Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2524
.pdf
Усовершенствования в области электрических предохранителей. Я, Вернон Хоуп, подданный
Великобритании, проживающий в Аптон-Холле, Маклсфилд, графство Честер, настоящим заявляю, что суть
данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к электрическим
предохранителям, и его целью является создание предохранителя, приспособленного: для пропускания тока
полной мощности в течение длительного времени, соответствующего его номинальному значению; для
срабатывания при умеренной перегрузке в течение заданного времени; и для срабатывания без повреждения
клемм предохранителя или его крепления при воздействии тока короткого замыкания или подобного
чрезмерного тока. В отношении коротких замыканий я обнаружил, что наиболее надежные результаты
срабатывания достигаются с помощью предохранителя из меди или подобного металла, обладающего
хорошими проводящими свойствами и сравнительно высокой температурой плавления, но на такие
предохранители нельзя полагаться в плане непрерывного протекания нормального тока, на который они
рассчитаны, и одновременно срабатывания при умеренной перегрузке, например, такой, которая при
длительном воздействии может повредить проводники или оборудование в цепи из-за чрезмерного нагрева.
Такие перегрузочные токи чрезмерно нагревают и окисляют медный предохранитель, не расплавляя его, а
такое окисление, вызванное многократным нагревом, уменьшает поперечное сечение, так что
предохранитель в конечном итоге либо перегорает при нормальном токе, либо при этом нагревается до
чрезмерно высокой температуры и повреждает клеммы предохранителя или корпус от перегрева.
Биметаллический предохранитель, сконструированный в соответствии с описанием в Спецификации к
патенту № 14803 от 1911 года, выданному мне, устраняет вышеупомянутые возражения, поскольку при
умеренной перегрузке, продолжающейся некоторое время, более легкоплавкий металл биметаллического
предохранителя плавится при температуре ниже той, которая необходима для плавления металла с более
высокой температурой плавления, например, меди, после чего последняя должна пропускать весь ток, что,
хотя и является лишь умеренной перегрузкой для биметаллического предохранителя в целом, фактически
представляет собой существенную перегрузку для одной только меди. На такие предохранители, особенно
рассчитанные на очень большие нормальные токи и сравнительно высокие напряжения, которые сейчас
наблюдаются, нельзя полагаться во всех случаях для устранения короткого замыкания.
В соответствии с настоящим изобретением, я модифицирую конструкцию биметаллического предохранителя
таким образом, что, пропуская нормальный ток без чрезмерного нагрева, он плавится с наиболее
удовлетворительными результатами как при умеренной перегрузке, так и при очень сильной перегрузке,
например, вызванной коротким замыканием. Это достигается путем изготовления биметаллической части или
зоны длиной плавкого предохранителя, которая плавится описанным способом при непрерывной умеренной
перегрузке, и путем расположения частей или зон длиной предохранителя между указанной биметаллической
частью или зоной и соответствующими клеммами таким образом, чтобы эти части состояли из одного металла
с достаточной площадью поперечного сечения, чтобы пропускать нормальный ток без чрезмерного нагрева,
но такого, который плавится сразу же при прохождении через него очень сильного перегрузочного тока, такого
как ток короткого замыкания; масса и свойства металла в биметаллической части таковы, что до плавления он
отрывается от крайних концов предохранителя, прилегающих к контактам, и отпадает; таким образом, металл
с низкой температурой плавления не испаряется, как это было бы, если бы он простирался от контакта к
контакту, в последнем случае разрыв его непрерывности током короткого замыкания привел бы к
поддержанию дуги на испарившемся металле.
В предпочтительной конструкции основная часть плавкого предохранителя представляет собой полоску
подходящей толщины из меди или подобного металла, обладающего сравнительно хорошими проводящими
свойствами и высокой температурой плавления; ширина полоски на концах, где она контактирует с клеммами
цепи, должна обеспечивать достаточную площадь контакта для охлаждения концов и клемм; ширина от
каждого конца к центру может постепенно уменьшаться или резко уменьшаться в точках, находящихся на
некотором расстоянии от клемм, а ширина в так называемой центральной биметаллической зоне может быть
равна или несколько больше ширины концов; эта центральная зона поперечно срезается в центре, обычно
двумя V-образными выемками, по одной с каждой стороны продольной центральной линии, так что ширина
уменьшается до сравнительно небольшого значения, при этом шейка или перешеек соединяет две половины
центральной зоны, имея таким образом площадь поперечного сечения, слишком малую для пропускания даже
нормального тока, для которого предназначен предохранитель.
Две половины центральной зоны соединены между собой, по сути, металлическим мостиком с относительно
низкой температурой плавления; такой мостик предпочтительно представляет собой лист указанного
металла, равный и аналогичный по площади центральной зоне, причем этот лист припаивается к поверхности
центральной зоны основного звена с помощью подходящего припоя, или, конечно, такой лист может быть
припаян с каждой стороны центральной зоны звена; или зазоры могут быть соединены параллельными
проволоками, припаянными с противоположных концов к сторонам центральной зоны, или любым другим
способом. В качестве припоя может использоваться металл или сплав с более низкой температурой
плавления, чем у мостиковой детали. Предположим, предохранитель рассчитан на 50-процентную перегрузку.
