Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11628
.pdf
следует понимать.
В частности, данное изобретение предназначено для практического применения некоторых устройств,
описанных в моей спецификации.
Патент № 378556 позволяет адаптировать некоторые восковые картриджи для использования с настоящим
изобретением, обеспечивает взаимозаменяемость этих картриджей и позволяет производить калибровку,
позволяет повторно устанавливать соответствующие восковые картриджи после каждого срабатывания, а
также содержит некоторые дополнительные способы активации, не ограничивающиеся нагревательным
эффектом электрического тока или восковым картриджем, упомянутым в предыдущем описании.
Например, хотя настоящее изобретение предназначено в первую очередь для защитного устройства
электрических аппаратов и, как таковое, будет в основном иметь форму выключателя для активации цепи
сигнализации или контактора, оно не предназначено для ограничения его применения распределительными
устройствами или средствами прерывания цепей; его использование может быть применено и для других
целей, где требуется терморегулирование или управление.
l 7 pri Ce l,, T, f, В качестве термочувствительного устройства для защиты электрооборудования, мое
изобретение 55 предназначено для срабатывания при чрезмерном повышении температуры
электрооборудования, и, в свою очередь, мое изобретение предназначено для приведения в действие
устройства, предназначенного для борьбы с таким чрезмерным повышением температуры, которое может
привести к поломке указанного оборудования, а также для подачи предупреждения о необходимости
внимания к указанному оборудованию.
Например, аппарат может быть приведен в действие за счет нагревательного эффекта избыточного тока,
протекающего через связанный с ним восковой картридж, но в случаях, когда большие нагрузки переносятся в
течение коротких периодов времени, может быть предпочтительнее приводить аппарат в действие только в
том случае, если длительность таких кратковременных нагрузок превышает допустимую, что приводит к
повышению температуры в соответствующем оборудовании.
Повышение температуры может быть вызвано неисправностью средств, используемых для рассеивания
тепла, выделяемого в электрооборудовании, например, неисправностью системы охлаждения, в которой
используется воздух, масло или вода (независимо от способа циркуляции), или недостаточным охлаждением
охлаждающего воздуха, масла или воды перед повторной циркуляцией из-за температурных условий
окружающей среды. Кроме того, подшипники работающего оборудования могут перегреваться из-за
механических неисправностей или дефектов в системе циркуляции масла. Если это происходит из-за
неисправности системы смазки, может быть нецелесообразно останавливать работающее оборудование, а
необходимо подать предупреждение и одновременно включить дополнительную подачу масла, чтобы
предотвратить заклинивание подшипников. Проблемы с подшипниками в равной степени касаются не только
электрооборудования, и мое изобретение предназначено для применения именно к нему.
Согласно некоторым вариантам осуществления данного изобретения, которые имеют форму переключателя
95, в котором картридж, описанный в моей спецификации № 3778, 56, будет адаптирован следующим
образом: контакты переключателя будут установлены в желаемое положение «включено» или «выключено»,
далее именуемое «нормальным положением», против противодействия силы, предназначенной для их
приведения в действие, далее именуемой «силой приведения в действие» или «положением приведения в
действие». Силе приведения в действие противодействует, например, восковой картридж, содержащий
спиральную пружину 4065333406333, заключенную в воск, причем указанная пружина в своей механической
конструкции спроектирована таким образом, чтобы ее сопротивление силе приведения в действие было
слабее, если она не усилена связанным с ней восковым веществом, в данном случае воском, содержащимся
в картридже, когда последний не достиг рабочей температуры.
При достижении рабочей температуры дополнительное сопротивление воска движению связанной с ним
винтовой пружины становится недостаточным для противодействия силе, стремящейся привести в действие
переключатель, после чего эта сила становится преобладающей, и переключатель срабатывает.
Например: контакт установлен на подвижном рычаге, и под действием возвратной пружины рычаг
перемещается вперед до тех пор, пока его контакт не встретится с неподвижным контактом. Рычаг
удерживается в положении с помощью спускового или фиксирующего механизма, который может
представлять собой рычаг, на котором установлен контакт, выполненный в виде фиксатора или запирающего
устройства. Если удерживающее средство имеет рычажный тип, один его конец закреплен на клеммной
колодке, расположенной таким образом, что подвижный рычаг, перемещенный в нормальное положение,
поднимает рычаг с клеммной колодки до тех пор, пока не сработает фиксатор.
Противоположный конец рычага закреплен на клеммной крышке воскового картриджа, описанной ниже,
которая может быть поднята или опущена, когда воск внутри картриджа размягчается из-за тока в цепи,
проходящего от пружины внутри картриджа, его клеммной крышки и рычага к подвижному рычагу. Сила
втягивания, стремящаяся привести в действие подвижный рычаг и, следовательно, управляемую цепь,
стремится поднять или опустить крышку, установленную на картридже, благодаря конструкции рычага.
