DE7614806U1

DE7614806U1 - Elektrischer Kompressionsschalter

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Publication number: DE7614806U1
Application number: DE19767614806
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1976-04-22
Filing date: 1976-05-11
Publication date: 1978-02-16
Also published as: BR7702509A; HU181654B; JPS52129976A; DE2620675A1; FR2349205A1; CH600538A5; FR2349205B1; SE7704407L; DE2620675B2; JPS622419B2; SU967285A3; IT1075470B; DE2620675C3

Description

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Pr/Ca 14.4.1976

EBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Verfahren zur Unterstützung des Antriebes wenigstens eines beweglichen Schalterteiles eines elektrischen Kompressions-Bchalters und elektrischer Kompressionsschalter zur Aus~ führung des Verfahrens.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung des Antriebes wenigstens eines beweglichen Schalterteiles eines elaktrischen Kompressionsschalters mit einer Löschmittelströmung, die beim Ausschalten durch eine Kompressionseinrichtung erzeugt wird, sowie einen elektrischen Kompressionsschalter zur Ausführung des Verfahrens mit Löschung des zwischen den Schaltstücken auftretenden Lichtbogens durch die Löschmittelströmung, wobei die Kompressionseinrichtung im wesentlichen aus einem mit einem Löschmittelkompressionsraum zusammenarbeitenden Kolben besteht.

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Es ist bekannt, bei elektrischen Schaltern den Lichtbogen insbesondere mittels einer Gasströmung zu beblasen, wobei die Beblasungsströmung aus einem Löschmittel, wie z.B. in der CH-PS 519 '238, durch Betätigung eines mit einem Löschmittelkompressionsraum zusammenarbeitenden Kolbens erzeugt wird, der mit
Hilfe eines äusseren Antriebes (Eindruckschalter) angetrieben wird.

Solche Schalter erfordern bei zunehmend grosser werdenden abzuschaltenden Strömen äussere Antriebe mit entsprechend zunehmend grösserer Antriebskraft.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die thermische Energie des Schaltlichtbogens wenigstens teilweise zur Erzeugung der Löschmittel- bzw. Beblasungsströmung und hiermit zur Unterstützung des Antriebes der beweglichen Schalterteile eines elektrischen Kompressionsschalters, wie z.B. eines
SFg-Blaskolbenschalters, auszunützen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das
im Kompressionsschalter befindliche Löschmittel durch den einen Stirnteil eines mit einem Löschmittelkompressionsraum zusammenarbeitenden Kolbens, vorzugsweise Differentialkolbens, auf hohen Druck komprimiert und hierbei das komprimierte

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Löschmittel als Löschmittelströmung auf den Schaltlichtbogen freigegeben wird, dass hierbei wenigstens ein Teil des durch den Schaltlichtbogen erhitzten Löschmittels zunehmenden Druckes in einem Löschmittelexpansionsraum expandiert und dadurch zugleich der andere Stirnteil des Kolbens unJ wenigstens ein Teil der Begrenzung des Löschmii-telexpansionsraums voneinander bewegt bzw. angetrieben werden, und dass dieser Teil des Löschmittels gegen Ende des Ausschaltens aus dem Löschmittelexpansionsraum in eine einen niedrigen Druck aufweisende Umgebung des Löschmittelkompressionsraumes sowie des Löschmittelexpansionsraumes, vorzugsweise in die Löschkammer des Kompressionsschalters, abgeleitet wird.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn das im Kompressions schalter befindliche Löschmittel durch einen Differentialkolben auf hohen Druck gebracht wird, indem es durch den Differentialkolbenteil mit der kleineren Kolbenstirnfläche in einem Löschmittelkompressionsraum komprimiert und hierbei die Löschmittelströmung durch wenigstens ein Schaltstück des Kompressionsschalters aus dem Löschmittelkompressionsraum auf den an diesem Schaltstück auftretenden Schaltlichtbogen freigegeben wird, wenn hierbei wenigstens ein Teil den durch den Schaltlichtbogen erhitzten Löschmittels durch ein mit dem vorgenannten Schaltstück den Schaltlichtbogen ziehendes Düsenschaltstück in einen im Zusammenwirken mit dem Differentialkolbenteil mit der grösseren Kolbenstirnfläche im

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Volumen veränderbar abgeschlossenen Löschmittelexpansionsraum eingeleitet wird und hierdurch die grössere Kolbenstirnfläche sowie die innere Begrenzung des Löschmittelexpansionsraumes durch das expandierende Löschmittel mit zumindest mittlerem Druck beaufschlagt und dadurch der Differentialkolben und wenigstens ein Teil der Begrenzung des Löschmittelexpansionsraumes voneinander bewegt werden und das Löschmittel gegen Ende des Ausschaltens durch Löschmitteldruckausgleichsöffnungen aus dem Löschmittelexpansionsraum in dessen Umgebung bzw. in die Um3ebung des Löschmittelkompresslonsraumes, vorzugsweise in die Löschkammer des Kompressionsschalters, mit niedrigerem Druc't: als im Löschmittelexpansionsraum abgeleitet wird.

