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Druckgasschalter mit druckabhängiger Kammerentlastung Die Erfindung
betrifft einen Leistungs schalten mit Löschung des Lichtbogens durch einen Druckgasstrom,
dessen Druck in einer geschlossenen Kammer durch den Unterbrechungslichtbogen selbst
erzeugt wird. Bei diesem bekannten Schalter besitzt die Lichtbogenkammer ein von
der Schalterkonitaktbewegu;ng unabhängiges Gasauslaßv en:til, das bei Überschreitung
-eines gewissen Grenzdruckes in der Kammer sich :öffnet und den Kammerinhalt ,ausströmen
läßt. Die Ausströmung erfolgt über die Unterbrechungsstelle hinweg, wodurch die
Löschung des Lichtbogens ermöglicht wird. Die bekanntgewordenen Schalter dieser
Art besitzen @entweder federbelastete oder durch zusätzliche Gewichte belastete
Kammerventile, die zu äffnen beginnen, sobald die in Schließrichtung wirkende Belastung
durch de Gas- oder Diampfspannung in der Löschkammer überwunden wird. Sie haben
den 1NTachteil, daß die Ventile sofort wieder schließen, wenn der auf das Ventil:
wirkende Kammerdruck die Ventilbelastung unterschreitet. Die sich einstellende Ansströnigeschwindigkeit
steht also nur für eine verhältnismäßig kurze Zeit zur Verfügung und die Ausströmmenge
ist jeweils von dem sich augenblicklich einstellenden Ventilöffnungsquerschnitt
abhängig.
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Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil durch eine Druckentlastungsvorrichtung
für .das Abschlußorgan beseitigt, die kurz nach Abheben des Abschlußorg:ans nach
Überschreitung einer bestimmten Höhe des Kammerdruckes in Tätigkeit tritt und nach
Zurückregung eines nur kleinen Webges des Abschlußorg ,ans den auf diesem in Schließrichtung
wirkenden Belastungsdruck ganz oder zum größten Teil beseitigt, so daß das Abschlußorgan
augenblicklich in seine Offenstellung geht. Dias als Entlastungsorgan benutzte federbelastete
Ventil isst entweder selbst das Gasauslaßventil der Kammer oder ein Hilfsorgan,
das mittelbar das Kammerventil steuert. Dia die Entlastung des Kammerverschlusses
plötzlich erfolgt, so wird letzterer augenblicklich geöffnet und bleibt offen, bis
der im iöffnenden Sinne auf das Ventil wirkende Gasdruck :geringer ist als das Eigengewicht
des Abschlnßventils oder als :die in Schließrichtung wirkende restliche Belastung
des Ventils. Es ist -also durch diese Einrichtung
ermöglicht, daß
der durch die Lichtbogenwärme hervorgerufene K<imm,crdruck bis ,annähernd auf
Atmosphärenspannung hinunter expandieren kann. Dies bedeutet, daß für den Löschvorgang
eine wirkungsvolle Löschströmung für eine genügend langeZeitdauer zur Verfügung
steht.
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Von den vielen Ausführungsmöglichkeiten sollen nachfolgend eine unmittelbar
und eine mittelbar auf das Kammerventil wirkende Entlastungsvorrichtung beschrieben
werdien Man macht bei einem federbelasteten Kammerverschluß das Widerlager der Feder
verstellbar und sperrt man seine Lage im gespannten Zustand der Feder durch eine
Klinkvorrichtung, so kann bei einer überschreitung der gewünschten Hö,clistspannung
in der Kammer durch Freigabe der Klinkvorrichtu:n,g leicht eine plötzliche Entlastung
des Ventiltellers herbeigeführt werden. Vorteilhaft versieht man den Ventilteller
des Kammerverschlusses selbst mit einem Anschlag, der beim Beginn seiner öffnungsbewegung
die Sperre für das Widerlager der Belastungsfeder löst.
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Für eine mittelbare Verstellung des Kammerventils ist .auch ein federbelastetes
Organ brauchbar, das durch einen Kippschalter in seiner Schließ- oder Offenstellung
gehalten wird. Beim Überschreiten dies eingestellten Löschkammerdruckes geht das
Hilfsventil in seine Offenstellung und läßt den Gasdruck über dem als Kolbenventil
ausgebildeten: Auslaßor;gan entweichen, so daß der Kammerdruck den Kammerverschluß
augenblicklich zu öffnen vermag.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
Die Lichtbogenkanimer a der Abb. z mit den festen Kontakten b, und dem beweglichen
Kontakt c ist oben durch einen federbelasteten Deckel d verschlossen. Dias Widerlager
e für die Bielastungsfeder fist durch eine Klinkensperre g festgehalten, die durch
Anschlagstifte h außer Einsgriff gebracht werden kann. Sowohl der Ventilteller d
wie :auch die Stützplatte e für die Feder/ .gleiten auf einem Bolzeni. Die Einstellvorrichtung
für die Platte e kann eine beliebige sein und ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Das Einklinken der Platte e und somit das Spannen der Feder f kann vor oder auch
nach dem Einschalten der Kontakte erfolgen.