Когда воск в картридже достаточно размягчается, чтобы рычаг мог переместить крышку, механизм фиксации
освобождается, подвижный рычаг приводит в действие цепь, и усилие, ранее приложенное к крышке
картриджа, ослабляется, после чего крышка возвращается в свое нормальное положение благодаря
собственному натяжению, не сдерживаемому размягченным воском. В этом положении воск охлаждается и
затвердевает, и операцию переключения можно повторять бесконечно.
Картридж может удерживаться подвижным рычагом или занимать фиксированное положение в зависимости
от требуемого типа переключателя, либо сам по себе может представлять собой подвижный контакт
переключателя или опору контакта, в этом случае крышка картриджа будет представлять собой один контакт,
а нижний конец картриджа будет шарнирно закреплен, позволяя контактам размыкания цепи раздвигаться под
действием пружин, силы тяжести или тому подобного.
Рычажный механизм не требуется во всех типах переключателей, но имеет важное значение в случаях, когда
контактное давление имеет значение, а механическая прочность пружины внутри картриджа недостаточна
для непосредственного обеспечения этого давления. Кроме того, поскольку 70 регулировка давления или
подъема на крышке картриджа за счет втягивающей силы, действующей на подвижные части переключателя,
осуществляется посредством рычажного механизма, становится возможной дополнительная калибровка
устройства 75, использующего картридж, поскольку степень мягкости воска, связанного с пружиной, будет
влиять на точку, в которой втягивающая сила может привести в действие механизм переключателя,
регулировка рычага по частям 80 позволяет дополнительно калибровать отдельные картриджи.
Дальнейшее применение рычажных механизмов связано с двух- или трехполюсными выключателями.
Приведенное выше описание относится к однополюсному выключателю, приводимому в действие током,
протекающим через связанный с ним картридж. Вышеизложенное также относится к любой схеме, в которой
несколько полюсов могут управляться перемещением общего несущего элемента или подвижных контактов,
при этом отключающий картридж установлен только на одном полюсе и срабатывает только в случае
избыточной нагрузки на этом полюсе, когда все цепи, управляемые подвижной частью выключателя, будут
разорваны. В случае нескольких выключателей может потребоваться использование картриджа на каждом
полюсе, когда вследствие чего-либо.
Ток короткого замыкания в одном полюсе или, в случае трехфазной цепи, плохое соединение, вызывающее
однофазное замыкание, перегрузка в одном или нескольких картриджах должна быть сконструирована таким
образом, чтобы срабатывал многополюсный выключатель как единое целое, размыкая все полюса
одновременно. 105 Соответственно, используемый рычаг или другое устройство сконструировано таким
образом, что, когда один картридж устройства приводится в действие и его клеммная крышка поднимается
или опускается из нормального рабочего положения, срабатывает общий механизм отключения 11O, который
одновременно срабатывает на все контакты, прежде чем контакт, связанный с рабочим картриджем,
фактически разомкнет цепь в соответствующем полюсе. 115 В качестве примера, трехполюсный выключатель
может состоять из трех рычагов, каждый из которых шарнирно соединен с одним из них и несет контактное
устройство на противоположном конце, состоящее из рычага, шарнирно закрепленного в верхней части этого
рычага, например, стержня из изоляционного материала 120. К этому рычагу прикреплен восковой картридж с
помощью зажимов, которые позволяют картриджу оставаться в положении, параллельном рычагу, но на
некотором расстоянии от него, скажем, на три дюйма, клеммная крышка картриджа 125 опускается.
приблизительно на уровне верхней части руки.
Рычаг, закрепленный на рычаге, расположен таким образом, что с одной стороны он входит в зацепление с
крышкой патрона, а с противоположной стороны выступает за пределы рычага. Таким образом, давление на
этом конце будет стремиться за счет рычага поднять или опустить крышку патрона на другом конце.
Предполагается, что рычаг имеет контакт на конце, противоположном патрону, и предназначен для работы в
качестве фиксатора, который необходимо нажать, прежде чем переключатель можно будет освободить с
помощью возвратного давления. Поскольку шарнир закреплен на подвижном рычаге, крышка патрона должна
быть поднята при нажатии указанного контакта, закрепленного на рычаге.
В описанном выше примере неподвижные контакты расположены на поворотном рычаге, над подвижным
рычагом, но на одной линии с ним, когда выключатель замкнут.
Конструкция такова, что когда подвижный рычаг встречается с неподвижным, но поворотным контактом,
последний позволяет контактам подвижного рычага перейти в положение «включено», когда фиксирующее
устройство закрепляет верхние поворотные контакты, которые, в свою очередь, предотвращают размыкание
цепи подвижным рычагом. Фиксирующее устройство, закрепляющее верхние поворотные контакты,
выполнено в виде механизма спускового механизма, расположенного на всех полюсах многопозиционного
переключателя.