Es ist hierbei zweckmässig, dass die Löschmittelströmung aus einer Gasströmung besteht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kolben als im wesentlichen rohrförmiger Differentialkolben ausgebildet, dessen Differentialkolbenteil mit der kleineren Kolbenstirnfläche zwischen dem lichtbogenseitigen Teil eines als Düsenschaltstück ausgebildeten Schaltstückes und einer diesen Teil aussen mit Abstand umgebenden Isolierdüse löschmitteldicht geführt ist, so dass die kleinere Kolbenstirnfläche, ein Teil der Aussenwand des DUsenschaltstückes, ein Teil der

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Innenwand der Isolierdüse und das in der Einschaltstellung mit der Isolierdüse und dem Düsenschaltstück im Eingriff befindliche Schaltstück einen Löschmittelkompressionsraum abgrenzen, wobei das Düsensohaltstück durch Fixierteile am lichtbogenseitigen Ende der Isclierdüse befestigt und die Isolierdüse an ihrem anderen Ende mit der Begrenzung eines im Zusammenwirken mit dem Differentialkolben im Volumen veränderbar abgeschlossenen Löschmittelexpansionsraumes verbunden ist, wcbei das Düsenschaltstück freistehend in den Löschmitteloxpansionsraum einmündet und der Differentialkolbenteil mit der grösseren Kolbenstirnfläche zwischen dem freistehenden Teil des Düsenschaltstückes und einem Teil der inneren Begrenzung des Löschmittelexpansionsraumes löschmitteldicht geführt ist und die Begrenzung des Löschmittelexpansionsraumes Löschmitteldruckausgleichsöffnungen aufweist, die in der Ausschaltstellung durch den letztgenannten Differentialkolbenteil zur Umgebung des Löschmittelexpansionsraumes sowie des Löschmittelkompressionsraumes, insbesondere eur Löschkammer des Kompressionsschalters, freigegeben sind.

lur weiteren Ausgestaltung ist wenigstens ein beweglicher Teil der Kompressionseinrichtung mit mindestens einem Schaltstück des Kompressionsschalters gekoppelt, um dadurch den Antrieb mehrerer beweglicher Schalterteile des elektrischen Kompressionsechalters zu unterstützen.

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Hierbei kann nun nach einer Ausführung das Düsenschaltstück über Fixierteile mit der Isolierdüse in Verbindung mit der Begrenzung des Löschmittelexpansionsraumes in seiner räumlichen Lage veränderbar, insbesondere in Achsrichtung des DüsenschaltStückes beweglich angeordnet sein, wogegen der Differentialkolben gegenüber den vorgenannten Teilen ruhend angeordnet ist.

Nach einer anderen Ausführung kann das Düsenschaltstück über Fixierteile mit der Isolierdüse in Verbindung mit der Begrenzung des Löschmittelexpansionsraumes in seiner räumlichen Lage relativ unveränderlich angeordnet werden, wogegen der Differen-

m^;_deni

tialkolben mit dem ('uüsenschaltstück zusammenarbeitenden Schaltstück mittels eines Isolierteiles gekoppelt und die letztgenannten Teile gegenüber den vorgenannten Teilen lage-veränderlich, insbesondere in Achsrichtung des DüsenschaltStückes beweglich, angeordnet sind.

Es empfiehlt sich ausserdem, zwischen dem Löschmittelexpansionsraum und der Löschkammer wenigstens ein Rückschlagventil vorzusehen, das beim Schalten kleiner Ströme die Ausbildung eines Unterdruckes im Löschmittelexpansionsraum gegenüber der Löschkammer verhindert.

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Im Hinblick auf das Einschalten des Kompressionsschalters ist zwischen dem Löschmittelkompressionsraum und dem Löschmittelexpansionsraum wenigstens ein weiteres Rückschlagventil vorzusehen, derart, dass im Luschmittelexpansionsraum kein Ueberdruck gegenüber dem Löschmittclkompressionsraum entstehen kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das durch den Schaltlichtbogen erhitzte Löschmittel, also bei einem Schalter mit gasförmigem Löschmittel die heissen Gase nicht mehr wie bis jetzt in das Kammervolunen bzw. in die Löschkammer abgeleitet, sondern in einem ab- non Raum Horn T.Wschmi t-.t-ol OYnanai nnaraiim 7.11 einer

Druckerhöhung p„ über den Ausgangsdruck ρ des im Kompressionsechalter befindlichen Löschmittels verwendet werden.

