Изобретение относится к ртутным электрическим максимальным выключателям, в которых применен столбик ртути, нормально соединяющий электрически два контакта и помещающийся в трубке из изолирующего огнеупорного материала, причем трубка имеет в одной своей части сравнительно узкий или снабженный сужением канал, в котором ртуть разрывается при увеличении силы тока выще известного определенного предела. В частности, изобретение относится к ртутным автоматическим выключателям, устроенным таким образом, что у них имеется плунжерный (поршневой) механизм или как-либо иначе устроенный механизм, создающий давление, действующее на резервуар со ртутью, находящийся внизу упомянутого канала, так что после того, как прерыватель разомкнется от перегрузки, ртуть под действием упомянутого создающего давление механизма может быть выгнана из резервуара обратно в канал, причем снова замкнет электрическую цепь. Ртутные прерыватели подобного типа обладают тем важным преимуществом, что при их конструировании можно
I обойтись без применения резиновых и тому подобных мешков для помещения ртути. Тем не менее известные до сих пор прерыватели упомянутого типа обладали серьезными практическими недостатками в отношении качества уплотнений для ртути.
I качества изоляции, недостаточно малого размера, удобств в эксплоатации, простоты изготовления и пр. Все эти недостатки мешали широкому
: применению ртутных прерывателей.
I Главная цель изобретения-создать
I ртутный прерыватель сравнительно
: малых размеров, отличающийся простотой и прочностью конструкции, имеющей хорошие изоляционные качества. В этом прерывателе плунжер или другой создающий давление механизм не служит для удерживания ртути внутри прерывателя; прерыватель может быть замкнут снова простым приведением в действие создающего давление механизма, причем
; нет необходимости отсоединять пре: рывате; ь от цепи, которую он предохраняет, или наклонять его (как это было необходимо в некоторых изве; стных до сих пор конструкциях).
Дальнейшие преимущества, которые
можно получить от предлагаемого прерывателя, заключаются в следующем: 1) можно сконструировать прерыватель таким образом, чтобы столбик ртути, находящийся в суженном канале, можно было разрывать по желанию, действуя для этого на плунжер или другой создающий давление механизм по направлению, противоположному нормальному направлению, вследствие чего прерыватель может применяться в качестве выключателя; 2) плунжер или другой создающий давление механизм может быть так устроен, что никогда не будет находиться в непосредственном контакте со ртутью, что очень важно при применении прерывателя в цепях высокого напряжения.
Согласно изобретению, прерыватель имеет такое устройство, что сравнительно узким или снабженный сужением канал резервуар, находящийся под этим каналом, и камера, в которой действует плунжерный или другой создающий давление механизм (или камера, сообщающаяся с названной камерой), образуют подобие LJ-образной трубки, причем резервуар фактически образует собою нижнюю перемычку U-образной трубки.
В конструкциях, предназначенных для прерывателей более крупных размеров, две ветви U-образной трубки соединены между собой трубкой или каналом, так что путь для ртути представляет собой сомкнутый контур, с которым связан механизм, создающий .давление. Поэтому при перегрузке, когда столбик ртути в узком канале разорвется, этот столбик можно снова замкнуть, действуя названным механизмом, заставляющим ртуть двигаться по сомкнутой системе каналов. Важно отметить, что количество содержащейся в прерывателе ртути никогда не бывает столь велико, чтобы наполнить ту ветвь U-образной трубки, в которой помещается механизм, создающий давление (или камеру, сообщающуюся с механизмом); таким образом, над ртутью в этой ветви трубки всегда имеется воздущный промежуток, и эта ветвь, конечно, всегда делается значительно шире, чем канал, образующий вторую ветвь.
Прерыватель предпочитается залючать в футляр из непроводящего материала, на котором укрепляются контакты для присоединения проводов к обоим концам рабочего столбика ртути.
