ITMI951006A1

ITMI951006A1 - Allarme acustico e blocco per interrutori elettrici ad alta portata

Info

Publication number: ITMI951006A1
Application number: IT95MI001006A
Authority: IT
Inventors: John Allen Pollman; Raimond Kelsey Seymour; Paul Hamilton Singer; Paul Thomas Rajotte
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-18
Also published as: WO1995032513A1; IT1298687B1; ITMI951006A0; US5502286A; JPH09505441A

Abstract

Un accessorio combinato di allarme acustico e blocco viene collegato con un'unità elettronica di sganciamento che controlla un interruttore elettrico ad alta portata. L'accessorio interagisce con il meccanismo azionatore dell'interruttore per attivare l'allarme acustico a seguito di interruzione ed impedisce la chiusura dei contatti dell'interruttore fino a che l'accessorio viene ripristinato manualmente.

Description

Il brevetto USA No. 4.939.490 intitolato "Unità di allarme acustico per interruttore in scatola plastica stampata" descrive un’unità di allarme acustico per interruttori che interagisce con il meccanismo azionatore dell’interruttore per fornire un’indicazione a distanza delle condizioni di chiuso (ON) e di aperto (OFF) dei contatti dell’interruttore. L’unità è autocontenuta in una scatola che viene inserita in una rientranza di accessori nel coperchio dell’interruttore. La rientranza accetta solamente un accessorio in modo che l’operatore deve decidere quale di una varietà multipla di accessori si adatta meglio alle sue esigenze.

La domanda di brevetto USA No. 08/248.900 intitolata "Accessori modulari per interruttori" descrive una scatola che è capace di sostenere parecchie differenti unità accessorie ciascuna delle quali può essere resa funzionante dall’operatore.

La domanda di brevetto USA No. 08/239.822 intitolata "Interruttore digitale con funzioni accessorie multiple" descrive una semplice disposizione di commutatore selettore che fornisce elettronicamente selezione di una qualsiasi di parecchie funzioni accessorie assieme con una protezione automatica da sovracorrente di interruttore.

Il brevetto USA No. 4.672.501 intitolato "Interruttore ed unità di relè protettivo” descrive l’uso di un interruttore digitale impiegante un microelaboratore in combinazione con elementi di memoria ROM e RAM per fornire funzioni di relè e di protezione ad un sistema di distribuzione elettrica.

Lo scopo della presente invenzione è di descrivere un accessorio combinato di allarme acustico e di blocco che possa essere installato nel coperchio dell’interruttore come una della sopra citata pluralità di funzioni accessorie sceglibili di interruttore.

Un accessorio combinato di allarme acustico e blocco si infila sull'associata unità elettronica di sganciamento che controlla un interruttore ad alta portata. L'accessorio contiene un'unità spostatrice di flusso che fornisce indicazioni locali e distanti della condizione dei contatti dell’interruttore quando sganciata e anche impedisce ai contatti di essere chiusi fino a che l’unità accessoria viene ripristinata manualmente.

La . figura 1 è una vista prospettica dall'alto di un interruttore per alta portata impiegante l’accessorio combinato di allarme acustico e blocco secondo l'invenzione;

le figure 2A e 2B sono viste laterali dell’ interruttore di figura 1 illustrante l’accessorio nelle condizioni ripristinata e azionati;

la figura 3 è una rappresentazione schematica delle unità di sganciamento entro l’interruttore di figura 1; e

la figura 4 è una rappresentazione schematica dei componenti entro il circuito di controllo di uscita delle unità di sganciamento di figura 3. L’interruttore 10 ad alta portata mostrato in figura 1 viene descritto nella domanda di brevetto USA No. 08/202.140) intitolata "Meccanismo operatore per interruttori ad alta portata" ed è capace di trasferire correnti quiescenti di parecchie migliaia di ampère a tensioni di parecchie centinaia di volt senza surriscaldamento. L’interruttore consiste di una base 11 isolata elettricamente alla quale un coperchio intermedio 12 di simile materiale isolante è fissato prima di attaccarsi al coperchio superiore 13, pure consistente di un materiale elettricamente isolante. Il meccanismo operativo 9, come descritto nella sopra citata domanda di brevetto USA 08/202.140 controlla la condizione dei contatti dell’interruttore. Un collegamento elettrico con i componenti interni portanti corrente viene fatto mediante piattine 14 di terminali di carico uscenti da un lato della base e piattine di terminali di linea (non mostrati) uscenti dai suo lato opposto. I componenti interni sono controllati da un’unità elettronica di sganciamento 60 contenuta in una rientranza 15 sulla superficie superiore del coperchio superiore 13. L’unità di sganciamento 60 è simile a quella descritta nella sopra citato brevetto USA No. 4.672.501 e interagisce inoltre con l’accessorio combinato 20 di allarme acustico e blocco contenuto entro la rientranza per accessori 16. Il pulsante di ripristino 29 sporgente dalla sommità dell'accessorio di allarme acustico e blocco serve a fornire una funzione di ripristino all’accessorio e anche come indicazione del fatto che il meccanismo azionatore dell’interruttore sia in funzione. Dei pulsanti 17 di ON e OFF e degli indicatori 17A di ON e OFF accessibili dal coperchio superiore consentono un’operazione manuale del meccanismo operatore di interruttore per separare i contatti dell’interruttore. Una maniglia operatrice 18 entro la rientranza di maniglia 19 consente al meccanismo azionatore di interruttore di essere ripristinato manualmente dopo la separazione automatica dei contatti dell’interruttore. Il pulsante di ripristino 29 sulla superficie superiore dell’accessorio 20 di allarme acustico e blocco consente all'accessorio di essere ripristinato se l’accessorio non in modo di blocco, come verrà descritto qui sotto.