Der technische Effekt besteht hierbei also darin, die als Druckerhöhung p„ auf der Niederdruckseite der Löschmittel- bzw. Beblasungsströmung anfallende thermische Energie des be3trömten bzw. beblasenen Schaltlichtbogens zur Arbeitsleistung zu verwenden.

In zu bevorzugender Weise wird hierfür, wie bereits beschrieben, ein Differentialkolben eingesetzt, dessen kleinere

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Kolbenstirnfläche der Hochdruckseite, also dem Löschmittelkompressionsraum, und dessen grössere Kolbenstirnfläche der Niederdruckseite, also dem Löschmittelexpansionsraum zugewandt ist.

Als weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass mittels des Differentialkolbens bereits eine relativ niedrige Druckerhöhung p„ für den Aufbau des viel höheren Druckes p_ft + p_u im Löschmittelkompressionsraum verstärkt verwendet vrarden kann, wobei die Druckerhöhung durch die Kompression im Löschmittelkompressionsraum mit p„ bezeichnet ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass gegen Ende des Ausechaltens bzw. der Blasbewegung der in seinem Volumen veränderbar abgeschlossene Löschmittelexpansionsraum in einfachster Weise durch Löschmitteldruckausgleichsöffnungen ■it der Löschkammer verbunden wird, so dass eine Rückströ-■ung des Löschmittels durch das Düsenschaltstück vermieden

/dadurch
ist una insbesondere keine heissen Gase in die Löschstrecke

gelangen können.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung der wesentlichsten Teile der Erfindung,

Fig. 2 ein durch Ventile ergänztes Schema gemäss Fig. 1,

Fig. 3a bie Pig. 3c die vereinfachten Schnittdarstellungen einer Erfindungsvariante mit feststehendem Differentialkolben, wobei in Fig. 3a der eingeschaltete und in Fig. 3c der ausgeschaltete Zustand und in Pig. 3b eine Ausschaltphase mit gezogenem Lichtbogen dargestellt ist, und

Fig. 4a bis Fig. 4c die vereinfachten Schnittdarstellungen einer Erfindungsvariante mit beweglichem Differentialkolben, wobei in den Fig. 4a und 4c wieder der ein- bzw. der ausgeschaltete Zustand und in Fig. 4b eine Ausschaltphase abgebildet ist.

Fig. 1 zeigt nun eine Darstellung der wesentlichsten Teile der Erfindung, die hierbei fast alle im Schnitt dargestellt sind. Der als Differentialkolben 1 ausgebildete Kolben ist mit seinem Differentialkolbenteil la mit der kleineren Kolbenstirnfläche Ic zwischen dem lichtbogenseitigen Teil 5a des Düsenschaltstückes 5 und der Isolierdüse 9 löschmitteldicht geführt, wobei das Düsenschaltstück 5 an seinem

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lichtbogenseitigen Teil 5a mittels Fixierteile 10 am lichtbogenseitigen Ende 9b der Isolierdüse 9 befestigt ist. Das andere Ende 9c der Isolierdüse 9 ist mit der Begrenzung 6a des Löschmittelexpansionsraumes 6 verbunden. Der Differentialkolbenteil Ib mit der grösseren Kolbenstirnfläche Id ist zwischen dem freistehenden Teil 5c des Düsenschaltstückes 5 und einem Teil der inneren Begrenzung 6b des Löschmittelexpansionsraumes 6 ebenfalls löschmitteldicht geführt, und dadurch der Differentialkolben 1 insgesamt in Richtung der gemeinsamen Mittelachse der genannten Teile 1, 5» 9 und 6a beweglich angeordnet .

Bei feststehendem Differentialkolben 1 hingegen sind die miteinander verbundenen vorgenannten Teile 5, 10, 9 und 6a selbstverständlich an dem als Führung dienenden Differentialkolben 1 in Richtung der vorgenannten gemeinsamen Mittelachse gemeinsam beweglich.

Für den Fall eines aus den Teilen 5, 10, 9 und 6a bestehenden und zur Umgebung ruhenden Systems wird nun beim Ausschalten der Differentialkolben 1 durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung an sich bekannter Art, z.B. durch einen Federantrieb, in Richtung des Pfeiles K bewegt. Unabhängig oder abhängig von dieser Bewegung des Differentialkolbens 1 wird etwa zur gleichen Zeit auch das Schaltstück 3 durch eine

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ebenfalls nicht dargestellte Einrichtung an sich bekannter Art in Richtung des Pfeiles S bewegt, wobei die Richtungen K und S übereinstinunen.

