Coupe-circuit.. La. présente invention a pour objet un coupe-circuit à mercure, dans lequel un cir cuit électrique est interrompu, lors d'une sur charge, par chauffage et vaporisation subsé quente d'un filet de mercure se trouvant dans un canal étroit, ce filet de mercure consti tuant normalement une connexion électrique entre deux points du circuit à. commander. Le coupe-circuit suivant l'invention est ca ractérisé en ce qu'il est prévu un réservoir à.
mercure, au-dessous dudit canal étroit, et une chambre en relation avec un mécanisme destiné à. créer une pression, le canal étroit et cette chambre constituant avec ledit réservoir, un canal en forme de U, dont la partie infé rieure est constituée par ce réservoir, la dis position du tout étant telle que le filet de mercure puisse être reformé, après rupture, simplement en agissant sur le mécanisme des tiné à créer une pression, pour provoquer de ce fait le refoulement du mercure du réser- voir .dans ledit canal étroit et ainsi rétablir le circuit.
Le .dessin annexé représente, à titre ,l'exemple, plusieurs formes d'exécution de ce coupe-circuit.
Fig. 1 est une élévation en coupe d'une première forme d'exécution; Fig. 2 est une élévation postérieure cor- respondant à la fig. 1; Fig. 3 est une vue en coupe, selon X-X de fig. 1; Fig. d est une coupe, en élévation, d'une variante; Fig. 5 est une vue semblable d'une autre variante; Fig. 6 est une coupe d'une deuxième forme d'exécution;
Fig. 7, 8, 9 et 10 sont -des vues de détails relatives à quatre variantes; Fig. 11 représente une autre forme d'exé cution montée dans une boite; Fig. 12 et 13 représentent en élévation et en plan un coupe-circuit triple; Fig. 14 et 15 montrent, .de face et en coupe latérale, un panneau de commande comprenant une série de coupe-circuits.
En référence aux fig. 1, 2 et 3. du dessin, le coupe-circuit représenté comporte un corps 1 réfractaire présentant deux perforations ménagées en lui, une de ces perforations com portant la partie 2 étroite. Cette partie étroite est destinée à contenir le filet de mercure, le quel est brisé lorsqu'un courant trop élevé passe 'à travers lui.
Les deux perforations ménagées dans le corps réfractaires. sont indi quées par les chiffres de référence 3 et 4, la perforation 3 contenant la partie 2 étroite. Les perforations 3 et 4 communiquent à leur partie inférieure, de telle sorte qu'un réser voir à mercure est en fait créé au-dessous de ces perforations. La communication infé rieure entre les-perforations est indiquée en 5.
Les perforations. 3 et 4 et la communication 5 forment un conduit ou tube pratiquement en forme de<B>U.</B> Le corps 1 réfractaire est ajusté dans. un tube 6 isolant, lequel est vissé à. une extrémité dans un capuchon 7 métalli que et à l'autre extrémité dans, un deuxième capuchon 8 métallique. Comme on le verra, le capuchon 7 constitue le bas du réservoir à mercure et forme également en fait une paroi du passage -5 ,de communication.
Le capuchon métallique 8 présente deux perforations, comme représenté, ces perforations, communi quant par le passage 9. Un plongeur 10 est ajusté .dans une -des! perforations du capuchon 8 métallique. Ce plongeur est monté sur une tige 11 destinée à être abaissée par un bouton poussoir 12, la tige passant à. travers un or gane 13 d'appui vissé dans le capuchon mé tallique 8. Ce plongeur et les organes qui y sont associés constituent le mécanisme des tiné à créer une pression. L'autre perforation est fermée à sa partie supérieure par un bou chon fileté 14.
Tout le dispositif est enfermé dans une enveloppe ou une couverture 15 et protégé par celle-ci, laquelle présente deux ouvertures sur sa face supérieure pour le pas sage -du bouton poussoir 12 et de la tige 11, ainsi que de la partie supérieure de l'organe d'appui 13. Comme on le voit, un ressort 16 entoure la tige 11 et sert à pousser le plon geur 10 vers le haut. Le contact au bas: de la colonne ou du filet de mercure est obtenu au moyen d'un bouchon ou -d'un -dispositif 17 de connexion passant à. travers l'enveloppe, comme représenté, et maintenu contre le ca puchon 7 par une vis 18 vissée dans ce capu chon.
