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DE1038640B - Self-regenerating evaporation protection - Google Patents

Self-regenerating evaporation protection

Info

Publication number
DE1038640B
DE1038640B DES50706A DES0050706A DE1038640B DE 1038640 B DE1038640 B DE 1038640B DE S50706 A DES50706 A DE S50706A DE S0050706 A DES0050706 A DE S0050706A DE 1038640 B DE1038640 B DE 1038640B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuse
regenerating
self
vacuum vessel
bowl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DES50706A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Phys Karl-Georg Guenther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DES50706A priority Critical patent/DE1038640B/en
Publication of DE1038640B publication Critical patent/DE1038640B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H87/00Protective devices in which a current flowing through a liquid or solid is interrupted by the evaporation of the liquid or by the melting and evaporation of the solid when the current becomes excessive, the circuit continuity being reestablished on cooling

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Sicherung, die unter dem Einfluß einer elektrischen Belastung den Laststrom unterbricht und außerdem in der Lage ist, nach Ablauf einer gewissen Regenerationszeit selbsttätig in den Ausgangszustand zurückzukehren. Ein Gerät der genannten Art wird für die verschiedensten Gebiete der elektrischen Sclialttechnik benötigt. The invention relates to an electrical fuse that operates under the influence of an electrical load interrupts the load current and is also able to after a certain regeneration time to automatically return to the initial state. A device of the type mentioned is used for the most diverse Fields of electrical socket technology are required.

Ein Anwendungsbeispiel ist in Fig. 1 gezeigt. In der Figur ist 1 eine elektrische Leitung, die bei Auftreten eines kritischen Trennstromes IT mit Hilfe des Schalters 2 unterbrochen werden soll. Um die Unterbrechung bzw. die Reduktion des Trennstromes in extrem kurzen Zeiten durchführen zu können, ist dem Schalter 2 ein Hilfsschalter3 vorgesetzt. Parallel zu diesem sind eine Sicherung 4 und ein Parallelwiderstand 5 vorgesehen. Die Widerstandswerte der eingeschalteten Sicherung 4 und des Widerstandes 5 liegen jedoch so hoch, daß bei geschlossenem Schalter 3 der durch die Elemente 4 und 5 fließende Strom verschwindend klein ist. Wird jedoch bei Erreichen des Trennstromes der Hilfsschäl'ter 3 — z. B. selbsttätig — geöffnet, so wird der Strom zunächst auf die Sicherung 4 und den Widerstand 5 übergeleitet. Wegen des erheblich größeren Innenwiderstandes dies Elementes 5 ist vorerst der durch 5 fließende Strom unerheblich. Unter dem Einfluß des Laststromes erhöht sich sehr schnell der Innenwiderstand der Sicherung4 so weit, daß eine völlige Überleitung des Stromes auf den Parallelwiderstand 5 erfolgt. Hierdurch wird der Strom von dem anfänglichen Wert IT so weit reduziert, daß eine endgültige Abschaltung durch den Lastschalter 2 erfolgen kann. Um die Anordnung ohne Auswechseln der Sicherung 4 einsatzfähig zu halten, muß diese in der Lage sein, ihren Ausgangszustand, d. h. ihren anfänglichen Innenwiderstand nach kurzer Zeit selbsttätig wieder zu erreichen.An application example is shown in FIG. 1. In the figure, 1 is an electrical line which is to be interrupted with the aid of switch 2 when a critical isolating current I T occurs. In order to be able to carry out the interruption or the reduction of the isolating current in extremely short times, an auxiliary switch 3 is placed in front of switch 2. A fuse 4 and a parallel resistor 5 are provided in parallel with this. However, the resistance values of the switched-on fuse 4 and of the resistor 5 are so high that, when the switch 3 is closed, the current flowing through the elements 4 and 5 is negligibly small. If, however, the auxiliary peeler 3 - z. B. automatically - opened, the current is first transferred to the fuse 4 and the resistor 5. Because of the considerably greater internal resistance of this element 5, the current flowing through 5 is initially insignificant. Under the influence of the load current, the internal resistance of the fuse 4 increases very quickly to such an extent that the current is completely transferred to the parallel resistor 5. As a result, the current is reduced from the initial value I T to such an extent that a final switch-off by the load switch 2 can take place. In order to keep the arrangement ready for use without replacing the fuse 4, it must be able to automatically reach its initial state, ie its initial internal resistance, again after a short time.

