tak ukształtowaną, że zwęża się w kierunku wylotu, zaś pręt zanurzeniowy ma kształt w przybliżeniu cylindryczny lub prostokątny prosty. Zbiornik ten może mieć krzywą powierzchnię wewnętrzną. Tarcza odpychająca oraz pręt zanurzeniowy korzystnie wykonane są z lekkiego materiału, zwłaszcza ze stopu aluminiowego o dużej wytrzymałości .

Według ’ korzystnej postaci wykonania wyłącznika według wynalazku, wspomniany zbiornik cieczy jest umieszczony w tulei zaopatrzonej w elementy uszczelniające, zwłaszcza w uszczelkę, stałe złącze i zgarniający pierścień tłokowy. Korzystnie jest także, jeżeli pręt zanurzeniowy jest obrobiony powierzchniowo i przechodzi przez pierścień prowadzący samosmarujący, który jest umieszczony między zbiornikiem z cieczą a złączami i ma ewentualnie osłonkę.

Wyłącznik ultraszybki według wynalazku nie wymaga częstych remontów, a jego amortyzator pozwala uzyskiwać duże przyspieszenie na początku drogi części ruchomej wyłącznika i na progresywne hamowanie bez odbojności i bez stosowania mechanicznego zderzaka przy końcu drogi. Mianowicie możliwe do uzyskania jest przyspieszenie rzędu 30.000 g lub więcej przy prędkości 40 m/s lub powyżej na bardzo małej odległości od 2 do 3 mm, następnie zaś progresywne hamowanie ruchomej części aż do jej unieruchomienia na drodze od 30 do 40 ram przy ograniczeniu sił zewnętrznych. Konstrukcja wyłącznika według wynalazku jest prosta i solidna oraz nie wymaga dużych kosztów realizacji. Zaznaczyć w końcu należy, że droga hamowania jest niezależna od maksymalnej prędkości osiągniętej przez ruchomą część wyłącznika według wynalazku.

167 473

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok całości wyłącznika według wynalazku w przekroju, fig. 2 przedstawia schemat amortyzatora i części ruchomych wyłącznika bez obudowy, zaś fig. 3 przedstawia widok postaci wykonania w schemacie!.

Wyłącznik 1 według niniejszego wynalazku zawiera cylinder 3 zamknięty na jednym swoim końcu pokrywą dna 5, która jest tam zamocowana za pomocą kołnierza 7, pierścienia 9, umieszczonego w odpowiednim rowku 11 wspomnianego cylindra. Pokrywa przymocowana jest za pomocą śrub lub sworzni 13. Wyłącznik zamknięty jest z drugiej strony drugą pokrywą, która jest tam zamocowana w analogiczny sposób za pomocą kołnierza 17, pierścienia 19 i śrub lub sworzni 21. Wspomniany cylinder 3 zawiera wewnątrz tłok 25, który może przesuwać się w nim, oraz sprężynę naciskową 27 opierającą się na pokrywie dna 5 i na zgrubieniu pierścieniowym 29 wykonanym we wspomnianym tłoku. Ponad tym tłokiem znajduje się tuleja 31, która przechodzi przez odpowiedni centryczny otwór 16 pokrywy 15. Nad wspomnianą tuleją 31 od strony jej swobodnego końca znajduje się urządzenie podtrzymujące noszące ogólnie oznaczenie 33.

Wyłącznik według niniejszego wynalazku jest nadbudowany przez cewkę odpychającą 35, korzystnie zalaną żywicą 35', a całość połączona jest za pomocą sworzni lub gwintowanych prętów 36. Zawiera on ponadto tarczę odpychającą 37 połączoną z mostkiem kontaktowym 39 noszącym ruchome kontakty 41 z trzpieniem 43 i prętem zanurzeniowym 95, opisanym poniżej bardziej szczegółowo.

