Opublikowano: 15.Y.1969 57306 KI. 21 c, 64/10 TTTT TT 1" n «\o* UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Zdzislaw Barski Wlasciciel patentu: Instytut Techniki Cieplnej, Lódz (Polska) Urzadzenie do cyklicznego przelaczania obwodów elektrycznych duzej mocy, zwlaszcza w generatorach drgan gasnacych Wynalazek dotyczy urzadzenia do cyklicznego przelaczania obwodów elektrycznych duzej mocy, zwlaszcza w generatorze drgan gasnacych, w któ¬ rych przy pomocy styku ruchomego przesuwaja¬ cego sie kolejno po stykach nieruchomych uzysku¬ je sie cykliczne przelaczanie obwodów elektrycz¬ nych.Znane sa przelaczniki skladajace sie z silnika elektrycznego wyposazonego w przekladnie i na¬ pedzajacego mechanizm zawierajacy styki ruchome i nieruchome. Jednakze tego typu przelaczniki maja ograniczona predkosc przelaczania i sa nietrwale ze wzgledu na mechaniczne zuzywanie sie styków, a przy przelaczaniu obwodów elektrycznych duzej mocy o obciazeniu indukcyjnym wymagaja stoso¬ wania skomplikowanych sposobów gaszenia luku elektrycznego.Znane sa równiez uklady do cyklicznego prze¬ laczania obwodów elektrycznych oparte na zasto¬ sowaniu pólprzewodnikowych elementów logiczT nych jednakze znajduja one zastosowanie przede wszystkim w obwodach o malych pradach, gdyz przy duzych mocach przelaczalnych, zwlaszcza przy obciazeniu indukcyjnym wymagaja stosowania w stopniach koncowych styczników wysokiego na¬ piecia majacych jak wiadomo ograniczona trwa¬ losc.Celem wynalazku jest usuniecie wad znanych urzadzen, czyli opracowanie urzadzenia przystoso- 10 30 wanego do cyklicznego przelaczania wysokonapie¬ ciowych obwodów elektrycznych duzej mocy, prost¬ szego i tanszego od dotychczas stosowanych, a jed¬ noczesnie przystosowanego do plynnej regulacji predkosci przelaczania.Wynalazek polega na opracowaniu urzadzenia, w którym kula z materialu przewodzacego prze¬ suwa sie cyklicznie pod wplywem cisnienia sprezo¬ nego gazu obojetnego w przewodzie rurowym, wy¬ posazonym w styki nieruchome.Urzadzenie wedlug wynalazku posiada przewód rurowy z materialu izolacyjnego, w którym zamo¬ cowane sa styki nieruchome. W przewodzie ruro-, wym znajduje sie kula z materialu przewodzacego, która moze przesuwac sie tylko w jednym kierun¬ ku, ze wzgledu na uksztaltowanie i uklad zastawek zwrotnych. Promieniowo do przewodu rurowego sa przymocowane przewody zasilajace, przez które do¬ plywa gaz obojetny (np. azot) pod cisnieniem, po¬ wodujacy przesuwanie sie kuli w przewodzie. Gaz ten jest wyciagany z przewodu rurowego przez otwory ssawne i moze byc po schlodzeniu i spreze¬ niu uzyty ponownie.Korzysci techniczne wynikajace z zastosowania wynalazku polegaja na tym, ze przy uproszczonej budowie i konstrukcji uzyskuje sie trwale i pewne urzadzenie do cyklicznego przelaczania wysokona^ pieciowych obwodów elektrycznych, w którym czynnik napedowy, najkorzystniej gaz obojetny pod cisnieniem jest jednoczesnie czynnikiem chlodzacym 57 3063 i gaszacym luk elektryczny powstajacy przy prze¬ laczaniu obwodów elektrycznych.Urzadzenie to zastosowane w polaczeniu z ukla¬ dem kondensatorów i cewek indukcyjnych stano¬ wi generator elektrycznych drgan gasnacych du¬ zej- mocy. Zastosowania takiego generatora moga byc róznorodne. Dla przykladu mozna wymienic: generatory ultradzwiekowe do zawiazywania kry¬ sztalów sacharozy i stracania kamienia kotlowego, generatory do indukcyjnych pieców elektrycznych, generatory ultradzwiekowe do echosond morskich i geologicznych, generatory do przyspieszania reak¬ cji chemicznych, generatory do bezprzewodowego * v przeslania energii ^elektrycznej itp.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku z kula z materialu przewodzacego w stanie stalym, a fig. 2 odmiana urzadzenia, w której do przelaczania ob¬ wodów elektrycznych stosuje sie ciekly metal.Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera kolowy przewód 1 o przekroju okraglym, wykonany z ma¬ terialu izolacyjnego. Wzdluz obwodu wewnetrzne¬ go przewodu 1 jest przytwierdzony styk nierucho¬ my 2, a wzdluz obwodu zewnetrznego styki nieru¬ chome 3, odizolowane wzajemnie od siebie oraz od styku 2. Do przewodu 1 doprowadzone sa rur¬ ki 4 i 5 przez które doplywa sprezony gaz. We¬ wnatrz przewodu rurowego 1 sa zainstalowane za¬ stawki 6 ulozyskowane w lozyskach 7 i uformowa¬ ne w ten sposób, ze pozwalaja na przeplyw sprezo¬ nego gazu oraz kuli metalowej tylko w jednym kierunku.Przewód 1 jest wyposazony równiez w krócce wylotowe 8 z kratkami 9 polaczone z kolektorem 10, który jest polaczony z kolei z chlodnica 11 zawie¬ rajaca wezownice 2 przez która przeplywa ciecz chlodzaca.Do chlodnicy 11 jest przylaczony przewód 13 na którym jest zainstalowana sprezarka 14, sluzaca do wymuszania przeplywu gazu w urzadzeniu prze¬ lacznikowym. Wewnatrz przewodu 1 znajduje sie kula 15 z materialu przewodzacego, sluzaca do cy¬ klicznego zamykania obwodów elektrycznych, przez kolejne laczenie styków 3 ze stykiem 2. Styki 3 sa polaczone- za pomoca przewodów 16 z kondensato¬ rami 17, które w polaczeniu z cewkami 18 stanowia obwody drgajace o czestotliwosci drgan zaleznej od wielkosci indukcyjnosci cewek 18 i pojemnosci kondensatorów 17.Zasilanie urzadzenia moze byc realizowane za posrednictwem transformatora 19 przylaczonego do zacisków sieciowych 20 za pomoca wylacznika 21.Do wtórnego uzwojenia transformatora 19 sa przy¬ laczone prostowniki 22 w ukladzie Graetza. Na do¬ plywie pradu do kondensatorów 17 sa zainstalowa¬ ne oporniki 23 i dlawiki 24 ograniczajace przeplyw pradu w momentach gdy styki 2 i 3 sa zwarte.Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku jest opi¬ sane nizej. W przypadku gdy sprezarka 14 nie pra¬ cuje i nie wytwarza cisnienia sprezonego gazu, ku¬ la 15 znajduje sie w polozeniu pomiedzy stykami 3 nia zamykajac zadnego obwodu elektrycznego. Po zamknieciu wylacznika 21 w uzwojeniach transfor¬ matora 19 poplynie prad, który po wyprostowaniu 306 4 w ukladzie prostowników 22 laduje za posrednic¬ twem oporników 23 i dlawików 24 kondensatory 17.Po uruchomieniu sprezarki 14 sprezony gaz prze¬ pycha kule 15 pomiedzy stykami 2 i 3, powodujac 5 kolejne zamykanie obwodów zawierajacych kon¬ densator 17 i cewke 18. Przez czas trwania zam¬ kniecia obwodu kondensator 17 i cewka 18 tworza obwód elektrycznych drgan gasnacych. Po przer¬ waniu obwodu kondensator 17 zostaje ponownie na- io ladowany. Predkosc przelaczania zalezna od pred¬ kosci przesuwania sie kulki 15 mozna regulowac cisnieniem gazu.Na fig. 2 jest przedstawiona odmiana urzadzenia, w której zamiast kulki 15 zastosowany jest ciekly 15 metal 25. Ciekly metal 25 znajduje sie w kanale izolacyjnym 26 o przekroju kolowym, wyposazo¬ nym w styki nieruchome 2 i 3. Elementy przewo¬ dzace z cieklego metalu 25 sa od siebie oddzielone ceramiczna substancja o strukturze porowatej 27 20 dociskana do cieklego metalu tloczkami 28 zamo¬ cowanymi przesuwnie na elastycznych pretach 29 wyposazonych w trzpienie 39 i sprezyny dociskaja¬ ce 30. Oprócz styków 2 i 3 w kanale 20 sa zamo¬ cowane styki 31 przylaczone do uzwojenia 32 pom- l5 py elektromagnetycznej z rdzeniem magnetycznym 33, w szczelinie którego jest umieszczony kanal 25.Uzwojenie 32 jest polaczone za pomoca przewo¬ dów 34 z uzwojeniem wtórnym 35 transformato¬ ra 36, którego uzwojenie pierwotne 37 jest przy- {0 laczone do zacisków 38 zródla pradu zmiennego.Po wlaczeniu napiecia na zaciski 38 pompa elek¬ tromagnetyczna oddzialywuje na ciekly metal 25 powodujac jego przepompowywanie w kanale 26.Zaleznie od wielkosci napiecia predkosc przesuwa- ,_ nia sie cieklego metalu moze byc ' wieksza lub mniejsza co pozwala na regulacje predkosci przyla¬ czania.Warstwy cieklego metalu zawieraja kolejno styki 2 i 3 powodujac przelaczenie obwodów elektrycznych podobnie jak w urzadzeniu przedstawionym na fig. 1.W celu przyspieszenia predkosci przelaczania jedno urzadzenie moze byc wyposazone w dwie lub trzy pompki elektromagnetyczne zainstalowane na ob¬ wodzie przewodu 26. 45 PL