Durch den in Richtung K bewegten Differentialkolben 1 wird das im Löschmittelkompressionsraum 2 befindliche Löschmittel mit dem Ausgangsdruck ρ auf hohen Druck ρ + p„ komprimiert, wobei das im Nebenraum 6f befindliche Löschmittel mit dem Ausgangsdruck p durch den Differentialkolbenteil Ib durch die Löschmitteldruckausgleichsöffnungen 7 in die Umgebung der Begrenzung 6a des Löschmittelexpansionsraumes 6 verdrängt wird, wo ebenfalls der Ausgangsdruck ρ herrscht. Sobald nun das in Richtung des Pfeiles S bzw. K bewegte Schaltstück 3 mit dem Düsenschaltstück 5 ausser Eingriff gelangt, wird zwischen den Scnaltstücken 3 und 5 ein Schaltlichtbogen gezogen und gleichzeitig das hochkomprimierte Löschmittel aus dem Löschmittelkompressionsraum 2 als Löschmittelströmung auf den Schaltlichtbogen freigegeben. Hierbei fällt die thermische Energie des beströmten Lzw. beblasenen Schaltlichtbogens auf der Niederdruckseite der Löschmittel- bzw. Beblasungsströmung, also in dem als Löschmittelleitung dienenden Hohlraum 5d des Düsenschaltstückes 5 bzw. im Löschmittelexpansionsraum 6 als Druckerhöhung p„ über den Ausgangsdruck P₀ des dort befindlichen Löschmittels an, so dass im

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• ·

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Löschmittelexpansionsraum 6 der erhöhte Druck p_Q ♦ ρ_χ wirksam wird.

Da nun das System 5, 10, 9 und 6a ruht, wird der Differentialkolben 1 durch die Kraft, die sich als Produkt aus der Fläche A₁ - der grösseren Kolbenstirnfläche Id und dem erhöhten Druck P₀ ♦ p_K ergibt, also zusätzlich durch die Kraft F„ = A,_d · (P₀ ψ p„) in die Richtung K gepresst und dadurch der Differentialkolben 1 durch die umgewandelte thermische Eniergie des Schaltlichtbogens zusätzlich angetrieben bzw. die vorgenannte nicht dargestellte Antriebseinrichtung des Differentialkolbens 1 in iiirer Wirkung entsprechend verstärkt bzw. entlastet.

Um nun ein Beispiel für die Druckverhältnisse beim Ausschalten anzug;eben, kann also die Druckerhöhung p„ durch den Differentialkplben 1 im Löschmittelkompressionsraum 2

P_H = 8 bis 10 bar

betragen, wogegen die Druckerhöhung p_v im Löschmittelexpansionsraum 6

P_K s 4 bar

betragen kann.

Verwendet man nun einen Differentialkolben l_f dessen lösch-

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mittelkompressionsraumseitige kleine Kolbenstirnfläche Ic eine Flächengrösse A aufweist, die sich zur Flächengrösse A₁ der löschmitteleiipansionsraumseitigen erösseren Kolbenstirnfläche Id wie

A_lc : A_ld = 1:2

verhält, so lässt sich die verstärkte Wirksamkeit der thermischen Energie des Schaltlichtbogens bei der Erzeugung der Löschmittel- bzw. Beblasungsströmung sowie beim Antrieb der beweglichen Schalterteile leicht erkennen.

Der eingangs in der Lösung der Aufgabe genannte hohe Druck P₀ + p„ zufolge der Kompression im Löschmittelkompressionsraum 2 ist stets grosser als der eingangs genannte zunehmende Druck p₀ + p_K, der durch die Erhitzung des Löschmittels im Löschmittelexpansionsraum 6 entsteht.

Hinsichtlich einer etwa auftretenden Ueberdruckausbildunj im Löschmittelexpansionsraum 6 gegenüber dem Löschmittelkompressionsraum 2 beim Einschalten des Kompressionsschalters wird hier auf die Weiterausbildung gerr.äss Fig. 2 verwiesen.

Gegen Ende der Löschmittelströmung bzw. der Blaszeit werden schliesslich durch den Differentialkolbenteil Ib die Lösch"

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• · » · 4 · t t 1

mitteldruckausgleichsöffnungen 7 für das erhitzte Löschmittel freigegeben und dadurch die Druckerhöhung p„ an die Umgebung 8[ mit dem Ausgangsdruck p_Q abgelassen ^so dass kein heisses Löschmittel bzw. Gas in die Löschstrecke zurückströmen kann.

Nimmt man nun einen ruhenden Differentialkolben 1 an, wogegen das bisher als ruhend angenommene und aus den Teilen 5> 10, und 6a bestehende System durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung an sich bekannter Art in Richtung des Pfeiles L bewegt wird, so kann hinsichtlich des sich dadurch ergebenden Punktionsablaufes auf die vorstehende Beschreibung des Punktionsablaufes des invers betätigten Erfindungsgegenstandes gemäss Pig. I hingewiesen werden.