В этом случае поперечное сечение и используемые металлы будут расположены таким образом, чтобы
нормальный ток протекал непрерывно без выделения достаточного количества тепла для расплавления
перемычки, но чтобы ток 50-процентной перегрузки, длительность которого превышает допустимую для
безопасности защищаемого предохранителем оборудования, генерировал достаточно тепла в центральной
зоне для расплавления перемычки. После этого узкая часть основного звена должна будет выдержать весь
ток перегрузки и немедленно расплавится, при этом расплавлению перемычки будет способствовать тепло,
выделяемое за счет предварительного расплавления припоя и повышения контактного сопротивления.
В нормальных условиях предохранитель срабатывает в центре, где площадь основного звена минимальна, но
конструкция и расположение таковы, что при очень сильной перегрузке, например, вызванной коротким
замыканием, срабатывание предохранителя в этой точке не происходит. Внезапное увеличение тока до такого
значения немедленно разрывает основное звено с каждой стороны центральной биметаллической зоны, при
этом теплоемкость последней и почти мгновенное сплавление боковых частей предотвращают ее разрыв и
приводят к ее отрыву от концевых частей звена и ее падению под действием силы тяжести, при
необходимости усиленной смещающей силой. Таким образом, с токами короткого замыкания и чрезмерными
токами справляются путем плавления меди или подобных ей материалов, в то время как с обычными
перегрузками справляются путем первоначального плавления мостиковой детали, которая может быть
изготовлена из олова, цинка или другого подходящего металла или сплава с низкой температурой плавления,
после чего узкая медная или подобная трубка каталитически плавится при умеренной перегрузке, которая
фактически является чрезмерной перегрузкой только для этой трубки.
Составная предохранительная планка, обладающая описанными характеристиками, очевидно, допускает
значительные модификации в отношении деталей конструкции, приведенных в качестве примера.
Изобретение применимо к открытым предохранителям или к предохранителям заменяющего типа,
защищенным трубчатыми рукоятками с открытыми концами, или к предохранителям, заключенным в корпуса,
содержащие обычные порошки, рассеивающие дугу, и особенно применимо к предохранителям,
изготовленным, как описано в описании заявки на патент № 198383, поданной настоящим заявителем 28
ноября 1921 года. При применении настоящего изобретения к пороховому патронному взрывателю
необходимо обеспечить защиту от возможности нагрева плавкого металла до высокой температуры — даже
выше точки плавления — и предотвратить его разрыв за счет поддержки, обеспечиваемой окружающим
спрессованным порошком. Это достигается, как описано в Спецификации № 217626 от 19 февраля 1923 года,
путем создания вокруг центральной зоны или внутри центральной зоны пространства, свободного от порошка,
в которое, когда плавится металл с низкой плавкостью, попадает расплавленный металл, нарушая тем самым
непрерывность потока через указанный металл, после чего плавится металл с более высокой плавкостью, как
описано выше.
Это можно удобно осуществить следующим образом: сформировать легкий мешочек из шелка или подобного
материала, причем шелк будет переноситься и растягиваться любым подходящим способом, прикрепленным
к указанному звену; или центральную зону можно обернуть материалом достаточной толщины, так что при
нагревании плавкого металла этот материал будет расходоваться и оставлять необходимый карман вокруг
центральной зоны; или вместо обертывания материала, как описано, можно использовать подходящее
вещество в пластичной форме для получения желаемого результата. Однако в предпочтительном варианте
центральная зона выполнена следующим образом: — Полая ромбовидная часть плавкого металла образует
перемычку зазора в центральной зоне, либо располагаясь с одной стороны медного звена, либо медное звено
может быть выполнено в два слоя, а полая ромбовидная часть плавкого металла удерживается между ними.
Предпочтительно, полый сосуд ромбовидной формы заполняется инертным газом и может быть изготовлен
следующим образом: трубка из олова или другого подходящего металла или сплава заполняется, например,
углекислым газом, и газ удерживается внутри путем сплющивания концов трубки; сплющивание продолжается
до тех пор, пока весь газ не окажется в выпуклой центральной части; затем стенки трубки, соприкасающиеся с
каждой стороны центральной выпуклой части, срезаются, предпочтительно с помощью паяльника, который их
перерезает и герметизирует, и полученная таким образом выпуклая часть используется для формирования
перемычки, которая перекрывает зазор центральной зоны и может быть припаяна к ней или удерживаться на
месте с помощью выступов, предусмотренных на медном звене.
Усовершенствования в области электрических предохранителей. Я, Вернон Хоуп, подданный
Великобритании, проживающий в Аптон-Холле, Маклсфилд, графство Честер, настоящим заявляю о природе
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении: Данное изобретение относится к электрическим предохранителям, и его целью
является создание предохранителя, приспособленного: для пропускания тока полной мощности и в течение
длительных периодов времени, соответствующего его номинальному значению; для срабатывания при
умеренной перегрузке в течение заданного времени; и для срабатывания без повреждения клемм
предохранителя или его крепления при воздействии тока короткого замыкания или подобного чрезмерного
тока. Я обнаружил, что наиболее надежные результаты срабатывания при коротком замыкании достигаются с
помощью предохранителя из меди или подобного металла, обладающего хорошими проводящими
свойствами и сравнительно высокой температурой плавления, но на такие предохранители нельзя полагаться
в плане непрерывного протекания нормального тока, на который они рассчитаны, а также в плане
срабатывания при умеренной перегрузке, например, такой, которая при длительном воздействии может
повредить проводники или оборудование в цепи из-за чрезмерного нагрева.