Приведение выключателя в действие с помощью одного картриджа из группы осуществляется следующим
образом: каждый подвижный рычаг получает определенную величину свободного перемещения, когда
соответствующий ему контактный колпачок картриджа начинает двигаться. Поскольку контакт подвижного
рычага соединен с рычагом и удерживается верхним поворотным контактом, автоматическое размыкание
возможно только тогда, когда колпачок картриджа поднят, когда противоположный контакт опущен и может
пройти под верхним поворотным контактом, который все еще удерживается своим фиксатором. Когда
колпачок картриджа поднимается рычагом, подвижный рычаг перемещается вперед под действием
втягивающего давления, но без разрыва контакта. Подъем рычага при подъеме колпачка картриджа
предназначен для приведения в действие общего механизма срабатывания всех поворотных контактов 50),
который при одновременном размыкании позволяет всем контактам, установленным на подвижном рычаге,
размыкать свои соответствующие цепи в один и тот же момент.
Аналогичное устройство для общего управления многопозиционным переключателем, открывающим
отдельный картридж из группы, может быть реализовано с помощью тумблера, связанного с одним или всеми
полюсами переключателя.
Если каждый полюс удерживается переключателем, связанным с картриджем, до тех пор, пока последний не
будет приведен в действие, то движение одного из контактных рычагов полюса направлено на приведение в
действие общего механизма отключения, размыкающего все цепи одновременно.
Целью данного изобретения не является ограничение тока, протекающего через описанный в нем
переключатель, только током, протекающим через соответствующий ему картридж. В случае токов утечки
картридж может быть обязан пропускать лишь небольшую часть тока 70, протекающего через переключатель.
Подвижные звенья переключателя могут быть снабжены шунтами, так что только часть тока будет протекать
через соответствующий картридж; по этой причине для предотвращения чрезмерного напряжения пружины и
воска внутри картриджа может потребоваться рычажное устройство.
Опять же, картридж может быть связан с механизмом срабатывания выключателя и 80.
не связан напрямую с током, протекающим через выключатель. Например, в случаях, когда из-за дефектов
изоляции могут быть задействованы как источники постоянного тока, так и источники переменного тока, ток
утечки одного источника может потребоваться для срабатывания механизма отключения другого, для чего
картридж, используемый с механизмом отключения, будет электрически соединен для достижения этой цели.
Предполагается, что в описанном механизме переключения используются винтовые пружины, но в некоторых
случаях для осуществления вращательного движения может потребоваться ленточная или спиральная
пружина, особенно в...
В случаях, когда электрический ток не используется для нагрева и размягчения воска, связанного с пружиной,
изобретение предназначено для включения двух устройств, приводимых в действие нагревом, применяемым
для размягчения воска, связанного с пружиной, которые, в свою очередь, используются для индикации или
приведения в действие защитных устройств, которые должны быть приведены в действие при чрезмерном
повышении температуры защищаемого оборудования.
Например, может потребоваться срабатывание выключателя, если корпус электродвигателя достигнет
заданной температуры или подшипники электродвигателя.
двигатель или другое оборудование, например, оси дорожных транспортных средств, при этом пространство,
доступное для механизма переключения, ограничено.
В этом случае механизм переключения будет состоять из ленточной или спиральной пружины, помещенной
115 в подходящий корпус для размещения воска, используемого для ограничения движения пружины.
Механизм переключения будет сконструирован в соответствии с вращательной системой и приведен в
нормальное положение 120 с помощью возвратной пружины. Последняя может быть ленточной или
спиральной, но прежде чем переключатель можно будет активировать, первая упомянутая удерживающая
пружина должна быть 125 прижата, чтобы обеспечить движение механизма защелки, что возможно только
после размягчения воска, поскольку удерживающая пружина или сила, противодействующая рабочей пружине
или силе, по конструкции 130 406,33:3 способна противостоять рабочей силе только при усилении воском.
Если же устройство предназначено для установки в корпус электродвигателя или другого оборудования, или
для использования в подшипниках, или для внутреннего использования внутри корпуса оборудования, то для
его изготовления используется трубчатый контейнер, при этом ленточная пружина располагается так, чтобы
ее края были параллельны стенкам трубчатого корпуса, и скручивается против сопротивления размягченного
воска при срабатывании переключающего механизма, прикрепленного к одному концу трубчатого корпуса.
Дальнейшее применение термического принципа в связи с нагреваемыми подшипниками движущихся
механизмов заключается в том, что при срабатывании аппарата в качестве аварийного сигнала при
размягчении или плавлении соответствующего воска также активируется механизм для подачи аварийной
подачи смазочного масла к нагреваемому подшипнику; кроме того, восковой блок или картридж сам по себе
может использоваться в качестве емкости для масла, серы, графита или другого вещества, используемого
для предотвращения заклинивания подшипников при перегреве, при этом восковой картридж при плавлении
высвобождает такие вещества.
Общие принципы работы патронов в общей гильзе описаны в моей технической спецификации №.
