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    公开号:WO1979000670A1
    申请号:PCT/CH1979/000033
    申请日:1979-02-28
    公开日:1979-09-06
    发明作者:B Maupas
    申请人:Forelec；B Maupas；
    IPC主号:H01H19-00
    专利说明:
    [0001] Court-circuiteur pour gros courants contlnus.
    [0002] Dans les inställations electro-chimiques, de production de chlore par exemple, ou les inställations de raffinage electrolytique des metaux, il est necessaire de pouvoir mettre hors circuit l'une quelconque des nombreuses cellules de production disposees en serie pour proceder à son entretien ou a son remplacement, sans arreter la production de l'Installation.
    [0003] Dans certains procedes, on utilise pour cela un sectionneur-interrupteur mobile, appele court-circuiteur, susceptible d'etre raccorde electriquement, en position "ouvert", aux deux cellules de production encadrant la cellule à court-circuiter. En position "fermé", le court-circuiteur supporte le courant de l'installation et met hors Service la cellule court-circuitee qui peut etre deconnectee et enlevee sans perturber la bonne marche des autres cellules.
    [0004] Le court-circuiteur possede deux plaques de prise de courant qui sont raccordees, directement ou par l'intermédiaire de pieces d'interconnexion, sur des plages de raccordement ad hoc de chacune des cellules. Les plaques de prise de courant, qui sont generalement raccordees par boulcnnage sur les cellules, sont reliees au dispositif de court-circuitage proprement dit par l'intermédiaire de parties conductrices deformables qui ont pour effet de compenser les variations de geométrie des differentes cellules de production, et aussi parfois de permettre un deplacement des plaques de prise de courant vers les plages de raccordement.
    [0005] Dans les modeles de court-circuiteurs pour gros courants connus, les parties conductrices sont refroidies par circulation d'eau cheminant dans des conduits ménages dans des pieces conductrices massives ou dans des tubes brases sur les parties conductrices. Les dispositions connues sont relativement complexes et de plus sont mal adaptees aux tres gros courants, de 100 à 150 kA, qui sont utilises dans les cellules d'electrolyse les plus modernes.
    [0006] Le court-circuiteur pour gros courants continus à basse tension qui fait l'objet de la presente invention est caracterise par la presence de deux jeux de contacts mobiles cooperant avec deux groupes de deux plaques de contact fixes, le tout, y compris les mecanismes d' entrainement des contacts mobiles, etant symétrique par rapport à l'axe de l'arbre de commande des contacts mobiles qui se trouve ain si soumis seulement à des efforts de torsion, chacun des groupes de deux plaques de contact fixes etant raccorde pa des elements conducteurs deformables à l'une des deux plaques de prise de courant pour constituer un ensemble entoure d'une enceinte dans laquelle circule un fluide de refroidissement, les seules parties dudit ensemble exterieures à cette enceinte etant les plages de contact fixes cooperant avec les contacts mobiles, d'une part, et la plaqu de prise de courant cooperant avec la plage de raccordement de la cellule interessee d'autre part, ladite enceinte comportant une partie souple deformable pour permettre un leger deplacement de la plaque de prise de courant par rapport aux plaques de contact fixes pour compenser les imprecisions de construction des cellules.
    [0007] Dans le court-circuiteur conforme à l'invention, les deux parties conductrices, avec leurs enceintes de refroidissement, ainsi que le double jeu de contacts mobiles avec ses mecanismes et son arbre de commande sont portes par un chàssis dont ils sont electriquement isoles, ledit chassis pouvant reposer sur le sol ou bien etre suspendu par deux tourillons à un etrier dans lequel il peut s'orienter, l'etrier etant lui-meme suspendu soit à un rail de roulement par des galets, soit à un portique.
    [0008] La presence de deux enceintes entourant les deux parties conductrices du court-circuiteur, particuliere à l'invention, permet d'obtenir une surface elevee d'echange thermique entre les eonducteurs et le fluide de refroidissement, surface d'echange qu'il est possible d'accroϊtre, à peu de frais, en garnissant les plaques de contact fixes d'ailettages metalliques baignes par le fluide de refroidissement.
    [0009] Lorsque le fluide de refroidissement est de l'eau, un avantage des enceintes de refroidissement, conformes à l'invention, est que le volume d'eau de refroidissement contenu dans le court-circuiteur est süffisant pour qu'une reduction, ou meme un arrêt temporaire de la circulation d'eau soit sans inconvenient, car l'evacuatlon des calories produites par effet Joule peut etre assuree momentanement par la Vaporisation d'une partie de cette eau, sans mettre le court-circuiteur en danger.