Такие перегрузочные токи чрезмерно нагревают и окисляют медный предохранитель, не расплавляя его, а
такое окисление, вызванное многократным нагревом, уменьшает поперечное сечение, так что
предохранитель в конечном итоге либо перегорает при нормальном токе, либо при этом нагревается до
чрезмерно высокой температуры и повреждает клеммы предохранителя или корпус от перегрева.
Биметаллический предохранитель, сконструированный в соответствии с описанием в Спецификации к
патенту № 14803 от 1911 года, выданному мне, устраняет вышеупомянутые возражения, поскольку при
умеренной перегрузке, продолжающейся некоторое время, более легкоплавкий металл биметаллического
предохранителя плавится при температуре ниже той, которая необходима для плавления металла с более
высокой температурой плавления, например, меди, после чего последняя должна пропускать весь ток, что,
хотя и является лишь умеренной перегрузкой для биметаллического предохранителя в целом, фактически
представляет собой существенную перегрузку для одной только меди. На такой предохранитель, особенно
рассчитанный на очень большие нормальные токи и сравнительно высокие напряжения, которые сейчас
наблюдаются, нельзя полагаться во всех случаях для устранения короткого замыкания.
В соответствии с настоящим изобретением, я модифицирую конструкцию биметаллического предохранителя
таким образом, что, пропуская нормальный ток непрерывно без чрезмерного нагрева, он срабатывает с
наиболее удовлетворительными результатами как при умеренной перегрузке, так и при очень сильной
перегрузке, например, вызванной коротким замыканием. Усовершенствование заключается в уменьшении
площади поперечного сечения металла с более высокой температурой плавления, простирающегося от
клеммы до клеммы, таким образом, чтобы при прохождении через эту уменьшенную часть максимально
допустимой перегрузки или другого менее заданного тока она плавилась; в перемычке этой части куском
металла, предпочтительно с более низкой температурой плавления, так что, пока биметаллическая часть
плавкого элемента приспособлена для пропускания нормального тока, указанный металл плавится или
отплавляется при прохождении тока перегрузки; и в уменьшении в точке между биметаллической частью
плавкого элемента и клеммой или клеммами площади поперечного сечения металла с высокой температурой
плавления до такой степени, что указанная уменьшенная часть, будучи приспособленной для пропускания
умеренных перегрузок, мгновенно плавится при чрезмерной перегрузке, такой как короткое замыкание.
В предпочтительной конструкции основная часть плавкого предохранителя представляет собой полоску
подходящей толщины из меди или подобного металла, обладающего сравнительно хорошими проводящими
свойствами и высокой температурой плавления; ширина полоски на концах, где она контактирует с клеммами
цепи, такова, что обеспечивает достаточную площадь контакта для охлаждения концов и клемм; ширина от
каждого конца к центру может постепенно уменьшаться или резко уменьшаться в точках, находящихся на
некотором расстоянии от клемм; ширина в так называемой центральной биметаллической зоне может быть
равна или несколько больше ширины концов; эта центральная зона поперечно срезается в центре, обычно
двумя V-образными выемками, по одной с каждой стороны от продольной центральной линии, так что ширина
уменьшается до сравнительно небольшого значения; шейка или перешеек, соединяющие две половины
центральной зоны, таким образом, имеют площадь поперечного сечения, слишком малую для того, чтобы
выдерживать максимально допустимую перегрузку или даже нормальный ток, для которого предназначен
предохранитель.
Две половины центральной зоны соединены между собой, по сути, мостиком из металла с относительно
низкой температурой плавления; такой мостик предпочтительно представляет собой лист указанного
металла, равный и аналогичный по площади центральной зоне, причем этот лист припаивается к поверхности
центральной зоны основного звена с помощью подходящего припоя, или, конечно, такой лист может быть
припаян с каждой стороны центральной зоны звена; или зазоры могут быть соединены параллельными
проволоками, припаянными с противоположных концов к сторонам центральной зоны, или любым другим
способом. В качестве припоя может использоваться металл или сплав с более низкой температурой
плавления, чем у мостиковой детали. Предположим, предохранитель рассчитан на 50-процентную перегрузку.
В этом случае поперечное сечение и используемые металлы будут расположены таким образом, что
нормальный ток будет протекать непрерывно без выделения достаточного количества тепла для
расплавления перемычки, но ток 50-процентной перегрузки, длительность которого превышает допустимую
для безопасности защищаемого предохранителем оборудования, будет генерировать достаточно тепла в
центральной зоне для расплавления перемычки. После этого узкая шейка основного звена должна будет
пропускать весь ток перегрузки и немедленно расплавится, при этом расплавлению перемычки будет
способствовать тепло, выделяемое за счет предварительного расплавления припоя и повышения контактного
сопротивления.