378,556, и в данном описании не содержится никаких дополнительных заявлений относительно общих
принципов, изложенных в ранее упомянутой спецификации. Необходимо описать дальнейшие
усовершенствования в конструкции указанных картриджей для использования с настоящим изобретением.
Сменные картриджи, позволяющие данному аппарату работать при желаемых электрических или тепловых
параметрах, имеют несколько описанных ниже форм. Прямоугольный или круглый блок воска или подобного
вещества снабжен металлической крышкой на каждом конце, причем крышки, при необходимости,
перфорированы и действуют как поршни, через которые расплавленный или размягченный воск проходит под
давлением, и представляют собой сменные элементы в описанном ранее аппарате, в котором поршень,
расположенный внутри трубчатого корпуса, при движении позволяет активировать соответствующий
переключатель или другой механизм.
Картриджи для электрического питания могут иметь аналогичную описанную выше форму, но внутри воска
размещается подходящий нагревательный элемент, а торцевые заглушки используются в качестве клеммных
соединений. Ток, проходящий через этот нагревательный элемент, вызывает размягчение воска и позволяет
перемещать поршень.
Картриджи могут быть выполнены в виде резистивной или нагревательной проволоки, помещенной внутри
стеклянной, фарфоровой или металлической трубки, один конец которой снабжен неподвижным клеммным
колпачком, а противоположный конец имеет клеммный колпачок, который может свободно подниматься или
опускаться, когда соответствующий воск находится в пластичном состоянии. Указанный подвижный клеммный
колпачок может располагаться снаружи стенок трубки в виде втулки, или указанный клеммный колпачок может
быть размещен внутри стенок трубки в виде заглушки, при этом предусмотрено крепление конца
нагревательной спирали к указанным клеммным колпачкам или подобным устройствам. Если трубка
изготовлена из металла, может использоваться изолирующая прокладка или средства для предотвращения
контакта нагревательной спирали со стенками металлической трубки; клеммные колпачки могут быть
изолированы от трубки.
Поскольку количество тепла, поглощаемого восковым веществом, содержащимся внутри трубки, определяет
физические свойства последней, следует понимать, что при нагревании изнутри указанной трубки с помощью
нагревательной спирали необходимо предусмотреть меры по рассеиванию или сохранению количества
тепла, например, выделяемого нагревательной спиралью.
Трубка, предназначенная для рассеивания тепла, накопленного в восковом веществе, может быть выполнена
из металла, к которому прикреплены излучающие ребра, так что нагревающее воздействие токов нормальной
нагрузки не будет влиять на температуру воска в достаточной степени, чтобы изменить его физические
свойства и позволить срабатывание аппарата. Это происходит по той причине, что теплопроводность воска
достаточна для передачи тепла, накопленного в нагревательной спирали, к стенкам трубки, а оттуда – для
рассеивания в окружающем воздухе. Аналогичный контроль над рассеиванием тепла для обеспечения
ограниченного повышения температуры в восковом веществе, связанного с нагревательной спиралью или
рабочим механизмом, обычно удерживаемым воском, осуществляется с помощью двойных трубок,
образующих рубашку и контейнер для некоторого теплопоглотителя.
Аналогичным образом, тепло, выделяемое внутри воскового вещества, может быть сохранено путем
использования оболочки или теплоизоляции. 115 Картриджи также могут быть сконструированы таким
образом, чтобы обеспечить кипение воска в случае сильной перегрузки, при этом связанный с ним
выключатель или подобное устройство не прерывает приложенный ток с достаточной скоростью, чтобы
предотвратить, например, переход воска в газообразное состояние или его выкипание и разбрызгивание до
такой степени, что при последующем охлаждении клеммная крышка, предназначенная для перемещения,
может прилипнуть к содержащей ее трубке из-за загрязнения.
Для обеспечения внезапного кипения воскового вещества, трубка, содержащая воск, например, стеклянная,
помещается внутрь металлической или стеклянной трубки большего диаметра и содержит 130 г воска во
внутренней трубке, так что весь общий объем воска будет поглощать тепло при постепенно увеличивающейся
или относительно постоянной нагрузке, но только та часть воска, которая содержится во внутренней трубке и
влияет на движение катушки, металла и тому подобного элемента, удерживаемого восковым веществом.
Данное изобретение может использоваться в сочетании с аппаратами известного типа, например, с
катушечными выключателями перегрузки, которым оно может обеспечивать функцию задержки времени.
Описанные механические устройства в основном предназначены для применения с воском и подобными
веществами, которые являются изоляторами электричества, но изобретение не ограничивается ими, если
необходимо привести в действие описанный аппарат с помощью других типов тепловых элементов,
металлических сплавов и тому подобного.
Дата: 19 августа 1932 года.
Бэйли и Бертон, 57 и 58, Чансери Лейн, Лондон, W C 2, агенты заявителя.
