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Überwachungseinrichtung der Druckluft bei Druckluftschaltern
Zur Aufrechterhaltung der Druckhöhe in Druckluftschaltern verwendet man druckabhängig gesteuerte Ventile, die bei Absinken des Druckes im Druckluftbehälter des Schalters selbsttätig ansprechen und sich wieder schliessen, wenn der Behälterdruck die vorgeschriebene Höhe erreicht hat. Diese Ventile werden zweckmässig in die Hauptspeiseleitung eingebaut, die von der Druckluftversorgungsanlage zu den Druckluftbehältern des Schalters führt. Ferner wird die Hauptspeiseleitung an den Eintrittsstellen in die Druckluftbehälter des Schalters mit Rückschlagventilen versehen, die bei Absinken der Druckluft in der Speiseleitung, das durch einen Schaden an einem andern Druckluftbehälter entstehen kann, ansprechen und den Druck im Druckluftbehälter für eine gewisse Zeit aufrecht erhalten.
Auch hat man die Anordnung getroffen, dass ein Druckluftbehälter von der Hauptspeiseleitung abgetrennt wird, wenn durch eine Undichtigkeit am Schalter oder Behälter der Druck im Behälter wesentlich absinkt. Durch diese Massnahme bleibt der Druck in der Hauptspeiseleitung erhalten. Tritt aber in der Hauptspeiseleitung eine Undichtigkeit ein oder schliesst sich das Rückschlagventil am Druckluftbehälter eines kranken Schalterteiles nicht, so wird durch die Hauptspeiseleitung dauernd Druckluft abgeblasen. Die Folge ist, dass die Druckluftversorgungsanlage ausfällt, wodurch die gesamte Anlage ausser Betrieb kommen kann.
Beim normalen Schalten wie auch während des Betriebes durch die Spülluft wird eine gewisse Druckluftmenge verbraucht. Der Druckwächter spricht an, und durch das sich öffnende druckabhängige Ventil wird für eine bestimmte Zeit dem Druckluftbehälter Druckluft zugeführt. Nach Erreichen der vorgeschriebenen Druckhöhe wird durch den Druckwächter das Ventil wieder geschlossen. Diese Füllzeit ist bei ungestörtem Schalter im wesentlichen konstant. Bei einem Schaden am Druckluftbehälter des Schalters in der Hauptspeiseleitung oder bei dauerndem Undichtsein eines Ventils ist diese Zeit viel grösser.
Die Erfindung zeigt nun eine Anordnung zur Aufrechterhaltung der Druckhöhe in Druckluftschaltern, bei der das Ventil, das in der von der Druckluftversorgungsanlage zu dem Druckluftbehälter des Schalters führenden Hauptspeiseleitung liegt, erfindungsgemäss nicht nur in bekannter Weise druckabhängig gesteuert wird, sondern sein Ansprechen auch von einem, die Dauer des Nachfliessens der Druckluft in die Hauptspeiseleitung überwachenden Zeitrelais abhängig ist.
Dieses Zeitrelais wird das druckabhängig gesteuerte Ventil schliessen, wenn dieses über eine bestimmte Zeit hinaus in seiner Offenstellung bleibt. Beispielsweise wird ein dem Druckluftbehälter des Schalters zugeordneter Druckwächter bei Absinken des Druckes nicht nur das Ventil öffnen, sondern auch das Zeitrelais einschalten und dieses wird nach Zeitablauf das Ventil wieder schliessen, sofern dieses nicht bereits vorher nach Erreichen der vorgeschriebenen Druckhöhe durch das Ansprechen des Druckwächters geschlossen wurde. Erfolgt das Wiederschliessen des Ventils nicht durch den Druckwächter, sondern durch das Zeitrelais, so wird dieses zweckmässig durch ein Warnsignal angezeigt.
Auch kann die Anordnung so getroffen werden, dass zwei Zeitrelais zur Verwendung kommen, wobei nach Ablauf des ersten Zeitrelais nicht das Ventil geschlossen, sondern das zweite Zeitrelais in Gang gesetzt wird, das seinerseits erst das Schliessen des Ventils veranlasst ; dies hat den Zweck, dass zugleich mit dem Einschalten des zweiten Zeitrelais eine Alarmanlage in Tätigkeit gesetzt werden kann, wodurch es vielleicht möglich ist, noch vor Ablauf des zweiten Zeitrelais den Schaden zu beheben.
Die normale Dauer der Speisung des Druckluftbehälters durch das druckabhängig gesteuerte Ventil ist
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verschieden, denn eine Speisung erfolgt entweder nach einem Schaltvorgang zur Ergänzung der durch die Schaltung verbrauchten Druckluftmenge oder zur Ergänzung des Spülluftbedarfes und der Leckverluste des Schalters. Im ersteren Falle wird die Druckluft meist wesentlich schneller absinken als im zweiten Fall und auch die Dauer der Speisung des Druckluftbehälters wird verschieden sein, da die verbrauchte Luft- menge für beide Vorgänge verschieden gross sein wird. Um eine getrennte Überwachung beider Vorgänge zu erhalten, wird neben dem Zeitrelais ein Hilf$relais verwendet, wobei das Zeitrelais durch den Druck- wächter und das Hilfsrelais beim Schaltvorgang betätigt wird.