    [0010] Dans un mode de realisation particulier du court-circuiteur conforme à l'invention, chaque contact mobile est entraine, par l'intermédiaire d'un ressort de compression prebande, au moyen d'un mécanisme bielle-manivelle attele sur une piece coulissante guidee dans deux pieces isolantes situees, l'une à proximite du contact mobile interesse, l'autre à proximite du jeu de contacts mobiles symétrique, ce dernier guidage etant lui-meme proche du point d'attache de la bielle sur ladite piece coulissante, les manetons, portes par l'arbre de commande unique, interessant alternativement l'un et l'autre des deux jeux de contacts mobiles. Dans une teile realisation de l'invention, les contacts mobiles proprement dits sont isoles de leur mécanisme de commande et sont isoles entre eux, de sorte qu'aucune circulation transitoire de courant n'est possible entre deux quelconques des contacts mobiles.
    [0011] Selon l'invention, chacun des deux jeux de contacts mobiles comporte, de preference, au moins un contact Special de cou pure qui s'etablit avant les contacts ordiriaires et s'ouvre apres ceux-ci. La course d'appui de ces contacts de coupure appeles aussi contacts de sacrifice, est bien plus longue, lorsqu'ils sont neufs, que celle des contacts ordinaires, de sorte qu'ils peuvent s'user notablement sans que les contacts ordinaires en viennent à fermer ou ouvrir le courant des cellules à court-circuiter. Dans une realisation particuliere de l'invention, les contacts de coupure ont une largeur double de celle des contacts ordinaires et sont commandes par deux bielles-manivelles et deux ressorts, plus souples que le ressort unique des contacts ordinaires. On peut prevoir, au voisinage des zones de contact du contact de coupure, d'une part, des cloisons de protection des tihees à empecher les projections de gouttelettes métalliques vers des contacts ordinaires ouvers le propre mécanisme de commande du contact de coupure, et d'autre part, des degagements destines à collecter les projections de gouttelettes bloquees ou deviees par lesdits cloisonnements, lesquels sont fixes ou portes par le contact mobile de coupure et sont resistants à des projections à haute temperature, comme le verre-mélamine pour un cloisonnement isolant entre le contact de coupure et un contact ordinaire, ou comme l'acier pour les deux deflecteurs fixes ou mobiles destines a empecher que des gouttelettes métalliques provenant de la coupure soient projetees sur un tirant de manoeuvre du contact mobile ou la butee de reglage de la course d'ecrasement de son ressort.
    [0012] Dans une realisation particuliere du contact de coupure, le contact mobile porte deux deflecteurs métalliques, par exemple en acier inoxydable, cooperant chacun avec un degagement ménage, à son pied, dans le contact mobile, pour servir de collecteur aux projections bloquees par ledit deflecteur, les projections deviees par celui-ci trouvant place dans un degagement ménage en regard du deflecteur, dans la partie fixe. Dans un mode particulier de realisation du court-circuiteur conforme à l'invention, des degagements sont ménages dans le contact mobile de coupure, entre celui-ci et les cloisons isolantes de protection des contacts ordinaires adjacents, pour collecter les projections métalliques provenant des coupures, sans que cellesci nuisent au deplacement du contact mobile.
    [0013] Les dessins schematiques annexes, donnes à titre d' exemple, fönt bien comprendre l'invention, les particularites qui ressortent tant des dessins que de la description suivante faisant, bien entendu, partie de l'invention. La figure 1 est une vue en plan schematique, en coupe partielle, du court-circuiteur.
    [0014] La figure 2 est une vue schematique en elevation du meme court-circuiteur.
    [0015] Les figures 1 et 2 illustrent, schematiquement et à titre d' exemple, une forme de realisation d'un court-circuiteur conforme à l'invention, dans lequel les deux plaques de prises de courant sur les plages de raccordement aux cellules sont disposees l'une dans un plan vertical, l'autre dans un plan horizontal. La figure 3 est une vue plus detaillee du mécanisme de commande des contacts mobiles de l'appareil.