Большая длина. Фиксированная клеммная крышка, например, в нижней части картриджа, предназначенного
для работы в вертикальном положении, фиксирует как внутреннюю, так и внешнюю трубки. Верхняя или
подвижная клеммная крышка поднимается над внутренней трубкой и поддерживается внешней трубкой,
которая служит направляющей для внутренней заглушки или внешней втулки. Клемма нагревательного
элемента соединяется с верхней клеммной крышкой, которая затем очищается от воска, содержащегося во
внутренней трубке. Если воск выкипит через край внутренней трубки, он перетечет через края в пространство
между внутренней и внешней трубками, не достигая верхней клеммной крышки.
Картридж может быть сконструирован аналогично описанной выше двухтрубной конструкции для
дополнительной цели быстрого действия, когда большая нагрузка нагревает элемент внутри внутренней и
меньшей трубки, содержащей относительно небольшое количество воска. Дополнительное количество воска
также помещается в пространство между внутренней и внешней трубками, предусмотрена возможность
выкипания (см. ПОЛНУЮ СПЕЦИФИКАЦИЮ).
Усовершенствования, относящиеся к термоприводным устройствам или связанные с ними.
Я, Артур Джордж Буллен, проживающий по адресу: Ньюстед Роуд, 29, Сефтон Парк, Ливерпуль, графство
Ланкашир, подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к термочувствительным аппаратам, использующим вещества, такие как
воск и тому подобные, которые при воздействии или отводе тепла претерпевают физические изменения,
обеспечивающие переменное сопротивление движению металла, стекла, фарфора или других веществ,
связанных с термически воздействующим веществом, далее именуемым «воск», причем этот термин
включает все плавкие вещества, обладающие следующими характерными свойствами, зависящими от
количества содержащегося тепла, а именно: затвердеванием или размягчением по мере изменения
количества приложенного или отводимого тепла.
В частности, данное изобретение предназначено для практического применения некоторых устройств,
описанных в моей британской спецификации № 378556, для адаптации некоторых восковых картриджей для
использования с настоящим изобретением, для взаимозаменяемости этих картриджей и регулировки
калибровки, для возможности сброса соответствующих восковых картриджей после каждого срабатывания, а
также для включения некоторых дополнительных методов срабатывания, не ограничивающихся тепловым
эффектом электрического тока или восковым картриджем, включенным в предыдущую спецификацию.
Например, хотя настоящее изобретение предназначено в первую очередь в качестве защитного устройства
для электрических аппаратов и, как таковое, будет в основном иметь форму выключателя для активации
сигнализации или выключателя, управляющего цепью проводника, оно не предназначено для ограничения его
применения распределительными устройствами или средствами прерывания цепей; его использование может
быть применено и для других целей, где требуется терморегулирование или срабатывание. В качестве
термочувствительного устройства для защиты электропроводки мое изобретение предназначено для
срабатывания при чрезмерном повышении температуры электрооборудования, и, в свою очередь, мое
изобретение предназначено для активировать устройство, предназначенное для предотвращения
чрезмерного повышения температуры, которое может привести к поломке указанного оборудования, а также
подавать предупреждение о том, что указанное оборудование требует внимания.
Например, мое изобретение может приводиться в действие тепловым эффектом избыточного тока,
протекающего через соответствующий восковой картридж, но в случаях, когда большие нагрузки переносятся
в течение коротких периодов времени, может быть предпочтительнее приводить мое изобретение в действие
только в случае превышения кратковременных нагрузок, продолжительность которых вызывает повышение
температуры в соответствующем оборудовании. Кроме того, повышение температуры может быть вызвано
неисправностью средств, используемых для рассеивания тепла, накопленного в электрооборудовании, таких
как неисправность воздуха, масла или воды, независимо от способа их циркуляции, для целей охлаждения,
или из-за недостаточного охлаждения охлаждающего воздуха, масла или воды перед рециркуляцией из-за
атмосферных температурных условий. Также подшипники работающего оборудования могут перегреваться
из-за механического дефекта или дефекта в циркуляции масла.
Если неисправность вызвана системой смазки, может быть нецелесообразно останавливать установку, а
следует подать предупреждение и одновременно включить дополнительную подачу масла, чтобы
предотвратить заклинивание подшипников. Проблемы с подшипниками в равной степени касаются не только
электрических машин, и мое изобретение предназначено для применения в таких машинах.
Согласно данному изобретению, контейнер снабжен воскообразным веществом, внутри контейнера соединен
упругий элемент, встроенный в воск, механические средства, автоматически приводимые в действие при
относительном перемещении между контейнером и упругим элементом в результате размягчения или
плавления воска, причем указанный упругий элемент автоматически восстанавливает относительное
положение контейнера и себя, пока воск находится в размягченном или расплавленном состоянии, и
предусмотрены средства для установки или снятия устройства, когда воск затвердеет, без изменения
относительного положения контейнера и упругого элемента.
