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Hydraulische Steuerungseinrichtung mit grosser Ansprechgeschwindigkeit für elektrische Schalter
Die Fernsteuerung elektrischer Apparate wie Schalter, Trennschalter und Umschalter ist schwierig zu lösen, da die Entfernung, welche die Steuerorgane von dem zu steuernden Gerät trennt, manchmal sehr gross ist. Die Anordnung der Steuerapparate verlangt häufig verhältnismässig verwickelte Verbindungsorga- ne. Das Problem wird noch schwieriger bei Apparaten für hohe und höchste Spannungen, weil dann zwi- schen dem primären Steuerorgan und dem eigentlichen Gerät eine Isolation notwendig ist.
Ausserdem ist es oft nötig, dass die Steuerung mit sehr grosser Geschwindigkeit durchgeführt wird und sie in bestimmten Fällen gleichzeitig auf mehrere Apparate wirkt. Es sind hydraulische Fernsteuerungen bekanntgeworden, welche Öl als Übertragungsmittel benutzen, welches im allgemeinen unter sehr hohem
Druck von etwa 300 kg/cm2 steht und daher grosse Energien enthält. Diese Einrichtung lässt sich aber nicht bei Fernsteuerungen für grössere Entfernungen verwenden, da dann die Übertragungsenergie zu gross wäre.
Es ist auch bekannt, die Befehlsübertragung nur mit geringer Energie, die Betätigung selbst aber mit grosser Energie durchzuführen. Zu diesem Zweck ist an dem zu steuernden Gerät ein Gefäss mit einem un- ter Druck befindlichen Mittel, beispielsweise Druckluft, angebaut worden, welches mit einer verschieb- baren Flüssigkeitssäule in Verbindung steht. Das unter Druck befindliche Mittel wird über eine Freigabe- einrichtung durch die Fernsteuerung betätigt. Bei den bekannten Ausführungen ist an den unter Spannung befindlichen Teilen ein Ausdehnungsgefäss angebracht. Die Betätigung des Schalters selbst erfolgt dabei über zwei verschiedene hintereinander geschaltete Ventile.
Die Erfindung bezweckt nun, diese Einrichtung noch weiter zu vereinfachen, insbesondere soll es möglich sein, die Lage und den Zustand der Flüssigkeitssäule von aussen feststellen zu können, wobei die Verbindung mit der Aussenluft durch das Ausdehnungsgefäss so klein wie möglich sein soll.
Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, dass das Ausdehnungsgefäss auf Erdpotential liegt und mit einer Anzeigevorrichtung versehen ist, und dass die verschiebbare Flüssigkeitssäule mit Hilfe eines einzigen Ventils die Druckmittel für die Beblasung und die Öffnung des Schalters freigibt.
Die beiliegende Zeichnung beschreibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Mit E ist die Einrichtung bezeichnet, welche den unmittelbaren Steuerbefehl des Schalters am Boden aufnimmt. R bezeichnet die Anordnung an den Löschkammer, welche durch das Verbindungsorgan L betätigt wird. Die Anordnung E liegt auf Erdpotential. Sie enthält im wesentlichen folgende Organe : einen unter Druck befindlichen beispielsweise Druckluft enthaltenden Behälter 21, ein Ventil l, welches von Hand oder selbsttätig mechanisch, elektrisch, elektromagnetisch oder mit Hilfe eines unter Druck befindlichen Mittels oder einer Kombination dieser verschiedenen Möglichkeiten betätigt wird. In dem gewählten Beispiel wird die Anordnung durch einen Elektromagneten 22 betätigt. Ferner ist ein Zylinder 2 vorhanden. in welchem ein Kolben 3 läuft. welcher als Differentialkolben ausgeführt werden kann.
Die hydraulische Verbindung wird durch einen dichten Kanal 4 gebildet, welcher aus Metall oder aus Isoliermaterial bestehen kann. Es braucht auch nur ein Teil isoliert zu sein, je nachdem, wie es die Anordnung erfordert. Dieser Kanal besteht aus einer oder mehreren Verzweigungen.
Bei Anordnungen, welche für Montage im Freien vorgesehen sind, muss dieser Kanal, wenn er isoliert ist, den verschiedenen elektrischen Prüfungen genügen. Der Kanal kann auch im Innern ohne isolierende Hülle 23 untergebracht sein. Er enthält eine isolierende Flüssigkeit, welche in Verbindung mit der Ober-
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fläche 24 des Kolbens ; ! steht. Die Anzahl der Einrichtungen 28 an der Schaltkammer selbst ist nicht begrenzt und hängt von der Konstruktion des betreffenden Apparates ab. Insbesondere ist die Zahl der Behälter 25 in unmittelbarer Nähe der Schaltkammern unbegrenzt. Diese Anordnungen enthalten ein oder
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:til 16, eine geeichte Öffnung 17 und einen unter Druck befindlichen Behälter 18.
