Przedmiot niniejszego wynalazku sta¬ nowia bezpieczniki z paskiem topikowym, nalezace do grupy bezpieczników o duzej bezwladnosci cieplnej, tj. posiadajacych charakterystyke zmienna w szerokich granicach.Dla uzyskania duzej bezwladnosci cieplnej takich bezpieczników konieczne jest zwiekszenie przekroju paska, z dru¬ giej jednak strony musi sie zastosowac ta¬ kie srodki, które by zapewnialy przy dlu¬ gotrwalych przeciazeniach ponad nateze¬ nie nominalne przetopienie paska wedle ustalonych przepisów.W tym celu w sasiedztwie paska topi- kowego umieszczano metale o punkcie topliwosci lezacym znacznie nizej niz punkt topliwosci srebra, np. cyne i kadm, które pod wplywem dlugotrwalego obcia¬ zenia w okreslonych temperaturach two¬ rza z materialem paska topikowego, np. srebrem, stop i powoduja w tej postaci przetopienie w miejscu z góry ustalonym.Przekonano sie jednak, ze to przeto¬ pienie, polegajace na tworzeniu sie stopu, wykazuje rózne cechy ujemne.Glówna wada tego rodzaju bezpiecz¬ ników polega na powolnym tworzeniu sie stopu juz ponizej temperatury granicznej pozadanych reakcyj. Jak wiadomo, na¬ wet na zimno, zaleznie od danych warun¬ ków, z sasiadujacych ze soba warstw me¬ tali moga sie tworzyc droga dyfuzji stopy.W tych warunkach bezpiecznik, któryma dzialac wskutek tworzenia sie stopu w okreslonych wyzszych temperaturach, stalby sie niezdatny do uzytku lub co naj¬ mniej niezawodnosc jego dzialania ulegla¬ by zmniejszeniu.Bezpiecznik tego rodzaju posiada za¬ tem te wade, ze nawet bez przepisowego obciazenia go pradem ponad jego tempe¬ rature graniczna, a juz wskutek dluzszego obciazenia go w nizszej temperaturze mo- ze ulec przedwczesnemu zniszczeniu, po¬ niewaz opór paska topikowego wzrasta w miare tworzenia sie stopu.Poza tym w zakresach temperatur spo¬ wodowanych wiekszymi przetezeniami wystepuje niekiedy przyspieszenie w two¬ rzeniu sie stopu, wskutek czego równo¬ czesnie z tym szybkim wzrostem oporu zmniejsza sie bezwladnosc cieplna bez¬ piecznika w miare Wzrostu temperatury/ Innymi slowy bezwladnosc cieplna bezpiecznika skonstruowanego w ten spo¬ sób przy obciazeniu w wysokich tempe¬ raturach moze sie znacznie obnizyc.Otóz stwierdzono, ze mozna uniknac tych istotnych wad w ten sposób, ze w przewidzianym dla wylaczenia pradu miejscu bezpiecznika, najlepiej w jego srodku, lUmieszcza sie sól lub mieszanine soli, które rozkladajac sie w temperatu¬ rach z góry przewidzianych tworza z me¬ talem paska topikowego, np. srebrem, so¬ le nie przewodzace lub praktycznie nie przewodzace pradu, a wskutek tego po¬ woduja w danym miejscu przerwe pradu.W szczególnosci w miejscu przezna¬ czonym do przetopienia umieszcza sie dla wytworzenia soli srebrowych odpowie¬ dnia sól lub mieszanine soli, np. podwójna sól srebrowa, rozkladajaca sie w pewnej znanej temperaturze.W przypadku zastosowania np. po¬ chodnych chlorowcowych srebra z zawar¬ toscia wolnych chlorowców, najlepiej po¬ chodnych chlorowcowych srebra i alka¬ liów, które rozkladaja sie w okreslonych temperaturach, uwalniajac przy tym chlo¬ rowce, proces przetopienia sie bezpiecz¬ nika przebiega bez zarzutu i w sposób specjalnie silnie opózniony, I tak zastosowanie perly stopionej z chlorku srebra i jodku potasu (trójjodo- srebrzanu potasu) prowadzi przy osia¬ gnieciu okreslonego obciazenia do prawi¬ dlowo przebiegajacego wzrostu tempera¬ tury w tym miejscu, a tym samym do pra¬ widlowo wystepujacej reakcji, która po woduje wylaczenie pradu.Przebieg