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PERFECTIONNEMENTS AUX COUPE-CIRCUIT ELECTRIQUES
A MERCURE.
L'invention est relative aux coupe-circuit électri- ques à mercure, o'est à dire à des coupe-circuit dans lesquels il est fait usage d'une oolonne de mercure qui forma normale- ment una liaison électrique entre deux contacts, et qui est contenue dans un tube de matière réfractaire isolante oompor- tant une perforation relativement étroite ou étranglée dans une de ses parties, dans laquelle le mercure se sépare lors d'une surcharge déterminée de courant..
Plus spécialement, l'in- vention concerne les coupe-circuit électriques à morsure du type dans lequel on prévoit un mécanisme à piston ou plongeur ou un autre mécanisme générateur de pression, en association avec un réservoir à maroure disposé sous la perforation et grâce à quoi, par fonctionnement du dit méoanisme générateur de pression,du mercure peut être amené du dit réservoir dans
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la dite perforation pour rétablir le circuit' électrique apràs fonctionnement du coupe-circuit. Les coupe-circuit à meroure de ce genre présentant le grand avantage de pouvoir être construits en évitant ltemploi de caoutchouc ou de sacs ana- logues pour contenir le mercure.
Néanmoins les coupa-circuit à mercure de ce genre, tels que connus jusqu'à présent,compor- tent de sérieux inconvénients pratiques en ce qui concerne l'étanchéité du mercure, les qualités isolantes, les faibles dimensions, et los commodités de fabrication et de fonction- nement générales, et ces inconvénients contrecarrent la dif- fusion et l'emploi généralisé des coupe-circuit à mercure.
Les principaux objets de l'invention consistant a prévoir un coupe-circuit à mercure de faibles dimensions relatives, de construction simple et durable et présentant de bonnes qualités isolantes; dans lequel le mécanisme à pis- ton ou plongeur ou autre.mécanisme générateur de pression ne doit pas concourir à retenir le mercure dans la coupe-circuit, et qui peut être remis an état de fonctionnement en action- nant simplement la mécanisme générateur de pression sans qu'il soit nécessaire de retirer la coupa-circuit du circuit qu'il contrôle, ou de le basculer (comma il était indispensable de le faire dans certaines constructions antérieures connues de coupe-circuit).
D'autres avantages que l'on peut obtenir en réali- sant l'invention sont : (1) la construction peut âtre telle que la filet de mercure dans la perforation étranglée peut être rompu à volonté par un mouvement inverse du mécanisme a piston ou plongeur ou autre mécanisme généraur de pression, de telle manière que le coupe-circuit peut être employé comme interrupteur et (2) le mécanisme à piston ou plongeur ou au- tre mécanisme générateur de pression peut âtre agencé de ma- nière a se trouver à tout moment sans contact physique avec le mercure (ce qui constitue un avantage évident lorsqu'il est question de voltages élevés).
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Conformément à l'invention un coupe-circuit à marou- re,du genre défini, est construit de manière telle que la per- foration relativement étroite ou étranglée, le réservoir dis-
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posé sous catta perforation at la chambre avec laquelle le me- aariisme de plongeur ou autre mécanisme générateur de pression est associé (ou una chambre en communication avec la première) font partie d'un ensemble analogue a Un U, la réservoir cons- tituant en fait la branche inférieure de l'U, grâce à quoi le mécanisme générateur de pression n'a pas a intervenir pour re- tenir le mercure dans le coupe-circuit, tout l'agencement étant
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tel que le coupe-circuit à mercure peut être reois en ordre de marche en n'aotionnant seulement que le dit mécanisme.
Dans des dispositions eoastruatives de coupe-circuit conformes é, l'invention et convenant aux grands modèles, les deux branches de l'agencement approxima1ii veuleút en U sont re- liées par un @ oonduit ou passade de manière à menacer un trajet fermé au mercure, le mécanisme générateur de pression étant associé au dit trajet fermé en sorte que lorsqu'une sur- charge sa produit et qu'une rupture est produite dans le filet ou colonne de mercure dans la perioration étroite ou étranglée,
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ce filet ou colonne peut être rétabli par la ionctioiinemeiit provoquant l'écoulement de mercure dans le trajet ou circuit fermé
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On remarquera que, bien 3liuel.flU,
la quantité de mor- ours employée n'est jamais suffisante pour remplir la branche formée par la chambre avec laquelle coopère en fonctionnement
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le méoanisme générateur de pression, (ou une chambra en comma- nioation avec la première), c'est a dire qu'il subsiste tou- jours un espace d'air appréciable au dessus du mercure dans cette branche qui est, naturellement, de section droite sensi- blement plus importante que l'autre branche.