Ist die Laufdauer des Zeitrelais konstant, so wird je nach dem in der Versorgungslage herrschenden Druck die in die Hauptspeiseleitung einströmende Druckluftmenge verschieden sein. Um bei verschiedenem Druck einen Ausgleich zu schaffen, ist die Laufdauer des Zeitrelais nicht nur von der Einstellzeit, sondern auch vom Druck in der von der Druckluftversorgungsanlage kommenden Hauptspeiseleitung abhängig. Als Zeitelement des Zeitrelais kann ein mechanisches, elektrisches, pneumatisches oder auf Wärmeeinwirkung ansprechendes Hemmwerk dienen.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung. In Fig. 1 ist das Schaltungsschema in einfachster Form bei Speisung des Druckluftbehälters 1 des Druckluftschalters 2 dargestellt. Die Leitung 3 kommt un- mittelbar von der nicht dargestellten Druckluftversorgungsanlage und führt über das Ventil 4 und die
Hauptspeiseleitung 5 zum Druckluftbehälter 1. Am Druckluftbehälter 1 befindet sich das Überdruckventil
6, das bei einem Druck 17 atü anspricht, ferner der Druckwächter 7. Dieser Wächter spricht beispielsweise bei Absinken des Druckes unter 15, 5 atü an und schliesst die Schaltstellen 8, 9 und öffnet diese wieder bei Erreichen eines Druckes von 16 atü im Behälter 1. Durch Schliessen der Schaltstelle 8 wird das
Zeitrelais 10 in Gang gesetzt, das nach einer bestimmten Zeit die Schaltstellen 11 und 12 umsteuert.
Durch Schliessen der Schaltstelle 9 durch den Druckwächter 7 erhält die Spule 13 des Ventils 4 Strom und öffnet das Ventil 4, so dass Druckluft von der Leitung 3 über die Speiseleitung 5 in den Behälter 1 strömt. Ist der Druck im Behälter 1 in vorgeschriebener Zeit auf die erforderliche Höhe angewachsen, so öffnen die Kontakte 8, 9, das Zeitrelais wird abgeschaltet und das Ventil 4 geschlossen. Überschreitet die Füll- zeit die Ablaufzeit des Zeitrelais 10, so wird die Schaltstelle 11 geöffnet, wodurch das Ventil 4 geschlossen wird. Gleichzeitig schliesst sich die Schaltstelle 12, wodurch ein Warnsignal 14 ertönt, das anzeigt, dass ein Schaden in der Hauptspeiseleitung 5 oder am Schalter 2 mit Kessel 1 vorliegt, da die Füllzeit über das zulässige Mass angestiegen ist, d. h. dass unerwünschte Luftverluste eingetreten sind.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der nach Ansprechen des Druckwächters 7 und Schliessen der Schaltstelle 8 das Zeitrelais 10 in Gang gesetzt wird, während durch Schliessen der Schaltstelle 9 die Spule 13 Strom erhält, wodurch das Ventil 4 geöffnet wird. Erreicht der Druck im Behälter 1 in der vorgeschriebenen Zeit nicht die erforderliche Höhe, dann werden nach Ablauf des Zeitrelais 10 sich die Schaltstellen 11 und 12 schliessen. Durch die Schaltstelle 11 ertönt ein Warnsignal 14, das anzeigt, dass die Anlage nicht in Ordnung ist, und durch die Schaltstelle 12 wird ein zweites Zeitrelais 15 in Gang gesetzt, das nach einer gewissen Laufzeit die Schaltstelle 16 schliesst und die Schaltstelle 17 öffnet.
Durch die Schaltstelle 16 bleibt das Warnsignal bestehen, während durch die Schaltstelle 17 der Stromkreis der Spule 13 unterbrochen und das Ventil 4 wieder geschlossen wird.
Die Schaltung nach Fig. 3 unterscheidet sich von den Schaltungen nach den Fig. 1 und 2 dadurch, dass ein Hilfsrelais 18 eine Auswahl der Zeitsteuerung vornimmt, je nachdem ob es sich um eine normale Steuerung zur Deckung des Spülluftbedarfes bzw. Ergänzung der Leckverluste oder um ein Nachfüllen nach seinem Schaltvorgang handelt. Im ersten Fall wird das Hilfsrelais 18 nicht erregt, denn die Schaltstelle 24, die vom Schalter gesteuert wird, bleibt in Ruhe. Durch Schliessen der Schaltstelle 19 durch den Druckwächter 7 wird das Zeitrelais 10 in Gang gesetzt, welches sich langsam in Pfeilrichtung in Bewegung setzt.
