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Das Stammpatent betrifft eine Einrichtung zur raschen Ausserbetriebsetzung, insbesondere Notabschaltung für stationäre Energie-Erzeugungs-, Verteilungs- oder Verbraucheranlagen (Schalt- und Kraftanlagen), die gekennzeichnet ist durch die Kombination der folgenden Merkmale : a) Jedes der im Gefahrenfall, z. B. zur Gefahrenstillsetzung eines Maschinensatzes, zu betätigenden bzw. abzuschaltenden Geräte, z. B. Absperrorgane für Energieträger, wie Druckwasser oder Dampf,
Leistungsschalter, Entregungsschalter, ist mit einem Auslöseorgan versehen, das im Normalbetrieb unter dem Druck eines fluiden Mediums, z. B. Druckluft, allenfalls auch Öl, steht und bei Absinken dieses Druckes anspricht und das zugehörige Gerät betätigt, z.
B. abschaltet oder absteuert. b) Diese Auslöseorgane sind an ein ihnen gemeinsames, mit dem unter Druck stehenden fluiden
Medium gefülltes Rohrsystem angeschlossen. c) Das Rohrsystem ist an einer zentralen Stelle oder auch an mehreren Stellen bzw. Orten mit von
Hand oder durch Schutzeinrichtung (en) betätigbaren Ventilen versehen, durch deren Betätigung der
Druck im Rohrsystem unter den Ansprechwert der Auslöseorgane absinkt. d) Neben den der gemeinsamen Notabschaltung dienenden Auslöseorganen besitzen die Geräte auch
Organe zu ihrer individuellen händischen Betätigung. e) Die Druckwerte, bei denen die einzelnen Auslöseorgane ansprechen, sind zur Beeinflussung der
Aufeinanderfolge bzw. zur Erzielung der Gleichzeitigkeit der Betätigungen verschieden oder auf verschiedene Werte einstellbar.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, das gemäss dem Stammpatent vorgesehene Drucksystem auszugestalten und für zusätzliche Zwecke zu verwenden, nämlich insbesondere auch für eine Einzelbetätigung der Geräte auszunutzen, u. zw. vorzugsweise für den Fall, dass eine vorgesehene elektrische Auslösung des betreffenden Gerätes versagt bzw. gewünschtenfalls eine Gesamtabschaltung der Anlage z. B. schon dann
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Anlage, deren Steuerung sich ausschliesslich elektrischer Kreise bedient, jegliche Manövrierfähigkeit verliert, so auch die selbsttätige Abschaltbarkeit bei Auftreten von Fehlern und Gefährdungen.
Zur Überwindung grösserer Entfernungen zwischen Teilen des gesamten ausgestalteten Drucksystems können voneinander entsprechend distanzierte pneumatische Systeme durch eine entsprechend lange, mit Flüssigkeit, z. B. öl gefürte Druck-bzw. Steuerleitung miteinander verbunden werden, etwa ähnlich, wie dies an sich aus der österr. Patentschrift Nr. 222734 bekannt ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung nach dem Stammpatent, die dadurch gekennzeichnet ist, dass bei einzelnen oder allen über das Drucksystem steuerbaren Geräten zusätzlich je eine vorzugsweise elektrisch steuerbare Ventilanordnung vorgesehen ist, welche bei ihrer Betätigung das betreffende Gerät durch Öffnen eines z. B. unmittelbar ins Freie führenden Druckmittelpfades druckmässig entlastet und damit auslöst, jedoch durch vorhergehendes oder rasch folgendes Schliessen der Druckmittelzufuhr zu diesem Gerät ein zur Auslösung weiterer Geräte ausreichendes Entweichen des Druckmittels aus dem übrigen System vermeidet.
Dabei können einzelne oder alle zusätzlichen Ventilanordnungen als Reserve-Betätigungseinrichtung für das betreffende Gerät mit einer Zeitverzögerung versehen sein, die sie wirksam werden lässt, wenn die normale Betätigungsanordnung, etwa eine gleichzeitig an Spannung gelegte, jedoch unverzögert oder mit geringer Verzögerung arbeitende Auslösespule versagt. Mit Vorteil kann ferner die ganze Anlage bei Ausbleiben der Hilfsenergie bzw. der Betätigungsspannung oder der Schutzspannung oder gegebenenfalls einer andern für ihre Manövrierbarkeit oder ihren Schutz erforderlichen Grösse abschaltbar sein, wozu von diesen Spannungen bzw.
