BRPI1003684A2 - desligador eletromecÂnico - Google Patents

Abstract

DESLIGADOR ELETROMECÂNICO.A presente invenção refere-se a um desligador eletromecânico, sem pólvora, destinado a proteger para-raios de surtos de corrente, provenientes de uma manobra na rede elétrica ou de uma descarga atmosférica o qual compreende dois invólucros acopláveis entre si, providos de terminais de contato elétrico; um elemento de resistência ao acoplamento dos dois invólucros; e um elemento fusível, que compreende um corpo substancialmente cilíndrico, provido em seu comprimento de um vinco redutor da seção transversal do corpo cilíndrico, em que cada uma das extremidades longitudinais do corpo cilíndrico se conecta a um dos dois invólucros, de modo a proporcionar o acoplamento das mesmas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DESLIGA- DOR ELETROMECÂNICO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um desligador eletromecânico, sem pólvora, destinado a proteger para-raios de surtos de corrente, proveni- entes de uma manobra na rede elétrica ou de uma descarga atmosférica, desconectando assim o para-raios da linha sem que a mesma desligue.

Ocorre que, normalmente, em tais ocasiões, as correntes elétri- cas geradas são de grandeza superior àquela suportada pelos para-raios, sendo necessário, portanto, evitar que a corrente circule entre os terminais (pólos) dos para-raios. Descrição do Estado da Técnica

Os desligadores automáticos para sistemas de para-raios nor- malmente empregam sistemas com pólvora. Não raro, são relatadas ocasi- ões em que há uma ignição acidental da pólvora, próxima a um operador, o que potencializa o risco de um ferimento ou queimadura de média ou alta gravidade.

São também conhecidos sistemas em que o mecanismo usado, uma vez acionado, resulta no lançamento de partículas a longa distância, o que é igualmente indesejado, em face das chances de tais partículas atingi- rem uma pessoa ou mesmo causar algum dano material.

Outras disposições de circuitos de proteção de emergência para desligamento automático são conhecidas do estado da técnica, tais como a referência MU 8301912-0, publicada em 20.04.2004. Esta referência des- creve um desligador automático que, em entre outros elementos, é dotado de um elemento explosivo em seu interior, aumentando o risco de ignição acidental relatado acima.

Outra disposição também conhecida é descrita na anterioridade Pl 9305920-5, publicada em 26.08.1997, na qual é descrito que no caso de uma sobrecarga, ocorre o rompimento do invólucro externo, o que pode re- sultar no já mencionado lançamento indesejado de partículas.

Dessa forma, diferentes dispositivos, com o mesmo campo de atuação, com diferentes aspectos construtivos e de diferentes complexida- des de produção são conhecidos anteriormente. Objetivo da Presente Invenção

É, portanto, um objetivo da presente invenção, prover um desli- gador automático que não necessite, para sua utilização, de elementos ex- plosivos, de modo a evitar eventuais lesões ou queimaduras acidentais quando da manipulação do mesmo.

Outro objetivo da presente invenção consiste na provisão de um desligador automático que, uma vez acionado, não resulte em partículas pro- jetadas a longa distância, sob o risco de ferimentos a pessoas e/ou de danos materiais.

Mais um objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um desligador que resulte maior segurança na sua utilização, maior facilida- de de fabricação e com melhor desempenho em relação aos que são atual- mente utilizados, com um tempo de abertura garantido. Sumário da Invenção

Tais objetivos são alcançados por meio de um desligador ele- tromecânico que compreende dois invólucros acopláveis entre si, providos de terminais de contato elétrico; um elemento de resistência ao acoplamento dos dois invólucros; e um elemento fusível, que compreende um corpo subs- tancialmente cilíndrico, provido em seu comprimento de um vinco redutor da seção transversal do corpo cilíndrico, em que cada uma das extremidades longitudinais do corpo cilíndrico se conecta a um dos dois invólucros, de mo- do a proporcionar o acoplamento das mesmas. Portanto, a presente invenção apresenta como vantagens, a uti-

lização de um elemento fusível de resistência pré-calculada, dotado de um vinco no centro, que proporciona uma redução de seção por meio do estabe- lecimento do ponto exato onde deve ocorrer a ruptura do fusível. Esta resis- tência pode ser dimensionada de acordo com o local de utilização do conjun- to desligador eletromecânico polimérico, sobre diferentes níveis de tensão e correntes. Este componente melhora o desempenho da desconexão ao ser submetido a uma sobrecarga. Será feita a seguir uma descrição do conjunto desligador de a - cordo com a presente invenção. Breve Descrição das Figuras