De préférence, le coupe-circuit est enfermé dans une
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enveloppe en matière nqu-donductrice, qz traversent les con- tacts assurant les liaisons avec chacune des extrémités du fi-
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le% ou de la colonne de mercure,
L'invention est représentée aux dessins annexes
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qui an montrent divers agencements corliorilies.
.b'n se référant aux :lios. l, 2 et 3 des dessins qui représentent, en élévation et coupe, On élévation par l' arrière et en coupe en plan suivant/la ligne À-X de :La. lig. l, une disposition constructive de coupe-circuit, ce d"::1.J:.'rJ.ÍBr, tel qu'il est représente, comprend un corps réfraotaire 1 pourvu de deux perforations, l'une da cas per1.oraions ooapor- tant une partie twtxêaia 2. Cette partie ratrécie est propre a contenir le filât de mercure qui est rempu lorsqu'il est mm /traversé par/courant trop intense. Les deux perforations pra- tiquées dans le corps réfraotaire sont désignées par las chif- ires de référence 3 et 4, la perforation 3 comprenant la por-
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tion eoirécie 2..
Les perforations 3 et 4 communiquent à leur partie inférieure,de sorte que l'on obtiient en fait un reser- voir de mercure sous las perforations.. La communication infé- rieure entre les perforations est indiquée en 5. Les perfora-
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tions et la dite communication inférieure f01.'iÙE'ht, comme on peut le voir, un agencement a la ressemblance d'un U, Le corps réfraotaire 1 est engage dans un tube isolant 6, qui se visse à une extrémité dans un chapeau métallique 7 et, à l'autre ex- trémité, dans un second chapeau métallique 8. Ainsi quton le
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remaequarap le chapeau métallique 7 constitue en quelque sor- te le fond du réservoir à mercure et forme également,en fait, une paroi du passage de communication 5.
Le ohapeau mé- tallique 8 est pourvu de deux perforations, ainsi que repré- santé) oes perforations communiquant par le passage 9, Dans une des perforations du chapeau, métallique 8 est engagé un piston ou plongeur 10, qui est monté sur une tige 11 condition née pour être abaissée par un bouton de poussoir 12, la tige traversant un palier 13 vissé dans le ohapeau métallique 8, Ce mécanisme a piston ou plongeur constitue le méoanisme géné- rateur de pression.
L'autre perforation est fermée' à sa par=
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tie supérieure par un bouchon vissé 14, L'ensemble du dispo- sitif est enfermé et protégé par une couverture ou enveloppe isolante 15, qui comporta une paire d'ouvertures dans sa face supérieure pour livrer passage au bouton poussoir 12 et à la tige 11, ainsi qu'a la partie supérieure du palier 13, Comme on le remarquera, un ressort 16 entoure la tige 11 et sert à ramener le piston ou plongeur 10 vers le haut, Le oon- taot de la partis inférieure du iilet ou colonne de meroure avec le fond, est obtenu à 1 aide d'un bouchon ou d'un dispo- sitif de liaison analogue, 17, traversant la couverture ou enveloppe, ainsi qu'il est représenté,
et maintenu contre le ohapeau 7 par une vis 18 se vissant dans le dit chapeau.
,La liaison avec l'autre extrémité du f ilat ou colonne de mer- cure est obtenue à l'aide d'un cable (non représenté) faisant partie du circuit à contrôler) le dit oable traversant une ou- verture appropriée dans la couverture ou enveloppe et étant engagé dans un évidement ou douille 19 formé dans le ohapeau 8, son extrémité étant assujettie par la vis d'arrêt usuelle 20.