На прилагаемом чертеже изображены несколько вариантов устройства прерывателей, согласно изобретению. На фиг. 1,2 и 3, где показаны вертикальный разрез, вид сзади и разрез в плане по линии X-X фиг. 1. изображена одна из форм выполнения прерывателя, состоящего из огнеупорного тела /, снабженного двумя внутренними каналами, из которых один имеет суженную часть 2. В этой суженной части помещается тонкая нить ртути, которая разрывается, если через нее проходит слишком сильный ток. Эти два канала в огнеупорном теле обозначены цифрами 3 л 4, причем суженная часть 2 помещается в канале 3. Внизу каналы 2 и 5 сообщаются между собой, так что под ними получается как бы резервуар ртути. Ход сообщения между каналами обозначен цифрой 5. Оба канала вместе с ходом сообщения 5 составляют подобие U-образной трубки (сообщающиеся сосуды). Огнеупорное тело / вставлено в изолирующую трубку 6, ввинченную одним концом в металлическую головку 7, а другим концом - во вторую металлическую головку 8. Металлическая головка 7 образует дно ртутного резервуара и в то же время стенку соединительного прохода 5. Металлическая головка 8 снабжена двумя каналами, сообщающимися друг с другом посредством прохода 9. В один из каналов головки 8 вставлен порщенек Ю, прикрепленный к стержню П, который можно нажимать кнопкой 12, причем стержень проходит через опору 13, ввинченную в металлическую головку 5. Этот и поршневой или плунжерный механизм предназначен для создания давления. Верхний конец второго канала закрыт ввинченной в него пробкой 14. Весь прибор закрыт и защищен футляром или крышкой 15 из изолирующего материала, в верхней стенке которой сделаны два отверстия для прохода кнопки 12, стержня // и верхней части опоры /5. Пружина /6 окружает стержень /7 и заставляет поршень (плунжер) 10 прижиматься кверху. Контакт с нижней частью ртутного столбика осуществляется при помощи штепсельного стержня или другого присоединительного органа 77, проходящего сквозь наружный футляр, как изображено на чертеже, и закрепленного посредством винта 18, ввинченного в головку 7. Электрическое соединение со вторым концом ртутного столбика осуществлено при помощи не показанного на чертеже кабеля или проводника, проходящего сквозь соответствующее отверстие в футляре и входящего в углубление 7Р, сделанное в головке 8, причем обнаженный конец этого проводника зажимается винтом 20, имеющим прорез в головке. В случае разрыва ртутного столбика при перегрузке контакт может быть восстановлен простым нажатием кнопки 72. На фиг. 4 показано устройство, в общем подобное устройству, показанному на фиг. 1. Главное отличие заключается в том, что в устройстве, согласно фиг. 4, канал 3 не имеет отдельной суженной части, но имеет почти по всей своей длине соответствующий одинаковый диаметр, причем над верхним концом этого канала помещен вставленный внутрь огнеупорного тела 1 поплавок 2/. Второе отличие состоит в том, что поршень (плунжер) 10 ходит не непосредственно в канале головки 8, а в изолирующей втулке 22, вставленной в этот канал. Цифрой 23 обозначено вентиляционное воздушное отверстие, которое при желании может быть применено не только в конструкции, согласно фиг. 4, но и во всех прочих конструкциях. На фиг. 4 на первый взгляд кажется, что отверстие 23 закрыто снаружи изолирующим футляром 76, но на практике футляр 75 не так плотно прилегает к выключателю, чтобы давать воздухонепроницаемое закрытие. На фиг. 5 показано другое видоизменение конструкции прерывателя, в общем сходное с устройством по фиг. 4, но отличающееся от последнего, главным образом, отсутствием верхнего соединительного прохода 9. В этом устройстве восстановление ртутного столбика после размыкания прерывателя производится тем же способом, как и в вышеописанном устройстве, причем практика показала, что удовлетворительное действие может быть получено в тех случаях, когда путь для ртути и не представляет собою замкнутую траекторию. Во всех рассмотренных конструкциях ртутного прерывателя при разрыве ртутного столба от перегрузки возникает обратное давление, действующее на поршень 10 по направлению кверху. Это обратное давление можно использовать для того, чтобы создать видимый сигнал, показывающий, что прерыватель разомкнулся от перегрузки, а именно, можно расположить части таким образом, чтобы обратное давление отбрасывало вверх поршенек W вместе с кнопкой 72, так чтобы эти части выдавались из крышки выше того положения, которое они занимают, пока прерыватель не подействовал. Для ртутных прерывателей крупного размера форма выполнения, показанная на фиг. 5, т. а. не имеющая замкнутого (петлеобразного) прохода для ртути, менее пригодна, чем конструкции, изображенные на фиг. 1 - 4. На фиг, б показан вертикальный разрез простой конструкции, пригодной для прерывателей малого размера. Здесь комплект частей, состоящий