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descri- ta com base nas representações dos desenhos. As figuras mostram:

a figura 1A ilustra uma vista em perspectiva externa do conjunto desligador eletromecânico polimérico sem pólvora;

a figura 1B ilustra uma vista em corte do conjunto da figura 1A, descrevendo o interior do mesmo; a figura 2 ilustra o elemento fusível que fica alojado no interior do

conjunto;

a figura 3A ilustra o terminal eletricamente condutor interconec-

tável;

a figura 3B ilustra o terminal eletricamente condutor interconec- tável em outra vista;

a figura 4 ilustra a mola, que fica alojada na parte interior do con- junto;

a figura 5A ilustra o primeiro invólucro do conjunto desligador; a figura 5B ilustra outra vista do primeiro invólucro do conjunto; a figura 6A ilustra o segundo invólucro do conjunto;

a figura 6B ilustra outra vista do segundo invólucro; a figura 7 ilustra a montagem de uma parte do conjunto, entre o primeiro invólucro e o terminal eletricamente condutor interconectável; Descrição Detalhada da Invenção Como pode ser visto a partir das figuras 1A e 1B, o conjunto

desligador eletromecânico polimérico sem pólvora 10 da presente invenção é preferencialmente constituído de primeiro e segundo invólucros passíveis de serem acoplados entre si.

A figura 1A é uma vista em perspectiva que mostra o desligador de acordo com a presente invenção em seu estado montado, ao passo que na figura 1B, é mostrada uma seção em corte longitudinal do mesmo desli- gado, na qual é possível visualizar todos os componentes do mesmo, os quais serão descritos em maiores detalhes a seguir.

Assim, tal como ilustrado nas figuras 5A e 5B, o primeiro invólu- cro 60, consiste em um corpo substancialmente cilíndrico, em formato de copo, construído preferencialmente de material polimérico com boas propri- edades mecânicas e propriedades de resistência a intempéries e a fenôme- nos elétricos, adequadas para a aplicação da mesma.

As principais funções do invólucro consistem na proteção contra agentes agressores externos, na provisão de estanquiedade para os ele- mentos internos. O primeiro invólucro é dotado ainda de dentes 8 situados na borda periférica, os quais se encaixam perfeitamente com dentes contra- postos 14 providos no segundo invólucro. Tal encaixe entre os dentes dos dois invólucros evita, assim, que o torque proveniente do manuseio seja transferido aos elementos internos.

O primeiro invólucro pode ser provido ainda de um rasgo sexta- vado 15 no qual é retido um terminal de contato 40, o qual, uma vez fixado se estende coaxialmente para o interior do invólucro.

Na borda periférica do primeiro invólucro 60, pode ser provido ainda um recesso de seção quadrada 13 que contorna o perímetro do pri- meiro invólucro 60 e permite o encaixe de um elemento elastomérico de ve- dação padrão (não mostrado) para prover a dita estanqueidade.

As figuras 6A e 6B, por sua vez, ilustram o segundo invólucro 70 do conjunto 10, também de formato cilíndrico em forma de copo, substanci- almente similar ao primeiro invólucro e passível de acoplamento com o mesmo. O segundo invólucro é igualmente construído com material poliméri- co com boas propriedades mecânicas e resistência a intempéries elétricas, adequadas para a sua aplicação.

Tal como descrito anteriormente, o segundo invólucro ainda é formado por dentes contrapostos 14 que se encaixam perfeitamente com os dentes 8 do primeiro invólucro 60 do conjunto 10. É provido também um furo 16 que permite o encaixe do invólu-

cro com um segundo terminal de contato 41, o qual se estende coaxialmente para o interior do segundo invólucro. Adicionalmente na borda periférica do segundo invólucro é provido um recesso de seção quadrada 17 que, em conjunto com o recesso 13 do primeiro invólucro, pode acomodar o elemento elastomérico de vedação padrão (não mostrado).

