NL8005419A - Smeltveiligheid met vertraagde werking. - Google Patents

Description

* * i «j VO 1019

Smeltveiligheid met vertraagde werking.

De uitvinding heeft betrekking op een smeltveiligheid met vertraagde werking, voorzien van een verbeterd vermogen tot verbreken, en heeft in het bijzonder betrekking op een dergelijke smeltveiligheid, die een bijzondere dubbelbuisvormige constructie heeft.

5 Het is algemeen, bekend, dat wanneer een overbelastingstroom, d.w.z. een stroom boven de nominale capaciteit, door een smeltveiligheid gaat, deze kan ontploffen met als gevolg brandgevaar als gevolg van het trekken van een lange vlamboog tussen de aansluit-klemmen van het smeltdraadelement, welke vlamboog veelal gedurende 10 een lange tijd wordt aangehouden. De ontploffing is vaak zo sterk, dat het verspreiden van fragmenten van de smeltveiligheid tot een aanzienlijke afstand wordt veroorzaakt, waarbij wanneer dé vlamboog wordt aangehouden de aansluitklemmen van de smeltveiligheid worden vernietigd.

15 Het is reeds lang onderkend, dat de nadelige gevolgen en de stoot van de gassen, die het gevolg zijn van de ontploffing van de smeltveiligheid, kunnen worden verminderd door het gebruik van zogenoemde ’’vlamboog dovende" of "vlamboog blussende" materialen. Zoals geopenbaard in een zeer oud octrooischrift (Amerikaans octrooi-20 schrift 550.638] wordt het smeltelement dus omgeven door een los, poreus, niet brandbaar materiaal, zoals asbest, teneinde het geluid van de ontploffing van het smeltelement te verzwakken, fragmente-ring en verspreiding te voorkomen, de rook en ontstane gassen te absorberen en de vernietiging van het smeltelement te beperken tot 25 een betrekkelijk klein gedeelte van zijn lengte.

De toepassing van vlamboog blussende vulmiddelen wordt even-eeris vermeld in het Duitse octrooischrift 611.680.

Volgens recentelijker octrooischriften wordt voor dit doel eveneens gebruik gemaakt van vlamboog dovende materialen. Het Ame-30 rikaanse octrooischrift 3.069.520 b.v. openbaart het gebruik van een fijnverdeeld, inert, isolatiemateriaal, zoals zand, aangebracht 80 05 4 1 9 - 2 - in ds houder van de smeltveiligheid en rond het smeltelement. Het Amerikaanse octraoischrift 3.376.966 openbaart voor een soortgelijk doel eveneens het gebruik van een "vlamboog blussend" vulmiddel, zoals kwartszand.

5 Het gebruik van vlamboog dovende vulmiddelen op de in de voornoemde octrooisohriften geopenbaarde wijze voor het verbeteren van het vermogen van de smeltveiligheid tot verbreken heeft een aantal nadelen. Zoals geopenbaard in het recente octraoischrift (Amerikaans octrooischrift 4.100.523] , is het moeilijk de eigen-10 schappen van de smeltveiligheid te stabiliseren wanneer deze is gevuld met vlamdovend materiaal, zoals volgens de stand van de techniek. Dit is het gevolg van onregelmatigheden in de korrelver-deling van dit materiaal en veranderingen in zijn vulling. Bovendien veroorzaakt een grote mate van warmtegeleiding vanaf het smelt-15 element naar het vlamdovende materiaal veranderingen in de thermi sche balans van het’ smeltelement en tast het de eigenschap van de vertraagde werking van de smeltveiligheid aan, waarbij de warmtegeleiding van het smeltelement naar het vlamdovende materiaal en dan naar de buis van de smeltveiligheid tegelijkertijd neigt tot 20 het bovenmatig verhogen van de temperatuur van de buis van de smeltveiligheid. Deze en andere nadelen tasten het vermogen tot verbreken aan, evenals de eigenschappen van de vertraagde werking van de smeltveiligheid.

Het is derhalve een doel van de uitvinding een smeltveilig-25 heid te verschaffen, die een verbeterd vermogen tot verbreken heeft en verbeterde eigenschappen van vertraagde werking.

Het"is een ander doel van de uitvinding een smeltveiligheid te verschaffen met een verbeterd vermogen tot verbreken en verbeterde eigenschappen van vertraagde werking, welke smeltveiligheid vrij 30 is van de moeilijkheden en nadelen, die eigen zijn aan de bekende smeltveiligheden, waarbij gebruik wordt gemaakt van vlamboog blussende materialen.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, die een lengtedoorsnede is van de dubbelbulsvormige smeltvei-35 ligheid.