из огнеупорного тела /, трубки 6, клапана 27, пробки /4 и головки 8а (привинченной к одному концу трубки 6), ввинчивается посредством имеющейся на втором конце трубки 6 резьбы в основание 7а, в которое с другой стороны ввинчен комплект частей, относящихся к плунжерному механизму, как показано на чертеже. Такая конструкция имеет то преимущество, что плунжерный механизм можно удобно расположить на значительном расстоянии от той части прибора, в которой находится столбик ртути. Если цепь, предохраняемая прерывателем, имеет высокое напряжение, то такое расположение, очевидно, более безопасно, причем в таких случаях цилиндр, в котором ходит плунжер, должен быть сделан из стекла или другого соответствующего изолирующего материала. В некоторых формах выполнения настоящего изобретения, и, в частности, в конструкциях, подобнь Х показанным на фиг. 5 и б, в которых проход для ртути не имеет формы замкнутой петли, желательно иметь приспособления, препятствующие ртутному столбику вновь разорваться после того, как этот столбик восстановлен нажатием кнопки 12, и затем рука отнята от кнопки. Рассматривая, например, фиг. 4, мы видим, что как только кнопка нажата, ртуть вжимается в канал огнеупорного тела /, так что, когда рука отнята от пробки, ртуть стремится выйти обратно из канала под влиянием засасывающего действия. Указанное затруднение может быть преодолено различными способами. Например, в устройстве, согласно фиг. б, цилиндр 24, в котором движется плунжер ТО, имеет на такой же части своей длины расширение (см. чертеж), причем узкая часть цилиндра (плотно облегающая плунжер) короче длины хода плунжера. Если при таком устройстве нажать кнопку, то давление передается ртути через некоторый объем воздуха, и ртуть под давлением воздуха принуждена будет войти в узкий канал. Однако, если кнопка 12 будет нажата до конца, то плунжер выйдет из узкой части цилиндра и. следовательно, позволит сжатому воздуху удалиться в атмосферу через отдушину 25. Другие варианты устройства плунжерного механизма, служащие для той же цели, показаны на фиг. 7, 8 и 9. На фиг. 7 кнопка 12состоит из двух частей 12а и J2b, раздвигаемых друг от друга пружинами 12с. Дальность раздвижения ограничивается регулируемыми винтами 12d. В стержне // проделан канал Па, сообщающийся с подобным же каналом 10а, проделанным в плунжере. При нажатии кнопки 12 выход для воздуха через каналы 10а, 11а и далее через промежуток между частями 12а и 12Ь будет закрыт, но когда надавливание пальцем на кнопку прекратится, указанный проход для зоздуха откроется. В варианте устройства, показанном на фиг. 8, достигается подобный же эффект, но в этом случае кнопка имеет простую форму и лишь снабжена небольшим отверстием иликаналом 12е, сообщающимся, как и раньше, с каналами 11а и 10а. Когда палец накладывается на кнопку 12, с целью ее нажатия, то верхний конец отверстия 12е закрывается пальцем, но как только палец будет отнят, проход для воздуха откроется. В варианте, показанном на фиг. 9, цилиндр снабжен кольцевым желобком 25, а плунжер имеет такую форму, что когда кнопка /2 нажата таким образом, что плунжер проходит мимо желобка 25, то сжатый воздух может переходить через желобок с оаной стороны плунжера на другую и обратно. Таким образом, кольцевой .ч-:елобок 25 позволяет ртути переходить с верхней сторонь: плунжера на нижнюю при ходе плунжера снизу вверх в том случае, если путь для ртути в выключателе имеет форму замкнутой петли (каковой случай изображен на фиг. 9). В некоторых случаях, особенно при очень малых размерах прерывателя, нет необходимости предпринимать такие меры против засасывающего действия плунжера. Вместо этого достаточно применить плунжер простой формы, но ограничить длину его хода. Простое устройство плунжерного механизма без особых приспособлений для выпуска воздуха показано на фиг. 10. На фиг. 11 изображен схематически вертикальный разрез собранного прерывателя, выполненного, согласно, изобретению, помещенного в подходящем ящике или коробке и снабженного перекидной выключательной ручкой 26. Такая конструкция очень удобна для двухполюсных устройств, в каковых случаях два прерывателя могут быть помещены рядом друг с другом внутри общего ящика, а их нажимные кнопки могут быть соединены вместе поперечной планкой: которая приводится 3 движение перекидной вь ключательной ручкой. Нетрудно видеть, что устроенный, согласно изобретению, автоматический ртутный прерыватель можно использовать 3 качестве выключателя, если
собление, служащее для восстановления ртутного столбика между контактами в другом колене, имеются каналы, сообщающие пространство над приспособлением с атмосферой в момент нахождения приспособления в конце рабочего хода или близ этого конца и предназначенные для поддержания сообщения по меньшей мере в течение части обратного хода приспособления.
