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Druckluftschalter mit Vielfachunterbrechung pro Pol
Bei Druckluftschaltern mit Vielfachunterbrechung pro Pol, die mehrere, die Schaltstrecken tragende
Stützisolatoren besitzen, denen je ein Druckluftbehälter zugeordnet ist, sind in die Druckluftzuführungs- leitungen zu diesen Behältern Sperrventile eingebaut, durch die bei plötzlicher Druckabsenkung in einem
Druckluftbehälter die Druckluftzufuhr zu diesem Behälter gesperrt wird. Diese Sperrventile besitzen einen Doppelkolben, auf dessen grosse Kolbanftäche auf der einen Seite über eine Bohrung im Doppelkolben der Druck in der Speiseleitung einwirkt, während auf der Gegenseite der im Druckluftbehälter herrschende Druck ansteht.
Verschwindet beispielsweise bei Undichtwerden des Druckluftbehälters der Druck, so wird der Kolben des Sperrventils durch den Druck in der Speiseleitung angehoben und verschliesst die Zufüh- rungsleitung zum Druckluftbehälter, so dass der kranke Behälter abgesperrt ist.
Ausser dem Verschwinden des Druckes im Druckluftbehälter, also Druckabsenkung, kann es vorkommen, dass der Druckluftbehälter und damit die Schaltstelle durch einen unzulässig hohen Druck beaufschlagt wird. Erfolgt z. B. die Speisung der Druckluftbehälter von einem Vorratsbehälter sehr hohen Druckes aus über ein Druckreduzierventil und tritt eine Störung an letzterem ein, so kann plötzlich sehr hoher Druck in den Druckluftbehälter gelangen, was zur Zerstörung des Schalters führen kann. Um dieses zu vermeiden, ist bei Druckluftschaltern der vorstehend gekennzeichneten Art erfindungsgemäss das Sperrventil mit einem Überdruckventil vereinigt, das im Störungsfall infolge Schliessens eines im grösseren Kolben des Doppelkolbens vorgesehenen Absperrorgans anspricht. Vorteilhaft verschliesst das Überdruckventil die Bohrung im Kolben des Sperrventils.
Durch sein Ansprechen bei Überdruck in der Speiseleitung wird die grössere Fläche des Doppelkolbens mit erhöhtem Druck beaufschlagt, was die Absperrung der Druckluftzuführung zum Druckluftbehälter zur Folge hat.
Zweckmässig ist für sämtliche Sperrventile eines Poles an Stelle der die Bohrung im Doppelkolben verschliessenden Überdruckventile nur ein gemeinsames Überdruckventil vorgesehen, auf das unmittelbar der Druck in der Speiseleitung einwirkt und das bei seinem Ansprechen über Überdruck durch Verschieben aller Doppelkolben der Sperrventile die Druckluftzuführung zu den Druckluftbehältern sperrt und so diese vor Überdruck schützt.
Befindet sich zwischen Sperrventil und Druckluftbehälter ein Rückschlagventil, das anspricht, wenn eine Druckabsenkung in der Speiseleitung eintritt, so muss Vorsorge getroffen werden, dass beim Ansprechen des Rückschlagventils das Sperrventil inseiner Stellung verbleibt, damit keine Verbindung über die Bohrung im Doppelkolben zum Druckluftbehälter entsteht.
Es ist daher ein weiteres Erfindungsmerkmal, dass ein mit dem Doppelkolben des Sperrventils verbundener Kolben so mit einem zwischen Sperrventil und Druckluftbehälter eingefügten Rückschlagventil zusammenarbeitet, dass beim Ansprechen des Rückschlagventils die auf den Kolben durch die anstehende Druckluft ausgeübte Kraft zuzüglich der auf den Doppelkolben wirkenden Kraft der Kolbenfeder grösser ist als die Kraft, die durch die Druckluft erzeugt wird, die vom Druckluftbehälter kommend auf der entgegengesetzten Seite des Doppelkolbens wirksam ist.
Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Erfindung, u. zw. zeigen Fig. 1 den Aufbau eines Sperrventils mit Überdruckventil, Fig. 2 die Gesamtanordnung für mehrere Sperrventile eines Poles mit nur
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einem Überdruckventil und Fig. 3 ein Sperrventil mit Überdruckventil und Rückschlagventil.
In Fig. 1 bedeutet 1 das Gehäuse des Sperrventils, in dem der Doppelkolben 2 verschiebbar gelagert ist. Er wird durch die Feder 3 nach unten gedrückt. Die Bohrung 4 im Doppelkolben endet in einem Zap- fen 5, der auf einem Dichtsitz 6 ruht. Die Bohrung 7 im Dichtsitz, die sich an die Bohrung 4 anschliesst, ist durch das Überdruckventil 8 verschlossen, das sich in dem Raum 9 befindet, der über die Bohrung 10 mit dem Raum 11 unterhalb der Wandung 12 der grossen Fläche des Doppelkolbens 2 in Verbindung steht.
Die Wandung 12 der grossen Kolbenfläche besitzt eine Bohrung 14, die durch ein Kugelventil 14 ver- schliessbar ist.
Der Raum 15 hinter der Wandung 12, in dem die Kolbenfeder 3 lagert, steht über die
Leitung 16 mit dem Innern des hier nicht gezeichneten Druckluftbehälters'in Verbindung. Die Wan- dung 17 der kleinen Fläche des Doppelkolbens 2 trägt den Ventilteller 18, durch den die Leitung 19 zum
Druckluftbehälter verschliessbar ist. In den dem Ventilteller 18 vorgelagerten Raum 20 mündet die Spei- seleitung 21.
Die Wirkungsweise des Sperrventils ist wie folgt :
Herrscht in der Speiseleitung 21 der vorschriftsmässige Druck, so wird durch den auf die kleine Kol- benfläche wirkenden Druck und durch die Kraft der Feder 3 der Doppelkolben 2 nach unten gedrückt.
Tritt in der Speiseleitung 21 ein Überdruck auf, so öffnet das Überdruckventil 8 und die Druckluft erhöh- ten Druckes strömt über die Bohrung 4 im Doppelkolben und die Bohrung 7 im Dichtsitz in den Raum 9 und von hier über die Bohrung 10 in den Raum 11 und wirkt hier auf die grosse Fläche des Doppelkolbens 2 ein. Der Doppelkolben 2 wird angehoben und verschliesst mit dem Ventilteller 18 die Druckluftzuführungsleitung 19 zum Druckluftbehälter. Gleichzeitig wird das Kugelventil 14 geschlossen, so dass über die
Bohrung 13 keine Druckluft erhöhten Druckes über die Leitung 16 in den Druckluftbehälter gelangen kann.
Das Sperrventil ist aber auch wirksam, wenn die Druckluft im Druckluftbehälter sinkt. Hiedurch fällt über die Leitung 16 und Bohrung 13 der Druck in den Räumen 11 und 9. Das Überdruckventil 8, das von dem höheren Druck in der Speiseleitung 21 belastet ist, spricht an. Der Doppelkolben 2 wird angehoben und verschliesst mit dem Ventilteller 18 die Druckluftzuführungsleitung 19. Gleichzeitig wird das Kugel ventil 14 geschlossen, so dass auch über die Bohrung 13 keine Druckluft indenDruckluftbehälter strömen kann.
Fig. 2 zeigt die Gesamtanordnung für mehrere Sperrventile eines Poles, bei der a : 1 Stelle der einzelnen Überdruckventile 8 in Fig. 1 für sämtliche Sperrventile nur ein Überdruckventil 22 vorgesehen ist.