8005419 s! - 3 -

Een smeltveiligheid met vertraagde werking en voorzien van een verbeterd vermogen tot verbreken is verschaft, welke smeltveiligheid een binnenbuis omvat, gemaakt van een materiaal met een hoge thermische geleidbaarheid en een lage thermische schokweer- .

5 stand, en een buitenbuis, voorzien van een lage thermische geleid baarheid en een hoge thermische schokweerstand.

Wanneer een overbelastingstroom door het smeltelement gaat, dat is gespannen tussen de einden van de binnenbuis, en een elektrische vlamboog wordt opgewekt over de aansluitklemmen van de 10 smeltveiligheid, wordt de binnenbuis gefragmenteerd en worden de ontstane warmte en dampen door de gefragmenteerde delen geabsorbeerd. Omdat echter de buitenbuis een hoge thermische schokweerstand heeft, wordt deze niet gefragmenteerd, en blijven de gefragmenteerde stukken van de binnenbuis in de buitenbuis in plaats van 15 zich te verspreiden. Brandgevaar wordt derhalve opgeheven en een veilige werking van de smeltveiligheid wordt verzekerd door deze bijzondere dubbele buisvormige constructie.

Thans is gevonden, dat de nadelen, die eigen zijn aan smelt-veiligheden, die vlamboog blussende vulmiddelen bevatten in de buis 20 van de smeltveiligheid, kunnen worden apgeheven door een nieuwe en bijzondere smeltveiligheidscanstructie, waarbij het gebruik van vlamboog blussende vulmiddelen niet nodig is. Toch vertoont de onderhavige smeltveiligheid een bijzonder goed vermogen tot verbreken en werking met tijdvertraging, waarbij een overbelastingstroom in 25 een onderdeel van een seconde kan worden verbroken zonder ontplof fing van de buis onder handhaving van de stabiliteit van de smeltveiligheid .

Verwijzende naar de tekening, omvat de nieuwe smeltveiligheid een smeltelement 1, zoals een metalen geleiderdraad en derge-30 lijke, aangebracht in een buisvormig binnendeel 3, dat op zijn beurt is aangebracht in een buisvormig buitendeel 5, dat dezelfde lengte heeft als het buisvormige binnendeel. 0e einden van de buisvormige delen zijn afgedekt met een paar doppen 7, 7 voor het afdichten van de dubbelbuisvormige smeltveiligheid onder handhaving 35 van elektrisch contact met het smeltelement. Het smeltelement is 8005419 - 4 - dus aangebracht in het lege buisvormige deel 3, waarbij geen vlam-boog blussend vulmiddel wordt gebruikt.

□m hierna uiteen te zetten redenen moet het buisvormige binnendeel 3 zijn gemaakt van een materiaal, dat een hoge thermische 5 geleidbaarheid heeft maar een lage thermische schokweerstand om zo doende te worden gefragmenteerd wanneer een overbelastingstroom door het smeltelement 1 gaat. Aan de andere kant moet het buisvormige buitendeel 5 zijn gemaakt van het materiaal, dat een lage thermische geleidbaarheid heeft maar een hoge thermische schokweerstand 10 voor het weerstaan van fragmentatie. Wanneer dus een overbelasting stroom door de smeltveiligheid gaat en een elektrische vlamboog wordt opgewekt over het smeltelement 1, smelt dit element en wekt het metalen dampen op in het buisvormige deel 3, zoals in de bekende smeltveiligheden. In tegenstelling echter tot de bekende smelt-15 veiligheden worden de metalen dampen en de in het buisvormige deel opgewekte warmte niet geabsorbeerd door vlamboog blussende vulmiddelen maar veroorzaken de elektrische vlamboog en de ontstane warmte in plaats daarvan fragmentatie van het buisvormige binnendeel 3 omdat, zoals reeds gezegd, de binnenbuis is gemaakt van een materi-20 aal, dat een hoge thermische geleidbaarheid heeft maar een lage thermische schokweerstand. Wanneer de binnenbuis is gefragmenteerd, verspreiden de elektrische vlamboog en de metalen dampen zich in de spleten en ruimten tussen de gebroken en gefragmenteerde stukken en wordt de damp dus afgekoeld. De elektrische vlamboogenergie wordt 25 dienovereenkomstig in de binnenbuis verbruikt voor het veroorzaken van een snelle stijging van de tussenelektrodespanning, en de stroom wordt snel verbroken.