Il funzionamento dell’accessorio di allarme acustico e blocco 20 viene meglio visto facendo ora riferimento alle figure 2A e 2B che illustrano l’accessorio nelle condizioni agganciate e sganciate rispettivamente. Come descritto nella domanda di brevetto inglese No.

9505984.6 intotala "Complesso modulare di allarme acustico e blocco", l’accessorio 20 di allarme acustico e blocco è contenuto entro una custodia isolante 21 e contiene un’unità spostatrice di flusso 22 del tipo descritto nel brevetto USA No. 3.693.122 in cui un pistone 23 è trattenuto contro la spinta di una molla mediante un flusso magnetico permanente. A seguito di ricezione di un segnale di tensione per flusso magnetico di polarità opposta, il flusso di "mantenimento" viene vinto in modo che tale pistone viene esteso dalla forza di spinta della molla. Lo spostatore di flusso è catturato in un lato della custodia isolante non mostrata e disposto vicino ad un pannello 24 di circuito stampato che è collegato elettricamente con l’unità di sganciamento dell’ interruttore mediante contatti ad innesto 27 disposti sul fondo e i conduttori 25 uscenti dallo spostatore di flusso. L’associato microinterruttore 31 si collega al pannello di circuito stampato mediante conduttori 31 A, 31B, come indicato. L’accessorio 20 viene illustrato nella sua condizione "agganciata" in figura 2A con il pistone 23 ritirato dall’apertura 43 e fuori di interferenza con i eccamsmo operatore dell’interruttore. Un pulsante di ripristino 29 è disposto alla fine dell’accessorio opposto ai pistone e sporge parzialmente attraverso l'apertura 30 disposta alla sommità dell’accessorio. Una logica meccanica è fornita tra il pistone e il pulsante di ripristino, per cui il pulsante di ripristino fornisce anche indicazione visiva dello stato del pistone diventando esteso completamente all’esterno dell'accessorio quando il pistone viene liberato, come illustrato in figura 2B. La piastra 35 è disposta scorrevolmente tra una vite 37 e un rocchetto 38 posizionato sui lati opposti della fenditura allungata 36 per cui si trasmette un movimento del pistone alla piastra mediante la leva 40 che è fissata alla piastra per mezzo di un perno girevole 41 stampato nella sommità della custodia isolante. Un lato della leva è spinto contro un collare 42 sul pistone mediante una porzione "sagomata a L" della leva 40, come illustrato nel punto 49, e l’altro lato della leva è attaccato alla piastra mediante una seconda porzione di leva 40 "sagomata a L", come illustrato nel punto 45. La piastra è spinta verso la sua posizione agganciata di figura 2A mediante una molla di estensione 28. A seguito dell’eccitazione dello spostatore di flusso 22 per applicazione di un segnale su conduttori 25, lo spostatore di flusso libera il pistone 23 e quindi consente al pistone di spingere la piastra 35 contro la forza di spinta della molla di estensione 28 per ritornare nella sua posizione sporgente, come mostrato in figura 2B e al pulsante di ripristino 29 di ritornare nella sua posizione sporgente. Nel procedimento si muovere la piastra 35, la sporgenza 33 formata sulla piastra urta la leva di commutatore 34 per attivare un indicatore lontano a lampada o sirena sui conduttori 31 A, 316 che i contatti dell'interruttore hanno separato. La caratteristica di blocco dell’invenzione viene realizzata dall’interferenza fornita tra il meccanismo operativo dell’interruttore e il pistone sporgente 23, come illustrato in figura 2B, per impedire al meccanismo operatore dell’interruttore di essere ripristinato a chiudere i contatti dell’interruttore fino a che il pulsante 29 viene abbassato per spostare meccanicamente la slitta 26 nella direzione indicata verso il basso per far ruotare il fondo verso la posizione di figura 2A e spingere indietro il pistone entro lo spostatore di flusso 22. L'assenza di un segnale di tensione sui conduttori 25 consente al pistone di essere trattenuto magneticamente nella posizione agganciata fuori dall’interferenza con il meccanismo operatore dell’interruttore consentendo perciò ai contatti dell’interruttore di essere mossi verso la loro condizione chiusa, come descritto nella sopra citata domanda di brevetto USA No. 08/202.140 intitolata "Meccanismo operatore per interruttori ad alta portata".