Urządzenie podtrzymujące 33 zamocowane na końcu tulei 31, na przykład przez przykręcenie, zawiera kilka kulek lub krążków 51, które z regulowanym naciskiem są przyciskane do trzpienia 43 tarczy odpychającej 37. Istotnie, element wypychający 53 uruchamiany sprężyną 55 umieszczoną w prowadnicy 57, najkorzystniej cylindrycznej, zamykanej pokrywą 59 i zaopatrzonej w odbój uniemożliwiający nadmierne wgłębianie się elementu odpychającego, naciska na kulkę lub krążek 51.

Trzpień 43 jest sztywno połączony z tarczą odpychającą 37. Trzpień 43 zawiera korzystnie cztery równie pochyłe 62, które odpychają się od osi 38 w miarą oddalania się od tarczy odpychającej 37 w pierścieniowe zgrubienie 63 oraz na swobodnym końcu, w rowek 65. Wyłącznik zawiera ponadto urządzenie amortyzujące, opisane dalej bardziej szczegółowo. W stanie spoczynku sprężyna 27, korzystnie wstępnie ściśnięta, podtrzymuje tłok 25 i w następstwie czego tuleję 31 w pozycji górnej, zaś tarcza odpychająca znajdująca się w pozycji dolnej jest oddalona od cewki odpychającej.

W celu uzbrojenia wyłącznika według niniejszego wynalazku (lewa część fig. 1), należy wprowadzić powietrze pod ciśnieniem przez wlotowy przewód lub przewody 75 wykonane w pokrywie 15. Komora ograniczona ścianką cylindra 3, pokrywą 15 i tłokiem 25 napełnia się powietrzem pod ciśnieniem i pod wpływem wywieranego w ten sposób nacisku, sprężyna podtrzymująca 27 ściska się, tłok zaś obniża się pociągając za sobą tuleję 31 i urządzenie podtrzymujące 33. Uszczelka 77 zapewnia uszczelnienie między tuleją i pokrywą 15. Inna uszczelka 79 przeznaczona jest do zapewnienia szczelności między tłokiem 25 a cylindrem 3.

W celu wykluczenia pociągania za sobą tarczy odpychającej 37 przez urządzenie podtrzymujące 33, w następstwie nacisku kulek lub krążków 51 na płaszczyznę pochyłą w stosunku do osi 38, wspomniana tarcza 37 jest zatrzymana za pomocą stałych odbojów 83. Trzeba podkreślić, że cylindryczna ścianka tłoka 25 odgrywa jednocześnie rolę mechanicznego ogranicznika dla spężyny 27, umożliwiając jej ściśnięcie aż do przylegania zwojów. Cylindryczna ścianka jest ponadto zwymiarowana w taki sposób, aby w następstwie maksymalnego ściśnięcia się sprężyny kulka lub krążki 51 weszły do rowka 65.

W celu zwarcia wyłącznika według niniejszego wynalazku w jak najlepszych warunkach, to znaczy stosunkowo szybko, trzeba tak postępować, aby sprężyna podtrzymująca 27 mogła szybko uwolnić zmagazynowaną energię. W tym celu można wprowadzić powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym do wylotowych przewodów 85 ewentualnie zaopatrzonych w zawory o szybkim wylocie.

W takim przypadku ogranicza się powstawanie łuków.

Tuleja 31 sztywno połączona ze wspomnianym tłokiem 25 za pośrednictwem urządzenia podtrzymującego, a w szczególności kulek lub krążków 51, pociąga za sobą trzpień 43, pręt zanurzeniowy 95, a zatem i tarczę odpychającą 37 aż do zetknięcia się mostka kontaktowego noszącego ruchome kontakty z kontaktami nieruchomymi, co uwidacznia prawa część fig. 1.

