DE693719C

DE693719C - Mercury switch

Info

Publication number: DE693719C
Application number: DE1937L0092695
Authority: DE
Inventors: Alrik Civer Lindstroem
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-06-13
Filing date: 1937-06-10
Publication date: 1940-07-17
Also published as: NL46464C; GB496961A; FR822996A; BE422062A; US2183198A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Quecksilberschalter, bestehend aus einem drehbar gelagerten, mit Quecksilber teilweise gefüllten Behälter mit festen' Metallelektroden, die in Richtung der Drehachse des Behälters nacheinanderliegen, bei dem ein unmittelbarer metallischer Kontakt zwischen den mit je einer Elektrode in Dauerverbindung stehenden Quecksilbermassen beim Drehen des Schalters geschlossen und unterbrochen wird. Bekannte Schalter dieser Art haben den Nachteil, daß sich auf der freien Oberfläche des Quecksilbers Verunreinigungen ansammeln, die von den festen Metallelelttroden 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 Partikeln 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 ziemlich isolierend wirkt und den Übergangswiderstand zwischen den Elektroden und dem Quecksilber wesentlich erhöht.The invention relates to a mercury switch consisting of a rotatable stored containers partially filled with mercury with solid 'metal electrodes, the lie one after the other in the direction of the axis of rotation of the container, in which a direct metallic contact between those in permanent contact with one electrode each Mercury masses when turning the switch is closed and interrupted. Known switches of this type have the Disadvantage that impurities accumulate on the free surface of the mercury, which originate from the solid metal electrodes and which arise from the fact that the arc formed during the interruption or the mercury vapor formed in the process has the possibility of coming into contact with the electrodes and attacking them. The torn away particles that have accumulated on the surface have the effect of that the arc becomes significantly longer when interrupted, which increases the temperature of the switch is increased to an impermissible extent. The mercury vapor can also affect the electrodes in the form of a Precipitate fine dust, which has a rather insulating effect and the transition resistance between the electrodes and the mercury increased significantly.

Der Zweck der Erfindung ist, diese Nachteile zu beseitigen und einen Schalter zu schaffen, bei dem die gebildeten Verunreinigungen mehr oder weniger vollkommen daran gehindert werden, an die freie Oberfläche in dem Teil des Schalters zu gelangen, in dem die Kontaktschließung und -unterbrechung stattfindet. Ein weiterer Zweck ist,, zu verhindern, daß der Lichtbogen und die Quecksilberdämpfe die Elektroden überhaupt treffen können.The purpose of the invention is to eliminate these drawbacks and to create a switch create in which the impurities formed are more or less completely attached are prevented from reaching the free surface in the part of the switch in which the contact closure and interruption takes place. Another purpose is, to prevent that the arc and the mercury vapors can hit the electrodes at all.

Bei einer Quecksilberschaltröhre, die um eine senkrecht zur Röhre stehende Achse kippbar ist, ist es zwar schon vorgeschlagenIn the case of a mercury interrupter tube, the one around an axis perpendicular to the tube is tiltable, it has already been proposed