La disposizione dell’accessorio 46 di allarme acustico e blocco rispetto all’unità sganciatrice 60 di interruttore viene vista facendo ora riferimento alla figura 3. Un collegamento esterno con l’unità di sganciamento viene fatto mediante trasformatori di corrente 57-59 e trasformatori di tensione 61-63 per fornire energia di funzionamento ai componenti dell’unità di sganciamento, ed anche come indicazione del livello di corrente attraverso un associato circuito elettrico.

L’ingresso elettrico viene trasmesso attraverso multiplessatori/64, 65, 68 e amplificatori di campionamento e memoria 66, 67 ad un convertitore A/D 70 e si ottiene un controllo per utilizzazione di una linea di dati 71 che è intercollegata con un controllo di uscita 56, un rice trasmettitore 72, e una RAM 73. La ROM 74, un microelaboratore 75 e una memoria non volatile 76 funzionano nel modo qui descritto per assicurare una completa protezione circuitale complessiva. Le informazioni sullo stato dei contatti dell’interruttore (non mostrati) che sono controllati dal controllo di uscita 56 vengono visualizzate sul visualizzatore 77 che è simile a quello descritto nel brevetto USA No.

4.870.531 intitolato "Visualizzatore e tastiera rimuovibili per interruttore". Secondo l’invenzione, il circuito 46 di allarme acustico e blocco si collega con il controllo di uscita 56 mediante conduttori 54, 55 per intercollegamento con il connettore a spina 27 (figura 2A) e la presa 51, come mostrato nel circuito 46 di allarme acustico e blocco illustrato in figura 4. Il circuito 46 interagisce con una pluralità di commutatori di selezione 48 nel modo descritto nella sopra citata domanda di brevetto USA No. 08/239.822 intitolata "Interruttore digitale con funzione di accessori multipli" per consentire all’operatore di scegliente la funzione accessoria di allarme acustico e blocco per collegamento tra il conduttore 55 e il conduttore 49 alla porta del FET 50 e fornire un collegamento tra un lato della custodia CI e terra. L’altro lato della custodia si collega ad un condensatore di accumulo 51 sul conduttore 52 per fornire energia di azionamento del condensatore al controllo di uscita 56 mostrato in figura 3. Con il circuito 46 di allarme acustico e blocco collegato al controlli) di uscita 56 attraverso conduttori 54, 55, l’inserimento del connettore ad innesto 27 (figura 2A) fornisce facilmente energia elettrica di funzionamento allo spostatore di flusso 22 per consentire l’immediata facilità di allarme acustico e blocco all’interruttore. Il microinterruttore 31 è isolato per collegamenti operativi e il connettore 27 fornisce un’interfaccia con il cablaggio specifico (non mostrato).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Interruttore elettrico di portata industriale per protezione di sovracorrente ad alto livello comprendente: una base isolante 11 e un coperchio isolante 13; un meccanismo operatore 9 in detta base controllato da un’unità elettronica di sganciamaneto 60 disposta con una rientraza 15 per unità di sganciamento in detto soperchio; e un’unità accessoria 20 di allarme acustico e blocco disposta entro una rientranza di accessori 16 in detto coperchio, detta unità accessoria contenendo un pulsante di ripristino 29 sporgente da una sommità di detta unità accessoria per fornire indicazioni sulle condizione di detto meccanismo operatore e per consentire una funzione di ripristino manuale a detta unità accessoria.
2. L'interruttore di portata industriale di rivendicazione I, nel quale detta unità accessoria contiene inoltre uno spostatore di flusso 22 avente un pistone 23 sporgente da detta unità accessoria ad un suo fondo.
3. L’interruttore di portata industriale di rivendicazione 1 contenente una piastra 35 collegantesi tra detto pulsante di ripristino e detto pistone, detta piastra essendo disposta scorrevolmente entro detta unità accessoria tra una posizione agganciata e una sganciata.
4. L’interruttore di portata industriale di rivendicazione 3 comprendente una molla 28 spingente detta piastra tra dette posizioni agganciate e sganciate.
5. L’interruttore di portata industriale di rivendicazione 3 contenente un commutatore 31 interagente con detta piastra per chiudere e aprire detto commutatore per contatto con detta piastra tra dette posizioni agganciate e sganciate.
6. L’interruttore di portata industriale di rivendicazione 5 contenente una sporgenza 33 su detta piastra entrante in contatto con una leva di commutatore 34 su detto commutatore per chiudere e aprire detto commutatore.