Eine Sicherung, wie sie z. B. für den oben beschriebenen Anwendungsfall benötigt wird, ist Gegenstand der Erfindung. Die neue Lösung ist einfach und zeichnet sich dadurch aus, daß sie nach dem Ahsehaltvorgang mit Sicherheit in den ursprünglichen Anfangszuistand zurückkehrt.A backup as z. B. is required for the application described above is the subject the invention. The new solution is simple and is characterized by the fact that it is after the Ahsehaltvorgang will surely return to the initial state.

Ein Ausführungsibeispiel ist schematisch in Fig. 2 dargestellt.An exemplary embodiment is shown schematically in FIG. 2 shown.

Das vorzugsweise aus Glas oder einem anderen isolierenden Stoff hergestellte Gehäuse 6 enthält die beiden vakuumdicht eingesetzten stabförmigen Elektroden 7 und 8. Das Gehäuse ist auf Hochvakuum evakuiert und am Saugstutzen 9 vakuumdicht verschmolzen.The housing 6, preferably made of glass or some other insulating material, contains the two Rod-shaped electrodes 7 and 8 inserted in a vacuum-tight manner. The housing is evacuated to a high vacuum and fused together in a vacuum-tight manner on the suction nozzle 9.

Die Elektrode 7 besteht aus einem gegenüber Quecksilber resistetiten Material, beispielsweise aus Eisen oder Molybdän, und läuft an ihrem unteren Ende in eine Spitze 7σ aus hochschmelzendem Material (WoIf-Selbstregenerierende
Verdampfungssicherung
The electrode 7 consists of a material resistant to mercury, for example iron or molybdenum, and runs at its lower end into a tip 7σ made of high-melting material (WoIf self-regenerating
Evaporation protection

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Karl-Georg Günther, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden
Dipl.-Phys. Karl-Georg Günther, Nuremberg,
has been named as the inventor

ram, Molybdän) aus. Die Elektrode 8 ist mit dem Gehäusekolben 6 über ein in Form eines Napfes gedrücktes Blech 10 vakuumdicht verbunden. Die Abmessungen der Elektroden sind so gewählt, daß die Spitze der Elektrode7 und die tiefste Stelle des Napfesram, molybdenum). The electrode 8 is pressed with the housing piston 6 over a cup in the form of a cup Sheet 10 connected in a vacuum-tight manner. The dimensions of the electrodes are chosen so that the Tip of the electrode7 and the deepest point of the bowl

10 durch einen freien Spalt geringer Höhe (vorzugsweise 1 bis 2 mm) voneinander getrennt sind. Normalerweise ist dieser Spalt durch eine flüssige, elektrisch leitende Kontaktperle 11, vorzugsweise aus Quecksilber, überbrückt. Das Sicherungselement ist betriebsmäßig so aufgestellt bzw. angebracht, daß unter dem Einfluß der Schwerkraft die Kontaktperle 11 in der dargestellten Lage gehalten bleibt.10 are separated from one another by a free gap of small height (preferably 1 to 2 mm). Normally this gap is preferably made up of a liquid, electrically conductive contact bead 11 Mercury, bridged. The fuse element is operationally set up or attached that the contact bead 11 remains held in the position shown under the influence of gravity.

Wird die Sicherung mit einem elektrischen Strom kritischer Stärke belastet, so erwärmt sich die Spitze 7 a der Elektrode 7 so stark, daß das Metall der PerleIf the fuse is loaded with an electric current of critical strength, the tip 7a of the electrode 7 is heated so much that the metal of the pearl

11 verdampft und dadurch eine Unterbrechung des Kontaktes herbeigeführt wird. Die verdampfte Metallmenge kondensiert zunächst normalerweise gleichmäßig auf den Innenwänden des Gehäuses 6. Mit Hilfe einer —· vorzugsweise elektrischen — Heizvorrichtung 12 wird jedoch die Gehäusewand so stark erwärmt, daß eine langsame Rückverdampfung der kondensierten Metallschicht einsetzt. Die Heizvorrichtung11 evaporates and thereby an interruption of the contact is brought about. The amount of metal evaporated initially condenses normally evenly on the inner walls of the housing 6. With the help a - preferably electrical - heating device 12, however, the housing wall is heated to such an extent that that a slow re-evaporation of the condensed metal layer begins. The heater

12 ist so ausgeführt und angebracht, daß zwar das gesamte Gehäuse 6 erwärmt wird, aber der im unteren Gehäuseteil angeschmolzene Blechnapf mit der Elek-12 is designed and installed so that the entire housing 6 is heated, but the one in the lower one Housing part fused-on sheet metal bowl with the elec-