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Wird der Schalter ausgelöst, so entsteht in der Kammer a, hervorgerufen
durch die Lichtbogen-wärme, ein Druckanstieg, der schließlich imstande ist, die
Spannung der Feder/ zu überwinden und .den Ventilteller d anzuheben. Hierbei stoßen
die Anschlagstifte lt gegen die Klinken g und schieben diese beiseite, so daß die
Feder f die Stützplatte ;e 1 fortschieben und sich entspannen kann. Da hierdurch
die Belastung des Ventiltellers d wesentlich verringert wird, so erfolgt das weitere
Aufwerfen des Kammerverschlusses d plötzlich, so daß eine kräftige Drucksenkung
möglich ist und sich dementsprechend eine ,große Ausströ.mgeschwindigkeit einstellen
kann, die eine zuverlässige Lichtbo:genlöschung herbeiführt. Die Strömung bleibt
aufrechterhalten, bis der Kammerdruck der geringen Schließkraft des Auslaßventils
d nicht mehr mit Erfolg entgegenzuwirken vermag.
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In der Abb. a ist wiederum der feste Kontakt mit b, und der bewegliche
Polstift mixt c bezeichnet. Oberhalb der Kontaktverbindung ist die Lichtbogenkammera
ebenfalls durch ein Ventil d verschlossen: Dieser Ventilteller d trägt einen Kolben
h, und der Zwischenraum zwischen dem Kolben h -und dem Abschlußteller d steht mit
der Außenluft in freier Verbindung. Die Trags..äule L zwischen dem Kolben und dem
Teller ist durchbohrt; so daß der Kammerdruck auch auf der Oberseite dies Kolbens
h lastet und diesen, da der Kolben im Durchmesser .größer gehalten ist als der Ventilteller,
kräftig nach unten drückt. Der Zylinderraum oberhalb des Kolbens k hat eine Öffnung
in, die im Querschnitt wesentlich größer ist ;als die Bohrung in dem Verbindungshals
f, so daß der Druck oberhalb des Kolbens fa schnell entweichen kann, wenn das Ventil
tt geöffnet ist. Dias Ventil iä wird durch die Federkraft .einer an sich bekannten
Kippschaltereinrichtung.o geschlossen gehalten.
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Bei einer Kontakttrennung des Schalters ruft der entstehende Liclitbo.gen
in der Lös chkammera eine Drucksteigerung hervor, die sich auch auf die obere Seite
des Kolbens k überträgt. Erreicht die Drucksteigerung den Wert, der genügt, das
Ventil n anzuheben, so wird der Kippschalter v umgelegt und das Ventil. n durch
die Feder der Vorrichtumg o aufgerissen und verbleibt in dieser Offenstellung, bis
durch eine ;äußere Einwirkung der Kippschalter wieder in seine Anfangslage gebracht
wird: In der Offenstellung des Ventils n entweicht der Druck von der oberen Seite
des Kolbens k, so daß der Ventilteller d, der hierdurch völlig ;entlastet ist, durch
den Überdruck in der Kammer a aufgestoßen wird. Die durch die Expansion .des Kammerinhaltes
entstehende Gass:;trömung bewirkt die Löschung des Lichtbogens. Es kann unter Umständen
wünschenswert sein, .den Kolben k in seiner oberen Endlage, festzuhalten, damit
das einmal geöffnete Ventil d offen bleibt. Dies läßt sich durch eine selbsttätig
g @einfallende Sperrvorrichtung leicht erreichen. Soll der Schalter in seine Schließstellung
gebracht werden, so muß gleichzeitig -mit dem
Umlegen des Kippschalters
die Sperrung für den Kolben h aufgehoben werden, worauf das Ventil d in Abschl'ußstellung
geht. Dieser Schalter ist nicht nur für einen gasförmigen Inhalt brauchbar, er kann
vielmehr auch in sinngemäßer Anpassung als Flüssigkeitsschalter iarbeiten.