167 473

Nacisk sprężyn 55 musi być wystarczający do utrzymania w tym czasie kulek lub krążków 51 w rowkach 65 oraz zapewnienia optymalnego nacisku kontaktowego. Załóżmy teraz, że w obwodzie elektrycznym, w którym znajduje się wyłącznik według niniejszego wynalazku wzrasta prąd w sposób niedozwolony. W tym przypadku elektroniczny układ sterujący wysyła do cewki odpychającej 35 impuls prądu w kształcie ostrokołu i poprzez efekt elektrodynamiczny na prądach indukowanych do tarczy 37. W wyniku tego powstaje bardzo duża siła odpychająca. Ta duża siła umożliwia wypychanie kulek lub krążków 51 z rowków 65 przez nacisk sprężyn 55, uwalniając w ten sposób ruchomą rolkę. Tarcza odpychająca, połączona z mostkiem kontaktowym 39 i z trzpieniem 43 sztywno związanym z prętem zanurzeniowym 95, podlegająca odpychanej sile jest poddana szczególnie dużemu przyspieszeniu szybko tworząc wystarczającą odległość między ruchomymi i nieruchomymi kontaktami, co zmniejsza ryzyko powstania łuku i zużycia się kontaktów.

Tarcza odpychająca poddana w ten sposób przyspieszeniu 20.000 do 40.000 g przy prędkościach 10 do 50 m/s na długości 1 do 5 mm musi zostać następnie zahamowana na drodze 20 do 40 mm. Rolę hamulca odgrywają amortyzatory i kulki lubi krążki 51, które pozwalają także na unieruchomienie, w kierunku na dół, tarczy 37.

Według tego co ilustruje fig. 2, urządzenie amortyzujące zawiera zasadniczo pręt zanurzeniowy 95 sztywno połączony z tarczą odpychającą 37 oraz zbiornik cieczy 99. Kształty pręta 95 i zbiornika 99 są dobrane w ten sposób, że odcinek pręta, który wchodzi do zbiornika 99, podczas przemieszczania się, powoduje zmianę pierścieniowego przekroju odprowadzania cieczy zawartej między wspomnianym prętem a wspomnianym zbiornikiem. Według przedstawionego wykonania, zbiornik 99 ma kształt zasadniczo cylindryczny zawierający sprofilowaną część stożkową 100, podczas gdy koniec pręta 95 składa się z ciągu ściętych stożków o różnych kątach rozwarcia stożka. Wynika z tego, że pierścieniowy przekrój przeciskania, przez który ciecz 101 zawarta we wspomnianym zbiorniku 99 jest wydalana, zmniejsza się coraz bardziej w czasie odpychania, utrzymując dużą siłę hamowania mimo redukcji prędkości ruchomych części.

Zbiornik cieczy 99 jest korzystnie osadzony w tulei 103 zamkniętej pokrywą 104, która jest zaopatrzona z drugiej strony wspomnianego zbiornika w elementy uszczelniające, w szczególności w trzy złącza, uszczelkę 105, stałe złącze 106 oraz zgarniający pierścień tłokowy 107. Uszczelnienia te są korzystnie przytwierdzone w ich gniazdach za pomocą znanych elementów, takich jak pierścienie elastyczne lub połączenia śrubowe i klejone.

Pręt zanurzeniowy 95 jest korzystnie prowadzony w pierścieniu prowadzącym 109 z samosmarowalnym wypełniaczem 110. Pierścień ten jest korzystnie umieszczony między zbiornikiem 99 a złączami 105 i 107. Wspomniany pierścień prowadzący 109 jest korzystnie zaopatrzony w osłonę zabezpieczającą 113, która chroni samosmarowalny pierścień 110 i/lub złącza 105 i 107 przed zniszczeniem przez strumienie cieczy.

Nad górnym poziomem cieczy 101 przewidziana jest objętość powietrza 102. Cała objętość zajęta przez ciecz 101 i powietrze 102 jest stała, ponieważ zbiornik cieczy jest zamknięty pierścieniem 109. Zanurzenie pręta 95 w cieczy 101 podczas odpychania powoduje odpowiednie podnoszenie poziomu cieczy 101 wewnątrz zbiornika 99, przy czym podnoszenie to jest skompensowane przez sprężenie objętości powietrza 102. Zbiornik 99 w przedstawionej postaci wykonania składa się z jednej tylko części. Korzystna alternatywa polega na realizacji zbiornika w dwóch częściach, przy czym nad częścią służącą do hamowania pręta zanurzeniowego 95 znajduje się pierścień odległościowy.