809 637,373809 637,373

trode 8 unbeheizt bleibt. Die Einsenkung des Napfes, die mit der luftgekühlten Elektrode 8 in direktem Kontakt steht, stellt daher den Ort niedrigster Temperatur dar. Dies hat zur Folge, daß die von der Gehäusewand 6 langsam rückverdampfende Metallmenge wieder am Ausgangsort, nämlich an der tiefsten Stelle des Metallnapfes 10, kondensiert. Nach Abschluß dieses Vorganges ist der ursprüngliche Ausgangszustand wieder erreicht und das Sicherungselement erneut einsatzfähig.trode 8 remains unheated. The depression of the cup, which is connected to the air-cooled electrode 8 in direct Contact is, therefore represents the location of the lowest temperature. This has the consequence that from the housing wall 6 slowly re-evaporating amount of metal back at the starting point, namely at the lowest point of the metal cup 10, condensed. After completion of this process, the original starting state is reached again and the securing element can be used again.

Durch entsprechende Wahl des die Heizvorrichtung 12 durchsetzenden Heizstromes wird die Gehäusetemperatur vorzugsweise auf einen Wert zwischen 100 und 150° C gebracht. Die Temperatur in der Napfspitze bewegt sich infolge der Luftkühlung im Be- reich zwischen etwa 40 bis 70° C. Auf diese Weise können Regenerationszeiten von einigen Sekunden bis etwa 1 Minute erreicht werden.By appropriate selection of the heating current passing through the heating device 12, the housing temperature is set preferably brought to a value between 100 and 150 ° C. The temperature in the tip of the bowl moves as a result of the air cooling in the rich between about 40 to 70 ° C. In this way, regeneration times of a few seconds to about 1 minute can be achieved.

Wird von der Sicherung keine hohe Schaltfähigkeit verlangt, so ist es möglich, die Heizvorrichtung 12 normalerweise still zu legen und lediglich nach einem Schaltvorgang kurzzeitig in Betrieb zu nehmen. Dies kann selbsttätig durchgeführt werden, z. B. in Abhängigkeit vom öffnen des Hilfsschalters 3 oder des Schalters 1 oder vom Strom im Element 4 und/oder 5.If a high switching capacity is not required of the fuse, it is possible to use the heating device 12 normally shut down and only put into operation for a short time after a switching process. this can be carried out automatically, e.g. B. depending on the opening of the auxiliary switch 3 or the Switch 1 or from the current in element 4 and / or 5.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Selbstregenerierende Sicherung, die zwei in ein Hochvakuumgefäß eingeführte bzw. eingesetzte Elektroden enthält, deren eine einen an das Vakuumgefäß anschließenden Metallnapf umfaßt und deren andere mit einer Spitze bis auf einen Spalt an den Boden des Napfes herangeführt ist und hier in eine elektrisch leitende Flüssigkeitsperle, vorzugsweise aus Quecksilber, eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizvorrichtung (12) vorgesehen ist, die — zum mindesten nach dem Ansprechen der Sicherung — die Wandungen des Hochvakuumgefäßes (6) erhitzt, den Napf (10) aber unbeheizt läßt.Self-regenerating fuse, the two introduced or inserted into a high vacuum vessel Contains electrodes, one of which comprises a metal cup adjoining the vacuum vessel and the other one is brought up to the bottom of the bowl with a point except for a gap and immersed here in an electrically conductive liquid bead, preferably made of mercury, thereby characterized in that a heating device (12) is provided which - at least after the response of the fuse - the walls of the high vacuum vessel (6) heated, the bowl (10) but leaves it unheated. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 172 334;
österreichische Patentschrift Nr. 72 472;
britische Patentschriften Nr. 533 691, 517 719;
USA.-Patentschrift Nr. 1 858 191.
Considered publications:
German Patent No. 172 334;
Austrian Patent No. 72,472;
British Patent Nos. 533 691, 517 719;
U.S. Patent No. 1,858,191.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 1 809 6377373 9.581 809 6377373 9.58
DES50706A 1956-09-29 1956-09-29 Self-regenerating evaporation protection Pending DE1038640B (en)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE172334C (en) *
AT72472B (en) * 1913-05-23 1916-09-25 Edmund Magerle Automatic backup.
US1858191A (en) * 1931-02-25 1932-05-10 Clair H Hadley Automatic circuit breaker
GB517719A (en) * 1939-05-26 1940-02-07 William Charles Winn Improvements in thermally actuated electrical cut-outs
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