    [0016] Les figures 4 et 5 sont deux coupes selon deux plans perpendiculaires entre eux d'un contact de coupure. Le chassis qui porte les parties figurees du court-circuiteur, le mécanisme de commande et de contrôle de l'arbre de manoeuvre des contacts mobiles, ainsi que les elements du circuit de refrigeration des deux enceintes dans lesquelles baignent les parties fixes actives, ne sont pas representes aux figures, toutes ces parties pouvant etre realisees avec des moyens connus en restant dans le cadre de l'invention.
    [0017] La figure 1 montre deux plaques de contact fixes 1 et 2, reliees respectivement par des conducteurs souples 3 et 4 à une plaque de prise de courant verticale 5. Cette plaque est munie d'une collerette cylindrique 6 et d'une plage de raccordement 7 aux conducteurs souples qui est orientee verticalement, mais qui pourrait etre orientee d'une fagon quelconque par rapport à la plaque de prise de courant proprement dite 5, sans sortir du cadre de l'invention. La collerette 6 est reliee à une collerette 8 du corps de l'enceinte de refrigeration 9 pa r un manchon cylindrique souple 10, de preference en caoutchouc entoile. Les deux plaques de contact fixes 1 et 2 sont reliees entre elles par des entretoises telles que 11 et 12. Ces plaques sont munies d'ailettes telles que 13 qui accroissent la surface d'echange thermique avec le fluide de refroidissement.
    [0018] Les deux autres plaques de contact fixes 14 et 15 sont reliees respectivement par les conducteurs souples 16 16 17 à la plage de raccordement 20 d'une plaque de prise de courant horizontale 18 dont la collerette 19 est reliee à la collerette 21 du corps 22 de l'enceinte de refroidissement par un manchon souple 23.
    [0019] On voit la trace 24 de l'arbre de commande qui porte un maneton 25 pour entrainer un contact mobile 26 par l'intermédiaire d'une bielle 27, d'une piece coulissante ccudee 28 et d'un ressort de compression 29. La piece coulissante 28 est guidee dans les pieces isolantes 30 et 31. Le mécanisme d'attaque du contact mobile 32 par l'intermédiaire de son ressort de compression prebande 33 n'est pas represente.
    [0020] La figure 2 est une coupe schematique suivant A-B du courtcircuiteur represente à la figure 1. On y voit les plaques de contact fixes 2 et 15, plusieurs contacts mobiles tels que 26 avec leur ressort de compression 29, les deux enceintes de refrigeration 9 et 22, ainsi que les couples de connexions souples 3 et 4 d'une part, 16 et 17 d'autre part. La figure 3 est une vue en coupe partielle du mécanisme de commande des contacts mobiles represente schematiquement à la figure 1. On y voit les plages de contact fixes 1 et 14 qui cooperent avec des contacts mobiles tels que 32 et les plaques de contact fixes 2 et 15 qui cooperent avec des contacts mobiles tels que le contact 26, lequel est entraine par l'intermédiaire du ressort de compression 29 prebande par l'ecrou 37, la rondelle 38, la piece coudee 28, la bielle 27, le maneton 25 et l'arbre de commande 24. La bielle est attelee par l'axe 34 sur le maneton et par l'axe 35 sur la piece 28 qui coulisse dans les pieces isolantes 30 et 31. Le contact mobile 26 est isole de la piece 28, de la rondelle de butee et de reglage 36 , ainsi que du ressort 29, par la garniture isolante 39. Le contact mobile 2β porte des plages de contact 40 qui sont en argent sur les contacts ordinaires et qui peuvent etre en tungstene ou en alliage argent-tungstene, ou encore en cuivre ordinaire, selon les conditions d'utilisation du court-circuiteur, sur les contacts de coupure.
    [0021] La garniture isolante 39 du contact mobile peut etre constituee de preference en trois parties, une garniture cylindrique en polyfluorethylene ayant d' excellentes qualites de frottement et deux rondelles presentant une forte resistance à la compression. La figure 4 montre deux plaques de contact fixes demontables 41 et 42 qui sont fixees sur les plaques d'amenee de courant 15 et 2, par des vis non representees, et qui cooperent avec le contact mobile de coupure 45, lequel est ma noeuvre par un tirant 46 par l'intermédiaire d'un ecrou 47, d'une rondelle 48, de rondelles-ressorts 49, d'une rondell d'appui 50 et d'une rondelle isolante 51 . En position "ouvert", le contact mobile 45 s'appuie par l'intermédiaire d'une rondelle isolante 53 sur une bague de reglage 54 qui bute sur une entretoise 55, laquelle entoure le tirant 46 qui est isole, à son passage dans le contact mobile, par un tube-isolant 56.