Как уже указывалось, используемый припой может иметь более низкую температуру плавления, чем металл
перемычки, в этом случае предохранитель при перегрузке сработает, не расплавив перемычку, поскольку
плавление припоя снизит проводимость пути через перемычку до такой степени, что ток будет перенаправлен
через узкое горлышко, и последняя расплавится. Я предпочитаю использовать перемычку со сравнительно
низкой температурой плавления, но очевидно, что описанный результат можно получить, используя
перемычку со сравнительно высокой температурой плавления и полагаясь на то, что плавление припоя с
низкой температурой плавления приведет к перенаправлению тока перегрузки через узкое горлышко и его
расплавлению. В нормальных условиях предохранитель срабатывает в центре, где площадь основного звена
минимальна, но конструкция и расположение таковы, что при очень сильной перегрузке, например, вызванной
коротким замыканием, срабатывание предохранителя в этой точке не происходит. Внезапное увеличение тока
до такого значения немедленно разрывает основное звено с каждой стороны центральной биметаллической
зоны, при этом теплоемкость последней и почти мгновенное сплавление боковых частей предотвращают ее
разрыв и обычно приводят к ее отрыву от концевых частей звена и ее отрыву под действием силы тяжести
или, при необходимости, смещающей силы.
Таким образом, с токами короткого замыкания и чрезмерными токами справляются с помощью меди или
подобных ей материалов, а с обычными перегрузками — путем первоначального плавления мостиковой
детали, которая может быть изготовлена из олова, цинка или другого подходящего металла или сплава с
низкой температурой плавления, после чего узкая медная или подобная трубка каталитически плавится при
умеренной перегрузке, которая фактически является чрезмерной перегрузкой только для этой трубки.
Составная предохранительная планка, обладающая описанными характеристиками, очевидно, допускает
значительные модификации в отношении деталей конструкции, приведенных в качестве примера.
Изобретение применимо к открытым предохранителям или к предохранителям заменяющего типа,
защищенным трубчатыми рукоятками с открытыми концами, или к предохранителям, заключенным в корпуса,
содержащие обычные порошки, рассеивающие дугу, и особенно применимо к предохранителям,
изготовленным, как описано в Спецификации к заявке на патент № 19S,3S3, поданной настоящим заявителем
28 ноября 1921 года. При применении настоящего изобретения к пороховому патронному взрывателю
необходимо обеспечить защиту от возможности нагрева плавкого металла до высокой температуры — даже
выше точки плавления — и предотвратить его разрыв за счет поддержки, обеспечиваемой окружающим
спрессованным порошком.
Это достигается, как описано в Спецификации № 217626 от 19 февраля 1923 года, путем создания вокруг
центральной зоны или внутри центральной зоны пространства, свободного от воздуха и порошка, в которое
при плавлении металла с низкой плавкостью расплавленный металл попадает, нарушая тем самым
непрерывность потока через указанный металл, после чего металл с более высокой плавкостью плавится, как
описано выше. Этого можно удобно добиться, обернув центральную зону шелковой нитью или чем-то
подобным достаточной толщины, так что при нагревании плавкого метаматериала указанный материал будет
расходоваться, оставляя необходимую полость вокруг центральной зоны. Однако в предпочтительном
варианте центральная зона выполнена следующим образом: — Полая ромбовидная часть плавкого металла
образует перемычку зазора в центральной зоне, либо располагаясь с одной стороны медного звена, либо
медное звено может быть выполнено в два слоя, а полая ромбовидная часть плавкого металла удерживается
между ними.
Предпочтительно, полый сосуд ромбовидной формы заполняется инертным газом и может быть изготовлен
следующим образом: трубка из олова или другого подходящего металла или сплава заполняется, например,
углекислым газом, и газ заключается в него путем сплющивания концов трубки; сплющивание продолжается
до тех пор, пока весь газ не окажется в выпуклой центральной части; затем стенки трубки, соприкасающиеся с
каждой стороны центральной выпуклой части, срезаются, предпочтительно с помощью паяльника, который их
перерезает и герметизирует, и полученная таким образом выпуклая часть используется для формирования
перемычки, которая перекрывает зазор центральной зоны и может быть припаяна к ней или удерживаться на
месте с помощью выступов, предусмотренных на медном звене. Я проиллюстрировал свое изобретение на
прилагаемых чертежах, на которых: на фиг. 1-3 показано расположение, в котором низкоплавкий металл
принимает форму пластины или полосы; на фиг. 4 этот металл принимает форму ряда параллельных
проволок; на фиг. 5 и 6 низкоплавкий металл расположен в виде газонаполненного ромба, а на фиг. 7-10
показан предпочтительный способ изготовления плавкого элемента.
