BOQUILLA DEL RELÉ FLOTADOR DE MERCURIO PARA INTERRUMPIR CORRIENTES INTENSAS
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US623511A
Estados Unidos
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Eventos de aplicación
1899-04-25
Solicitud concedida
1899-04-25
1916-04-25
Caducidad anticipada
Estado
Caducado - De por vida
Descripción
No. 623,5H. v Patented Apr. 25, |899. M. BOUCHET.
INTERRUPTOR DE CIRCUITO ELÉCTRICO AUTOMÁTICO.
. y(.Apqnlicatioxz led 31 de enero de 1898.)
2 Hojas-Hoja I.
HIGO. z
(Modelo N0.)
EN TÍO.
Patentado el 25 de abril |899.
Sr. BOUCHET.
DISYUNTOR ELÉCTRICO AUTOMÁTICO.
(Applicz FJE 4 ign led 31 de enero de 1898).
2 Hojas Hoja 2.
(Y Modelo I.)
N·m WW FIG. h
wwm m.
¡Z VIII/150! ESTADOS UNIDOS- OFICINA DE PATENTES..v
MAURICE BOUCHET, DE PARÍS, FRANCIA.
INTERRUPTOR AUTOMÁTICO DE CIRCUITO ELÉCTRICO.
ESPECIFICACIÓN que forma parte de la Patente de Letras Nº 623.511, con fecha de abril. 25, 1899.
Solicitud presentada el 31 de enero de 1898. Número de serie 668.579. (Sin modelo.)
A alli/071.0711, puede referirse a:
Hágase saber que yo, MAURICE BOUcHnr, ingeniero, de 22 Rue Alphonse de Neuville, en la ciudad de París, Francia, he inventado una mejora en los interruptores automáticos de circuitos eléctricos (para la cual he presentado solicitudes de patente en Francia el 2 de julio de 1897, bajo el No. 268,392; en Bélgica el 2 de julio de 1897, No. 120,221, y en Alemania el 23 de julio de 1897), de los cuales la siguiente es una descripción completa, clara y exacta.
Mi invención se refiere a un aparato para interrumpir automáticamente un circuito eléctrico cuando la corriente supera una determinada intensidad y en otros momentos deseados.
Mi disyuntor mejorado puede operarse a mano oa distancia y también puede emplearse como interruptor.
Mi invento consiste, esencialmente, en un recipiente que tiene cavidades separadas por un tabique aislante y cada una de las cuales contiene mercurio cuyo nivel está por debajo del borde superior del tabique, de modo que, en primer lugar, un aumento en el nivel del mercurio por encima del tabique establecerá comunicación eléctrica entre las cavidades y, en consecuencia, entre los conductores que desembocan en ellas; segundo, cuando se deja caer el mercurio a su nivel normal por debajo de la parte superior del tabique, la ruptura del circuito se produce en el propio mercurio, mientras que la interposición del tabique impide la formación de arco alguno.
Debe hacerse referencia a los dibujos adjuntos, que forman parte de esta memoria descriptiva y muestran una forma preferida de aparato que materializa mi invención, en los que la figura 1 representa una sección vertical del aparato, estando cerrado el circuito. La Fig. 2 es una sección vertical transversal por la línea 1 2, Fig. 1. La Fig. 3 es una sección horizontal por la línea 3 4 de FiO. 2. La figura 4 es una sección vertical del aparato, estando el circuito abierto o roto. higos. 5 y 5L representan una modificación de mi dispositivo, siendo la Fig. 5 una sección vertical y la Fig. 5L una sección horizontal en la línea 5 5L de la Fig. 5. La Fig. 6 es una sección vertical de una modificación diseñada para uso con corrientes de alta tensión en la que se emplean dos tabiques para dividir un posible arco. La figura 7 muestra el aparato aplicado como disyuntor bipolar. Higo.
y la Fig. 9 es una sección horizontal por la línea 5 (3, Fig. 8.
El interruptor automático mejorado que se muestra aquí consiste, esencialmente, en un recipiente A, de porcelana u otro material aislante, provisto de dos o más cavidades al), separadas por un tabique c y que contiene mercurio hasta el nivel n, Fig. 4, por debajo de la parte superior del tabique c o por debajo de un orificio practicado en dicho tabique. Cada copa ab está en comunicación con uno de los polos del circuito, y el tabique c impide todo paso de la corriente cuando el mercurio está en su nivel normal. La subida del mercurio por encima de la parte superior del tabique o por encima del borde inferior del orificio en el mismo se produce por la acción de los émbolos de desplazamiento sumergidos en las copas a Z).