Da nunmehr der Differentialkolben 1 feststeht_; wirkt sich nun im Löschmittelexpansionsraum 6 der erhöhte Druck p_Q + ρ_χ in äquivalenter Weise wie beim vorstehend als beweglich angenommenen Differentialkolben 1 nunmehr auf den beispielsweise scheibenförmig ausgebildeten Flansch 6e der Begrenzung 6a des Löschmittelexpansionsraumes 6 in einer Bewegung der Begrenzung 6a bzw. des gesamten Systems 5, 10, 9 und 6a in Richtung des Pfeiles L aus, wodurch sich aber an der bereits vorbeschriebenen Wirkung des zunehmenden Druckes p_Q + p„ nichts ändert.

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Pig. 2 zeigt eine Weiterausbildung der Erfindung gemäss Pig. I, Hierbei sind in Fig. 2 die den Teilen der Fig. 1 gleichenden Teile wie in Pig. I bezeichnet.

Um nun beim Schalten kleiner Ströme zu verhindern, dass sich im Löschmittelexpansionsraum 6 gegenüber dessen Umgebung bzw. Löschkammer 8 ein Unterdruck ausbildet, ist zwischen dem Löschmittelexpansionsraum 6 und der Umgebung oder Löschkammer 8 wenigstens ein Rückschlagventil 12 vorgesehen. Bei Unterdruck im Löschmittelexpansionsraum 6 ist das Rückschlagventil 12 offen und gemäss Fig. 2 die Umgebung 8 über die offene Löschmitteldruckausgleichsöffnung 7 sowie den Nebenraum 6f mit dem gleichen Druck mit dem Löschmittelexpansionsraum 6 so lange verbunden, bis ein Druckausgleich hergestellt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, durchsetzt das Rückschlagventil 12 den ringförmigen Flansch If des Differentialkolbens 1.

Weiters ist zwischen dem Löschmittelexpansionsraum 6 und dem Löschmittelkompressionsraum 2 ein weiteres Rückschlagventil 13 angeordnet, so dass beim Einschalten im Löschmittelexpansionsraum 6 kein Ueberdruck gegenüber dem Löschmittelkompressionsraum 2 entsteht. Ein etwaiger Ueberdruck kann somit

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über den im Differentialkolben 1 vorgesehenen Durchlass 13a und das bei Ueberdruck offene Rückschlagventil 13 in den Löscfrmittelkompressionsraum 2 entweichen, wobei der Durchlass 13a das Rohr Ie und den ringförmigen Flansch If des Differentialkolbens 1 durchsetzt.

In Fig. 3a ist die vereinfachte Schnittdarstellung eines Kompressionsschalters gemäss der Erfindung mit feststehendem Differentialkolben 1 im eingeschalteten Zustand dargestellt. Hierbei sind in Fig. 3a die den Teilen der Figuren 1 und 2 gleichenden Teile wie in den Figuren 1 und 2 bezeichnet.

Der feststehende Differentialkolben 1 ist mittels einer Fixieretange Ig an der antriebsseitigen Löschkammerabdeckung 8a feststehend angeordnet und das Schaltstück 3 mit der schaltstückeeitigen Löschkanunerabdeckung 8b verbunden, wobei zwischen den beiden Abdeckungen 8a und 8b ein Isolierzylinder 8c angeordnet ist.

Der Antrieb des Kompressionsschalters ist symbolisch durch eine Isolierstange 14 dargestellt, die beim Ausschalten bei feststehender Löschkammer in Richtung des Pfeiles L bewegt wird, so dass sich hierdurch die Teile 5, 10, 9 und 6a des Kompressionsschalters ebenfalls in die gleiche Richtung bewegen.

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Im ausgeschalteten Zustand ist nun, wie Fig. 3a zeigt, der Löschmittelkompressionsraum 2 durch das fest angeordnete Schaltstück 3 verschlossen, während der ebenfalls feststehend angeordnete Differentialkolben den Löschmittelkompressioniraum 2 mit dessen grösstem Raumvolumen freilasst. Der Nebenraum 6f weist ebenfalls sein grösstes Volumen auf, das über die Löschmitteldruckausgleichsöffnungen 7 mit der Löschkammer in Verbindung steht. Der Löschmittelexpansionsraum 6 weist «usammen mit dem Hohlraum 5d des Düsenschaltstückes 1 sein kleinstes Volumen auf, wobei dieses Volumen gegenüber der Löschkammer 8, den Nebenraum 6f sowie den Löschmittelkom-

/den

pressionsraum 2 abgeschlossen ist, wobei in Räumen 2, 3d, 6, 6f und 8 der Ausgangsdruck p_Q herrscht.