Omdat het buisvormige buitendeel 5 is gemaakt van een materiaal met een hoge thermische schokweerstand maar een lage thermische 30 geleidbaarheid, weerstaat het buisvormige buitendeel fragmentatie onder de voornoemde omstandigheden, en wordt het gefragmenteerde buisvormige binnendeel dus ingesloten in de buitenbuis. Er bestaat derhalve geen waarschijnlijkheid van het fragmenteren en verspreiden van de buis noch bestaat het gevaar van brand zoals bij de be-35 kende smeltveiligheden, waarbij hete, gefragmenteerde stukken van 8005419 C» fc

X

- 5 - de buis van de smeltveiligheid in ee omringende omgeving worden verspreid.

Hoewel verschillende materialen vanzelf opkomen bij een deskundige op grond van de onderhavige beschrijving en de eisen, uit-. - - 5 eengezet voor de constructie van de binnen- en buitenbuizen van de onderhavige smeltveiligheid, is niettemin en uitsluitend bij wijze van voorbeeld gebleken, dat keramische materialen, zoals forste* riet, steatiet en talk uitstekend geschikt zijn voor de constructie van de binnenbuis, waarbij cordiëriet en lithium bevattend kera-10 misch materiaal uitstekende materialen vormen voor de constructie van het buisvormige buitendeel. Nogmaals moet worden benadrukt, dat deze materialen slechts voorbeelden zijn en niet alles omsluitend zijn bedoeld.

De eigenschappen van forsteriet, gebruikt bij het maken van 15 de binnenbuis, en cordiëriet, gebruikt bij het maken van de buiten buis, worden in de volgende tabel gegeven:

Materiaal Forsteriet Cordiëriet

Samenstelling, gew.% 2Mg0.Si02 99,5 20 2MgQ.2Al203.5Si02 — 99,3 K20 0,12 0,50

Na20 0,38 0,20

Soortelijk gewicht 2,87 2,40 —β -6

Thermische uitzettingscoëfficiënt 10,5x10 3,2x10 25 Thermische geleidbaarheid, cal.cm/cm^.sec. °C 0,0082 0,0045

Buigsterkte, kg/cm^ 1470 1260

Verwekingspunt, °C in lucht 1350 1380 % waterabsorptie 0,000 0,000 7 7 30 Elektrische weerstandswaarde 2,5x10 7,2x10

Overeenkomstig de uitvinding is dus een bijzondere smeltvei-ligheidsconstructie verschaft, die het met vlamboog blussende materialen vullen van de buis van de smeltveiligheid overbodig maakt, en die een uitstekende vlamboog verbrekende eigenschap mogelijk 35 maakt bij een verhoogde veiligheid van de werking.

8005419

Claims (4)

1. Smeltveiligheid met vertraagde werKing en verbeterde stroom verbrekende eigenschappen, gekenmerkt door een buisvormig binnendeel, verder door een buisvormig buitendeel, dat het buisvormige binnendeel omsluit en even lang is, door een smeltelement, aange- 5 bracht tussen de einden van het buisvormige binnendeel, en door middelen voor het omsluiten van de einden van de buisvormige delen onder het tot stand brengen van een elektrisch contact met het smeltelement, waarbij het buisvormige binnendeel is gemaakt van een materiaal met een hoge thermische geleidbaarheid en lage thermische 10 schokweerstand, om zodoende te worden gefragmenteerd door de door gang van een elektrische overbelastingstroom door het smeltelement, en het buisvormige buitendeel is gemaakt van een materiaal met een lage thermische geleidbaarheid en hoge thermische schokweerstand voor het weerstaan van fragmentatie gedurende de doorgang van de 15 elektrische overbelastingstroom.

2. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het omsluiten van de einden van de buisvormige delen bestaan uit metalen doppen.

3. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 het buisvormige binnendeel is gemaakt van forsteriet, steatiet, talk of mengsels daarvan, en het buisvormige buitendeel is gemaakt van cordieriet bevattend keramisch materiaal, lithium bevattend keramisch materiaal of mengsels daarvan.

4. Smeltveiligheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat 25 het buisvormige binnendeel is gemaakt van forsteriet, steatiet, talk of mengsels daarvan, en het buisvormige buitendeel is gemaakt van cordieriet bevattende keramisch materiaal, lithium bevattend keramisch materiaal of mengsels daarvan. 8005418