On remarquera que grâce à cet agencement, si la surcharge agit, la colonne de mercure peut être rétablie en déprimant le bouton poussoir 2 seulement, La figure 4 montre un agen- oement généralement analogue à celui représenté fig.
1., la différence principale résultant du fait que,dans la fig, 4, la perforation 3 n'a pas été pourvue d'une partie retréoie mais est établie au diamètre requis pratiquement dans toute sa lon- gueur, tandis qu'un flotteur 21 est disposé au dessus de l'ex- trémité de la perforations dans le oorps réfractaire 1, Une autre différence consiste en ce que le plongeur 10 ne travail- le pas directement dans une perforation formée dans le chapeau 8, mais bien dans une ohemise réfraotaire 22 mise en place dans la dite perforation. 23 désigne un évent qui peut être prévu, si on le désire, non seulement dans la construction re- Présentée à la fig, 4 mais dans toute autre construction.
Dans la fig. 4, l'évent 23 apparait comme obturé à son extrémité externe par la couverture ou enveloppe isolante
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15, mais en pratique 1'application de l'enveloppe sur le corps assemblé du coupe-circuit n'ast pas suffisamment étroi- te pour réaliser l'étanchéité a l'air. La Fig. 5 montre une autre variante ressemblant généralement à la fig. 4, mais qui en diffère, principalement, en ce que l'on a supprimé le passage de liaison supérieur 9.
Dans cette disposition,la colonne de mercure est rétablie après que le coupe-circuit est "parti" ou a fonctionné comme dans 1'agencement précédem- ment décrite et en pratique on constate que le fonctionnement satisfaisant peut être obtenu sans prévoir un trajet fermé ou circuit pour la mercure,
Dans toutes les dispositions constroutives de cou- pe-cirouit à mercure représentées, une certaine contre pres- sion 'réagissant sur le piston ou plongeur 10 est engendrée lorsque la colonne de mercure est rompue par une surcharge.
Cotte contre-pression peut être utilisée pour indiquer qu'il s'est produit une surcharge, en agençant de telle manière les parties que la contre-pression puisse ramener le plon- gour 10 et le bouton-poussoir 12 dans une position plus éle- vée que celle occupée avant fonctionnement.. La forme de dis- position construottive représentée à la figure 5, dans laquel- le on n'a pas prévu de circuit ou trajet fermé pour le mercu- re, ne contient pas aussi bian pour les plus grands modèles de coupe circuit à mercure que les constructions telles que collas représentées aux figures 1 à 4.
La fig. 6 montre en élévation et coupe une forme de construction simple, appropriée aux petits modèles de coupe-circuit à mercure. Dans cette construction, l'ensemble comprenant lu corps réfraotaire 1, le tube 6, la valve 21, le bouchon 14, et le chapeau, extrême 8a (qui est vissé a une extrémité du tube 6) est assemblé par vissage, à l'aide d'un filet formé à l'autre extrémité du tube 6, dans une pièce da base, 'la, dans laquelle se visse également un ensemble de "piston" ou "plongeur" ainsi qu'il est représenté, Cette dis-
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position oonstruotive offre l'avantage que l'ensemble "pis- ton ou "plongeur" peut très convenablement être monté a une distance considérable de la partie de l'appareil oom- prenant la colonne ou filet de mercure.
Lorsque le circuit à contrôler est a un voltage élevé, cet agencement présen- te des avantages évidents de sécurité, et en pareil cas travaille le cylindre dans lequel/le plongeur sera forme de verre ou autre matière isolante.
Dans plusieurs des dispositions conformes a l'in vention, et plus spécialement dans des dispositions tel- les que celles représentées aux figures 5 et 6, na compre- nant pas de circuit fermé pour le mercure, il est désira- ble de prévoir des mpyens pour empêcher la oolonne ou fi- let de mercure de se rompre, après avoir été rétablie lors- qu'on libère le bouton après l'opération de remise en état.
En se référant, par exemple, à la fig. 4, on remarquera que juste comme le bouton poussoir a été actionné, le mer- cure est refoulé dans la perforation pratiquée dans le corps réfractiare; lorsque le bouton est libéré le mercure fil tendance à être aspiré hors de la perforation. Cette dit - ficulté peut être surmontée de nombreuses façons. par exem- ple, dans l'agencement représenté à la fig.