worden, eine besondere Funkenkammer in der Mitte des Schalters auszubilden, die durch Wände von den an den Enden liegenden Elektrodenkammmern abgetrennt ist. Dadurch wird eine gewisse Abschirmung der Elektroden vom Lichtbogen erreicht, aber da die Wände beim Kippen aus dem Quecksilber emporgehoben werden, kann nicht verhindert werden, daß von den Elektroden sich lösende .10 Verunreinigungen unter den Wänden vorbei in die Funkenkammer gelangen. Dazu trägt auch bei, daß die Elektrodenkammern bei der Kippbewegurig vom Quecksilber geleert bzw. mit Quecksilber gefüllt werden, so daß die .15 veranreinigenden Partikeln durch die starken Quecksilberströmungen mitgerissen werden. Ferner kann der bei der Unterbrechung des Lichtbogens gebildete Quecksilberdampf in die Elektrodenkammern gelangen. Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch behoben, daß an jeder Elektrode eine Wand vorgesehen ist, die in allen Betriebsstellungen des Schalters zusammen mit dem Quecksilber einen Quecksilberver-Schluß bildet, derart, daß ein zwischen jeder Elektrode und zugehöriger Wand liegender quecksilberfreier Raum stets gasdicht von dem Schaltraum, der zwischen den den Elektroden zugehörigen Wänden liegt, getrennt ist. 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.been to form a special spark chamber in the middle of the switch, the is separated by walls from the electrode chambers located at the ends. Through this a certain shielding of the electrodes from the arc is achieved, but there the walls are lifted up out of the mercury when tipped, cannot be prevented 10 impurities that are loosening from the electrodes pass under the walls get into the spark chamber. This also contributes to the fact that the electrode chambers in the Kippbewegungurig emptied of mercury or filled with mercury, so that the .15 causing particles to be carried away by the strong mercury currents. Furthermore, the mercury vapor formed when the arc is interrupted can in the electrode chambers. These disadvantages are eliminated according to the invention in that at each electrode a wall is provided which together in all operating positions of the switch forms a mercury seal with the mercury, in such a way that one between each Electrode and associated wall, mercury-free space always gas-tight from separated from the switch room between the walls belonging to the electrodes is. The impurities can be on the surface of the mercury in the vicinity of the. Electrodes are collected and held back so that the mercury surfaces that are covered meet at the contact closure and flow together, stay pure.

Weitere Kennzeichen der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer auf der beigefügten Zeichnung gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters hervor. Fig. 1 und 2 stellen zwei gegeneinander senkrechte Vertikalschnitte des Schalters dar, wobei der Schnitt in Fig. 2 von der Linie 2-2 in Fig. 1 gesehen ist.Further characteristics of the invention emerge from the following description of one on the Embodiment of the switch according to the invention shown in the accompanying drawing. Fig. 1 and 2 represent two against each other vertical vertical sections of the switch, the section in Fig. 2 from the Line 2-2 is seen in FIG.

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 S, die einen Teil des zu unterbrechenden und zu schließenden Stromkreises bilden. Der Schalter wird mit Hilfe eines Hebels 8 betätigt, der durch einen Schlitz Q in einer den Schalter umschließenden Kappe 10 herausragt.In the drawing, 1 denotes a base plate, are attached to the two resilient arms 2 and 3, which between them the actual Carrying switches rotatably by their outer ends comprising the hollow pivot pins 6 and 7. These arms serve at the same time for the electrical connection of the switch with the conductors 4 and S, which are a part of the circuit to be interrupted and closed. The switch is with Using a lever 8 operated through a slot Q in a switch enclosing the switch Cap 10 protrudes.

Der Schalter besteht aus einem geschlossenen Behälter, der aus einem kurzen röhrenförmigen Körper 1 r aus Isolierstoff, vorzugsfio weise keramischem Material, z. B. feuerfestem Porzellan, aufgebaut ist, dessen Enden durch Deckel 12 und 13 aus Metall, z. B. Eisen oder Stahl, abgeschlossen sind. Die Deckel sind durch eine gegossene Kunstmasse 14, 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 Zwischenscheiben 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.The switch consists of a closed container made up of a short tubular Body 1 r made of insulating material, vorzugsfio wise ceramic material, e.g. B. refractory porcelain, the ends of which through lids 12 and 13 made of metal, e.g. B. iron or steel are complete. the Lids are molded by a synthetic material 14, for. B. synthetic resin, with the tubular Body connected, with rings 15 and 16 made of asbestos arranged between them for the purpose of sealing are. The lids are pulled out in their middle to short open pipe sockets 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 on and soldered. The pivot are made of brass in order to establish a good electrical contact * manufactured.