Grössen in elektrischer Ruhestromschaltung gesteuerte, im Ansprechfall den Druck im Drucksystem herabsetzende Ventilanordnungen dienen können, die den einzelnen Geräten erfindungsgemäss zugeordneten Ventilanordnungen gleichen und hinsichtlich des Druckmittels, etwa zusammen mit einem Handauslöse-Ventil in Reihe bzw. in Kaskade schaltbar sind. Schliesslich kann zur überbrückung grösserer Entfernungen innerhalb des Drucksystems, insbesondere einer grösseren Entfernung zwischen den einzelnen Geräten zugeordneten Ventilanordnungen und zentral angeordneten Ventilanordnungen, voneinander distanzierte pneumatische Systeme durch ein hydraulisches System, z. B. durch eine entsprechend lange, mit Öl gefüllte Druck- bzw.
Steuerleitung verbunden sein, wobei zur Trennung der gasförmigen Medien von dem flüssigen unter Wahrung der übertragbarkeit der Signale Membranen, z. B.
Gummi-Membranen, dienen können.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der ein Ausführungsbeispiel veranschaulichenden Zeichnungen näher beschrieben, in denen der Einfachheit wegen nur die Betätigungseinrichtung für ein einziges Gerät
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Ansprechfall einerseits die Luftzufuhr zum Dosierventil--DV--und damit zur Einrichtung--P--absperrt und anderseits das Entweichen der in--P--eingeschlossenen Druckluft ins Freie ermöglicht, wodurch der
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Leistungsschalter-LS-ausgelöst wird.
Die Absperrung der Druckluftzuleitung muss dabei, wenn sie nicht (bei Verwendung einer andern Ventilanordnung) schon vor der Freigabe der ins Freie führenden Öffnung erfolgt, so rasch nachher erfolgen, dass nicht andere, an dasselbe Druckluftsystem angeschlossene (jedoch nicht gezeichnete) Geräte, im Ausführungsbeispiel ein Entregungsschalter-ES-, eine Drosselklappe-DK-und ein Schnellschluss--SS--, in Folge beträchtlicher Druckentlastung mitansprechen. Vorgesehene Dosierventile - DV--können dabei vorteilhafterweise den Druckabfall verlangsamen bzw. auch bei gewünschter Abschaltung einer Mehrzahl bzw. aller Geräte durch entsprechende Einstellung ihrer Strömungswiderstände für eine Staffelung sorgen.
Das abzuschaltende Gerät, also z. B. der Leistungsschalter-LS--, kann in bekannter Weise mit einer elektromagnetischen Auslösung mittels einer"Aus-Spule-LS--"versehen sein, die etwa einen aus der Ferne bzw. von einer Steuereinrichtung gegebenen Aus-Befehl durchführt. Die erfindungsgemässe pneumatische Einzelauslösung mittels der Ventilanordnung--V--übernimmt dann vorteilhafterweise die Rolle einer die Sicherheit der Befehlsausführung stark erhöhenden Reserve-Betätigungseinrichtung. Zu diesem Zweck kann die Ventilanordnung--V--als verzögert arbeitende Elektro-Ventilanordnung, wie gezeichnet, an dieselbe Befehlsleitung gelegt werden, wie die Auslösespule.
Die Anordnung kann dabei so getroffen werden, dass die Ventilanordnung--V--nur dann anspricht, wenn die ohne oder mit geringer Verzögerung arbeitende elektromagnetische Auslösung nicht funktioniert. Hiezu könnte z. B. ein Offnungshilfskontakt des Leistungsschalters--LS--in den Betätigungskreis der Ventilanordnung--V--gelegt werden. Die erforderliche oben erwähnte Verzögerung der Wirksamkeit der Ventilanordnung-V-kann statt durch eine etwa mechanische oder elektrische Ansprechverzögerung auch durch eine passende Einstellung des Dosierventils --DV-- zustandekommen.
Ebenso wie der Leistungsschalter-LS--können natürlich auch einzelne oder alle andern Geräte (ES, DK, SS) der Anlage mit einer elektrischen Auslösung und einer erfindungsgemässen pneumatischen Reserveauslösung versehen sein. Soweit die elektrische Auslösung im Bedarfsfall funktioniert, wird bei dem betreffenden Gerät die pneumatische Auslösung nicht ansprechen, sondern gespannt bleiben.