6, le cylin- dre 24 dans lequel se meut le plonbeur 10, est élargi sur une partie de sa longueur, comme il est représenté, la portion étroite (qui s'adapte étroitement au dit plongeur) étant de longueur moindre que la course,, Lorsque, dans cette construction, le bouton poussoir 12 est abaissée une pres- sion est transmise au mercure par l'intermédiaire d'une certaine quantité d'air présent (lequel air sera naturel- lement comprimé lors de l'abaissement du bouton poussoir
12) et le mercure sera, conformément, refoulé dans la per- foration étroite.
Lorsque, toutefois, le bouton 12 est complètement abaissé, le piston ou plongeur 10 se déplace au-delà de la partie etroitement ajustée du cylindre dans
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laquelle il travaille, 0t coiùorméme-ro, permet a l'air em-
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prisonné da s'échapper au delà du dit piston ou plongeur
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et par l'évent 23 D'autres agonoements je mécanismes de plongeur destinés au marne but son'c représenTés dans les figures 7,8,et 9.. Dans la figure '7, le bouton poussoir 12 est aonstitué de deux parties, g¯, 12 qui sont écartées élastiquement entre elles a l'aide des resarts "lo'r la séparation étant limitée par des vis d'arrêt l2d, ai,n,;1 qu'il est représenté.
Une !éi'foiuatio:, il a est iormee dàris la tige 11, cette perforation com.uaLi, aam avec une pari' 0- ration analogue 1 forcée dans 1<.:: piston ou plon;4ur un :.marqu.xa que grâce a cet arrallü4.ca.t, lorsque la buuton poussoir 12 est abaissé, le passade d'éunapçill0t .3'air qui passe par les p<5=io,ratioi;J ICa, 11, et ensui-ce en sorti;. ontre los parties 12a et 12 j sera l'eirme mais, lorsque La pression du doibt cesse, lé passade j'écD8ppe ont d'air est ouvert.
Dans la variante représentée à la l'igt b on obtisnt une action semblable mais dans co cas le boston poussoir ast de construction simple, 6t est pourvu d'uno perl'ora'cion étroi"G6 12E: CUÜttL1L11Cua:û CO.úJ.l.L6 l'réoed0!J.lillQn"" avoo les y8J:l'O:r6l'biollS 11 a et l\./..1Jorsue la 10it:;b est po- sé sur le bouton poussoir 12 our À'>"ù=-isJer, î'as.-rott,iGc supérieure de la perforation 1? est l'ermée (par le àoit)
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mais le passage d'échappement d'air est ouvert lors de la
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libéra'uion, lorsque le doijgt est retire Dalls.Í. tabenC61JlÓnt représenté a la li. 5', ;LE cylin- dre comporte une o 1.'oe périphérique 25, et lu plongeur est conformé de mSHllt;
'S que lorsque îo bouton poussoir 12 âst abaissé, de sorte que le yiston ou plongeur est déplacé
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au-delà de la gorge périphérique 25, de l'air comprimé peut passer d'une face du plongeur à l'autre en passant
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par la dite gorge. La gorge périphérique 23 permet égale-
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ment le passage du mercure de la partie supérieure à la
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partie inférieure du piston ou plongeur durant la course as- cendante du dit piston ou plongeur, dans le cas ou le mécanis- me de plongeur est employé dans un coupe-circuit comportant un trajet ou circuit fermé pour le mercure (le cas envisagé fig.9)
Dans certains oas, plus spécialement dans des très petits modèles,
il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens pour vaincre cet effet de succion; il suffit de prévoir un sim-
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ple plongeur avec un déplacement limite. Un aG6nodmtlllt simple de mécanisme de plongeur, sans dispositions spaoialas,dteohap- pement d'air, est représenté a la fi 10.
La iigt 11 montre shhématiqu8welH an élévation et coupe un coupe-circuit assemblé conforme a l'invention) agencé dans un contenant ou boite approprié, et! conditionné pour êtra actionné par une manette d'interrupteur a bascule 2b.