Сначала обратимся к рис. 1, 2 и 3: А — полоска меди или подобного металла с высокой проводимостью и
сравнительно высокой температурой плавления. На концах a, где полоска прикреплена к клемме, ее ширина
подобрана таким образом, чтобы обеспечить достаточно хороший контакт и предотвратить нагрев. В точках a
площадь поперечного сечения полосы может быть равна площади поперечного сечения в точке a или быть
немного меньше, но в точках a между a и a площадь поперечного сечения полосы значительно уменьшается,
например, за счет уменьшения ширины. Ранее было предложено плавкое замыкание, состоящее из одного
металла и имеющее по всей длине множество участков со значительно меньшей токонесущей способностью,
чем у промежуточной части, имеющей однородное сечение и полностью состоящей из того же одного
металла, что и указанные участки. Цель этого замыкания заключалась в том, чтобы обеспечить разделение
указанной промежуточной части без расплавления при перегорании предохранителя. Центральная часть
полосы А имеет выемку, уменьшающую сечение до узкого перешейкообразного соединительного участка a4,
который немедленно расплавится при умеренной перегрузке или расплавится при нормальной или меньшей,
чем нормальная, нагрузке.
Однако токонесущая способность центральной части а восстанавливается путем припаивания к указанной
части полоски или пластины В, предпочтительно из металла с более низкой температурой плавления, чем А, с
одной или с обеих сторон, как показано на рисунке, причем используемый припой предпочтительно имеет
более низкую температуру плавления, чем материал, из которого изготовлена полоска В. Действие
происходит следующим образом: когда через плавкий элемент проходит нормальный ток, участка в точке а, а
также объединенного участка части а4 и полосок B, достаточно для непрерывного протекания этого тока без
чрезмерного нагрева. Однако поперечное сечение различных частей плавкого элемента расположено таким
образом, что при длительной перегрузке, превышающей безопасный для защищаемого устройства период
времени, выделяемое тепло расплавляет полоску или полоски B или припой, которым они соединены с
пластиной A, в результате чего вся нагрузка по перегрузке приходится на узкий соединительный патрубок a4,
который немедленно плавится и размыкает цепь.
В этом отношении плавкий элемент работает так же, как описано в моем предыдущем патенте, касающемся
биметаллических предохранителей. Однако я обнаружил, что, уменьшив площадь поперечного сечения
полосы А в точке или точках а до значения, которое, хотя и позволяет ей выдерживать умеренную перегрузку,
приведет к ее мгновенному плавлению в этой точке при значительном токе короткого замыкания,
предохранитель срабатывает в этой точке до того, как успеют расплавиться и испариться полосы В, которые
обычно остаются целыми, когда предохранитель срабатывает при таких обстоятельствах. Если бы участки
полосы с каждой стороны детали a4 имели такую же пропускную способность по току, как и участки a, то ток
короткого замыкания вызвал бы испарение металла полос B, а последующее возгорание привело бы к взрыву
с соответствующими разрушительными последствиями. Таким образом, плавкий элемент, изготовленный в
соответствии с изобретением, приспособлен для работы при умеренной перегрузке или коротком замыкании,
в зависимости от обстоятельств, чего нельзя сказать об обычных плавких элементах, и чего нельзя сказать о
биметаллических плавких элементах, изготовленных обычным способом.
Припаивание пластин B к полосе A припоем с более низкой температурой плавления, чем у металла полос B,
улучшает работу, поскольку сопротивление между деталями a и пластинами B увеличивается при плавлении
припоя, а дополнительное тепло, выделяемое при этом, обеспечивает более быстрое плавление пластин B. В
некоторых случаях я обнаружил, что пластины B могут быть изготовлены из сравнительно
высокопроводящего металла, такого как оловянный сплав или медь, если они прикреплены к деталям a
припоем с низкой температурой плавления, поскольку отрыв пластин B при плавлении припоя приводит к
сплавлению соединяющей детали a4. Однако предпочтение следует отдавать пластинам, изготовленным из
металла с низкой температурой плавления, такого как олово или цинк. На фиг. 4 показано устройство, в
котором центральные части а медной полосы, изготовленной, как описано в связи с фиг. 1-3, соединены
между собой рядом коротких проводов В, изготовленных из металла со сравнительно низкой температурой
плавления, а на фиг. 5 и 6 показано устройство, в котором указанные части а соединены полой ромбовидной
частью В, изготовленной из металла с низкой температурой плавления и заполненной инертным газом
описанным выше способом.
На рисунках с 7 по 11 показана предпочтительная форма плавкого элемента. В данной модификации имеются
две полосы А, части a, a, a и a4 выполнены, как описано, за исключением того, что несущая способность части
a дополнительно снижена за счет проделывания в этих частях отверстий a5, а часть a снабжена выступами
a6. B представляет собой полую деталь ромбовидной формы, изготовленную, как описано, из трубки из
металла с низкой температурой плавления, внутри которой находится инертный газ, такой как CO2. Полная
полоса собирается, как показано на рисунке, путем соединения полос А лицевой стороной друг к другу, при
этом части a слегка разделены, а ромбовидная часть B вставляется таким образом, чтобы она удерживалась
полосами А и соединяла части a вместе, при этом герметичные концы B и прилегающие части другой полосы
охватываются выступами a6 каждой полосы и предпочтительно крепятся к основной полосе с помощью
заклепок и пайки. Модификация, показанная на фиг. 5 и 6, а также на фиг. 7-10, подходит для пороховых
патронных предохранителей, цель которой состоит в том, чтобы сделать соединительную часть из
низкоплавкого металла выпуклой формы для обеспечения полости для проседания, как описано в моей
спецификации № 217626, и я считаю эту конструкцию необходимой для обеспечения удовлетворительной
работы в случае пороховых патронных предохранителей, работа которых дополнительно улучшается за счет
оснащения корпуса предохранителя расширительной камерой, как описано в спецификации к патенту №
198383, выданному мне.