Os referidos primeiro e segundo terminais de contato interconec- táveis 40 e 41, mostrados nas figuras 3A e 3B são construídos com material de boa condutividade elétrica e resistentes à corrosão. Estes terminais têm por finalidade a conexão elétrica entre o para-raio e um fusível 20 (que será descrito mais adiante), quando montado na parte superior do desligador ele- tromecânico 10, e a conexão elétrica entre o fusível 20 e o fio terra, quando montado na parte inferior.

A configuração destes terminais destina-se ainda a evitar que qualquer tipo de torque seja transferido para o fusível 20 durante sua monta- gem na fábrica. Para tanto, os terminais são constituídos de um furo roscado 4 usinado em uma protusão lisa 5, uma seção sextavada 6, passível de en- caixe com o rasgo sextavado do invólucro. Alternativamente, a dita seção 6 pode ter qualquer geometria que permita a montagem do terminal ao conjun- to 10 e evite a transferência de torque no desligador 10 para o fusível 20. Além disso, o terminal compreende uma protusão roscada 7 que permite a fixação do terminal ao para-raio ou ao fio terra através de meios já conheci- dos, dependendo da posição de montagem do desligador 10.

Um destes terminais poderá ter, quando necessário, e para a- tender às normas e especificações técnicas eventualmente requeridas, um cabo de 16 mm2 flexível ao invés de uma rosca (não mostrado), montado ao conjunto desligador 10 pelo processo de crimpagem ou por qualquer sistema de fixação que permita atender às propriedades mecânicas e elétricas con- dizentes com o projeto.

A figura 2 representa o elemento fusível 20, construído com ma- terial de resistência calculada para obter um melhor desempenho, cuja fina- lidade consiste em prover a desconexão das partes do desligador da presen- te invenção 10 evitando que a corrente elétrica circule pelos terminais dos para-raios.

O fusível consiste em um corpo substancialmente cilíndrico axi- almente vazado ou rígido 1 de modo a reduzir a seção elétrica do mesmo, e que é dotado ainda de um vinco 2 preferencialmente disposto no centro de modo a reduzir adicionalmente a seção elétrica naquela região. Assim, o referido vinco determina o ponto de ruptura do fusível.

O elemento fusível possui ainda um par de roscas externas 3,

dispostas, cada qual em uma extremidade, de modo a fixar o fusível 20 aos terminais eletricamente condutores interconectáveis 40 e 41 do desligador 10.

Outro método passível para fixar o fusível 20 nos terminais 40 seria pelo método de crimpagem. Por exemplo, o fusível 20 pode ser provido em uma cordoalha de cobre estanho, adequadamente calculada, da forma já conhecida no estado da técnica, de modo a obter o melhor desempenho do produto.

Finalmente, a figura 4 ilustra a mola 50, construída com material apropriado para a fabricação de molas (pode ser usado qualquer tipo de mo- la). A mola é captiva a uma das metades do corpo em forma de copo a fim de não ser lançada e causar danos materiais a terceiros ou danos a pedes- tres. Sua principal função é reduzir o tempo de desconexão do desligador 10 e aumentar a distância entre suas metades evitando a continuidade da cor- rente elétrica pelo ar. Também proverá uma redução no tempo de fusão do fusível 20, visto que, a carga de compressão foi calculada próxima, ligeira- mente inferior, à carga de ruptura do material do fusível 20, a fim de reduzir ainda mais o tempo de abertura do desligador 10.

O tempo de desconexão refere-se ao tempo compreendido entre a passagem de corrente com o primeiro valor que supera o limite especifica- do pelo para-raio e a abertura definitiva do desligador 10. Os invólucros 60 e 70 são preferencialmente dotados de respectivas regiões circunferenciais internas 12, nas quais a mola 50 é alojada de modo a evitar qualquer contato com os terminais 40, e, consequentemente, impedindo a ocorrência de even- tuais fenômenos elétricos que possam prejudicar o funcionamento do desli- gador 10 e/ou do para-raios.