La connexion à l'autre extrémité de la colonne ou du filet -de mercure est obtenue au moyen d'un câble (non représenté) faisant partie du circuit à commander, ce câble pas sant à travers une ouverture appropriée mé nagée dans l'enveloppe dans un enfoncement ou dans une douille 19 formée dans le capu chon 8 et son extrémité mise à nu est fixée par la cheville taraudée habituelle 20. 0'n verra que cette disposition peut être remise en état, lorsqu'une surcharge a agi sur la co lonne de mercure, simplement en appuyant sur le bouton poussoir 12.
La fig. 4 repré sente une disposition qui est similaire, d'une façon générale, à celle représentée à la fig. 1, la principale différence étant que dans la fig. 4, la perforation 3 ne présente pas une partie -de plus faible diamètre, mais présente le -diamètre voulu pratiquement sur toute sa longueur, tandis qu'un flotteur 21 est placé au-dessus de l'extrémité ,de la. perforation mé nagée dans le corps réfractaire 1.
Une autre différence consiste en ce que le plongeur 10 ne fonctionne pas directement dans une perfo ration ménagée,dans le capuchon 8, mais -dans un revêtement 2!2 isolant placé dans cette per foration.
23 est un trou d'aération qui peut être prévu, si on le désire, non seulement dans la forme d'exécution représentée à la fig. 4, mais dans n'importe quelle autre forme d'exécution. A la fig. 4, le trou 23 est bouché à son extrémité externe par l'enveloppe 15 isolante, mais en pratique, l'ajustement de l'enveloppe autour du corps monté du coupe -circuit n'est pas suffisamment étroit pour former un joint étanche à l'air.
La fig. 5 re présente une autre variante semblable d'une façon générale à la fig. 4, mais différant principalement -de cette dernière en ce que le passage 9 de connexion supérieur est sup primé. Dans cette disposition; la colonne de mercure est reformée après que le coupe-circuit s'est déclenché comme dans la forme d'exécu tion décrite précédemment et on a trouvé qu'en pratique un fonctionnement satisfaisant peut être obtenu sans prévoir un passage fermé ou en forme de boucle pour le mercure.
Dans le cas des-fig. 1 à. 4, il est évité que le mercure contenu dans la branche 4 forme également le circuit et court-circuite la bran che étroite 2, par le fait que le mercure dans la branche contenant le plongeur n'est jamais suffisamment haut pour atteindre le niveau du capuchon 8. En effet, le trou contenant l'étranglement est beaucoup plus petit que l'autre trou et ne peut pas contenir suffisam ment de mercure pour remplir le large trou jusqu'à un niveau où il court-circuiterait le coupe-circuit.
Dans toutes les formes d'exécution de coupe-circuits à mercure, représentées, une certaine pression de retour agissant sur le plongeur 10 sera créée lorsque la colonne -de mercure est brisée par une surcharge. Cette pression de retour peut être employée pour indiquer la valeur approximative de la sur charge qui s'est produite, en -disposant les or ganes de telle sorte que la pression de retour puisse repousser le plongeur 10 et le bouton poussoir 12 dans une position plus. élevée que celle occupée avant le fonctionnement du coupe-circuit.
La forme d'exécution représen tée à la fig. 5 dans laquelle un circuit fermé aur lui-même n'est pas prévu pour le mercure, n'est pas appropriée pour les de grandes dimensions, tels que ceux représentés aux fia. 1 à 4.
La fia. 6 représente en élévation, en coupe, une forme d'exécution simple appro priée pour des coupe-circuits à. mercure de petites dimensions. Dans cette forme d'exécu tion, l'ensemble, qui consiste en un corps ré fractaire 1, un tube 6, une soupape 21, un bouchon 14 et un capuchon d'extrémité 8a (lequel est vissé sur une extrémité du tube 6), est vissé au moyen d'un filet formé sur l'autre extrémité -du tube 6 dans une pièce de base 7a dans laquelle se visse également un_ plongeur,
comme représenté. Cette forme d'exécution présente l'avantage que le plon geur peut être disposé très bien à une grande distance de cette partie de l'appareil dans la quelle se trouve la colonne ou le filet. de mer cure. Lorsque le circuit à commander- a un fort voltage, cette disposition présente des avantages évidents de sécurité et,dans -de tels cas le cylindre dans lequel fonctionne le plon geur, doit être en verre ou en une autre ma tière isolante appropriée.