7. L'interruttore di portata industriale di rivendicazione 3 contenente un pannello di circuito stampato collegantesi con detto commutatore e detto spostatore di flusso, detto pannello di circuito stampato contenendo mezzi 27 per collegarsi in modo rimuovibile con detta unità di sganciamento di interruttore.
8. L’interruttore di portata industriale di rivendicazione 3 contenente una leva girevole 40 collegantesi tra detto pistone e detta piastra, per cui detto pistone sporge da detto fondo in una direzione e spinge detta piastra e detto pulsante di ripristino in una direzione opposta, per cui detto pulsante di ripristino sporge da detta sommità.
9. L'interruttore di portata industriale di rivendicazione 3 in cui detta piastra contiene una fenditura allungata 36 e detta piastra è disposta scorrevolmente per impiego di una vite 37 su un Iato di detta piastra ricevuta entro un rocchetto 38 su un suo lato opposto.
10. L’interruttore industriale di rivendicazione 7 contenente mezzi circuitali accessori di allarme acustico e blocco su detta unità di sganciamento collegantesi con detto spostatore di flusso per fornire energia di azionamento a detto spostatore di flusso.
11. L’interruttore di portata industriale di rivendicazione 7 nel quale detti mezzi di collegamento di circuito stampato comprendono un connettore ad innesto.
12. Accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore comprendente in combinazione: una custodia 21; uno spostatore di flusso 22 avente un pistone 23 sporgente da un fondo di detta custodia; e un pulsante di ripristino 29 sporgente da una sommità, di detta custodia per fonire indicazioni sulle condizioni di un associato meccanismo operatore di interruttore e per consentire ripristino manuale di detto spostatore di flusso.
13. L’accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 12 contenente una piastra 35 collegantesi tra detto pulsante di ripristino e detto pistone, detta piastra essendo disposta scorrevolmente entro detta custodia tra una posizione agganciata e una sganciata.
14. L'accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 12 contenente una molla 28 spingente detta piastra tra dette posizioni agganciate e sganciate.
15. L’accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 12 contenente un commutatore 31 interagente con detta piastra per chiudere e aprire perciò detto commutatore per contatto con detta piastra tra dette posizioni agganciata e sganciata.
16. L’accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 12 contenente mezzi 33 di detta piastra entranti in contatto con una leva di commutatore 34 su detto commutatore per chiudere e aprire detto commutatore.
17. L’accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 14 in cui detti mezzi comprendono una sporgenza formata su detta piastra.
18. L’accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 13 contenente un pannello 24 di circuito stampato collegantesi con detto commutatore e detto spostatore di flusso, detto pannello di circuito stampato contendo mezzi 27 per collegarsi in modo rimuovibile con un’associata unità dì sganciamento di interruttore.
19. L'accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 16 contenente una leva girevole 40 collegantesi tra detto pistone e detta piastra, per cui detto pistone sporge da detto fondo in una direzione e spinge detta piastra e detto pulsante di ripristino in una direzione opposta, facendo perciò sporgere detto pulsante di ripristino da detta sommità.
20. L'accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 17, in cui detta piastra contiene una fenditura allungata 36 e detta piastra è disposta scorrevolmente mediante impiego di una vite 37 su un lato di detta fenditura ricevuta in un rocchetto 38 su un suo lato opposto.
21. L'accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 17, nel quale detta unità di sganciamento contiene un circuito di allarme acustico e blocco di interruttore.
22. L’accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 20, nel quale detto circuito contiene un condensatore di accumulo CI.
23. L’accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 21, nel quale detto circuito contiene inoltre un commutatore a transistori 50.
24. L’accessorio combinato di allarme acustico e blocco di interruttore di rivendicazione 21 contenente inoltre mezzi di presa 51 su detto circuito riceventi detti mezzi di collegamento rimuovibili.