    [0022] Le contact mobile porte les deux rainures 57, dans lesquel les sont engages des deflecteurs 58 en acier, fixes par de vis et donc facilement remplacables.
    [0023] En regard des deflecteurs, des degagements 59 sont destine à collecter les projections de gouttelettes.
    [0024] Comme le montre la figure 5, le contact mobile 45 repose sur la plaque de contact demontable 41 portee par la plaqu d'amenee de courant 15. Le contact 45, manoeuvre par les deux tirants dont on voit les extremites 46, est encadre par les deux cloisons de protection isolantes 6θ en verremelamine qui sont retenues dans la plaque de contact 41 par des tetons 61. Des degagements 62 sont menages dans le contact mobile de coupure pour collecter les projections de gouttelettes en fusion produites par la coupure apres leur rebondissement sur les cloisons de protection 60.
    [0025] Les ressorts de compression des contacts mobiles sont constitues de preference par un empilage de rondelles-ressorts assurant pour les contacts ordinaires une pression d'appui totale de contact de plusieurs centaines de kilogrammes avec une course d'ecrasement de l'ordre du millimetre et pour les contacts de coupure une pression totale d'appui du meme ordre que ci-dessus, mais obtenue avec deux ressorts au lieu d'un, avec une course d' ecrasement nettement plus longue, de trois à six millimetres.
    [0026] Pour ameliorer les conditions de coupure d'un court-circuiteur conforme à l' invention, les courses d' ecrasement de l'empilage des rondelles-ressorts des differents contacts, à la fermeture, y compris celle du contact de coupure, ont sur chaque face du court-circuiteur des valeurs croissant progressivement lorsqu'on s'approche du contact de coupure, pour lequel la course d'ecrasement de l'empilage des rondelles-ressorts doit toujours rester nettement la plus grande, condition qui limite l'usure admissible dudit contact, dont l'ecrasement à l'etat neuf peut atteindre, par exemple, 10mm. De la sorte, pendant une manoeuvre de coupure, le courant est concentre progressivement vers le contact de coupure auquel peut etre accole un contact de precoupure qui s'ouvre juste avant lui et dont les plages fixes sont demontables, ledit contact pouvant etre muni de garnitures speciales en argent-oxyde de cadmium.
    [0027] Dans le court-circuiteur conforme à l'invention, les plaques de contact fixes, les parties conductrices souples et les pieces de prise de courant sont de preference en cuivre, argente sur les surfaces de contact, tandis que les enceintes de refroidissement et le chàssis, qui portent les parties actives, sont de preference en acier à structure austenitique qui a l'avantage. d'avoir un coefficient de dilatation thermique pratiquement egal à celui du cuivre.
    权利要求:
    Claims Revendications
    1. Court-circuiteur unipolaire pour cellules d'electrolyse à gros courant continu à basse tension, caracterise en ce qu'il comprend deux jeux de contacts mobiles cooperant avec deux groupes de deux plaques de contact fixes disposees en parallele, le tout, y compris les mecanismes d' entraϊnement des contacts mobiles, etant symetrique par rapport à l'axe d'un arbre unique de commande des contacts mobiles, de telle sorte que cet arbre est soumis pour l'essentiel seulement à des efforts de torsion, chacun des groupes de deux plaques de contact fixes etant raccorde par des elements conducteurs deformables à une plaque de prise de courant pour former un ensemble conducteur qui est entoure d'une enceinte dans laquelle circule un fluide de refroidissement, les seules par- ties de cet ensemble exterieures a l'enceinte etant les plages de contact fixes cooperant avec les contacts mobiles d'une part et la plage de contact de la plaque de prise de courant cooperant avec la plage de raccordement de la cellule d' electrolyse interessee, ladite enceinte comportant une partie souple deformable pour permettre un deplacement de la plaque de prise de courant par rapport aux plaques de contact fixes pour compenser les imprecisions de construction des cellules et du court-circuiteur.
    2. Court-circuiteur selon la revendication 1, dans lequel les deux ensembles conducteurs, avec leurs enceintes de refroidissement, ainsi que le double jeu de contacts mobiles, avec ses mecanismes et son arbre de commande, sont portes par un chàssis dont ils sont electriquement isoles, ledit chassis pouvant reposer sur le sol ou bien etre suspendu par deux tourillons à un etrier dans lequel il peut s'orienter, l'etrier etant lui-même suspendu à un rail de roulement ou à un portique.