Die Arbeitsweise einer solchen Steuereinrichtungist gleich, je nachdem, obein Öffnungs- oder Schliessbefehl an den Schalter 31 gegeben wird oder ob der Befehl einen Zyklus von Schaltungen veralasst. Der Steuerbefehl, welcher an den Magne- ten 22 gelangt, bewirkt'Jasörfnen des Ventils 1. Hiedurch wird eine Verbindung zwischen dem Behälter 21 mit der Oberfläeue 32 des Kolbens 3 hergestellt. Unter der Wirkung der in dem Behälter befindlichen Druckluft wird der Kolben verschoben und bewegt die Flüssigkeitssäule mit. Am Ende der Kolbenbewegungist der Zy- linder 2 mit der Öffnung 12 verbunden, während das Ventil 1 sich wieder schliesst. Dadurch ist die Anordnung E úllgeset7l.
Die Hüssigkeitssaule bewegt ihrerseits den Kolben 7, welcher die Achse 13 verschiebt. Hiedurch wird das Ventil 8 geöffnet, das eine Verbindung des unter Druck befindlichen Behälters 23 mit dem Zylinder 10 herstellt. Der Kolben 11 wird dadurch in Bewegung gesetzt und wirkt mit seiner Achse auf den Mechanismus des Schalters. Die ganze Dauer diesem Vorganges ist ausserordentlich kurz,.
Am Ende der Bewegung des Kolbens ll befindet sich der Zylinder 10 in Verbindung mit dem Zylinder
6 durch die Öffnung 14. Der Kolben wird dadurch wieder von der Stelle, die er unter der Wirkung der FlüssigkeitssÅaule hatte, zurückgedrängt, Er stösst die Flilssigkeitssäule, die nicht mehr durch die Anordnung E erregt ist, zuruck, da der Zylinder 2 keine Druckluft hat und das Ventil 1 geschlossen ist. Inzwischen schliesst sich das Ventil 8 unter der Wirkung seiner Feder wieder.
Alle beweglichen Organe der Steueranordnung nehmen schnell die Stellung wieder ein, die sie vor dem Steuerbefehl hatten. Der Vorgang ist beendet und die Anordnung ist bereit, einen neuen Befehl wieder auszuführen.
Die beschriebene Arbeitsweise bezieht sich auf eine einzige Steueranordnung, deren Zahl aber nicht begrenzt ist. Die beschriebene Anordnung betrifft besonders einpolige oder mehrpolige Steuereinrichtungen mit hydraulischer Übertragung, in welchem Übertraguugsmittel praktisch keine Energie ilbertragen und die Bewegung nur das Z el hat, die Arbeitsweise des Steuermechanismus am Schalter einzuleiten. Dieser Mechanismus kann selbst unterteilt seiii in mehrere Elemente entsprechend der Zahl der Kontakte. Er bezieht seine Energie aus einem unter Druck befindlichen Mittel, z. B. Druckluft oder eine Flüssigkeit, welches in einem oder mehreren Behältern in seiner unmittelbaren Nähe untergebracht ist.
Die Steuereinrichtung besteht aus zwei Teilen, die eine wird für die Schliessung des Schalters, die andere für seine Öffnung benutzt. Diese Teile können getrennt oder kombiniert angeordnet sein. Sie können beide in gleicher Weise oder verschieden ausgeführt sein.
Der Flüssigkeitsbehälter 29 ist unter Druck gehalten mittels eines Gegengewichtes, eines Gegendrukkes oder einer andern unveränderlichen Kraft, insbesondere auch, wie in der Figur dargestellt, durch eine Feder 19. Die Veränderungen der Flussigkeitssäule gleichen sich in beiden Richtungen durch die Öffnung 17 aus. Im Falle'der Ausdehnung geht der Ausgleich in Richtung zum Behälter, im Falle der Zusammenziehung oder von Verlusten wird der Ausgleich durch die Feder 19 bewirkt. Ausserdem ist für die Nachfüllung eine Anordnung 30 vorgesehen mit dem Rückschlagventil 33. Der Anzeiger 34 zeigt die Ölmenge an, welche in dem Behälter 29 sich befindet. Dieser kann auch mit einer selbsttätigen Signalisierungversehen sein.