Fig. 3b zeigt nun den Kompressionsschalter gemäss Pig. 3a in •iner fortgeschrittenen Ausschaltphase mit gezogenem Lichtbogen ¹J. Die Teile der Fig. 3b sind, weil diese Teile denen der Fig. 3a gleichen, gleichbezeichnet wie in Fig. 3a-

In dieser Ausschaltphase erscheint das aus den Teilen 5> 10, 9 und 6a bestehende System durch die den Antrieb symbolisierende Isolierstange 14 in Richtung L gegen die antriebsseitige Löschkammerabdeckung 8a verlagert. Durch diese Verlagerung gegen die feststehenden Teile 1 und 3 wurde das Volumen

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• ·

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des Löschmittelkompressioiisraumes 2 erheblich verkleinert, dadurch das Löschmittel komprimiert und hierbei durch das Schaltstück 3 als Löschmittelströmung auf den Schaltlichtbogen H freigegeben. Ein durch den Schaltlichtbogen ¹I gleichzeitig erhitzter Löschmittelteil ist inzwischen durch den Hohlraum 5d des Düsenschaltstückes 5 in den Löschmittelexpansionsraum 6 abgeströmt und hat hierin expandierend den abgeschlossenen Löschraittelexpansionsraum 6 vergrössert, indem er die Begrenzung 6a des Löschmittelexpansionsraumes 6 im Zusammenwirken mit dem Antrieb I¹J in Pfeilrichtung L in die abgebildete Stellung verlagert hat. Der Aufbau des hohen Druckes (p₀ ♦ p„) im Löschmittelkompressionsraum 2 sowie des

zunehmenden Druckes (p_ + p„) im Löschmittelexpansionsraum

^{0 K} durch

wird hierbei im Hinblick auf den jeweiligen Schalter/ den zu schaltenden Strom, den Antrieb des Schalters u.s.w. durch eine entsprechende konstruktive Schaltausbildung realisiert.

In Pig. 3c ist aer Schalter gemäss Fig. 3a und 3b im ausgeschalteten Zustand dargestellt, die Teile sind wieder wie in Pig. 3b bezeichnet.

Die durch den Antrieb 1Ί im Zusammenwirken mit dem vom Schaltlichtbogen 4 erhitzten Löschmittel in Pfeilrichtung L bewegten Teile 5, 10, 9 und 6a haben die Stellung erreicht,

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• ·

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in der der Schalter ausgeschaltet ist. Der Schaltlichtbogen | ist erloschen, der sein kleinstes Volumen aufweisende Lösch- | nittelkompressionsraum 2 durch die Isolierdüse 9 zur Lösch- .\

kammer 8 hin offen und dadurch ein Druckausgleich unbehindert. |

Der Löschmittelexpansionsraum 6 hat sein grösstes erreicht und steht ■ über die nunmehr freien Löschraitteldruckausgleichsöffnungen 7 ebenfalls mit der Löschkammer 8 in Veraindung, wodurch der Druckausgleich vor sich gehen kann.

En Fig. Ma ist die vereinfachte Schnittdarstellung eines Kompressionsschalters gemäss der Erfindung mit beweglichem Differentialkolben 1 im eingeschalteten Zustand dargestellt, hieraei sind die den Teilen der Fig. 3a gleichenden Teile wie in ?ig. 3a bezeichnet.

Das bei der Erfindungsvariante 3a bis 3c bewegliche System lus den Teilen 5, 10, 9 und 6a ist in der Ausführung nach ien Figuren ¹Ja bis Mc mittels eines Befestigungsteiles 6g in der antriebsseitigen Löschkammerabdeckung 8a befestigt ind dadurch zusammen mit der Löschkammer 8 ruhend angeordnet.

[n Weiterausbildung der Erfindung ist das nunmehr bewegliche schaltstück 3 mittels eines Isolierteiles 11 mit dem Differentialkolben 1 mechanisch gekoppelt.

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Die den Antrieb an sich bekannter Art symbolisierende Isolierstange 14 greift am beweglichen Differentialkolben 1 an. Beim Ausschalten des Kompressionsschalters wird nunmehr das aus den Teilen 1, 11 und 3 ber-tehende System in Richtung des Pfeiles K bewegt, wobei nun der Funktionsablauf wieder, wie in den Figuren 3a bis 3c beschrieben, vor sich geht.

Fig. ¹Ib zeigt hierzu den Kompressionsschalter gemäss Fig. 4a ebenfalls wie in Fig. 3b in einer fortgeschrittenen Ausschaltphase mit gezogenem Lichtbogen 4, und in

Fig. 4c ist der Schalter wieder im ausgeschalteten Zustand largesteilt, wobei einander gleichende Teile wie in Fig. 4a gezeichnet sind.

