PL80745B1 - - Google Patents

Description

Elektryczny bezpiecznik topikowy napelniony piaskiem Przedmiotem wynalazku jest elektryczny bez¬ piecznik topikowy, napelniony piaskiem, to jest bezpiecznik tego rodzaju, w którym przerywanie pradu odbywa sie za pomoca luku elektrycznego w szczelnie upakowanym, ziarnistym materiale izolacyjnym, na przyklad piasku kwarcowym o róznej lub jednorodnej wielkosci ziaren.Dla elektrycznych bezpieczników topikowych na¬ pelnionych materialem ziarnistym korzystne jest stosowanie elementu stapianego ze srebra, bedace¬ go materialem z technicznego punktu widzenia do¬ skonalym, zas z punktu widzenia ekonomiki, zwiek¬ szajacym w znacznym stopniu koszty z wyjat¬ kiem przypadku bardzo malych bezpieczników.Dlatego tez w wielu przypadkach na elementy stapiane stosuje sie miedz, poniewaz jest ona naj¬ blizsza srebru jesli chodzi o wlasnosci elektryczne.Korzysc ekonomiczna polega tu na tym, ze nie jest to metal szlachetny, jednak miedz przy wysokich temperaturach podlega znacznemu utlenianiu, co zmienia jej elektryczne wlasnosci, a to poglebia proces tak zwanego starzenia.Znane jest stosowanie elementów stapianych z aluminium, a mianowicie w zwyklych otwar¬ tych lub pólotwartych bezpiecznikach, w których element stapiany umieszczony jest w zasadzie w powietrzu. Takie otwarte lub pólotwarte bezpiecz¬ niki nazywa sie trafnie bezpiecznikami wolnego dzialania. Sa to bezpieczniki, które maja duzy przekrój w stosunku do ich obciazalnosci pradowej 10 15 20 80 i nie trzeba w nich stosowac materialów o specjal¬ nych wlasciwosciach.Zgodnie z wynalazkiem, elektryczny bezpiecznik napelniony piaskiem ma element stapiany, stano¬ wiacy calosc z wpustami ciepla i z plaszczyznami chlodzacymi, przy czym wszystkie te elementy sa wykonane z aluminium.Elektryczny bezpiecznik napelniony piaskiem charakteryzuje sie jako bezpiecznik szybkiego dzia¬ lania, czyli bezpiecznik o obciazalnosci pradowej duzej w stosunku do przekroju, a zatem i w sto¬ sunku do masy metalu, który topi sie przed tym zanim bezpiecznik moze przerwac doplyw pradu.Okazalo sie, ze aluminium moze byc takze korzy¬ stnie stosowane w przypadkach bardzo krytycznych jesli wykorzysta sie calkowicie fakt, na który nie zwracano dotad uwagi, ze aluminium nie tylko posiada wysoka wartosc przewodnosci cieplnej lecz przewodnosc cieplna zwieksza sie znacznie w wy¬ sokich temperaturach, a zatem przy temperaturach wystepujacych w elemencie stapianym w punkcie 'krytycznym. Przy 600°C przewodnosc cieplna alu¬ minium jest prawie dwukrotnie wyzsza niz przy 100°C. W temperaturze krytycznej cieplo z elemen¬ tu stapianego moze byc zatem odprowadzane w zwiekszonym stopniu do upustów cieplnych i po¬ wierzchni chlodzacych, stanowiacych calosc z ele¬ mentem stapianym. Mozliwe jest zatem uzyskanie rezultatów, które mimo mniej korzystnej przewod¬ nosci elektrycznej i nizszej temperatury topnienia 80 7453 sa calkowicie analogiczne do tych, które moga byc osiagniete przy stosowaniu miedzi, a nawet sa od nich lepsze, pomimo, ze aluminium jest pod wzgle¬ dem chemicznym mniej szlachetnym metalem niz miedz i pod tym wzgledem jest samozachowawcze.Wiadomo, ze warstwa tlenku na miedzi jest poro¬ wata i przez to pozwala na dalsze utlenianie sie miedzi tak dlugo, jak dlugo wystepuja warunki zewnetrzne, sprzyjajace utlenianiu. Natomiast war¬ stwa tlenku na aluminium jest zwarta i nieprze¬ puszczalna dla tlenu, co powoduje zjawisko samo- ochrony przed utlenianiem. Bezposrednia oszczed¬ nosc kosztów spowodowana zastosowaniem na element stapiany aluminium, a nie miedzi nie jest bardzo duza, chociaz nie jest zupelnie bez znacze¬ nia. Natomiast zastosowanie aluminium na element stapiany otwiera szersze mozliwosci dla zastosowa¬ nia aluminium w innych czesciach metalowych, które tworza bezpiecznik, poniewaz • w tym przy¬ padku nie beda one poddawane korozji, spowodo¬ wanej elektrolityczna róznica potencjalów. Dalsze korzysci wynikaja z zastosowania jednostkowego materialu, co jest oczywiste dla fachowca.Przedmiot wynalazku jest dokladniej opisany na podstawie rysunku, na którym fig 1 i 2 przedsta¬ wiaja schematycznie zamocowanie elementu sta¬ pianego, fig. 3 przedstawia pierwszy przyklad wy¬ konania elementu