Согласно описанию данного изобретения, устройства, выполненные в виде переключателя, в котором
картридж, описанный в моей британской спецификации № 378556, будет адаптирован следующим образом:
контакты переключателя будут установлены в желаемое положение «включено» или «выключено», далее
именуемое «нормальным положением», против противодействия силы, предназначенной для их приведения в
действие, далее именуемой «действующей силой» или «приведенным в действие положением».
Действующей силе противодействует, например, восковой картридж, содержащий винтовую пружину,
заключенную в воск, и пружина, конструкция которой в ее механическом устройстве такова, что ее
сопротивление действующей силе ослаблено, если она не усилена связанным с ней восковым веществом, в
данном случае воском, содержащимся в картридже, когда последний не достиг рабочей температуры. Когда
рабочая температура достигается, дополнительное сопротивление воска движению связанной с ним винтовой
пружины становится недостаточным для сопротивления силе, стремящейся привести переключатель в
действие, эта действующая сила тогда преобладает, и переключатель срабатывает.
Например: 70 Контакт установлен на подвижном рычаге, и, противодействуя действию возвратной пружины,
рычаг перемещается вперед до тех пор, пока его контакт не встретится с неподвижным контактом. Рычаг
удерживается в положении с помощью 75 спускового или фиксирующего механизма, который может иметь
форму рычага, на котором установлен контакт, выполненный в виде фиксатора или запирающего устройства.
Если удерживающее средство имеет рычажный тип, один конец закреплен на 80 установочном клеммном
блоке, расположенном таким образом, что подвижный рычаг, перемещенный в нормальное положение,
поднимает рычаг с установочного клеммного блока до тех пор, пока не сработает фиксационный механизм.
Противоположный 85 конец рычага закреплен на клеммной крышке воскового картриджа, описанной ниже,
которая может быть поднята или опущена, когда воск внутри картриджа размягчается под действием тока
цепи, проходящего от пружины внутри картриджа, его клеммной крышки и рычага к подвижному рычагу.
Сила втягивания, стремящаяся привести в действие подвижный рычаг и, следовательно, управляемую цепь,
стремится поднять или опустить крышку 9, установленную на картридже, благодаря расположению рычага W.
Когда воск в картридже достаточно размягчается, чтобы позволить рычагу переместить крышку, механизм
защелки освобождается, подвижный рычаг 100 приводит в действие цепь, и сила, ранее действовавшая на
крышку картриджа, снимается, последняя возвращается в свое нормальное положение благодаря своему
внутреннему натяжению, не сдерживаемому размягченным воском. В этом положении 105 воск охлаждается и
затвердевает, после чего операция переключения может повторяться бесконечно.
Картридж может перемещаться с помощью подвижного элемента или занимать фиксированное положение в
соответствии с требуемым типом переключателя, либо сам может представлять собой подвижный контакт
переключателя или опору контакта, в этом случае крышка картриджа будет представлять собой один контакт,
а нижний конец картриджа 115 будет шарнирно закреплен, чтобы позволить контактам размыкания цепи
раздвигаться под действием пружин, силы тяжести или тому подобного.
Рычажный механизм не потребуется во всех типах переключателей, но он имеет важное значение в случаях,
когда контактное давление имеет значение, а механическая прочность пружины внутри картриджа
недостаточна для непосредственного обеспечения этого давления. Кроме того, поскольку регулировка
давления или подъема на крышке картриджа, вызванная силой втягивания движущихся частей
переключателя, осуществляется с помощью рычажного механизма, картридж, используемый с механизмом
отключения, будет электрически соединен для достижения этой цели.
Предполагается, что в описанном механизме переключения используются винтовые пружины 70,
предпочтительно выполненные в виде витков двух диаметров, причем больший виток встроен в восковое
вещество, но в некоторых случаях может потребоваться ленточная или спиральная пружина для
осуществления вращательного движения 75, особенно в случаях, когда электрический ток не используется
для нагрева и размягчения воска, связанного с пружиной. Изобретение предназначено для включения
устройств 80, приводимых в действие нагревом, применяемым для размягчения воска, связанного с пружиной,
которые, в свою очередь, используются для индикации или приведения в действие защитных устройств,
которые должны быть приведены в действие при чрезмерном повышении температуры 85 защищаемого
оборудования. В качестве примера, может потребоваться срабатывание выключателя, если корпус
электродвигателя достигнет заданной температуры, или подшипники электродвигателя или другого
оборудования, такого как оси дорожных транспортных средств, при ограниченном пространстве для
механизма переключения. В этом случае механизм переключения будет состоять из ленточной или
спиральной пружины, помещенной в подходящий 95 корпус для удержания связанного с ней воска,
используемого для ограничения движения пружины. Механизм переключения будет сконструирована в
соответствии с поворотной системой и приведена в нормальное положение на 10° против действия
возвратной пружины.