5.При выключателе по пп. 1-4 применение канала для перепускания ртути, соединяющего верхние части обоих колен U-образного канала, с
целью образования замкнутого пути для ртути.
6.При выключателе по пп. 1--5 применение для образования обоих колен канала лищь одной детали из огнеупорного материала, имеющей две сквозные полости.
устроить создающий давление механизм таким образом, чтобы можно было получить достаточно сильное засасывающее действие, способное разорвать столбик ртути. Однако, не надо забывать, что не во всех конструкциях можно добиться разрывания столбика, действуя на создающий давление механизм тем же приемом, который нормально применяется для восстановления разорвавшегося столбика.
Далее следует обратить внимание, что конструкция в виде сообщающихся сосудов (U-образная трубка) дает возможность удобно использовать сравнительно длинные сердечники и сконструировать прерыватели, в которых распределение электрического напряжения между отдельными частями позволяет безопасно применять их при высоком напряжении. Кроме того, при такой конструкции газы, образующиеся при разрыве ртутного столбика в мо-мент перегрузки, могут не только направляться вверх, но и расширяться книзу и попадать в плунжерный цилиндр. Следует добавить, что создающий давление механизм отнюдь не предназначается для удерживания ртути в прерывателе, наоборот, в большинстве описанных примеров конструкции плунжер никогда не находится в соприкосновении с ртутью, так как нормально количество ртути в прерывателе недостаточно велико для того, чтобы дойти до соприкосновения с нижней рабочей поверхностью плунжера, и таким образом при нажатии кнопки давление передается ртути через слой воздуха, находящийся между ртутью и упомянутой рабочей поверхностью плунжера.
Предмет изобретения.
1. Максимальный электрический выключатель, в котором имеется вмещающий некоторое количество ртути и-образный канал, одно колено которого содержит контакты, нормально электрически соединенные столбиком ртути и при перегрузке размыкающиеся вследствие испарения ртути, а в другом колене расположено приспособление (например, поршень) для перемещения ртути из этого колена в первое, с целью восстановления электрического соединения между контактами, отличающийся тем, что, с целью предотвращения размыкания контактов вследствие засасывающего действия на ртуть со стороны возвращающегося в исходное положение приспособления, колено канала, вмешающее приспособление, отделенное от поверхности ртути слоем воздуха, имеет сообщение с атмосферой через так соразмеренный зазор между приспособлением и стенками канала, чтобы при быстром погружении приспособления внутрь канала создавалось давление, достаточное для пере1 мещекия ртути в другое колено, со: держащее контакты, а при автоматическом возвращении приспособления ; в исходное положение воздух прониI кал снаружи в канал и этим предотвращалось возникновение в канале разрежения.
2.Видоизменение выключателя по п. 1, в котором приспособление снабжено сквозным каналом, сообщающим пространство под приспособлеj нием с атмосферой, отличающееся тем, что выходящее в атмосферу отверстие этого канала расположено на той поверхности приспособления, на которую при включении накладывается рука или включающий механизм, с той целью, чтобы при этом отверстие закрывалось и при включающем перемещении приспособления под ним создавалось необходимое давление, а при снятии руки или т. п. пространство под приспособлением имело свободное сообщение с атмосферой и тем предотвращалось возникновение в нем разрежения.
3.Форма выполнения выключателя по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что верхняя часть того колена, которое вмещает контакты, и где происходит испарение ртути, снабжена поплавковым клапаном, служащим для предотвращения протекания ртути в это
I колено из резервуара, расположенного над коленом.
j 4. Форма выполнения выключателя
по пп. 1-3, отличающаяся тем, что
в колене, которое вмещает приспо