[n bevorzugter Ausführung ist bei den abgebildeten Erfindungs-/arianten gemäss den Figuren 1 bis 4c das rohrförmige Düsenschaltstück 5 mit Abstand von einer rohrförmigen Isolierdüse J koaxial umgeben, wobei die Isolierdüse 9 über einen ringförmigen Zwischenflansch 6c mit dem koaxial zum Düsenschalt- »tück 5 angeordneten rohrförmigen Mantelteil 6d der Begrencung 6a des Löschmittelexpansionsraumes 6 verbunden ist, und /obei der Innendurchmesser des Düsenschaltstückes 5 kleiner ils der Innendurchmesser des Mantelteiles 6d und der rohr-

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förmige Hantelteil 6d gegenüber dem freistehenden Teil 5c des Düsenschaltstückes 5 durch einen scheibenförmigen Flansch 6e abgeschlossen ist. Der rohrförmige Mantelteil 6d weist hierbei an seinem zwischenflanschseitigen 6c Ende Löschmitteldruckausgleichsöffnur.gen 7 auf, die ir. der Ausschaltstellung des Kompressionsschalters vom Differentialkolbenteil Ib mit der grösseren Kolbenstirnfläche Id freigegeben sind.

Der Differentialkolben 1 ist hierbei aus einem Rohr Ie gebildet, dessen Differentialkolbenteil Ib mit der grösseren Kolbenstirnfläche Id aus einem ringförmigen Flansch If besteht, der den gleichen Innendurchmesser, aber einen grösseren Aussendurchmesser als das Rohr Ie aufweist, so dass sich die letztbeschriebene Erfindungsvariante durch axiale Symmetrie und besondere Einfachheit auszeichnet.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung beschränkt.

Wesentlich ist, dass beim Kompressionsschalter gemäss der Erfindung bei der Kompression des im Schalter befindlichen Löschmittels sowie dessen Freigabe als Löschmittelströmung c ie gleichzeitig auf der Niederdruckseite der Löschmittelströmung anfallende thermische Energie des löschmittelbe-

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strömten Schaltlichtbogens in Form einer Druckerhöhung des Löschmittels möglichst vollständig für die Kompression des Löschmittels bzw. für die Unterstützung des z.B. als Federantrieb ausgebildeten Antriebes des Kompressionsschalters bzw. der beweglichen Schalterteile mitwirksam wird.

Hierbei können nun insbesondere der Löschmittelkompressionsraum, die Leitung für das auf der Niederdruckseite anfallende Löschmittel zunehmenden Druckes sowie der Löschmittelexpansionsraum unterschiedlich zur Zeichnung ausgeführt sein. So kann z.B. der das Löschmittel komprimierende Kolben mit einem bezüglich der Schaltstücke und der Isolierdüse sepa rSii ängcGi/unS 1/6Π ivCüipjr€55 XOnSFeiuiu auoaiiuucnarucl^cri, Vfuuci. uer Kompressionsraum samt Kolben zu den Schaltstücken asymmetrisch anordenbar ist. Aber auch der Löschmittelexpansionsraum kann unabhängig von der Isolierdüse angeordnet sein und die Zuleitung für das vom Schaltlichtbogen erhitzte Löschmittel von den- Ausführungen nach der Zeichnung abweichen, wobei die als Druckerhöhung gewonnene thermische Energie dem Löschmittelexpansionsraum über eine Zuführung möglichst verlustfrei zuzuleiten ist.

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Claims

1. Elektrischer Kompressionsschalter mit Löschung des zwischen den Schaltstücken auftretenden Lichtbogens durch eine Löschmittelströmung, die beim Ausschalten durch ' eine Kompressionseinrichtung erzeugbar ist, die im wesentlichen aus einem mit einem Löschmittelkompressionsraum zusammenarbeitenden Kolben besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben als im wesentlichen rohrförmiger Differentialkolben (1) ausgebildet ist, dessen Differentialkolbente.\l (la) mit der kleineren Kolbenstirnfläche (Ic) zwischen iara lichtbogenseitigen Teil (5a) eines als Düsenschaltstüok (5) ausgebildeten Schaltstückes und einer diesen Teil (5a) aussen mit Abstand umgebenden Isolierdüse (9) löschmitteldicht geführt ist, dass die kleinere Kolbenstirnfläche (Ic), ein Teil der Aussenwand (5b) des Düsenschaltstückes (5), ein Teil der Innenwand (9a) der Isolierdüse und das in der Einschaltstellung mit der Isolierdüse (9) und dem Düsenschaltstück (5) im Eingriff befindliche Schaltstück (3) einen Löschmittelkompressionsraum (2) abgrenzen, dass das Düsenschaltstück (5) durch Fixierteile (10) am lichtbogenseitigen Ende (9b) der Isolierdüse (9) befestigt und die Isolierdüse (9) an ihrem anderen Ende (9c) mit der Begrenzung (6a) eines im Zusammenwirken mit dsm Differentialkolben (1) im Volumen veränderbar abge-