Dans plusieurs formes -d'exécution selon la présente invention et, en particulier dans les formes d'exécution représentées aux fia. 5 et 6, dans lesquelles il n'y a pas -de circuit fermé pour le mercure, il est désirable de pré voir des moyens pour empêcher la colonne ou le filet de mercure de se briser après avoir été reformé, lorsque le bouton est lâché après l'opération -de remise en place. En référence, par exemple à la fia. 4, on verra qu'au mo ment où le bouton poussoir est pressé, le mer cure est forcé dans la perforation du corps réfractaire, de telle sorte que lorsque le bou ton est libéré, le mercure a tendance à.
être aspiré hors de cette perforation. Cette diffi culté peut se surmonter de différentes ma nières. Par exemple, dans la forme d'exécu tion représentée à la fia. 6, le cylindre 24 dans lequel se déplace le plongeur 10 est élargi au-dessous d'une partie de sa longueur, la partie étroite (qui s'ajuste exactement au tour de ce plongeur) étant plus courte que la course.
Lorsque dans cette forme d'exécu tion le bouton poussoir 12 est abaissé, de la pression sera transmise au mercure à travers une certaine quantité d'air présente (cet air sera évidemment comprimé lors de l'abaisse ment -du bouton poussoir 12) et le mercure sera par conséquent forcé dans la perforation étroite. Cependant, lorsque le bouton pous soir 12 est complètement abaissé, le plongeur 10 se déplace au delà de la partie s'ajustant étroitement du cylindre dans lequel il tra vaille et permet ainsi à l'air comprimé en fermé -de s'échapper au delà de ce piston plon geur et à l'extériëur par le trou d'air 23.
On remarquera que le plongeur 10 de la fig. 6 est représenté dans sa position normale, c'est- à-dire que le ressort 16 n'est pas sous ten sion et, de ce fait, le mercure est soumis<B>à</B> la pression atmosphérique lorsque le coupe- circuit a été remis en état et est prêt à fonc tionner. En vue -de remettre en état le coupe- circuit, le plongeur 10 est soulevé autant qu'il est possible et est ensuite abaissé brus quement, ce qui crée la pression nécessaire pour reformer le filet de mercure.
D'autres dispositions de mécanismes plongeurs rem plissant le même but sont. représentées aux fig. 7, 8 et 9. A la fig. 7, le bouton poussoir 12 est en deux parties 12a, 12b, qui sont dé placées par des ressorts 12c, de.manière à s'é carter l'une -de l'autre, cette séparation étant limitée par des vis 12d de fixation, comme représenté. Une perforation lla est ménagée à travers la tige 11, cette perforation commu niquant avec une perforation semblable loa du piston plongeur.
On voit qu'avec cette dis position, lorsque le bouton poussoir 12 est abaissé, le passage pour l'échappement de l'air vers les perforations loa, lia et -de là entre les parties 12a et 12b est fermé, mais lorsque la pression vers le bas exercée par le doigt cesse, le passage d'échappement de l'air est ouvert. Dans la variante représentée à la fi-. 8, un effet semblable est obtenu, mais dans ce cas, le bouton poussoir est de construction simple et ne présente qu'un pe tit trou 12e communiquant ,comme précédem ment avec des trous lia et 10a.
Lorsque le doigt est placé sur le bouton poussoir 12 pour l'abaisser, l'extrémité supérieure de la perfo ration 12e est fermée (par le doigt), mais le passage d'échappement .d'air est ouvert lors de la libération quand le doigt est enlevé. Dans la disposition représentée à la fig. 9, le cylindre présente une rainure 25 périphérique et le piston plongeur est formé -de manière que lorsque le bouton poussoir 12 est abaissé pour que le plongeur se .déplace au delà,de la rainure périphérique 25, de l'air comprimé peut s'échapper d'un côté du piston plongeur vers l'autre en passant par cette rainure.
La rainure périphérique 25 permet également le passage du mercure -du côté supérieur au côté inférieur du piston plongeur pendant la course vers le haut de ce piston dans le cas où le mécanisme plongeur est employé dans un coupe-circuit ayant un passage refermé sur lui-même pour le mercure.
Dans certaines formes -d'exécution, plus spécialement dans celles -de très petites di mensions, il n'est pas nécessaire de prévoir ,des moyens pour vaincre cet effet d'aspira tion, il est suffisant .de prévoir un simple plongeur à déplacement limité. Une -disposi tion simple du mécanisme plongeur sans moyens spéciaux pour l'échappement de l'air est représentée à la fig. 10.