El aparato está provisto de un bloque B de material aislante, que forma un par de émbolos de forma adecuada, dispuestos por encima de las cavidades ah y capaces de ser sumergidos en las mismas, de manera que el nivel del mercurio se eleve hasta el nivel fn', Fig. 1, encima del borde superior del tabique o, para establecer comunicación eléctrica entre las dos cámaras a b. (Ver Figs. 1 y 2.) Al subir el émbolo B el mercurio vuelve a su nivel original n, como se muestra en la Fig. 4, y la ruptura del circuito se produce en el propio líquido sin bajar ninguna pieza de contacto, y, además, se evita la formación de un área debido a la interposición del tabique aislante entre los dos polos del circuito.
El émbolo B está unido al núcleo d de un electroimán soportado en el recipiente de mercurio A por medio de tornillos de cabeza aislada, interponiéndose una arandela r, de material aislante elástico, entre dicho núcleo y el émbolo B. Cuando el circuito está cerrado, la corriente pasa de una copa a la otra y atraviesa el electroimán, y cuando la corriente excede el límite deseado, el electroimán sube los émbolos, lo que hace que baje el desarrollo de mercurio, y las dos cavidades ah ya no están en comunicación y la corriente se interrumpe.
El electroimán puede ser de cualquier tipo; pero preferiblemente empleo un arreglo especial de electroimán compuesto de tres partes de material magnético, a saber, una parte D que forma una mejilla de la bobina y provista de una pieza de extensión tubular polar que sirviendo para el paso de las líneas de fuerza disminuye considerablemente la reluctancia del entrehierro, una parte E, formando la otra cara de la bobina y provista de una extensión polar e de sección decreciente, y una vaina C, uniendo las partes D y E.
Cuando el circuito está cerrado y la intensidad de la corriente está por debajo de la corriente extra o autoinducida directa, el núcleo ocupa la posición representada en las Figs. l y 2, siendo la renuencia del entrehierro relativamente débil y la de las partes D y E pero triiiing. La acción de los amperio-vueltas desarrollados en la bobina se dirige sobre e, donde el efecto es entonces muy poderoso. El flujo magnético tiende a provocar un avance o empuje del núcleo para aumentar la sección de paso de las líneas de fuerza. La fuerza ejercida entre dos puntos de movimiento del núcleo dependerá del aumento de sección relacionado con el flujo entre estos dos puntos. Así, adaptando una forma adecuada para el extremo e ef parte E, la fuerza que actúa sobre el núcleo puede hacerse constante. El núcleo d está rematado por una varilla metálica no magnética (Z,
M es una tapa o cubierta para el aparato, provista de un dedo, y que puede pivotar en .l en cojinetes S, atornillada a la vaina C. La cubierta M está unida a la varilla d, para participar del movimientos del núcleo (Z y émbolo l.
P es un resorte unido por un extremo al pasador J' del cojinete S y por su extremo opuesto a la tapa M y que sirve para sujetar la tapa cuando el núcleo está en la posición correspondiente a circuito cerrado (ver Fig. l) y para levantar completamente la cubierta cuando el electroimán comienza a actuar (ver Fig. 4), siendo forzada la cubierta por el resorte a pasar repentinamente de una posición a la otra, movimiento que se efectúa colocando el pasador G del resorte debajo de una línea dibujado a través de .l J. La inclinación de la cubierta M y, en consecuencia, la posición del eje G relativamente te la línea J J', está regulada por un tornillo de ajuste (visto claramente en la Fig. l) para habilitar la sensibilidad del aparato ser modificado. Esta sensibilidad del aparato también puede obtenerse con la ayuda de contrapesos que equilibren la acción del electroimán.