Der derart aufgebaute Behälter ist zum Teil mit einer Quecksilbermasse gefüllt, die 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 Gas, z. B. Wasserstoff, oder lediglich mit Quecksilberdampf gefüllt. In der Mitte des Behälters ist eine Wand 21 aus Isolierstoff angeordnet, die zweckmäßig aus einem Stück mit dem röhrenförmigen Körper 1 f hergestellt ist. In dieser Wand ist ein Loch 22 vorgesehen, das derart angebracht ist, daß es sich in der einen durch den Schlitz 9 bestimmten Endstellung oberhalb der Quecksilberfläche befindet und in das Quecksilber gesenkt wird, wenn der Schalter in die andere Endstellung überführt 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 anderen Endstellung ist das Loch 22 mit Quecksilber gefüllt, so daß die ganze Ouecksilbermasse ein zusammenhängendes Ganzes bildet und ein metallischer Strom weg zwischen den Elektroden 12 und 13 gebildet wird. An den Enden des röhrenförmigen Körpers sind er-· findurigsgemäß 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 beipielsweise 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 Kontakt-The container constructed in this way is partially filled with a mass of mercury which between the lids 12 and 13 existing Electrodes of the switch should form a metallic contact. The remainder of the container is filled with a gas, e.g. B. Hydrogen, or just filled with mercury vapor. In the middle of the container is a wall 21 of insulating material is arranged, which is suitably made in one piece with the tubular Body 1 f is made. In this wall a hole 22 is provided, the such is attached that it is in the one determined by the slot 9 end position above the mercury surface and is lowered into the mercury when the switch moves to the other end position will. In one end position, the mercury mass is thus in two through the wall 21 separated halves and broken electrical contact, and in the other In the end position, the hole 22 is filled with mercury, so that the entire mass of mercury forms a coherent whole and a metallic stream goes away between the electrodes 12 and 13 is formed. At the ends of the tubular body there are according to the invention, disc-shaped walls 23 and 24 are present, which are also made of insulating material, z. B. refractory porcelain, and which oppose approaches on the inner surface of the body 11 support. These walls are connected to the body 11 in a gas-tight manner and can be combined with it when the porcelain is fired, for example. The disks are provided at the bottom with holes 25 and 26, which are in all positions of the switch below the free surface of the mercury are located, so that the amounts of mercury increase both sides of each pane are always electrically connected. This also prevents that originating from the metal electrodes 12 and 13 impurities that are attached to the free surfaces 27 and 28 come when the switch is operated in the middle Space in which the contact

Schließung 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 Quecksilber-1« dampf an dem flüssigen Quecksilber vorbei durch die Löcher dringt und auf diese Weise an die festen Metallelektroden gelangt.Closure and interruption takes place. As the walls are not filled with mercury Separate spaces completely, is also prevented that the arc and the mercury vapor formed when the contact is broken get to the solid metal electrodes. As a result of the limited cross-section of the holes 25 and 26, there is also the possibility extremely small that the mercury vapor bypasses the liquid mercury penetrates through the holes and in this way reaches the solid metal electrodes.

Claims

Patent claims:

is i. Mercury switch, consisting of

a rotatable, closed container partially filled with mercury with fixed metal electrodes, which lie one after the other in the direction of the axis of rotation of the container, in which there is a direct metallic contact between those in permanent contact with one electrode each Mercury masses closed and interrupted when the switch is turned is, characterized in that on each electrode (12, 13) a wall (23, 24) is provided, which in all operating positions of the switch together with the mercury produces a mercury

3 <> Forms a closure such that one between each electrode and the associated wall lying mercury-free space always gas-tight from the switch room between the walls (23, 24) associated with the electrodes is separated.

2. Switch according to claim 1, da-, characterized in that between the Electrodes associated walls (23, 2.4) a further, known per se, insulating wall (21) is arranged, the i «> for the purpose of separating or uniting the Mercury mass located on both sides of the same is provided with an opening (22) is lifted when the switch is turned over the surface of the mercury or lowered into the mercury will.

3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that its Container (11) is formed from a tubular insulating body, the ends of which of metal covers serving as electrodes (12, 13), e.g. B. iron, closed are.

4. Switch according to claim 3, characterized in that the electrodes (12, 13) associated walls (23, 24) and the central wall (21) circular are flat disks arranged perpendicular to the axis of the tubular body, and that the middle one Wall (21) is expediently made in one piece with the tubular insulating body (11) is executed.

1 sheet of drawings