procesu wylaczania mozna w tym przypadku tlumaczyc w ten sposób, ze cala mieszanina soli wzglednie odpo¬ wiednia sól podwójna rozklada sie przy wzroscie temperatury ponad pewna gra¬ nice, przy czym przede wszystkim uwal¬ nia sie jod, który ze swej strony — bedac in statu nascendi — atakuje silnie srebro paska topikowego, powodujac zmniejsze¬ nie jego przekroju, wskutek czego wzra¬ sta wewnetrzny opór, a zatem i tempera¬ tura, CO' z kolei przyspiesza reakcje we¬ wnatrz soli itd., az wreszcie przewodzace prad polaczenie paska topikowego ulega zniszczeniu, a tym samym bezpiecznik wylacza prad.Podobne procesy zachodza równiez przy innych masach stopionych o podob¬ nym dzialaniu, zwlaszcza solach srebro- wycli lub solach metali pokrewnych sre¬ bru pod wzgledem zachowania sie wobec pradu elektrycznego, jak miedzi i cyny.- I tak nadaja sie np, do cego celu do¬ kladne mieszaniny chlorku srebra z tio¬ siarczanem sodu z dodatkiem lub bez do¬ datku pochodnych chlorowcowych alka¬ liów, zwlaszcza jodków.Specjalnie celowym okazalo sie zasto¬ sowanie wspomnianych soli lub mieszanin soli w postaci masy stopionej uprzednio w temperaturze zblizonej do temperatury reakcji. Wybrane sole mozna równiez zmieszac ze srodkami wiazacymi i w ten sposób przymocowac do paska topikowe- - 2 —go, albo np. napelnic nimi rurki szklane, które nasuwa sie nastepnie na pasek to- pikowy i umocowuje na zadanym miejscu.Droga odpowiednich prób wstepnych mozna w ramach niniejszego wynalazku ustalic w kazdym przypadku warunki naj¬ odpowiedniejsze wyrobu bezpieczników wedlug wynalazku o duzej bezwladnosci cieplnej.Opisane powyzej bezpieczniki posia¬ daja te zalete, ze zachowuja sie calkowi¬ cie obojetnie w zakresach temperatur po¬ nizej 400° C, to znaczy pozwalaja na nie¬ ograniczone przechowywanie w temperatu¬ rze zwyklej a takze w temperaturze pod¬ wyzszonej, nie wymagaja zatem zadnej spe¬ cjalnej ostroznosci przy przechowywaniu i umozliwiaja nieograniczone uzywanie w zakresie temperatur wchodzacych prak¬ tycznie w gre.Inna ich zaleta jest to, ze dzialaja w okreslonych z góry temperaturach, a mia¬ nowicie miedzy 400 a 500° C, zaleznie od uzytego w danym przypadku srodka reak¬ cyjnego.W szczególnym przypadku tempe¬ ratury te mozna ustalic z dokladnoscia ulamka stopnia, przy czym temperatura ta nie zmienia sie przy stalym obciazeniu bezpiecznika, ale przy jej osiagnieciu na¬ stepuje niezawodne przetopienie paska.W wyraznym przeciwienstwie do zna¬ nych bezpieczników, w których zastoso¬ wano metal umieszczony w sasiedztwie paska topikowego i których dzialanie po¬ lega na tworzeniu sie stopów, sole stano¬ wiace przedmiot niniejszego wynalazku dzialaja nadzwyczaj opózniajaco w zakre¬ sach temperatur powyzej 500°, jak to wy¬ nika z nastepujacego przeciwstawienia.Stop cyny ze srebrem daje przy 2,5- krotnym natezeniu nominalnym opóznie¬ nie tylko o 90 sekund, podczas gdy zwia¬ zek chlorowcowy srebra i potasu z za¬ wartoscia wolnego jodu, naniesiony w po¬ staci stopionej masy, daje przy identycz¬ nych stosunkach przekroju opóznienie wylaczenia o 220 sekund.Zalety te mozna specjalnie korzystnie wyzyskac w ten sposób, ze na pasku topi¬ kowym umieszcza sie specjalne narzady, które powoduja zmniejszenie wydzielania sie ciepla wzglednie przenosza je na inne miejsce.Narzady tego rodzaju sa znane np, w postaci nakladek z czystego srebra, przy- pojonych lub przylutowanych na pewnej dlugosci w srodkowej czesci paska topiko¬ wego. Stosuje sie równiez