Конструкция может варьироваться в зависимости от типа и назначения предохранителя, к которому
применяется изобретение. Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его
осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_217626.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=217626&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB217626A
[]
Усовершенствования в области электрических предохранителей. Я, Вернон Хоуп, подданный
Великобритании, проживающий в Аптон-Холле, Маклсфилд, графство Честер, настоящим заявляю, что суть
данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к электрическим
предохранителям, и его целью является создание предохранителя, приспособленного: - для пропускания тока
полной силы и в течение длительных периодов времени, соответствующего его номинальному значению;
Срабатывание происходит при умеренной перегрузке в течение заданного времени; а при воздействии тока
короткого замыкания или подобного чрезмерного тока – без повреждения клемм предохранителя или
фитингов. В предохранителях патронного типа с порошковым наполнителем, в которых плавкая вставка
состоит из одного металла, и особенно в предохранителях этого типа, изготовленных в соответствии со
спецификацией к заявке на патент № 198383 от 28 ноября 1921 года, поданной настоящим заявителем,
достигается очень удовлетворительная работа предохранителя при сильном избыточном токе, таком как ток
короткого замыкания: однако трудно изготовить такие предохранители таким образом, чтобы они постоянно
поддерживали нормальный ток и при этом гарантированно срабатывали при умеренной перегрузке; такая
перегрузка может расплавить предохранитель, но поскольку предохранитель установлен в практически
плотно прилегающем канале, образованном сравнительно уплотненным порошком, расплавленный или
частично расплавленный и пластичный металл, сохраняющий свою форму, продолжает пропускать ток
умеренной перегрузки: это еще больше способствует уплотнению порошка за счет нагрева. Это может
привести к тому, что выделяющееся тепло в конечном итоге сожжет корпус предохранителя и клеммы.
Согласно настоящему изобретению, это нежелательное явление преодолевается путем создания полости или
резервуара для оседания расплавленного металла, в который порошок не может попасть, но куда стремится
попасть расплавленный металл предохранителя, а также путем увеличения площади поперечного сечения в
этом месте, когда предохранитель плавится при определенном и умеренном токе перегрузки, вызывая разрыв
предохранителя в какой-либо точке его длины: как только происходит такой разрыв, патронный
предохранитель с порошковым наполнителем эффективно отключает цепь даже при сравнительно высоком
напряжении, при этом порошок, в отсутствие воздуха, служит для гашения любой возникающей дуги. Полость
может быть сформирована любым удобным способом, обеспечивающим ее отсутствие рядом с порошком и
сообщение с металлом взрывателя; обычно она формируется в центре длины звена взрывателя, и для одного
звена взрывателя может быть сформировано более одной такой полости. Полость может быть образована
путем обертывания вокруг плавкого предохранителя на коротком участке его центральной части легкой
тканью или подобным материалом, либо путем нанесения на указанный участок пластичного материала для
получения требуемой формы полости: указанная ткань или материал должны быть приспособлены для
сгорания без образования большого количества золы при повышении температуры предохранителя до
подходящего значения ниже его точки плавления.
Однако предпочтительно, чтобы полость формировалась внутри самого металла плавкого предохранителя:
этого можно добиться, взяв трубку из подходящего плавкого металла длиной и площадью поперечного
сечения, соответствующими требуемому плавкому предохранителю, и сплющив трубку с каждого конца к
центральной точке так, чтобы осталась центральная выпуклая часть, внутренняя часть которой образует
полость. В некоторых случаях желательно заполнить полость инертным газом, например, диоксидом
углерода, и в описанной последней модификации это очень удобно сделать, заполнив трубку подходящим
газом до ее сплющивания, при этом полость герметизируется любым подходящим способом, например, путем
пайки внутренних сплющенных поверхностей трубки или путем герметизации сплющенных концов. Как видно,
полость, находящаяся внутри или снаружи металла, образует резервуар для оседания, в который стекает
расплавленный металл, который в противном случае сохранил бы свою первоначальную форму, будучи
заключенным фактически в канал, образованный спрессованным порошком, и что по мере увеличения его
поперечного сечения в указанном резервуаре в какой-то точке по всей его длине должен происходить разрыв
непрерывности...