Według zalecanej postaci wykonania, pręt zanurzeniowy składa się z lekkiego stopu o dużej wytrzymałości obrobionego powierzchniowo co najmniej na części stykającej się z pierścieniem samosmarowalnym i ze złączami 105 i 107. Przykładowo zastosowano stop aluminiowy o dużej wytrzymałości obrobiony powierzchniowo przez anodowanie utwardzające.

Pręt zanurzeniowy 95 może być wykonany jako jedna całość z tarczą odpychającą 37 i/lub trzpieniem 43. Można jednak przewidzieć także połączenie śrubowe przyklejane. Tuleja 103, w której są umieszczone poszczególne elementy, jest korzystnie wprowadzona od dołu do ultraszybkiego wyłącznika i jest zamocowana na powierzchni zewnętrznej pokrywy dna 5 za pomocą kołnierza dociskowego 115.

Stwierdzono również na podstawie kształtu części, że tuleja zawierająca w szczególności zbiornik napełniony cieczą może być ewentualnie wprowadzona do wyłącznika w pozycji leżącej bez możliwości wyciekania cieczy, co znakomicie ułatwia montaż.

167 473

Figura 3 przedstawia inną postać wykonania, według której pręt zanurzeniowy 95 sztywno połączony z tarczą odpychającą 37 ma kształt zasadniczo prosty cylindryczny i jest łączony ze zbiornikiem cieczy 99. którego wewnętrzna powierzchnia jest krzywa.

Niniejszy wynalazek stanowi rozwiązanie ultraszybkiego wyłącznika zaopatrzonego w prosty amortyzator, który pozwala na hamowanie na krótkiej drodze ruchu części ruchomej wspomnianego wyłącznika bez uderzania w mechaniczny odbój ruchomy lub stały, pozwalając jednocześnie na szybkie rozwarcie kontaktów na początku ruchu. Istotnie, jeśli kształty zbiornika i pręta zanurzeniowego są w ten sposób przystosowane, że przekrój odprowadzania cieczy na początku drogi jest względnie duży, w miarę zaś zanurzania się pręta w zbiorniku z cieczą wspomniany przekrój zwęża się, hamowanie jest progresywne lecz umożliwia znaczne przyspieszenie na początku ruchu. Z uwagi na to, że pręt zanurzeniowy jest połączony z tarczą odpychającą aparatura nie doznaje niekorzystnych następstw uderzania ruchomej części wyłącznika o aktywną część amortyzatora.

Zespół tarcza odpychająca - pręt zanurzeniowy tworzą korzystnie jedną całość. Nie ma żadnych luzów mechanicznych między tymi elementami, które poruszają się z tą samą prędkością po odepchnięciu. Ta postać realizacji jest szczególnie przystosowana do ultraszybkiego wyłącznika, w którym osiągane są bardzo duże przyspieszenia i prędkości bardzo szybko spowodowałyby zniszczenie elementów połączonych ze sobą za pomocą mechanicznych środków o jednym lub więcej stopniach swobody. Zespół tarcza odpychająca - pręt zanurzeniowy może stanowić jedną tylko część lub kilka połączonych ze sobą części, na przykład przez spawanie albo przez montaż. Części te mogą być na przykład połączone gwintem pod takim wstępnym naprężeniem, że nie może powstać żaden luz między nimi w czasie przyspieszeń lub opóźnień związanych z pracą ultraszybkiego wyłącznika.

Urządzenie według wynalazku nie wymaga specjalnego mechanizmu typu dysze regulujące lub ruchomych mechanizmów takich jak zawory itp., które są z reguły podatne na awarie. Ponadto nie wymaga ono sprężyny, której niedogodności zostały opisane powyżej. Do hamowania wykorzystuje się ruch cieczy, która nie ulega zużyciu, ani zerwaniu. W przypadku ponownego włączenia wyłącznika, amortyzator jest natychmiast gotowy do działania, nawet jeśli ruch jego części był uprzednio niepełny.

Inna korzyść jest następstwem tego, że wyłącznik według wynalazku jest samocentrujący.