La fig. 11 montre schématiquement en élévation, en coupe, un coupe-circuit monté, disposé .dans une boîte et destiné à être ac tionné par une manette 26 d'interruption à culbuteur. Cette forme d'exécution est très appropriée à être utilisée avec des formes d'exécution à double pôle, dans ce cas, deux coupe-circuits à mercure placés côte à côte peuvent être disposés -à l'intérieur de la boîte et leurs boutons poussoirs d'actionnement peuvent -être reliés l'un à l'autre par une bielle transversale, laquelle -est actionnée par le levier culbuteur.
Un assemblage analogue d e coupe-circuits à mercure multipl´s dans lequel les coupe-circuits sont actionnés en commun, est représenté aux fig. 12 et 13. Ces figures montrent une disposition de coupe- circuit à trois phases, trois coupe-circuits à mercure étant prévus en ayant leurs boutons poussoirs -d'actionnement articulés les uns aux autres et à un bouton principal 31B.
Des interrupteurs à mercure selon la pré sente invention peuvent être extrêmement pe tits et compacts. Par exemple, les fig. 12 et 13 montrent un coupe-circuit à trois phases, sensiblement en grandeur naturelle, appro prié pour l'interruption d'un courant d'envi ron 20 ampères. Ces petites dimensions des coupe-circuits les rendent appropriés à être disposés sur des tableaux de commande de plusieurs circuits. Un panneau de commande comprenant plusieurs coupe-circuits à mer- cure est représenté aux fig. 14 et 15, 27 étant une vitre antérieure.
Si, comme c'est préférable, les coupe-circuit- à mercure em ployés .dans un panneau de commande de ce genre, sont construits de telle sorte que le bouton-poussoir soit poussé vers le haut par la pression de retour lorsqu'une surcharge se produit, on pourra voir d'un coup d'oeil l'arrêt de n'importe quel circuit.
Bien que les formes particulières de coupe-circuit- à mercure décrites précédem ment soient du type dans lequel la colonne ou le filet :de mercure, qui est destiné à être brisé lors d'une surcharge, est chauffé direc tement par le passage du courant, l'invention n'est évidemment pas limitée aux coupe- circuits de ce type.
Ce type est préféré par suite de sa grande simplicité, mais si on .dé sire (par exemple .dans le cas de très grandes dimensions ou dans les cas où un délai ou un retard (le fonctionnement est nécessaire) la colonne ou le filet de mercure peut être chauffé indirectement, comme, par exemple, par un enroulement de chauffage disposé de n'importe quelle manière convenable et des tiné à recevoir le courant d'aetionnement.
On remarquera qu'il est possible d'em ployer les coupe-circuit- décrits en lieu et place d'un interrupteur, en actionnant .d'une manière appropriée de bouton poussoir du plongeur, de manière à obtenir une aspira tion suffisante pour rompre le filet ou la co lonne de mercure, bien que dans tous les cas ce filet ou cette colonne ne serait pas rompu si le bouton poussoir du plongeur est simple ment abaissé et libéré comme dans le cas de l'actionnement habituel pour la remise en place.
On remarquera en outre que les construc tions repré#entées permettent l'utilisation convenable de corps isolants 1 relativement longs et l'emploi de dispositions constructives dans lesquelles la répartition du voltage dans le coupe-circuit est telle qu'elle le rend sûr et approprié peur le travail à haute tension. En outre, lorsque la colonne ou le filet de mercure se rompt lors d'une surcharge, les gaz créés peuvent non seulement s'échapper vers le haut, mais également vers le bas et dans le cylindre .du plongeur.
Le mécanisme producteur d'une pression n'est pas destiné à retenir le mercure dans le coupe-circuit; en effet, dans la plupart des exemples décrits, le plongeur est en perma nence hors de contact du mercure, la quantité de mercure dans le coupe-circuit étant norma- IPment insuffisante pour que la face -de tra vail du plongeur soit atteinte, la pression étant transmise au mercure, lors du rétablis sement du filet de mercure rompu, par l'in termédiaire d'air compris entre ce mercure et la face :de travail du plongeur.
Une valve peut être prévue à la partie su périeure du canal étroit dans lequel se trouve le filet -de mercure.