Обычно предпочтительнее наличие одной, точно расположенной полости вблизи центра длины
предохранителя, то есть той части, которая плавится первой; кроме того, в случае вертикально
расположенных предохранителей потоку расплавленного металла в полость способствует поток
расплавленного металла сверху. Однако полость с соответствующим образом уменьшенной площадью
поперечного сечения в некоторых случаях может простираться на всю длину плавкого предохранителя: в
таком случае полость внутри плавкого металла будет образована с помощью трубчатого плавкого
предохранителя. Увеличенная площадь поперечного сечения, доступная для расплавленного металла,
приводит к разрыву целостности при расплавлении предохранителя. Вставка предохранителя может быть
изготовлена из олова, цинка или любого другого металла с относительно низкой температурой плавления,
обычно используемого для предохранителей; для заполнения патрона может использоваться любой
подходящий порошок, например, обычная смесь мраморной пыли или смесь, описанная в указанной мной
спецификации. Клеммные соединения и конструкция картриджа могут быть выполнены любым подходящим и
известным способом, но в этих отношениях целесообразно использовать решения, описанные в указанной
спецификации.
Усовершенствования в области электрических предохранителей. Я, Вернон Хоуп, подданный
Великобритании, Заявитель из Честера, Англия, настоящим заявляет о природе данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: В
предохранителях патронного типа с порошковым наполнителем, в которых плавкая вставка состоит из одного
металла, и особенно в предохранителях этого типа, изготовленных в соответствии со спецификацией заявки
на патент № 198383 от 28 ноября 1921 года, поданной настоящим заявителем, достигается очень
удовлетворительная работа предохранителя при сильном избыточном токе, таком как ток короткого
замыкания; однако трудно изготовить такие предохранители таким образом, чтобы они постоянно
поддерживали нормальный ток и при этом гарантированно срабатывали при умеренной перегрузке; такая
перегрузка может расплавить предохранитель, но поскольку предохранитель установлен в практически
плотно прилегающем канале, образованном сравнительно уплотненным порошком и частично окисленной
оболочкой плавкого металла из-за многократного нагрева, расплавленный или частично расплавленный и
пластичный металл, сохраняющий свою форму, продолжает выдерживать умеренную перегрузку ток; это
приводит к дальнейшему сжатию энергии за счет нагрева, и выделяемое тепло в конечном итоге может
привести к возгоранию корпуса предохранителя и клемм.
Согласно настоящему изобретению, это нежелательное действие устраняется путем создания полости,
которая будет называться полостью для оседания, в которую помещается порошок. Когда предохранитель
плавится под действием определенного и умеренного тока перегрузки, это приводит к его разрыву в
какой-либо точке по всей длине; после такого разрыва порошковый патронный предохранитель эффективно
отключает цепь даже при сравнительно высоком напряжении, при этом порошок, в отсутствие достаточного
количества воздуха, гасит любую возникшую дугу. В электрических предохранителях, в которых плавкий
элемент заключен в контейнер, заполненный порошком из электропроводящего материала, было предложено
создать пространство вокруг части плавкого элемента. В некоторых предлагаемых конструкциях такое
пространство имеет стеклянную или другую прозрачную стенку, через которую можно осмотреть фитиль,
чтобы установить, сработал он или нет. В других конструкциях пространство образовано полой
металлической сферой, состоящей из двух частей, через которую проходит фитиль, причем две части сферы
разделены расположенной между ними изолирующей диафрагмой. Цель состоит в том, чтобы исключить
попадание пороха в ту часть фитиля, которая проходит через указанную сферу, и ограничить
распространение тепла пространством, заключенным внутри сферы.
В других конструкциях внутри капсулы, через которую проходит взрыватель, находится газообразующее
вещество, например, пикрат калия. путем сплавления проволоки предохранителя внутри капсулы, но при этом
вещество не воспламеняется от тепла, выделяемого при повышении температуры до точки плавления
предохранителя включительно; цель состоит в том, чтобы при образовании дуги и воспламенении
газообразующего вещества создать давление внутри основного держателя предохранителя, которое
используется для приведения в действие индикаторного устройства в виде вставки или гибкой прокладки над
отверстием, образованным в стенке контейнера предохранителя, причем это давление приводит к
выталкиванию вставки из указанного отверстия или к выступу прокладки через него. Целью создания полости
для оседания металла в соответствии с настоящим изобретением является, как указано, обеспечение
полости с большей площадью поперечного сечения, чем у плавкого элемента, проходящего через нее, так что
при плавлении указанного элемента и оседании расплавленного металла в полости происходит четкое
нарушение целостности плавкого элемента.
Я обнаружил, что если полость для проседания предохранителя не полностью свободна от воздуха, то
металл предохранителя, который испаряется при перегорании предохранителя в условиях короткого
замыкания, соединяется с кислородом воздуха, в результате чего выделяется значительное количество тепла
и возникает чрезмерное давление, которое повреждает корпус предохранителя и делает его работу
неудовлетворительной. Наличие в полости провала вещества, выделяющего кислород при нагревании,
безусловно, столь же нежелательно, а наличие взрывчатого вещества, такого как пикрат калия, которое
взрывается и создает давление при образовании дуги в результате перегорания фитиля, еще более
нежелательно. Наиболее удовлетворительной конструкцией, обеспечивающей отсутствие воздуха в полости,
образовавшейся при срабатывании взрывателя, является формирование полости внутри взрывателя путем
изготовления всего взрывателя или той его части, которая образует полость, из сплава металла с полым
поперечным сечением, из внутренней части которого в виде трубки был удален воздух, а вместо него был
заменен инертный газ, такой как CO, как описано ниже.