    3. Court-circuiteur selon la revendication 1, dans lequel l'esu contenue dans chacune des deux enceintes de refroidissement peut, en cas d'arret de la circulation d'eau, entrer en ebullition sans surpression notable grace à la presence à la partie superieure de chacune des enceintes de refroidissement d'un clapet de decharge dont l'ouvertüre entraϊne, de preference, l'introduction automatique dans l'enceinte d'une dose de produit anti-mousse.
    4. Court-circuiteur selon la revendication 1, dans lequel chaque contact mobile est entraϊne, par l'intermediaire d'un ressort de compression prebande, au moyen d'un mecanisme bielle-manivelle attele sur une piece coulissante guidée dans deux pieces isolantes situees, l'une à proximite du contact mobile interesse, l'autre à proximite du jeu de contacts mobiles symetrique, ce dernier guidage etant lui-meme proche du point d'attache de la bielle sur ladite piece coulissante, les manetons, portes par l'arbre de commande unique, interessant alternativement l'un et l'autre des deux jeux de contacts mobiles, les contacts mobiles proprement dits etant isoles de leur mecanisme de commande et etant isoles entre eux, de sorte qu'aucune circulation transitoire de courant n'est possible entre deux quelconques des contacts mobiles.
    5. Court-circuiteur selon les revendications 1 et 4, dans lequel il existe, dans chaque jeu de contacts mobiles, au moins un contact Special de coupure qui se ferme avant les autres contacts et s'ouvre apres ceux-ci, ces contacts de coupure, plus larges que les contacts ordinaires, etant actionnes par deux bielles-manivelles et deux ressorts, plus souples et à course d'appui bien plus longue que ceux des contacts ordinaires.
    6. Court-circuiteur selon les revendications 1 et 5, dans lequel les parties fixes et mobiles des contacts de ecupure, facilement remplagables, sont munies de plages de contact en tungstene ou en tungstene-argent, ou encore simplement en cuivre ordinaire, adaptees aux conditions d'utili sation (courant maximal, tension de la cellule d'electrolyse à court-circuiter, frequence de fonctionnement).
    7. Court-circuiteur selon les revendications 1 et 5, cara terise par la presence au voisinage des zones de contact d contact de coupure, d'une part, de cloisons de protection destinees à empecher les projections de gouttelettes metal liques vers des contacts ordinaires ou vers le propre meca nisme de commande du contact de coupure et, d'autre part, de degagements destines à collecter les projections de gouttelettes bloquees ou deviees par lesdits cloisonnement lesquels sont fixes ou portes par le contact mobile de cou pure et qui sont resistants à des projections à haute temp rature, comme le verre-melamine pour un cloisonnement isolant entre le contact de coupure et un contact ordinaire, ou comme l'acier pour les deux deflecteurs fixes ou mobiles destines à empecher que des gouttelettes metalliques provenant de la coupure soient projetees sur un tirant de manoeuvre du contact mobile ou la butee de reglage de la course d' ecrasement de son ressort.
    8. Court-circuiteur selon les revendications 1, 5 et 7, caracterise par la presence sur le contact mobile de coupu re de deux deflecteurs metalliques, par exemple en acier inoxydable, cooperant chacun avec un degagement menage, à son pied, dans le contact mobile, pour servir de collecteu aux projections bloquees par ledit deflecteur, les projections deviees par celui-ci trouvant place dans un degagement menage en regard du deflecteur, dans la partie fixe.
    9. Court-circuiteur selon les revendications 1 et 4, dans lequel les courses d' ecrasement des differents contacts, à la fermeture, y compris celles du ou des contacts de coupure, ont sur chaque face du court-circuiteur des valeurs croissant progressivement lorsqu'on s'approche du contact de coupure, pour lequel la course d'ecrasement doit toujours rester la plus forte dans la limite de son usure admissible. De la sorte, pendant une manoeuvre de coupure, le courant est concentre progressivement vers le contact de coupure, auquel peut etre accole un contact de precoupure qui s'ouvre juste avant lui et dont les plages fixes sont demontables, ledit contact pouvant etre muni de garnitures speciales en argent-oxyde de cadmium.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0012752B1|1983-05-04|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1979-09-06| AK| Designated states|Designated state(s): JP SU US |
    1979-09-06| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CH2175/78||1978-03-01||
    CH217578A|CH618472A5|1978-03-01|1978-03-01||
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