Последний может быть ленточного или спирального типа, но прежде чем переключатель можно будет
активировать, необходимо приложить усилие к первой упомянутой удерживающей пружине, чтобы обеспечить
движение 105 механизма защелки, что возможно только после размягчения связанного с ним воска, поскольку
удерживающая пружина или сила, противодействующая рабочей пружине или силе, по конструкции способна
противостоять 110 рабочей силе только при усилении воском.
Такое устройство, предназначенное для использования внутри корпуса электродвигателя или другого
оборудования, а также для подшипников или для внутреннего использования внутри корпуса оборудования,
будет сконструировано внутри круглого неглубокого контейнера. При этом ленточная пружина будет
располагаться так, чтобы ее края были параллельны стенкам трубчатого корпуса, и будет скручиваться
против сопротивления размягченного воска при срабатывании переключающего механизма, прикрепленного к
одному концу трубчатого корпуса.
Дальнейшее применение термического принципа 125 в связи с нагретыми подшипниками или работающими
механизмами заключается в том, что при срабатывании аппарата в качестве сигнала тревоги о размягчении
или плавлении связанного с ним воска, также можно привести в действие механизм t 31. Возможна
дополнительная калибровка аппарата с использованием картриджа, поскольку степень размягчения воска,
связанного с пружиной, будет влиять на точку, в которой сила втягивания может привести в действие
механизм переключения. Регулировка пропорций рычага позволяет дополнительно калибровать отдельные
картриджи.
Дальнейшее применение рычага в системах связано с двух- или трехполюсными выключателями.
Приведенное выше описание относится к однополюсному выключателю, приводимому в действие током,
протекающим по связанному с ним картриджу. Вышеизложенное также относится к любой системе, в которой
несколько полюсов могут управляться перемещением общего несущего элемента или подвижных контактов,
при этом отключающий картридж устанавливается только на одном полюсе и срабатывает только в случае
чрезмерной нагрузки на этом полюсе, когда все цепи, управляемые подвижной частью выключателя, будут
разорваны. В случае многополюсных выключателей может потребоваться использование картриджа в каждом
полюсе, когда вследствие тока короткого замыкания в одном полюсе или, в случае трехфазной цепи, плохого
соединения, вызывающего однофазное замыкание, необходимо обеспечить срабатывание защиты в одном
или нескольких картриджах для одновременного отключения многополюсного выключателя, размыкая все
полюса. Соответственно, используемый рычаг или другое устройство сконструировано таким образом, что при
срабатывании одного картриджа устройства и поднятии или опускании его клеммной крышки из нормального
рабочего положения срабатывает общий механизм отключения. Необходимо одновременно активировать все
контакты до того, как контакт, связанный с рабочим картриджем, фактически разомкнет цепь на
соответствующем полюсе.
Целью данного изобретения не является ограничение тока, протекающего через описанный в нем
переключатель, только током, протекающим через соответствующий ему картридж. В случае токов утечки
картридж может быть обязан пропускать лишь небольшую часть тока, протекающего через переключатель.
Подвижные звенья переключателя могут быть снабжены шунтами, так что только часть тока будет протекать
через соответствующий картридж; по этой причине для создания контактного давления может потребоваться
рычажное устройство, чтобы предотвратить чрезмерное натяжение пружины и воска внутри картриджа.
Опять же, картридж может быть связан с механизмом отключения выключателя, а не напрямую с током,
протекающим через выключатель. Например, в случаях, когда из-за дефектов изоляции могут быть
задействованы как источники постоянного, так и переменного тока, ток утечки одного источника может
потребоваться для срабатывания механизма отключения другого, с целью подачи аварийного потока
теплового масла к нагретому подшипнику. Кроме того, восковой блок или картридж сам по себе может
использоваться в качестве контейнера для масла, серы, графита или другого вещества, используемого для
предотвращения заклинивания подшипников при перегреве, при этом восковой картридж при плавлении
высвобождает такие вещества.
Общие принципы работы патронов в общей оболочке описаны в моей британской спецификации № 378556, и
в данном описании не содержится никаких дополнительных претензий на общие принципы, указанные в
предыдущей упомянутой спецификации. Необходимо описать дальнейшие усовершенствования в
конструкции указанных патронов для использования с настоящим изобретением.
Сменные картриджи, позволяющие данному аппарату работать при желаемых электрических или тепловых
параметрах, могут иметь несколько форм, описанных ниже. Прямоугольный или круглый блок из воска или
подобного вещества снабжен металлической крышкой на каждом конце, причем крышки, при необходимости,
перфорированы и действуют как поршни, через которые расплавленный или размягченный воск проходит под
давлением, и представляют собой сменные элементы в описанном ранее аппарате, в котором поршень,
находящийся внутри корпуса, при движении позволяет активировать соответствующий переключатель или
другой механизм.
Картриджи для электрического питания могут иметь аналогичную описанную выше форму, но внутри воска
размещается подходящий нагревательный элемент, а торцевые заглушки используются в качестве клеммных
соединений. Ток, проходящий через этот нагревательный элемент, вызывает размягчение воска и позволяет
перемещать поршень.
Картриджи могут быть выполнены в виде резистивной или нагревательной проволоки, помещенной внутри
стеклянной, фарфоровой или металлической трубки, один конец которой снабжен неподвижным клеммным
колпачком, а противоположный конец имеет клеммный колпачок, который может свободно подниматься или
опускаться, когда содержащийся в нем воск находится в пластичном состоянии. Указанный подвижный
клеммный колпачок -50 может располагаться снаружи стенок трубки в виде втулки, или указанный клеммный
колпачок может быть размещен внутри стенок трубки в виде заглушки, при этом предусмотрено крепление
конца нагревательной спирали к указанным клеммным колпачкам или аналогичному элементу.
Если трубка, содержащая нагревательный элемент, изготовлена из металла, можно использовать
изоляционную облицовку или средства, предотвращающие контакт нагревательного элемента со стенками
металлической трубки; клеммные колпачки могут быть изолированы от трубки.
Поскольку количество тепла, поглощаемого восковым веществом, содержащимся внутри трубки, определяет
физические свойства последней, следует понимать, что при нагреве изнутри указанной трубки с помощью
нагревательной спирали необходимо предусмотреть меры по рассеиванию или сохранению количества
тепла, обусловленного, например, мощностью, создаваемой нагревательной спиралью.
Трубка, предназначенная для рассеивания тепла, накопленного в восковом веществе, может быть
изготовлена из металла и снабжена ребрами охлаждения, так что тепловое воздействие токов нормальной
нагрузки не будет влиять на температуру воска в достаточной степени, чтобы изменить его физические
свойства и позволить ему привести в действие устройство. Это происходит благодаря тому, что
теплопроводность воска достаточна для передачи тепла, накопленного в нагревательной спирали, к клапанам
трубки, и оттуда оно рассеивается в окружающий воздух. Аналогичный контроль над рассеиванием тепла
позволяет добиться ограниченного повышения температуры в восковом веществе, связанного с
нагревательной спиралью или рабочим элементом, обычно удерживаемым воском, с помощью двойных
трубок, образующих рубашку и контейнер для какого-либо теплопоглотителя.
Аналогичным образом, тепло, накопленное внутри воскового вещества, может быть сохранено с помощью
рубашки 9 a 11 ng или теплоизоляции.
Картриджи могут быть также сконструированы таким образом, чтобы обеспечивать кипение воска в случае
сильной перегрузки, при этом связанный с ним выключатель или подобное устройство не прерывает
приложенный ток с достаточной скоростью, чтобы предотвратить, например, переход воска в газообразное
состояние или его выкипание и разбрызгивание до такой степени, что при повторном охлаждении клеммная
крышка, предназначенная для перемещения, может прилипнуть к содержащей ее трубке из-за загрязнения.
Для обеспечения внезапного закипания воскового вещества, трубка, содержащая воск, например, стеклянная,
помещается внутрь металлической или стеклянной трубки большего диаметра и большей длины.
Неподвижная клеммная крышка, например, в нижней части картриджа, предназначенного для работы в
вертикальном положении, фиксирует как внутреннюю, так и внешнюю трубки. Верхняя или подвижная
клеммная крышка поднимается над внутренней трубкой и поддерживается внешней трубкой, которая служит
направляющей для внутренней заглушки или внешней втулки. Клемма нагревательной спирали соединяется с
верхней клеммной крышкой, которая затем освобождается от воска, содержащегося во внутренней трубке.
Теперь, если воск перельется через край внутренней трубки, он будет стекать по бокам в пространство между
внутренней и внешней трубками, не достигая верхней клеммной крышки.
Картридж может быть сконструирован аналогично описанной выше двухтрубной конструкции для
дополнительной цели быстрого действия, когда большая нагрузка нагревает элемент внутри внутренней и
меньшей трубки, содержащей относительно небольшое количество воска. Дополнительное количество воска
также помещается в пространство между внутренней и внешней трубками, при этом предусмотрено
выкипание воска во внутренней трубке, так что общий объем воска будет поглощать тепло при постепенно
увеличивающейся нагрузке или при разумной постоянной нагрузке, но только в той пропорции, в какой воск,
содержащийся во внутренней трубке, влияет на движение катушки или металла и тому подобного элемента,
удерживаемого восковым веществом.
Данное изобретение может использоваться в сочетании с известными типами устройств, например, с
катушечными выключателями перегрузки, которым оно может обеспечивать функцию задержки
срабатывания. Описанные механические устройства в основном предназначены для применения с воском и
подобными веществами, являющимися изоляторами электричества, но изобретение не ограничивается ими,
если требуется приводить в действие описанное устройство с помощью других типов тепловых элементов,
металлических сплавов и тому подобного.
Соседние файлы в папке патенты