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schlossenen Löschniittelexpansionsraumes (6) verbunden ist, wobei das Düsenschaltstück (5) freistehend in den Lösehmittelexpansionsraum (6) einmündet, dass der Diffarentialkolbenteil (Ib) mit der -^rösseren -Kolbenstirnfläche (Id) zwischen dem freistehenden Teil (5c) des Düsenschaltstückes (5) und einem Teil der inneren Begrenzung (6b) des Löschmittelexpansionsrauaes (6) löschmitteldicht geführt ist, und dass die Begrenzung (6a) des Löschmittelexpansionsraumes (6) Löschraitteldruckausgleichsöffnungen (7) aufweist, die in der Ausschaltstellung durch den letztgenannten Differentialkolbenteil (Ib) zur Umgebung des Löschmittelexpansionsraunies (6) sowie des Löschmittelkompressionsraumes (2), insbesondere zur Löschkammer (8) aes Kompressionsschalters, freigegeben sind.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein beweglicher Teil der Kompressionseinrichtung (Ij 9) mit mindestens einem Schaltstück (3} 5) des Kompressionsschalter mechanisch gekoppelt ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenschaltstück (5) über Fixierteile (10) mit der Isolierdüse (9) in Verbindung mit der Begrenzung (6a) des Löschmittelexpansionsraunies (6) in seir aer räumlichen Lage veränderbar, insbesondere in Achs-

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richtung des Düsenschaltstückes (5) beweglich angeordnet istj und dass der Differentialkolben (1) gegenüber den vorgenannten Teilen (5,10,9,6a) ruhend angeordnet ist (Fig.3a - Fig.3c).

Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenschaltstück (5) über Fixierteile (10) mit der Isolierdüse (S) in Verbindung mit der Be- grenzung (6a) des Löschmittelexpansionsraumes (6) in seiner räumlichen Lage relativ unveränderlich angeordnet ist, und dass der Differentialkolben (1) mit dem mit dem Düsenschaltstück (5) zusammenarbeitenden Schaltstück (3) z.B. mittels eines Isolierteiles (11) gekoppelt und die letztgenannten Teile i.x_t3) gegenuDer aen vorgenannten reuen (5_s10₉9,6a) lageveränderlich, insbesondere in Achsrichtung des Düsenschaltstückes (5) beweglich, angeordnet sind (Fig.la - Fig. Hc).

Schalter nach einem der Ansprüc ie 1 - *♦, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Düsenschaltstück (5) mit Abstand von einer rohrförmigen Isolierdüse (9) koaxial umgeben ist, dass die Isolierdüse (9) über einen ringförmigen Zwischenflansch (6c) mit dem koaxial zum Düsenschaltstück (5) angeordneten rohrförmigen Mantelteil (6d) der Begrenzung (6a) des Löschmittelexpansions-

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raumes (6) verbunden ist, wobei der Innendurchmesser des Düsi-nschaltstückes (5) kleiner als der Innendurchmesser des Mantelteiles (6d) ist, und dass der rohrförmig» Mantelteil (6d) gegenüber dem freistehenden Teil (5c) des Düsenschaltstückes (5) durch einen scheibenförmigen Plansch (6e) abgeschlossen ist.

6. Schalter nach Anspruch 1 oder 5> dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Mantelteil (6d) an seinem swischenflanschseitigen (6c) £nde Löschmitteldruckausgleichsöffnungen (7) aufweist, die in der Ausschaltstellung des Kompressionsschalters vom Differentialkolbenteil (Ib) mit der gröäaöjrön Ku Ibenatir-nf lache (Id) fr-eigegsbsn sind.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Differentialkolben (1) aus einem Rohr (le) gebildet ist, dessen Differentialkolbenteil (Ib) mit der grösseren Kolbenstirnfläche (Id) aus einem ringförmigen Flansch (If) besteht, der den gleichen Innendurchmesser, aber einen grösseren Aussendurchmesser als das Rohr (le) aufweist.

8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein den Löschmittelexpansionsraum (6)

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mit der Löschkammer (8) verbindendes Rückschlagventil (12) vergesehen ist, das auf die Ausbildung eines Unterdruckes im Löschmittelexpansionsraum (6) gegenüber der Löschkammer (8) anspricht.

9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (12) den ringförmigen Flansch (If) des Differentialkolbens (1) durchsetzt".

10. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein den Löschmittelkompressionsraum (2) mit dem Löschmittelexpansionsraum (6) verbindendes weiteres Rückschlagventil.(13) vorgesehen ist, das beim Einschalten auf die Ausbildung eines Ueberdruckes im Löschmittelexpansionsraum (6) gegenüber dem Löschmittelkompressicnsraum (2) anspricht.

11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnetp dass das weitere Rückschlagventil (13) das Rohr (Ie) und den ringförmigen Plansch (If) des Differentialkolbens (1) durchsetzt.

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