Selbstverständlich bleibt auf jeden Fall die Möglichkeit gewahrt, im Gefahrenfall alle an das Drucksystem angeschlossenen Geräte (LS, ES, DK, SS) gemeinsam durch Entlasten des Drucksystems auszuschalten.
Im Sinne der Erfindung kann eine selbsttätige Gefahrenabschaltung der Anlage auch dann stattfinden, wenn die zentral, z. B. durch eine Batterie bereitgestellte Hilfsenergie, also z. B. die Betätigungs- bzw. Steuerspannung oder die Schutzspannung oder gegebenenfalls eine andere für die Manövrierbarkeit oder den Schutz der Anlage erforderliche Grösse ausfällt, auch wenn sonst keine Störung der Anlage vorliegt. Zu einer generellen Überwachung der Hauptanspeisung der Hilfsenergie und zu einer solchen automatischen vorbeugenden Abschaltung bei Ausfall einer für den sicheren Betrieb der Anlage erforderlichen Hilfs- bzw. Steuerspannung wird man sich vor allem bei Anlagen, z. B.
Kraftwerken, etwa nichtbesetzten Kraftwerken, entschliessen, deren Manöbrierbarkeit stets erforderlich ist bzw. deren Schutz und selbsttätige Abschaltung bei Fehlern und Gefährdungen immer gewährleistet sein muss. Zum Zweck einer solchen überwachung bzw. selbsttätigen vorbeugenden Abschaltung der Maschinensätze bzw. sonstigen Anlagenteile können, wie in Fig. 2 der Zeichnungen beispielsweise dargestellt, z. B. die"Betätigungsspannung"und auch die"Schutzspannung"also die
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im Ansprechfall die Ausschaltung nicht nur eines einzelnen Gerätes, sondern der ganzen Anlage, die mangels Manövrierbarkeit bzw. mangels eines Schutzes ausser Betrieb genommen werden soll.
Die Betätigungsspulen der Ventilanordnungen-V--müssen in Ruhestromschaltung arbeiten, damit das Ansprechen bei Ausfall der betreffenden auf Vorhandensein zu überwachenden Spannung eintritt. Wenn, wie im Ausführungsbeispiel, mehr
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B.- angesprochen hat, die hintereinandergeschalteten Ventile passieren kann, jedoch aus den nachgeschalteten Geräten ins Freie entweicht, wenn auch nur eines der Ventile angesprochen hat. In den Zug der Ventilanordnungen--V'--kann auch, wie gezeichnet, ein Handauslöseventil-HA V-- eingefügt sein, das aus dem Stammpatent bekannt ist. Statt mehrere Ventilanordnungen--V'--zu verwenden,
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B.durchflossene Betätigungs- bzw. Auslösespulen aufweisen, die von den einzelnen zu überwachenden Spannungen gespeist werden.
Auf diese Weise bleibt eine galvanische Trennung dieser Spannungskreise möglich.
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erforderlichen Grösse kann natürlich auch vorgesehen werden, wenn Ventilanordnungen (V) zur pneumatischen Abschaltung einzelner Geräte nicht vorgesehen sind.
Liegen etwa die in Fig. 2 dargestellten Ventile--V bzw. auch HAV--an einer von der eigentlichen, in
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Fig. 1 angedeuteten Anlage weiter entfernten zentralen Stelle (Fig. 2), so kann statt eines einheitlichen, eine entsprechend lange Verbindungsleitung aufweisenden Druckluftsystems ein an sich aus der Patentschrift Nr. 222734 bekanntes gemischtes System verwendet werden. Bei diesem wird zur überwindung der beträchtlichen Entfernung eine Öldruckleitung--L-- (Fig. l und 2) verwendet, was gegenüber der Verwendung einer Druckluftleitung unter anderem den Vorteil hat, dass keine Verweisungsgefahr besteht.