W celu uproszczenia realizacji wynalazku na skalę produkcyjną zbiornik korzystnie ma kształt cylindryczny, zaś pręt zanurzeniowy ma wyprofilowane zakończenie rozszerzające się od końca. Stwierdzono, że wyprofilowany kształt utworzony przez ciąg stożków o różnych kątach rozwarcia stożka lub przez ciągłą krzywą, pozwala na otrzymanie możliwie najbardziej stałej siły hamowania.

Charakterystyka hamowania może być adjustowana przez odpowiednie przystosowanie tej krzywej. Można również przewidzieć cylindryczny lub prostokątny pręt zanurzeniowy zasadniczo prosty, połączony ze zbiornikiem, którego wewnętrzna ścianka jest wyprofilowana i stanowi na przykład ciąg stożków ściętych o różnych kątach rozwarcia jednego stożka w stosunku do drugiego lub ciągłą krzywą pozwalającą na otrzymanie najbardziej stałej siły hamowania.

167 473

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena i ,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wyłącznik ultraszybki, który ma półprzewodnikowy układ sterujący, wyposażony w cewkę i tarczę odpychającą współpracującą z mostkiem kontaktowym, z ruchomymi kontaktami utrzymywanymi w stanie zamkniętym przez układ, który wywiera nacisk wystarczający do oparcia się założonemu naciskowi kontaktowemu i który to układ pozostaje w stanie swobodnym podczas odpychania tarczy odpychającej za pomocą cewki odpychającej oraz ma amortyzator, znamienny tym, że amortyzator ma pręt zanurzeniowy (95), który jest połączony sztywno z tarczą odpychającą (37) i zbiornik (99) zawierający ciecz pochłaniającą energię kinetyczną elementu składającego się ze wspomnianej tarczy odpychającej (37) i pręta zanurzeniowego (95) odpychanego przez cewkę odpychającą (35), przy czym pręt zanurzeniowy (95) i zbiornik (99) są względem siebie tak ukształtowane, że tworzą przekroje do zmiennego odprowadzania cieczy w miarę przesuwania się pręta zanurzeniowego (95).
2. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza odpychająca (37) i pręt zanurzeniowy (95) tworzą jedną całość.
3. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że pręt (95) ma wyprofilowane zakończenie rozszerzające się od końca wzdłuż osi pręta, zaś zbiornik (99) ma kształt cylindryczny lub prostokątny prosty.
4. Wyłącznik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pręt zanurzeniowy (95) ma wyprofilowany koniec utworzony przez ciąg stożków ściętych o różnych kątach rozwarcia stożka lub przez ciągłą krzywą powierzchnię.
5. Wyłącznik według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że zbiornik (99) ma część stożkową (100).
6. Wyłącznik według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że pręt zanurzeniowy (95) ma kształt w przybliżeniu prosty cylindryczny lub prosty prostokątny, a zbiornik (99) ma ściankę wewnętrzną tak ukształtowaną, że zbiornik zwęża się w kierunku wylotu.
7. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik (99) ma ciągłą krzywą powierzchnię wewnętrzną.
8. Wyłącznik według zastrz. 1 albo 2, znamienny ty w, że tarcza odpychająca (37) oraz pręt zanurzeniowy (95) są wykonane z lekkiego materiału, zwłaszcza ze stopu aluminiowego o dużej wytrzymałości.
9. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik cieczy (99) jest umieszczony w tulei (103) zaopatrzonej w elementy uszczelniające, zwłaszcza w uszczelkę (105), stałe złącze (106) i zgarniający pierścień tłokowy (107).
10. Wyłącznik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pręt zanurzeniowy (95) przechodzi przez pierścień prowadzący samosmarujący (109, 107), który jest umieszczony między zbiornikiem (99) a złączami (105) i (107), przy czym wspomniany pierścień jest korzystnie zaopatrzony w osłonkę zabezpieczającą (115).
11. Wyłącznik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pręt zanurzeniowy (95) jest obrobiony powierzchniowo co najmniej na części stykającej się z pierścieniem prowadzącym (109, 110) i ze złączami (105) i (107).

* * »