stapianego, fig. 4 — drugi przy¬ klad wykonania elementu stapianego, a fig. 5 — trzeci przyklad wykonania elementu stapianego.Na fig. 1 przedstawiono dlugi, cylindryczny ele¬ ment stapiany 1, usytuowany pomiedzy dwoma zaciskami 2 i 2\ Poniewaz element 1 jest nagrze¬ wany równomiernie przez przeplywajacy przez nie¬ go prad i poniewaz oziebianie przez przewodzenie przez sam element stapiany wystepuje tylko w kierunku osiowym, jedynie konce zacisków 2 i 2* sa skutecznie oziebiane przez przewodzenie. Czesc srodkowa elementu stapianego oziebiana jest przez promieniowanie i przez przewodzenie poprzez ziar¬ nisty wypelniacz otaczajacy element stapiany. Ten rodzaj elementu stapianego nie zapewnia dobrego spozytkowania korzystnych wlasnosci aluminium, dotyczacych przewodnosci cieplnej. Na fig. 2 poka¬ zano krótki element stapiany usytuowany pomiedzy zaciskami 2 i 2', podobnie jak na fig. 1. Z uwagi na to, ze element stapiany jest bardzo krótki, a odleglosc, przez która ma byc przeniesione cieplo przez przewodzenie jest bardzo mala, przy czym ciezkie zaciski 2 i 2' dzialaja jako upusty ciepla, zatem chlodzenie przez przewodzenie jest skutecz¬ niejsze w porównaniu z przypadkiem pokazanym na fig. 1.Dlugosc elementu stapianego, która moze byc uwazana za dostatecznie mala aby otrzymac zado¬ walajace oziebienie, jest nie tylko funkcja prze¬ wodnictwa ciepla tego elementu stapianego, oraz przewodnictwa cieplnego upustów, lecz zalezy rów¬ niez od chlodzenia elementu stapianego w kierun- 745 4 ku promieniowym poprzez ziarnisty wypelniacz.Dla celów praktycznych, wspomniana dlugosc po¬ winna byc, korzystnie rzedu od milimetrów do ulamków milimetrów. 5 Nalezy uswiadomic sobie, iz z punktu widzenia jedynie chlodzenia najkrótszy element stapiany jest bardziej korzystny, lecz równiez wazne jest to; ze element stapiany ma dlugosc dostateczna do spelnienia innych elektrycznych i mechanicznych l0 wymagan, niezbednych w bezpieczniku. Stad istnieje takze minimalna dlugosc zwiazana z pro¬ mieniowym wymiarem elementu stapianego, która moze byc rzedu najwiekszego wymiaru promienio¬ wego lub jego polowy w zaleznosci od ksztaltu i l5 od przejscia do zacisków. Na fig. 3 pokazano ele¬ ment stapiany bedacy aluminiowa wstazka, w któ¬ rej element stapiany 1 sklada sie z szyjki uformo¬ wanej za pomoca waskich, glebokich wyciec 5 we wstazce. W ten sposób pozostala czesc wstazki J0 tworzy zaciski 2 i 2' sluzace jako upusty ciepla i powierzchnie chlodzace. Na fig. 4 pokazano dalsze rozwiniecie fig. 3, gdzie wstazka 4 jest wycieta w taki sposób, ze ma kilka poszczególnych elemen¬ tów stapianych 1' — 1""', usytuowanych pomiedzy 5 zaciskami 2 — 2""\ Budowa ta jest charaktery¬ styczna dla bezpiecznika tworzacego szeregowo kilka luków elektrycznych, a przy zastosowaniu wielu tego rodzaju wstazek mozliwe jest takze utworzenie luków równoleglych. Na fig. 5 pokaza- no inny wariant w oparciu o zasade w fig. 2. W cylindrycznym precie 6 gleboki rowek tworzy ele¬ ment stapiany 1 usytuowany pomiedzy zaciskami 2 i 2\ Podobny cylindryczny pret z wieloma row¬ kami prowadzi do rozwiazania podobnego jak na fig. 4. Upusty cieplne lub zaciski powinny posiadac dostateczne wymiary, aby zabrac cieplo przenie¬ sione do nich. Praktyczne zastosowanie wykazalo, ze aby otrzymac korzysc z wynalazku konieczny jest stosunek szerokosci wstazki do szerokosci ele¬ mentu stapianego jak 10:1, przy czym podobna relacja odnosi sie takze do dlugosci. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Elektryczny bezpiecznik napelniony piaskiem, znamienny tym, ze ma element stapiany, stanowia¬ cy calosc z upustami cieplnymi i powierzchniami chlodzacymi, przy czym wszystkie te elementy wykonane sa z aluminium.
2. 2. Bezpiecznik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze element stapiany sklada sie z szyjki uformowa¬ nej pomiedzy waskimi, glebokimi wycieciami w krawedzi aluminiowej wstazki, przy czym upusty cieplne i powierzchnie chlodzace utworzone sa przez wstazki po obu stronach wyciec.
3. 3. Bezpiecznik wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosunek szerokosci wstazki do szerokosci szyj¬ ki wynosi przynajmniej 10 :1.80 745 F,9./ n V2. m. rig2 2, -W, Jl. A A" X £T z r/g.3 ng. 4 ttir r/g.s PL