Sofern die Schaltstelle 19 durch den Druckwächter 7 nicht rechtzeitig geöffnet wird, wird die Schaltstelle 21 umschalten und den Strom in der Spule 13 unterbrechen, wodurch das Ventil 4 geschlossen wird, und einen kurzen Augenblick später wird durch den voreilenden Kontakt der Schaltstelle 21 ein Warnsignal 14 eingeschaltet. Die Schallwelle 20 hat für diesen Vorgang keine Funktion, da sie über die Schaltstelle 22 keine Anregespannung erhält, da das Hilfsrelais 18 voraussetzungsgemäss nicht erregt wurde.
Handelt es sich um ein Nachfüllen nach einem Schaltvorgang, so wird durch den Schaltvorgang die Schaltstelle 24 geschlossen. Hiedurch spricht das Hilfsrelais 18 an und schaltet die Schaltstellen 22 und - 23 um. Fast zur gleichen Zeit wird auch die Schaltstelle 19 durch den Druckwächter 7 geschlossen, da der Luftverbrauch durch den Schaltvorgang den Druckwächter 7 zum Ansprechen bringt. Das Hilfsrelais 18 wird nach Ansprechen durch die Schaltstelle 23 unabhängig von der Stellung der Schaltstelle 24 geschlossen gehalten, solange die Schaltstelle 19 des Druckwächters 7 geschlossen bleibt. Durch das Schlie-
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ssen der Schaltstelle 19 wird das Zeitrelais 10 erregt und beginnt sich langsam in Pfeilrichtung zu bewegen. Zur gleichen Zeit erhält die Spule 13 über die Schaltstellen 20 und 22 Strom. und das Ventil 4 öffnet.
Wird das Hilfsrelais 10 nun nicht vor seiner eingestellten Zeit durch die Schaltstelle 19 des Druckwächters 7 ausgeschaltet, so schaltet die Schaltstelle 20 um, wodurch die Spule 13 des Ventils 4 abgeschaltet wird, das Ventil 4 sich schliesst und ein Signal 14 eingeschaltet wird. Da die Kontaktfahne der Schaltstelle 21 voreilt und die der Schaltstelle 20 nacheilt, wird erreicht, dass das Ausschalten der Spule 13 und das Erregen des Signals 14 nach unterschiedlicher Zeit erfolgt, je nachdem ob die Schaltstelle 20 oder 21 diese Tätigkeit übernimmt. Hiedurch ist erreicht, dass der verschieden langen Auffülldauer nach einer Schaltung oder einer normalen Auffüllung zur Deckung des Spülluftverbrauches Rechnung getragen wird.
Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Beeinflussung der Ablaufzeit des Zeitrelais 10 durch den vorhandenen Druck in der von der Druckluftversorgungsanlage kommenden Leitung 3. Die Ablaufzeit des Zeitrelais wird bestimmt durch die Laufzeit eines Hemmwerkes, das am Ende der Laufzeit einen Stromkreis schliesst, durch den das Ventil 4 betätigt wird. Als Hemmwerk kann beispielsweise ein zubeheizender Bimetallstreifen 25 dienen, der nach erfolgter Durchbiegung auf das Schaltstück 26 auftrifft, wodurch beispielsweise ein Mikroschalter 27 betätigt wird. Das Schaltstück 26 ist aber nicht ortsfest gelagert, sondern über das Gestänge 28 an der Membrandose 29 befestigt.
Der Druck in der Membrandose 29 ist gleich dem Druck in der von der Druckluftversorgungsanlage kommenden Speiseleitung 3. Ändert sich dieser Druck, so ändert sich auch der Abstand des Schaltstückes 26 vom Ende des Bimetallstreifens 25, und es wird bei höherem Druck in der Membrandose 29 das Zeitrelais früher ansprechen. Dieses entspricht den tatsächlichen Verhältnissen, denn bei hohem Druck in der Speiseleitung 3 wird der Behälter 1 schneller gefüllt, und es wird der Druckwächter 7 früher ansprechen, so dass auch das Zeitrelais 10 früher abschalten kann. Hiedurch wird im Schadensfalle die Zeit desAbfliessens der Druckluft aus der Hauptspeiseleitung 3 verkürzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Überwachungseinrichtung der Druckluft bei Druckluftschaltern unter Verwendung eines druckabhängig gesteuerten Ventils. das in der von der Druckluftversorgungsanlage zu den Druckluftbehältern des Schalters führenden Hauptspeiseleitung liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4) nicht nur in bekannter Weise druckabhängig gesteuert ist, sondern sein Ansprechen auch von einem die Dauer des Nachfliessens der Druckluft in die Hauptspeiseleitung (5) überwachenden Zeitrelais (10) abhängig ist.