DE611215C - Mittels Luft-, Gas- oder Fluessigkeitsdruck gesteuerter Kurzzeitschalter zur Verwendung in Hochspannungsstromkreisen, insbesondere fuer kurzzeitige Belastung von Roentgenroehren - Google Patents

Description

Es ist üblich, kurzzeitige Belastungen von Röntgenröhren dadurch zu steuern, daß mechanisch betriebene Uhrwerke oder elektrisch gesteuerte Zeitrelais ein Schaltschütz im Primärkreis des Hochspannungstransformators betätigen. Dabei treten insbesondere bei Belastungszeiten von Bruchteilen 'einer Sekunde Erscheinungen auf, die mit bekannten Hilfsmitteln im praktischen Röintgenbetriebe nicht kontrolliert werden können.

So ist es unmöglich, die der Röntgenröhre tatsächlich, z. B. in V100 Sekunde, aufgedrückte elektrische Leistung zu bestimmen bzw. die Anlage so sicher zu schalten, daß stets in der gegebenen Zeit dieselbe Leistung der Röhre aufgedrückt wird. Die Einflüße, die dies verhindern, sind zum Teil auf mechanische Unzulänglichkeiten des Schaltschützes, aber auch auf elektrische des Netzes und der Röntgenanlage selbst zurückzuführen. Bei den dadurch gegebenen Bedingungen ist es überhaupt nicht möglich, eine moderne größere Röntgendiagnostikanlage bis an ihre Belastungsgrenze auszunutzen, ohne die Röntgenröhre zu gefährden, selbst wenn, diese mit einer Drehanode ausgerüstet ist.

Um diese Aufgable zu lösen, muß die gesamte Röntgenanlage gewissermaßen in .einen elektrisch stationären Zustand versetzt werden, d. h. die Anlage muß bereits, bevor die Röntgenröhre mit Energie beschickt wird, unter Hochspannung stehen. Ferner muß die Massenträgheit der Schaltorgane unschädlich gemacht werden und dafür - gesorgt wierden, daß der bei der Schaltung auftretende Lichtbogen innerhalb der Belastungszeit gelöscht wird.

Diese Bedingungen erfüllt restlos vorliegende Erfindung.

Es ist bereits bekannt, innerhalb einer aus Rohren gefertigten Hochspannungsleitung .ein Schaltorgan mittels Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsdruck so zu steuern, daß der Hochspannungskreis geschlossen oder geöffnet wird.

Unter Verwendung dieses bekannten Konstruktionselementes für eine kurzzeitige Kontaktgabe im Hochspannungskreis wird die gestellte Aufgabe, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, gelöst. Die zur Röntgenröhre führende Hochspannungsleitung ist unterbrochen an zwei voneinander isolierte Metalirohre ι und 2 gelegt. An der Unterbrechungsstelle werden durch den Isolierkörper 3, der einen Hohlraum umschließt, beide Metallrohre in geeignetem Abstand, gehalten. Rohr 2 ist für das. steuernde Medium mit einem Magazin 14 vermittels .eines; Isolierrohres 12 verbunden. In. dem Magazin 14 sind beliebig viele vSchaltorgane bekannter Art 6, 7, 8 aufgespeichert, die mittels der Feder 15 nach der Mündung der Rohrleitung gedrückt werden. Das oberste Schaltorgan 5 wird von der Federvorrichtung 32 nach der Rohrmündung geschoben und durch, z. B. durch den Stutzen 13 eintretende Preßluft, im vorliegenden Falle vorteilhafterweise ge-

spannte Kohlensäure, in die Rohrmündung eingeschoben, jedoch durch die Klinke 17 in der dargestellten Lage festgehalten.

Wird nun Taste 20 gedruckt und dadurch Kontakt 21 nur kurzzeitig geschlossen, so wird die durch Feder ig niedergehaltene Klinke durch den bei ti, ν an Xiederpannung angeschlossenen Elektromagneten 16 gelüftet, so daß das Schaltorgan von der Preßluft durch die Rohrleitung getrieben wird. Gleichzeitig mit dem Ansprechen der Klinke 17 wird ein Schütz mittels Magnets 22 betätigt, Kontakt 24, 25 geschlossen und dadurch der Haltemagnet 23 eingeschaltet. Gleichzeitig wird aber auch der bei tr, χ angeschlossene Primärstromkreis des Hochspannungstransformators über Kontakt 26 und 24 geschlossen und so die ganze Hochspannungsleitung unter Spannung gesetzt. Erst nachdem die SpannungsVerhältnisse eine stabile Form angenommen haben, schießt das Schaltorgan durch den Hohlraum des Isolierkörpers 3 und überbrückt, wie mit Schaltorgan 4 dargestellt, die Rohrenden I und 2. Der Hochspannungskreis wird dadurch geschlossen und die Röhre für die Dauer des Schlusses belastet. Die Dauer des Schlusses ist bestimmt durch die Durchschußgeschwindigkeit des Schaltorgans, die 20 m in der Sekunde bequem erreicht, und durch die Länge des Schaltorgans 4.