La corriente llega por el terminalf, Figs. 2 y 3, que está conectada eléctricamente a la copa de mercurio a mediante un tornillo g. La otra copa Z) está conectada a la bobina del electroimán por el cable h. El extremo opuesto de la bobina está conectado al terminal t por el cable. Suponiendo que el aparato esté en la posición que se muestra en la Fig. t, al presionar la cubierta M, el núcleo CZ y el émbolo D descienden y los dos miembros de este último para sumergirse en las copas al) del contenedor de mercurio, con lo cual el nivel del mercurio se elevará por encima de la partición de separación e y las copas a y h se pondrán en comunicación eléctrica y el circuito se cerrará. Si la intensidad de la corriente excede el límite deseado, la fuerza ejercida sobre el núcleo d supera la resistencia del resorte P y el núcleo d es atraído. el resorte I continúa el movimiento y mantiene el núcleo d y el émbolo l5 completamente levantados, interrumpiéndose entonces el circuito y las dos copas ya no en comunicación eléctrica. El tabique aislante impide la formación de un arco, y al efectuarse la ruptura del circuito, por así decirlo, en un recipiente cerrado no puede tener lugar ninguna alteración del mercurio, siendo posible colocar el aparato en un medio explosivo y romper el circuito. sin riesgo de chispas.
Cuando se levanta el aparato, como se muestra en la Fig. i, la arandela elástica choca contra la arandela aislante y forma una junta hermética. El aparato podría incluso invertirse sin que se escape nada de mercurio.
El hilo del electromagnético se calcula para introducir en el circuito solamente una resistencia despreciable. En el caso de corrientes alternas las partes metálicas del electroimán estarían convenientemente divididas o laminadas para disminuir las corrientes inducidas, como bien se entiende. La corriente que conduce a las copas de mercurio puede disponerse de modo que no entre en contacto con el mercurio cuando se levanta el émbolo B, como se ve en las Figs. 5 y 5, en donde los terminales del circuito están normalmente por encima de la línea 5*5, que es el nivel normal del mercurio.
La acción de los émbolos es poner primero el mercurio de cada copa en comunicación con su conductor y luego las dos copas entre sí. a la inversa, la ruptura del circuito sólo se produce entre las dos copas del borde superior del tabique c entre dos moléculas de mercurio y nunca entre el mercurio y los hilos de entrada. El aparato estaría montado sobre una base de material aislante.
Cuando el aparato se va a utilizar para corrientes de alta tensión, el recipiente A estaría provisto de una o más copas colocadas. intermedio de los dos compartimentos cxtreme en los que conducen los cables conductores (ver Fig. 0), produciendo así dos particiones. La ruptura del circuito se produce en este caso en varias particiones.
Para proteger los hilos de entrada de la acción de los vapores de mercurio que se desprenden al romperse el circuito, y así conservar siempre el perfecto aislamiento de los terminales, los hilos están protegidos por cortinas de inmersión A', formadas en una sola pieza con vaso A, que se proyectan por debajo del nivel más bajo del mercurio, formando así trampas que impiden el paso de los vapores de mercurio ICO IIO
de la cámara cuando se produce la ruptura del circuito. Pueden emplearse trampas similares cualquiera que sea el número de cavidades en el recipiente A. Dos de estos aparatos pueden colocarse uno al lado del otro, de modo que constituyan un interruptor automático bipolar. (Ver Fig. 7.) En esta disposición, los terminales se colocan a diferentes niveles, para evitar el cruce de los cables que se supone que están debajo de las cubiertas. Los dos aparatos pueden disponerse de manera que ambos interrumpan el circuito al mismo tiempo por la acción de un solo electromaguete proporcionando en la cubierta M de un aparato una orejeta que se apoya en el levantamiento contra los dientes de una pequeña horquilla montada en la cubierta. M del otro aparato, el juego entre las partes solo permite que el aparato actúe mutuamente por la acción del resorte I), de modo que el electroimán no tendrá carga extra que superar.
El aparato puede usarse como interruptor y como disyuntor operado a mano, levantándose la tapa M a mano en un caso y operando automáticamente en el otro caso si la corriente excede el límite apropiado. Sin el electroimán forma un interruptor simple, que posee las ventajas antes descritas cuando se usa como interruptor automático.