Однако в некоторых случаях полость может быть достаточно очищена от воздуха путем формования ее в
порошковом наполнителе с помощью матрицы из материала, который сгорает при нагреве фитиля, заполняя
таким образом полость инертными продуктами сгорания вместо воздуха. Полость может быть образована
любым удобным способом, обеспечивающим ее отсутствие в порохе или взрывчатом веществе, а также
практически полное отсутствие воздуха или других газов, способных поддерживать горение; обычно она
образуется в центре длины взрывателя, и для одного взрывателя может быть образовано более одной такой
полости. Я проиллюстрировал свое изобретение на прилагаемых чертежах, на которых: - на фиг. 1 и 2
показано обычное расположение обычного плавкого элемента в закрытом пороховом
патроне-предохранителе; на фиг. 3-11 схематически показаны различные способы конструкции, с помощью
которых может быть образована полость проседания; - на фиг. 12 показано расположение плавкого элемента,
показанного на фиг. 6, 7 и 8, примененного к обычному типу порохового патрона-предохранителя.
На фиг. 13–16 показан предпочтительный вариант конструкции плавкого элемента, а на фиг. 17–21 —
предпочтительный вариант корпуса для использования с предпочтительной формой ленты. На рис. 1 и 2 А —
элемент взрывателя, В — патрон, а С — порох. Эти буквы будут использоваться во всей спецификации для
обозначения различных компонентов, при этом разные типы предохранительных элементов будут
различаться добавлением цифры к буквенному обозначению. Как уже говорилось, при такой конструкции
предохранитель крепится практически в плотно прилегающем канале, площадь поперечного сечения которого
в каждой точке равна площади полосы. Такая конструкция предотвращает нарушение целостности при
расплавлении предохранителя, но эта трудность преодолевается путем создания полости для усадки, как
описано выше. На фиг. 3, 4 и 5 полость проседания S образуется путем размещения в центре или вблизи
центра взрывателя, до его вставки в патрон и заполнения последнего порохом, сердечника D из материала,
который легко воспламеняется при нагреве взрывателя, не оставляя при этом большого количества золы.
Этого можно добиться, слегка обматывая элемент предохранителя шелковой или подобной нитью до тех пор,
пока не будет получена желаемая конфигурация сердечника. Подготовленный таким образом фитиль
вставляется в патрон, который затем заполняется порохом. Когда предохранительный элемент перегревается
под действием тока, материал сердечника сгорает, образуя полость проседания, как показано на рис. 4 (S).
Предохранительный элемент сконструирован таким образом, чтобы плавиться при наличии заданной
перегрузки в течение предписанного периода времени. Поскольку предохранитель обычно плавится в центре
своей длины, в или вблизи зоны проседания, и может быть специально сконструирован таким образом, чтобы
это происходило за счет уменьшения его токонесущей способности в центре его длины, становится очевидно,
что, поскольку площадь поперечного сечения зоны проседания больше, чем площадь плавкого элемента,
расплавленная часть последнего, затекая в зону проседания и накапливаясь в ней, обеспечивает нарушение
целостности плавкого элемента и разрыв цепи.
Для образования внутри элемента предохранителя камеры проседания, в полости которой отсутствует
воздух, используется конструкция, показанная на фиг. 6-8. В данном случае плавкий элемент выполнен в виде
отрезка трубки А, и трубка, перед ее введением в патрон, заполняется инертным газом, например, Она
сплющивается с каждого конца к центру, оставляя в центре выпуклую часть, которая, конечно же, будет
заполнена инертным газом, удерживаемым внутри путем пайки закрытых концов трубки или припаивания
соприкасающихся поверхностей сплющенных частей трубки. Принцип действия описан выше, но с
дополнительным преимуществом: полость заполняется инертным газом, предотвращающим образование
электрической дуги. Вместо того чтобы располагаться в центре элемента взрывателя, камера оседания может
простираться на значительную часть его длины; в этом случае, как показано на рис. 9, 10 и 11, трубка А4,
аналогичная описанной выше, но гораздо меньшего диаметра, заполняется инертным газом, а ее концы
сплющиваются и герметизируются; при расплавлении трубки расплавленный металл стекает на дно камеры
оседания, образованной внутренним диаметром трубки.
На фиг. 12 показан плавкий элемент, изготовленный в соответствии с фиг. 6-8, установленный в обычном
виде порошкового патронного предохранителя, причем плавкий элемент А6 прикреплен к клеммам F, концы
которых припаяны к заглушке G и контактным пластинам H, установленным на конце корпуса B, который
заполнен обычным порошком, используемым в предохранителях этого типа. Предпочтительная форма
плавкого элемента, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, заключается в том, что в нем
полость для проседания образована легкоплавким металлом, таким как цинк или олово, и закреплена на
основном плавком элементе, состоящем из металла, являющегося сравнительно хорошим проводником и
имеющего сравнительно высокую температуру плавления, такого как медь, расположенном таким образом,
Соседние файлы в папке патенты