Nun ist durch die Bohrungen 31 und 33 des an sich hohlen Schaltorgans dafür gesorgt, daß bereits vor Ansatz des Öffnungslichtbogens der Druck in dem Hohlraum des Isolierkörpers 3 ansteigt und so die Länge des Lichtbogens begrenzt, um so mehr, als das Schaltorgan gleichzeitig die Öffnung des Rohres ι verschließt. Angenommen, der Lichtbogen könne noch eine Länge von 10 cm erreichen, so würde er bei einer Durchschußgeschwindigkeit des Schaltorgans 4 von 20 m pro Sekunde bereits nach V₂₀₀ Sekunde abreißen. Also sind Belastungszeiten der Röhre von 0,005 Sekunden durchaus möglich, wenn die Anordnung im Hochspannungskreis eines Drehstromapparates Hegt.

Der entstehende Lichtbogen erhitzt aber nun offenbar das Preßgas im Hohlraum des Isolierkörpers 3. Dieses dehnt sich aus und um diese Ausdehnung zur Drucksteigerung innerhalb der Leitrohre nutzbar zu machen, ist der Stutzen 13 durch das Rückschlagventil 30, das durch die Feder 18 gehalten wird, verschlossen.

Nach dem Durchschuß wird das Schaltorgan durch die Auswerferfeder 29 abgebremst land in freiem Fall, wie mit Geschoß 9 dargestellt, von der Rutsche 28 aufgefangen. Auf seinem Wege wird durch das Eigengewicht des Schaltorgans, wie mit Geschoß 10 dargestellt, der Kontakt 27 geöffnet, der Stromkreis des Haltemagneten 23 unterbrochen und dadurch der Kontakt von 24 mit 25 und 26 unterbrochen.

Nun ist die Anlage wieder hochspannungsfrei, und das Schalten kann von neuem beginnen. Hierfür wird jedes Schaltorgan durch die Rutsche 28 nach einer Entnahmestelle, wie mit Geschoß 11 dargestellt, geleitet. Wird Kontakt 27 kurzgeschlossen, so können beliebig viele Schüsse hintereinander abgelassen werden, ohne daß die Hochspannungsleitung zwischendurch spannungslos wird.

Ist die beschriebene Anordnung in eine Anlage mit einem Zeitrelais beliebiger Konstruktion eingebaut, so können Kontakt 27 und Schütz 24 mit den Magneten 22 und 23 entfallen. Das Zeitrelais, welches an die Klemmen S und T angeschlossen ist, wird dann gleichzeitig mit der Erregung des Magneten 16 ausgelöst. Es wird so eingestellt, daß die Hochspannungsleitung, welche beim Abschuß des Schaltorgans Spannung erhält, erst nach Durchschuß des Schaltorgans durch die Unterbrechung der Hochspannungsleitung wieder spannungsfrei wird.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Mittels Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsdruck gesteuerter Kurzzeitschalter zurVer- So wendung in Hochspannungsstromkreisen, insbesondere für kurzzeitige Belastung von Röntgenröhren, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Spannung stehende Hochspannungskreis für Bruchteile einer Sekunde durch ein mittels des Luft-, Gasoder Flüssigkeitsdruckes geschleudertes Schaltorgan geschlossen wird, das mit hoher Geschwindigkeit die Unterbrechungsstelle durchschießt. '«»

2. Kurzzeitschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschoßartige Schaltorgan von einem unter Druck stehenden, isolierenden. Medium durch eine Rohrleitung, die teilweise gleichzeitig als Hochspannungsleitung· dient, derart getrieben wird, daß die Zeit des Stromschlusses eindeutig durch die Geschwindigkeit und die Länge des Schaltorgans bestimmt wird. »»

3. Kurzzeitschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstelle des Hochspannungsstromkreises sich innerhalb eines Hohlraumes eines Isolierkörpers befindet, der beim Ansatz des Öffnungslichtbogens zwecks seiner Löschung mit großer Geschwindigkeit von dem unter Druck stehenden, treibenden Medium erfüllt wird.

4. Kurzzeitschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das geschoßartige Schaltorgan so ausgebildet

ist, daß der Druckanstieg in dem Hohl· raum des die Unterbrechungsstelle der Hochspannungsleitung umschließenden Isolierkörpers rechtzeitig von dem Schaltorgan selbst gesteuert wird.

5. Kurzzeitschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine beliebige Anzahl geschoßartiger Schaltorgane in einem Magazin aufgesp'eichert wird, die einzeln nach jedem Abschuß selbsttätig in die Mündung des Leitrohres geschoben und dort durch .eine Klinke festgehalten werden.

6. Kurzzeitschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die geschoßartigen Schaltorgane aufspeichernde Magazin während der Betriebsbereitschaft von dem unter Druck stehenden, treibenden Medium angefüllt ist.

7. Kurzzeitschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß des das Schaltorgan treibenden Mediums mit einem Rückschlagventil aus- ■ gestattet ist.

8. Kurzzeitschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsleitung" kurz vor oder gleichzeitig mit der Betätigung des Abschusses des Schaltorgans¹ unter Spannung gesetzt wird und nach Durchschuß der Unterbrechungsstelle selbsttätig spannungslos gemacht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen