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Quecksilberschalter.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Quecksilberschalter, der aus einem mit Quecksilber zum Teil gefüllten Behälter besteht, in dem feste Metallelektroden vorhanden sind, zwischen denen beim Einschalten des Schalters eine unmittelbare metallische Verbindung durch das Quecksilber hindurch gebildet wird.
Bekannte Schalter dieser Art haben den Nachteil, dass sich auf der freien Oberfläche des Quecksilbers Verunreinigungen ansammeln, die von den festen Metallelektroden herrühren und die dadurch entstehen, dass der bei der Unterbrechung gebildete Lichtbogen oder der dabei gebildete Quecksilberdampf die Möglichkeit hat, in Berührung mit den Elektroden zu kommen und diese anzugreifen.
Die auf der Oberfläche angesammelten weggerissenen Teilchen haben zur Folge, dass der Lichtbogen bei der Unterbrechung bedeutend länger wird, wodurch die Temperatur des Schalters in unzulässigem Masse gesteigert wird. Der Quecksilberdampf kann sich auch auf die Elektroden in Form eines feinen Staubes niederschlagen, der den Übergangswiderstand zwischen den Elektroden und dem Quecksilber wesentlich erhöht.
Durch die Erfindung sollen diese Nachteile beseitigt und ein Schalter geschaffen werden, bei dem die gebildeten Verunreinigungen daran gehindert werden, an die freie Oberfläche in dem Teil des Schalters zu gelangen, in dem die Kontaktschliessung und-unterbrechung stattfindet. Weiters soll verhindert werden, dass der Lichtbogen und die Quecksilberdämpfe die Elektroden überhaupt treffen können.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Elektroden gegenüber der freien Oberfläche des Quecksilbers in demjenigen Teil des Behälters, wo die Kontaktschliessung und-unterbrechung stattfindet, derart abgeschirmt sind, dass der Übergang der von den Elektroden weggerissenen Teilchen an die erwähnte Quecksilberoberfläche verhindert bzw. erschwert wird. Diese Abschirmung kann mittels zweier zwischen den Elektroden angebrachten, in das Quecksilber eintauchender Wände erreicht werden, die über oder neben den Elektroden befindliche Teile der freien Quecksilberoberfläche von denjenigen Teilen derselben abtrennen, die sich in dem Raum befinden, wo die Kontaktsehliessung und-unterbrechung stattfindet.
Die Verunreinigungen können also auf der Quecksilberoberfläche in der Nähe der Elektroden gesammelt und zurückgehalten werden, damit die Quecksilberflächen, die sich bei der Kontaktschliessung treffen und zusammenfliessen, rein bleiben.
Weitere Kennzeichen der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer auf der Zeichnung gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemässen Schalters hervor. Fig. 1 und 2 stellen zwei aufeinander senkrechte Vertikalschnitte des Schalters dar, wobei der Schnitt in Fig. 2 von der Linie 2-2 in Fig. 1 gesehen ist.
In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Grundplatte, an der zwei federnde Arme 2 und 3 befestigt sind, die zwischen sich den eigentlichen Schalter drehbeweglich tragen, indem ihre äussere Enden die hohlen Drehzapfen 6 und 7 umfassen. Diese Arme dienen gleichzeitig zur elektrischen Verbindung des Schalters mit den Leitern 4 und 5, die einen Teil des zu unterbrechenden und zu schliessenden Stromkreises bilden. Der Schalter wird mit Hilfe eines Hebels 8 betätigt, der durch einen Schlitz 9 in einer den Schalter umschliessenden Kappe 10 herausragt.
Der Schalter besteht aus einem geschlossenen Behälter, der aus einem kurzen röhrenförmigen Körper 11 aus Isolierstoff, vorzugsweise keramischem Material, z. B. feuerfestem Porzellan, aufgebaut ist, dessen Enden durch Deckel 12 und 13, z. B. aus Eisen oder Stahl, abgeschlossen sind. Die Deckel
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sind durch eine gegossene Kunstmasse-M, z. B. Kunstharz, mit dem röhrenförmigen Körper verbunden, wobei zwecks Dichtung Ringe 15 und 16 aus Asbest dazwischen angeordnet sind. Die Deckel sind in ihrer Mitte zu kurzen offenen Rohrstutzen 17, 18 ausgezogen, die durch Zwisehenscheiben 19 aus Isolierstoff zugedeckt werden, über welche die obenerwähnten hohlen Drehzapfen 6 und 7 aufgeschoben und verlötet sind.
Die Drehzapfen sind zwecks Bildung eines guten elektrischen Kontaktes zweckmässig aus Messing hergestellt.
Der derart aufgebaute Behälter ist zum Teil mit Quecksilber gefüllt, das zwischen den aus den Deckeln 12 und 13 bestehenden Elektroden des Schalters einen metallischen Kontakt bilden soll.
Der übrige Teil des Behälters ist mit einem geeigneten Gas, z. B. Wasserstoff oder lediglich mit Quecksilberdampf, gefüllt. In der Mitte des Behälters ist eine Wand 21 aus Isolierstoff angeordnet, die zweckmässig mit dem röhrenförmigen Körper 11 aus einem Stück besteht. In dieser Wand ist ein Loch 22 ausgenommen, das derart angeordnet ist, dass es sich in der einen durch den Schlitz 9 bestimmten Endstellung oberhalb der Quecksilberoberfläche befindet und, wenn der Schalter in die andere Endstellung überführt wird, in das Quecksilber gesenkt wird.
In der einen Endstellung ist somit die Quecksilbermasse durch die Wand 21 in zwei getrennte Hälften geteilt und der elektrische Kontakt unterbrochen, und in der andern Endstellung ist das Loch 22 mit Quecksilber gefüllt, so dass die ganze Quecksilbermasse ein zusammenhängendes Ganzes bildet und ein metallischer Stromweg zwischen den Elektroden 12 und 13 gebildet wird. An den Enden des röhrenförmigen Körpers sind erfindungsgemäss scheibenförmige Wände 23 und 24 vorhanden, die ebenfalls aus Isolierstoff, z. B. feuerfestem Porzellan, bestehen und die sich gegen Ansätze an der Innenfläche des Körpers 11 abstützen. Diese Wände sind mit dem Körper 11 gasdicht verbunden und können beispielsweise beim Brennen des Porzellans damit vereinigt werden.
Die Scheiben sind unten mit Löchern 25 und 26 versehen, die sich in allen Stellungen des Schalters unter der freien Oberfläche des Quecksilbers befinden, so dass die Quecksilbermengen zu beiden Seiten jeder Scheibe immer elektrisch verbunden sind. Dadurch wird auch verhindert, dass von den Metallelektroden 12 und 13 herrührende Verunreinigungen, die an die freien Oberflächen 27 und 28 kommen, bei der Betätigung des Schalters in den mittleren Raum überführt werden, in dem die Kontaktschliessung und-Unterbrechung stattfindet. Da die Wände die mit Quecksilber nicht gefüllten Räume ganz trennen, wird ferner verhindert, dass der Lichtbogen und der bei der Kontaktunterbrechung gebildete Quecksilberdampf an die festen Metallelektroden gelangen.
Zufolge des begrenzten Querschnittes der Löcher 25 und 26 ist auch die Möglichkeit äusserst gering, dass der Quecksilberdampf an dem flüssigen Quecksilber vorbei durch die Löcher dringt und auf diese Weise an die festen Metallelektroden gelangt.
Die oben beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführung ist nur als Beispiel anzusehen, auf das die Erfindung natürlich nicht beschränkt ist. Im Rahmen der beigefügten Patentansprüche können nämlich Abänderungen der einzelnen Teile des Schalters in verschiedenen Hinsichten aus- geführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Quecksilberschalter, bestehend aus einem mit Quecksilber zum Teil gefüllten Behälter, in dem feste, dem zu schaltenden Stromkreis angehörende Metallelektroden vorhanden sind und zwischen denen beim Einschalten des Schalters durch das Quecksilber eine unmittelbare metallische Verbindung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden gegenüber der freien Oberfläche des Quecksilbers in demjenigen Teil des Behälters, wo die Kontaktschliessung und-Unterbrechung stattfindet, derart abgeschirmt sind, dass der Übergang von den Elektroden losgelöster Teilchen, an die genannte freie Quecksilberoberfläche verhindert oder erschwert wird.
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Mercury switch.
The invention relates to a mercury switch which consists of a container partially filled with mercury, in which there are solid metal electrodes, between which a direct metallic connection is formed through the mercury when the switch is switched on.
Known switches of this type have the disadvantage that impurities accumulate on the free surface of the mercury, which come from the solid metal electrodes and which arise from the fact that the arc formed during the interruption or the mercury vapor formed has the opportunity to come into contact with the Electrodes to come and attack them.
The torn away particles that have accumulated on the surface mean that the arc becomes significantly longer when it is interrupted, as a result of which the temperature of the switch is increased to an inadmissible degree. The mercury vapor can also be deposited on the electrodes in the form of a fine dust, which significantly increases the contact resistance between the electrodes and the mercury.
The invention is intended to eliminate these disadvantages and to create a switch in which the impurities formed are prevented from reaching the free surface in that part of the switch in which the contact is made and interrupted. Furthermore, it should be prevented that the arc and the mercury vapors can even hit the electrodes.
According to the invention, this is achieved in that the electrodes are shielded from the free surface of the mercury in that part of the container where the contact is made and interrupted in such a way that the transfer of the particles torn away by the electrodes to the aforementioned mercury surface is prevented or . is made more difficult. This shielding can be achieved by means of two walls immersed in the mercury which are attached between the electrodes and which separate parts of the free mercury surface located above or next to the electrodes from those parts of the same which are located in the space where the contact is made and interrupted.
The impurities can therefore be collected and retained on the mercury surface near the electrodes so that the mercury surfaces that meet and flow together when the contact is made remain clean.
Further characteristics of the invention emerge from the following description of an embodiment of the switch according to the invention shown in the drawing. 1 and 2 show two vertical sections, perpendicular to one another, of the switch, the section in FIG. 2 being seen from the line 2-2 in FIG.
In the drawing, 1 denotes a base plate to which two resilient arms 2 and 3 are attached, which support the actual switch in a rotatable manner between them, in that their outer ends encompass the hollow pivot pins 6 and 7. These arms also serve to electrically connect the switch to conductors 4 and 5, which form part of the circuit to be interrupted and closed. The switch is operated with the aid of a lever 8 which protrudes through a slot 9 in a cap 10 surrounding the switch.
The switch consists of a closed container which consists of a short tubular body 11 made of insulating material, preferably ceramic material, e.g. B. refractory porcelain, the ends of which are covered by lids 12 and 13, for. B. made of iron or steel are completed. The lids
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are by a cast synthetic material-M, z. B. synthetic resin, connected to the tubular body, with rings 15 and 16 of asbestos interposed for the purpose of sealing. The covers are pulled out in their middle to short open pipe stubs 17, 18 which are covered by washers 19 made of insulating material, over which the above-mentioned hollow pivot pins 6 and 7 are pushed and soldered.
The pivot pins are expediently made of brass in order to form a good electrical contact.
The container constructed in this way is partially filled with mercury, which is intended to form a metallic contact between the electrodes of the switch consisting of the covers 12 and 13.
The remaining part of the container is filled with a suitable gas, e.g. B. hydrogen or just filled with mercury vapor. In the middle of the container, a wall 21 made of insulating material is arranged, which expediently consists of one piece with the tubular body 11. A hole 22 is cut out in this wall, which is arranged in such a way that it is located above the mercury surface in one end position determined by the slot 9 and, when the switch is moved into the other end position, is lowered into the mercury.
In one end position the mercury mass is thus divided into two separate halves by the wall 21 and the electrical contact is interrupted, and in the other end position the hole 22 is filled with mercury so that the entire mercury mass forms a coherent whole and a metallic current path between the electrodes 12 and 13 is formed. At the ends of the tubular body, according to the invention, there are disc-shaped walls 23 and 24 which are also made of insulating material, e.g. B. refractory porcelain, and which are supported against approaches on the inner surface of the body 11. These walls are connected to the body 11 in a gas-tight manner and can be combined therewith, for example, when the porcelain is fired.
The disks are provided with holes 25 and 26 at the bottom, which are located under the free surface of the mercury in all positions of the switch, so that the quantities of mercury on both sides of each disk are always electrically connected. This also prevents impurities originating from the metal electrodes 12 and 13, which come to the free surfaces 27 and 28, from being transferred into the central space when the switch is actuated, in which the contact is closed and interrupted. Since the walls completely separate the spaces not filled with mercury, the arc and the mercury vapor formed when the contact is interrupted are also prevented from reaching the solid metal electrodes.
As a result of the limited cross section of the holes 25 and 26, the possibility is extremely small that the mercury vapor penetrates past the liquid mercury through the holes and in this way reaches the solid metal electrodes.
The embodiment described above and shown in the drawing is only to be regarded as an example to which the invention is of course not limited. In the context of the attached claims, modifications of the individual parts of the switch can be made in various respects.
PATENT CLAIMS:
1. Mercury switch, consisting of a container partially filled with mercury, in which there are fixed metal electrodes belonging to the circuit to be switched and between which a direct metallic connection is established when the switch is switched on by the mercury, characterized in that the electrodes opposite the free surface of the mercury in that part of the container where the contact closure and interruption takes place are shielded in such a way that the transfer of particles detached from the electrodes to said free mercury surface is prevented or made more difficult.