Dieses Überdruckventil arbeitet in gleicher Weise wie das Überdruckventil, mit dem Unterschied, dass an Stelle der Druckbeaufschlagung über die Bohrung 4 des Doppelkolbens 2 der Druck in der. Speiseleitung durch eine direkte Rohrleitung 23 erfolgt.
Hiedurch wird das Sperrventil verkleinert, denn es kommt der Raum 9, Fig. l, in Wegfall. Von dem Überdruckventil 22 führen unmittelbar Leitungen 24 zu den Räumen 11 der Sperrventile. Die Wirkungsweise der Sperrventile ist die gleiche wie in Fig. 1. Ausser dem Überdruckventil 22 ist noch ein weiteres Überdruckventil 25 in der Speiseleitung 21 vorgesehen, das den Betriebsdruck überwacht. Dieses Überdruckventil 25 soll den Überdruck ins Freie ableiten, der beispielsweise durch Sonneneinstrahlung im Druckluftbehälter 26 entsteht. Das Überdruckventil 22 dagegen spricht erst bei höherem, in der Speiseleitung auftretenden Druck an und betätigt sofort die Sperrventile und vermeidet so eine Beschädigung der Druckluftbehälter bzw. der mit diesem in dauernder Verbindung stehenden Schalterteile.
Ausserdem wird in diesem Fall auch das Überdruckventil 25 ansprechen.
Das Sperrventil in Fig. 3 ist mit einem Überdruckventil 8, wie in Fig. 1, versehen und arbeitet ausserdem mit einem Rückschlagventil 27 zusammen, das in der von der Speiseleitung 21 zu der zum Druckluftbehälter führenden Leitung 19 eingebaut ist. Das Rückschlagventil 27 spricht an, wenn der Druck in der Speiseleitung 21 z. B. durch Rohrbruch absinkt. Der Ventilteller 28 dieses Rückschlagventils wird durch die Feder 29 in seiner Offenlage gehalten. Er ist in seiner Mitte becherförmig ausgebildet und führt hier einen Kolben 30, der über die Stange 31 in fester Verbindung mit dem Doppelkolben 2 des Sperrventils steht. Durch den Kolben 30 wird die wirksame Fläche des Ventiltellers 28 verkleinert, wodurch eine Schlagminderung beim Ansprechen des Rückschlagventils 27 eintritt.
Ferner ist nach dem Ansprechen des Rückschlagventils 27 die auf den Kolben 30 durch die anstehende Druckluft ausgeübte Kraft zuzüglich der auf den Doppelkolben 2 wirkenden Kraft der Feder 3 grösser als die Kraft, die durch die Druckluft erzeugt wird, die vom Druckluftbehälter über die Leitung 16 und Bohrung i3 auf die entgegengesetzte Seite des Kolbens 2 strömt, weil sich durch das Schliessen des Rückschlagventils 27 unter dem Kolben 30 der gleiche Unterdruck einstellt wie in der Leitung 21.
Infolgedessen wird trotz Absinkens der Druckluft in der Speiseleitung 21 das Sperrventil seine Lage
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beibehalten, so dass das Entweichen von Druckluft aus dem Druckluftbehälter über die Leitung 16 zur Speiseleitung verhindert ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckluftschalter mit Vielfachunterbrechung pro Pol und mit mehreren, die Schaltstrecken tragenden Stützisolatoren, denen je ein Druckluftbehälter zugeordnet ist, der über ein mit einem Doppelkolben versehenes Sperrventil mit der Druckluftversorgungsanlage in Verbindung steht, wobei auf die grössere Kolbenfläche des federbelasteten Doppelkolbens auf der einen Seite über eine Bohrung im Doppelkolben der Druck in der Speiseleitung einwirkt, während auf der Gegenseite der im Druckluftbehälter herrschende Druck ansteht, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sperrventil ein Überdruckventil vereinigt ist, das im Störungsfall infolgeSchliessens eines im grösseren Kolben des Doppelkolbens vorgesehenen Absperrorgans anspricht.