A figura 7 representa ainda a montagem entre o primeiro invólu- cro 60 e o terminal de contato 40, a qual pode ser feita de duas maneiras:

a) Durante o processo de injeção do primeiro invólucro 60, a fer- ramenta de produção é devidamente preparada para alojar o terminal 40, de modo que o material polimérico para a formação do invólucro 60 envolva o

terminal 40 no rasgo sextavado 15 e no furo 16 formando um subconjunto 80 de invólucro e terminal.

b) Montagem do terminal de contato 40 no primeiro invólucro 60 após a injeção do mesmo. Neste caso, um elemento de vedação (anel em O) deve ser usado para prover a estanqueidade entre as peças evitando a

entrada de água no interior do conjunto desligador 10.

Os mesmos procedimentos acima podem ser aplicados para a montagem entre o segundo invólucro 70 e o outro terminal 41.

Os materiais descritos não são limitativos, pois quaisquer mate- riais adequados para a finalidade do desligador poderiam ser utilizados.

Outras modificações dentro do espírito e do conceito desta in-

venção e evidentes a uma pessoa versada na técnica após uma considera- ção deste relatório também deverão ser consideradas dentro do escopo da invenção, conforme definida nas reivindicações apensas.

Claims (12)

1. Desligador eletromecânico caracterizado por compreender: a) primeiro e segundo invólucros (60, 70) acopláveis entre si, cada qual provido de um terminal de contato elétrico (40, 41); b) elemento de resistência (50) ao acoplamento dos dois invólu- cros; c) elemento fusível (20), que compreende um corpo substanci- almente cilíndrico, provido em seu comprimento de um vinco (2) redutor da seção transversal do corpo cilíndrico; d) em que cada uma das extremidades longitudinais do elemen- to fusível (20) está em contato com os terminais de contato elétrico e se co- necta a um dos dois invólucros, de modo a proporcionar o acoplamento das mesmas.

2. Desligador eletromecânico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os invólucros (60, 70) compreendem um cor- po substancialmente cilíndrico, em formato de copo, e são feitos de material polimérico.

3. Desligador eletromecânico de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que são providos dentes (8) na borda perifé- rica do primeiro invólucro, os quais são passíveis de encaixe com dentes contrapostos (14) providos na borda periférica do segundo invólucro.

4. Desligador eletromecânico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os terminais de contato (40, 41) são encaixados de forma retida em aberturas (15) nos respectivos invólucros (60, 70), e se estendem axialmente para o interior dos mesmos.

5. Desligador eletromecânico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os invólucros (60, 70) compreendem ainda canais de seção quadrada (13, 17) dispostos nas res- pectivas bordas periféricas para o encaixe de um elemento elastomérico de vedação.

6. Desligador eletromecânico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os referidos primeiro e segundo terminais de contato (40, 41) compreendem um furo roscado (4) usinado internamente em uma protusão lisa (5), uma seção de encaixe com a abertura prevista no invólucro; e uma protusão roscada (7) para fixação do terminal a elementos externos.

7. Desligador eletromecânico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os terminais (40, 41) são dotados de um cabo flexível, montado por climpagem ao conjunto desligador (10).

8. Desligador eletromecânico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o fusível (20) compreen- de um corpo substancialmente cilíndrico axialmente vazado (1), e cujo vinco (2) é disposto no centro do corpo cilíndrico.

9. Desligador eletromecânico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o fusível (20) compreen- de ainda um par de roscas (3), cada uma em uma extremidade, as quais são passíveis de fixação aos terminais (40, 41).

10. Desligador eletromecânico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o fusível (20) é crimpado aos terminais 40, em que o fusível (20) é provido em uma cordoalha de co- bre estanho.

11.

Desligador eletromecânico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a mola 50 é alojada em regiões circunferenciais correspondentes (12) no interior dos invólucros (60, 70) e possui carga de compressão ligeiramente inferior à carga de rup- tura do material do fusível (20).