Cette dis-
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position Constructive oonVl6nt bion a l'emploi concurremment avec des agencements bipolaires, auquel cas leux coupe-circuit à mercure disposés cote à côte peuvent être dans la boite, et leurs boutons de manoeuvre relies ensemble par une traverse qui est actionnée par une manette a bascule, Un monta-
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ge quelque peu analogue de coupe-circuit a mercure multiple dans lequel les coupe oircuit sont C1iiOYÚlé8 ensemble, a eté représenté aux figs. 12 et 13, lesquelles fibres montrent un' agencement comportant un disjoncteur triphasé, trois coupe-cir- cuit à mercure étant prévus avec leurs boutons de manoeuvre re- liés ensemble et à bouton principal MB.
Des coupe-circuit a mercure conformas a l'invention
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sont axtrramErc petius et comparus, par exemple les fig,s. ii et 13 montrent en vraie grandeur un disjoncteur triphasé pou- vant s'employer pour des grandeurs jusqu'environ 20 ampères.
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Ces petites dimensions rendant les oou.i!6-u:;...rcui-G bien ajjropries aux groupements pour le contrôle d'un nombre de circuits, Un
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tablaau da contrôle comprenant un certain nombre de ooupo-oir- cuit à mercure est représente aux tiosa 14 et lâ rj désignant une devanture de verre.
Si, ainsi qu'il est préférable, les
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coupe-cincuit à mercure employés dans un tableau de contrôle de ce genre sont construits de telle façon que les boutons de manoeuvre sont repoussés vars la haut par la ooritre-pras- sion lorsqu'il se produit une surcharge, il sera pousible de se rendre compte d'un coup d'oeil du defaut d'un circuit quelconque.
Bien que les formes particulières do coupe-circuit a mercure précédemment décrites sont du type dans lequel le filet ou colonne de mercure propre à âtre rompu par surcharge, est directement échauffé par le passage du courant, l'inven- tion n'est évidemment pas limitée à des coupe-circuit de ce type.
Ce type est préféré en raison de sa plus grande simpli- cité, mais, si on le désire, (par exemple, dans le cas de très grands modèles, ou bien lorsqu'un retard de fonctionne- ment est nécessaire,la colonne ou filet de mercure peut être chauffée indirectement, comme, par exemple, à l'aide d'une hélioe de chauffage agenoée d'une manière quelconque convena- ble) et propre à recevoir le courant de fonctionnement.
On remarquera qu'il est possible d'employer un ooupeoirouit conforme à l'invention comme interrupteur, en actionnant convenablement le mécanisme générateur de pression afin d'obtenir un effet da succion suffisant pour rompre le filet ou colonne de mercure,, bien que l'on se rendra compte que le filet ou colonne ne sera pas nécessairement rompu en tous cas si le mécanisme générateur de pression est simple- ment actionné comme dans l'opération normale de remise en ordre de marche.
On remarquera en outre que l'agencement à la res- semblanoe d'un tube en U permet l'emploi avantageux de noyaux relativement longs et l'adoption de modèles dans lesquels la distribution de la tension dans le coupe oircuit est tel- le qu'à le rendre sur et propre au fonctionnement pour la haute tension.
En outre, lorsque la colonne ou filet de mer- cure se rompt en raison d'une surcharge, les gaz engendrés
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peuvent non seulement s'échapper vers le haut, mais égale- ment se dilater vers le bas et dans le cylindre du piston
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ou plongeur, in oatr*, 1< mécanisme ôénérat8ur de ,pression ne doit aaeunewant intarv8ir pour retenir la mercure dans le coupu-oirouit;
en fait, dans la plupart des cas rapréjen- tés, le piston ou plongeur est de façon permanente hors de
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contact avec le mercure, la ,,uaniizê dd mercure dans le cou- pe-oiecuit 6tant normalement insuffisante pour atteindra la face de pression du piston ou plongeur, la pression étant transmise au mercure, lors de la remise en état, par l'air se trouvant entre le dit mercure et la dite face de pression..
REVENDICATIONS
1.- Un coupe-circuit électrique a mercure, du type de-
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fini, et dans lequel la perforation rdiativemsn-c étroite ou rstréoie, le réservoir situé sous cette périoration, et la chambra aveo laquelle le mécanisme générateur de pression est