Wegen der im Vergleich zu Luft oder einem andern Gas sehr geringen Kompressibilität des öles kann diese Leitung, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, mit Vorteil als blosse Steuerleitung verwendet werden, die durch das zentrale Druckluftsystem mittels eines Druckumsetzers-DU- (Fig. 2) so unter Druck gesetzt wird, dass sie an ihrem andern Ende (Fig. l) mittels des ölgesteuerten Ventils--ÖGV--ein örtliches Druckluftsystem steuert, das natürlich auch von einer andern Drucklufterzeugungsanlage wie das zentrale Druckluftsystem (Fig. 2) gespeist sein kann. Zur Trennung von Luft und öl unter Wahrung der Übertragbarkeit der Signale dienen vorteilhafterweise Membranen, insbesondere Gummi-Membranen--M-- (Fig. l und 2). Sinkt zufolge Ansprechens bzw.
Betätigung eines der Ventile--V'oder HAV--der Luftdruck im System nach Fig. 2 ab, so verschiebt sich die ölsäule in der langen Ölleitung--L--nach rechts, so dass an deren anderem Ende das ölgesteuerte Ventil -ÖGV--, wie aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, auch den Luftdruck in den gemäss Fig. 1 vorgesehenen Geräten--LS, ES, DK und SS--absenkt und diese dadurch abschaltet bzw. absteuert. Zum Einfüllen oder Nachfüllen des öles dient der Füllstutzen--F--.
Nachstehend sei noch die Wirkungsweise des ölgefüllten Ventils--ÖGV-- (Fig. l) näher beschrieben : Zur Herstellung des Betriebszustandes wird zunächst bei der Zentraleinheit (Fig. 2) die Druckluft bis zur Membran im Druckumsetzer--DU-durchgeschaltet. Dabei spannt sich der Druckumsetzer--DU--und gibt den Druck weiter, bis sich die Membran des Ventils--ÖGV--, wie in Fig. 1 gezeichnet, an die Wand der Membranwanne anlegt.
Dabei schiebt sie unter Wirksamwerden der Entlastungsbohrung--7--den Kolben des Ventils --ÖGV-- nach rückwärts in die gezeichnete Stellung und verschliesst die Entlastungsbohrungen-4--. Nach öffnen des Absperrschiebers-5-wird Druckluft bis zum Kraftspeicher-P-und zu den Kolbenflächen --2 und 3--durchgeschaltet. Da in die Luftzuführung zu dem vor der Kolbenfläche --3-- befindlichen Zylinderraum eine Blende--B--eingebaut ist (die später eine schnellere Entlastung des vor der Zylinderfläche - -3- liegenden Raumes ermöglicht), müssen die Flächen--l und 2--gleich gross sein, um während der Füllzeit ein Abheben der Membran zu vermeiden.
Nach beendeter Füllung steht der gesamte Kolben absolut sich in der (gezeichneten) Betriebsstellung, weil die Fläche --2-- kleiner als die Fläche -3-- ist.
Durch Betätigen des Handventils--HAV--oder bei Ansprechen eines der Ventile--V--wird zunächst der Luftraum über der Membran des Druckumsetzers--DU--von Druckluft entlastet, so dass die
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Ölraum. Als Folge davon hebt sich auch die Membran im Ventil--ÖGV-- (Fig. l) von der Membranwanne ab und gibt die Entlastungsöffnungen--4, 6-und damit auch --8-- frei. Der Raum vor der Kolbenfläche --3-- entleert sich deshalb und der überwiegende Druck auf die Fläche -2-- schiebt den Kolben des Ventils--ÖGV--nach rechts in die Auslösestellung. über die mit z.
B. sechs radialen Bohrungen--9--
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Druckluftsystem auf das Öldrucksystem wirken zu lassen bzw. überhaupt statt eines Systems Gas-Flüssigkeit-Gas ein System Flüssigkeit-Gas oder auch, wie schon im Stammpatent alternativ vorgesehen, statt eines reinen Gas-Systems ein reines Flüssigkeitssystem zu verwenden. Es könnten ferner die Entlastungsventile, statt in Reihe bzw. in Kaskade, grundsätzlich auch parallelgeschaltet sein.
Ein grosser Vorteil der Erfindung liegt auch darin, dass bei mit Druckverlust verbundenen Schäden an den Luft- bzw. Ölleitungen, also z. B. bei einem Brand, eine selbsttätige Abschaltung der Anlage erfolgt. Schliesslich sei noch auf die verhältnismässig geringen Kosten und auf die leichte, ohne grössere Umbauten und ohne grössere Kosten mögliche nachträgliche Anbringbarkeit der erfindungsgemässen Einrichtungen hingewiesen.
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