Será evidente que el aparato puede ser utilizado como un interruptor a distancia para diversos fines, tales como contactos de tranvía, reóstatos, etc., siendo sólo necesario aislar del circuito principal el circuito del electroimán y controlar este último desde cualquier punto. El aparato también se puede usar para limitar el suministro de corriente en un circuito de suscriptores, por ejemplo. En este caso es importante que no se manipule el aparato manteniendo los émbolos sumergidos cuando el electroimán deba actuar. higos. S y 9 muestran una disposición adecuada, en la que la cubierta M tiene en lugar del dedo un rodillo de fricción 7s, sobre el que actúa una leva Z sobre un husillo m, conectado a dicho husillo por un resorte helicoidal o. El husillo está provisto en un extremo de un mango p (ver Fig. 9) y tiene un trinquete u otro escape para evitar su giro excepto en una dirección. La leva Z puede ser momentáneamente refrenada en su movimiento por un resorte t. Todo el dispositivo está encerrado en un estuche, dejando solo el mango p expuesto. Suponiendo que el circuito esté interrumpido, como se muestra en la figura 8, para cerrar el circuito se gira la palanca p, quedando momentáneamente detenida la leva l por el resorte que no participa en este movimiento. El resorte helicoidal o se pone así en tensión hasta que vence la resistencia del resorte t, con lo cual la leva será provocada por la acción del resorte o para describir una revolución completa sin que su movimiento sea impedido por el mango, la leva Z en cierre giratorio la tapa M por medio del rodillo 7c y cerrando el circuito. Por otro lado, el circuito puede romperse fácilmente levantando la tapa M por medio de la palanca.
El aparato puede utilizarse cualquiera que sea la intensidad y tensión de la corriente, siendo sólo necesario proporcionar las dimensiones de la capa de mercurio sobre el tabique a la intensidad de la corriente y aumentar el número o espesor de los aislantes. Particiones según el voltaje de la corriente.
Yo reclamo-V l. En un disyuntor o interruptor de circuito eléctrico, la combinación de cámaras de mercurio separadas separadas entre sí y capaces de comunicarse eléctricamente por el ascenso y la unión del mercurio en lados opuestos de la partición, terminales que se comunican con el interior de las cámaras a una altura tal que estén en comunicación eléctrica con el mercurio solo cuando este último comienza a subir por encima de su nivel normal, y un émbolo de desplazamiento de mercurio para producir una subida y bajada del mercurio, la subida del mercurio haciendo primero la conexión en los terminales de las cámaras y después entre el mercurio en las dos cámaras y viceversa, de modo que se haga el circuito y'
2. En un disyuntor o interruptor eléctrico, la combinación de cámaras de mercurio separadas, cada una de las cuales contiene mercurio y están separadas unas de otras por aislamiento, siendo las cámaras, sin embargo, capaces de ponerse en comunicación eléctrica por el ascenso y la unión del mercurio que se encuentra en los lados opuestos de la partición, cables de entrada o terminales que se extienden hacia las cámaras de mercurio y la cortina A', sumergiendo el mercurio en las cámaras para atrapar las partes de las cámaras que contienen los cables de entrada o terminales para que los terminales sean pro- IOO IIO
protegido de cualquier vapor mercurial que pueda ser producido en las cámaras por la ruptura del circuito.
3. Inventar un disyuntor eléctrico o cambiar la combinación de una serie de cámaras de mercurio que contengan mercurio, con medios para hacer que el mercurio suba en las cámaras, las cámaras de mercurio adyacentes están separadas por una partición aislante y una entrada alambres o conductores contenidos en las cámaras extremas o finales de la serie mediante los cuales se forman un par de cámaras de mercurio y una cámara de mercurio intermedia separadas de las cámaras de mercurio finales por las particiones.
et. En un disyuntor o interruptor eléctrico, la combinación de terminales de circuito y un electroimán para controlar la acción del interruptor que comprende el electroimán, una parte D que forma un lado de la bobina que tiene un espacio de extensión polar tubular interno, otro lado E que tiene una expansión polar interna e de sección decreciente y una vaina C que conecta las partes D E.
En un interruptor de circuito eléctrico, la combinación de una pluralidad de cámaras de mercurio que contienen mercurio y separadas por una partición aislante, un émbolo adaptado para sumergirse en las cámaras de mercurio y desplazar dicho mercurio y provocar una unión del mercurio en los dos cámaras, un electroimán para accionar dicho émbolo, una tapa y palanca pivotante M en conexión pivotante con el émbolo y provistas de un resorte de resorte que sujeta dicha tapa en una posición y cuando salta facilita el movimiento del émbolo y la tapa pivotante.
G. En un interruptor de circuito eléctrico, la combinación de una pluralidad de cámaras de mercurio que contienen mercurio y separadas por una partición aislante, un émbolo adaptado para sumergirse en las cámaras de mercurio y desplazar dicho MAURICE BOUCHET.
Testigos:
EDH/ARD l. MACLEAN, MAURICE HENRI PioNE'r,
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