narzady o do¬ brym przewodnictwie cieplnym, umiesz¬ czone obok paska, których zadaniem jest odprowadzenie wywiazujacego sie tam ciepla.Do narzadów tych naleza równiez war¬ stewki lutu, które dzieki swej masie opóz¬ niaja wzrost temperatury na korzysc cze¬ sci sasiednich, aby potem przy okreslo¬ nych obciazeniach, a zatem i okreslonych temperaturach, ulec przetopieniu z rów¬ noczesnym wytworzeniem stopu.Zastosowanie urzadzen tego rodzaju jest jednak ograniczone, jezeli chodzi o ich dzialanie opózniajace reakcje.Przez równoczesne zastosowanie ta¬ kiego urzadzenia dzialajacego odciazaja- co pod wzgledem termicznym na srodek paska oraz wspomnianej poprzednio soli lub mieszaniny soli, umieszczonej poza srodkiem paska w pewnym oddaleniu, podnosi sie znacznie bezwladnosc cieplna bezpiecznika, nie wywolujac jednakze przez to niepewnosci w dzialaniu.Np. dzieki zastosowaniu nakladki z czystego srebra, tj. zwiekszeniu prze¬ kroju w srodku paska topikowego, oraz dzieki umieszczeniu obok tego pogrubie¬ nia perly stopionej z podwójnej soli chlo- rowo-srebrowej i jodowo-srebrowej uzy¬ skuje sie przedluzenie normalnych czasów przetopienia o 400 do 500%.Specjalna zaleta bezpiecznika wedlug wynalazku jest jego prosta konstrukcja w - 3 -przeciwienstwie do skomplikowanych zna¬ nych bezpieczników o dniej bezwladnosci cieplnej, z czym wiaza sie równiez zalety gospodarcze tego bezpiecznika.Na rysunku przedstawiono trzy postaw¬ cie wykonania bezpiecznika wedlug ni¬ niejszego wynalazku, Fig. 1 przedstawia pasek topikowy a z nalozona dokola niego na srodku, na dlugosci 5 mm, stopiona warstwa 6.Fig. 2 przedstawia pasek topikowy z plytkim zagieciem, wypelnionym stopio¬ na sola c, zabezpieczona w ten sposób przed oddzieleniem sie od paska topiko: wego.Fig. 3 przedstawia schematyczne urza¬ dzenie zlozone z paska topikowego z czy¬ stego srebra d, pogrubionego na srod¬ ku przez przypojenie kawalka paska to¬ pikowego z czystego srebra ee Na le¬ wo od tego pogrubienia znajduje sie w niewielkiej odleglosci w plytkim zagieciu w ksztalcie litery V perla sto¬ piona / z mieszaniny soli, które w okre¬ slonej temperaturze rozkladaja sie two¬ rzac elektrycznie obojetne sole srebrowe, powodujace przerwe pradu.W danym przypadku perla jest utwo¬ rzona z podwójnej soli zlozonej z chlorku srebra i1 z jodku potasu (trójjodosrebrzanu potasu), k|óra w omawianym przypadku w temperaturze przekraczajacej 480° wy¬ dziela wolny jod, powoduje przetopienie paska topikowego z czystego srebra i two¬ rzy elektrycznie obojetna sól srebrowa.Zamiast uwidocznionego na rysunku pogrubienia w srodkowej czesci paska to¬ pikowego, mozna zastosowac dla odpro¬ wadzenia ciepla wzglednie dla zapobieze¬ nia wzrostowi temperatury krople lutu, warstewki materialów dobrze przewodza¬ cych cieplo lub narzady odprowadzajace cieplo do oslony, np. cylinderki metalo¬ we, wstawione w odpowiednim przeweze¬ niu bezpiecznika itp.Podobne dzialanie uzyskac mozna przez akumulacje ciepla poza srodkowa czescia paska topikowego przez odpowie¬ dnie uksztaltowanie bezpiecznika, np. przez zastosowanie spiralnego uzwojenia umieszczonego na jednej czesci drucika, którego zwoje sa rozmieszczone tak ge¬ sto, ze w stanie ogrzanym moga promie¬ niowac wzajemnie na siebie i tworza ro¬ dzaj spirali grzejnej. Perle stopiona — zamiast umieszczac w takiej spirali — mozna równiez otoczyc materialami, któ¬ re, jak np. mika lub azbest, przewodza cieplo gorzej niz zwykly material wypel¬ niajacy. PL