[发明专利]活化处理和固化石英砂的方法、固化的石英砂体和过电流保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理和固化石英砂的方法。此外，本发明 还涉及一种固化的石英砂体以及一种过电流保护装置。

背景技术

由电流流过的导体会被加热。在不被允许的较大电流时，这会 导致导体的不被允许的高的加热并进而导致绝缘体融化直至电缆 失火。为了预防火灾危险，必须在出现过高的电流时，也就是说在 出现过电流时及时地切断该电流。这利用所谓的过电流保护装置确 保。过电流保护装置例如是熔断器，在该熔断器中具有小的横截面 的熔丝处于保险装置中，该熔丝在出现过电流时融化并由此切断电 路。

这种类型的过电流保护装置常常具有作为灭弧和冷却介质的 石英砂，这些石英砂包围熔丝。已知的是，这种应用在例如半导体 熔丝的过电流保护装置中或者说应用在熔断器中的石英砂被固化 成“砂体”。这通过使用例如像硅酸钠、硅溶胶、硅酸酯或者硅酸 之类的粘结剂来实现。

在过电流保护装置中的石英砂具有多种功能。一方面，石英砂 用于冷却熔丝，该熔丝通过流过其上的电流加热并且在明显超过过 电流保护装置的额定电流时熔断。另一方面，该石英砂应该用于熄 灭电弧，在中断定义的过电流时产生该电弧。

如果过电流足够长时间地流过过电流保护装置的熔丝，那么该 熔丝就会被毁坏并且该过电流保护装置就不能再次使用了。优选地 由电解铜或者纯银制成的熔丝直接由石英砂包围。为了熄灭在中断 定义的过电流时产生的电弧，石英砂是必须的。熔丝在其安全功能 期间经历总计三种物态，即“固态的”、“液态的”和“气态的”。 在熔丝的最后一种状态中，也就是气态状态中通过产生的电弧实现 对电流的导引。通过熔化包围的石英砂来消耗这样多的能量，以使 得电弧迅速地冷却并熄灭。由此，需要被保护的线路与供应电源断 开。电弧是否被正确地熄灭基本上取决于颗粒尺寸、纯度、数量、 紧实度以及使用的石英砂的化学和物理上的强度。

石英砂是一种类型的沙粒，其大部分由石英颗粒构成。石英是 一种具有化学成分为SiO₂的矿物。通过将例如像硅酸钠、硅溶胶、 硅酸酯或者硅酸之类的粘结剂加入到石英砂中来固化石英砂。粘结 剂具有一种材料，其对石英砂的表面或者说石英砂颗粒的表面产生 腐蚀作用，由此粘结剂可以更好地与石英砂连接。

在已知的、利用上述的粘结剂固化的石英砂中的缺点是需要相 对较多的粘结剂，从而获得良好的牢固性。此外，这样固化的石英 砂砂体的耐压强度也不总是足够高，从而使在其中应用有固化的石 英砂的过电流保护装置的跳闸性能也不总是足够。此外，在固化的 石英砂中存在或者产生的离子的比例过高。OH^-离子对石英砂颗粒 有腐蚀作用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于固化石英砂的方法，通过该方 法可以实现石英砂体的特别高的耐压强度。石英砂体的高耐压强度 应该通过尽可能少地添加粘结剂来实现，从而使用于固化石英砂的 费用保持较小。此外，应该实现一种固化的石英砂体，该石英砂体 改善了过电流保护装置的跳闸性能，以及应该实现一种具有良好的 跳闸性能的过电流保护装置。

根据本发明，这些目的通过具有根据独立权利要求1的特征的 用于固化石英砂的方法来实现，通过具有根据独立权利要求6的特 征的用于过电流保护装置的固化的石英砂体来实现以及通过具有 根据独立权利要求7的特征的过电流保护装置来实现。本发明的其 他特征和细节由从属权利要求和说明书中得出。同时，对于联系到 用于固化石英砂的方法的特征和细节当然也适用于联系到用于过 电流保护装置的固化的石英砂体以及过电流保护装置的特征和细 节，并且反之亦然。根据本发明的第一个方面，该目的通过用于固 化石英砂的方法来实现，其中，该方法通过下列步骤来表征：

a)通过加入至少一种物质来处理石英砂的表面；

b)通过借助于水溶液清洗石英砂或者通过烘培来从处理过的 石英砂中去除该至少一种物质；

c)通过添加粘结剂来固化清洗过的石英砂。