CH624453A5

CH624453A5 -

Info

Publication number: CH624453A5
Application number: CH1342977A
Authority: CH
Inventors: Walter Bischofberger; Norbert Zeller
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1981-07-31
Also published as: US4275392A; JPS5465816A; DE2752993A1; SU978742A3; DE2752993C2; HU180692B; FR2408055A1; FR2408055B3; JPS6257841B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung ein Getriebe zu erfassen, das eine Übersetzung in das Langder Gasmengen von hydropneumatischen Speichern eines same ergibt, wobei von dem Getriebe nach mehreren Um-Energiespeichersystems mit wenigstens einer Pumpe zum drehungen der Pumpenwelle insbesondere ein Schalter beFüllen der einzelnen Speicher mit Hydraulikflüssigkeit, wobei tätigt werden kann. Entsteht nun infolge eines Lecks im diese durch je eine lageveränderliche Trennwand von der Speicher ein Gasmengenverlust und dadurch ein zu kleines

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Gasvolumen, so übersteigt der Druck bzw. die Druckdiffe- fall, dass die Pumpe läuft und in allen Hydraulikflüssigkeitsrenz bei einer bestimmten Füllmenge einen grössten zulässi- Zuleitungen Hydraulikflüssigkeit strömt,

gen Wert und kann dadurch mittels eines Druckschalterkon- Fig. 2a ein Energiespeichersystem, bei dem infolge eines taktes der Gasverlust gemeldet werden. Nun ist aber die Lecks in einem hydropneumatischen Speicher bzw. wegen Messung des Druckanstieges bei vorgegebener Pumpenlauf- 5 Gasmengenverlust ein Freikolben an dem zugeordneten An-zeit fehlerbehaftet, da die von der Pumpe geförderte Füll- schlag im Speicher aufgelaufen ist,

menge von der jeweiligen Temperatur, bei Öl z. B. als Hy- Fig. 2b den Melde- bzw. Steuerkreis für den Betriebsfall draulikflüssigkeit von der entsprechenden Viskosität, abhängt nach Fig. 2a und und deshalb unterschiedlich ist. Aber auch Schwankungen der Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines hydropneu-elektrischen Spannung des Pumpenmotors ergeben in der io matischen Speichers.

Zeiteinheit verschiedene Fördermengen. Weiter wird auch In den Figuren sind entsprechende Teile gleichbezeichnet,

durch die Pumpenabnützung die Fördermenge der Pumpe So sind die Pumpe oder Pumpengruppe mit den weiters nicht verändert. Ausserdem haben die Druckschalter eine Hysterese dargestellten Überwachungselementen mit 1, die hydropneu-und Wiederholgenauigkeit, so dass diese Schalter nicht immer matischen Speicher mit 2, die Gehäuse bzw. Druckzylinder genau beim gleichen Druckpunkt schalten. 15 der Speicher 2 mit 2a, die Hydraulikflüssigkeit mit 3, die

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, in Hydraulikflüssigkeitszuleitungen der einzelnen Speicher 2 mit möglichst einfacher Weise bei Verwendung eines Minimums 4, die der Anspeisung des Energiespeichersystems dienende an wartungsfreien Mitteln die Gasmengen von hydropneu- gemeinsame Leitung mit 5, die Strömungswächter mit 6, die matischen Speichern eines Energiespeichersystems dauernd ersten Signalmittel bzw. Meldekontakte der einzelnen Strö-fehlerfrei zu überwachen, um einen Gasmengenverlust früh- 2o mungswächter 6 der Reihe nach mit 7a, 7b und 7c, der Freizeitig zu erkennen und zu melden. kolben im jeweiligen Speicher 2 mit 8, der im jeweiligen

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, Speicher 2 angeordnete Anschlag mit 9, das jeweilige Gas-dass bei laufender Pumpe der Strömungszustand der in die volumen in den einzelnen Speichern 2 mit 10, das zweite Si-einzelnen hydropneumatischen Speicher strömenden Hydrau- gnalmittel bzw. Meldekontakt bei der Pumpe 1 mit 11 und likflüssigkeit festgestellt wird. 25 *n Fig- 3a der Gasspeicher mit 13 und die Verbindungsleitung

In einem bevorzugten Ausführungsmittel des erfindungs- zwischen dem Gasspeicher 13 und dem hydropneumatischen gemässen Verfahrens ist in der jeweiligen Hydraulikflüssig- Speicher 2 mit 12 bezeichnet.

keitszuleitung der einzelnen durch eine gemeinsame Leitung In den Figuren la und 2a führen die Pfeile aufweisenden parallel angespeisten hydropneumatischen Speicher wenig- Leitungen beispielsweise zu den Antrieben einer elektrischen stens ein Strömungswächter mit einem durch diesen auslös- 30 Schaltergruppe oder eines dreiphasigen elektrischen Schalters, baren ersten Signalmittel angeordnet. Im Zuge einer Schaltung werden u. a. die in den letztgenann-

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass die lageveränder- ten Leitungen befindlichen und nicht weiters dargestellten liehe Trennwand im jeweiligen Speicher aus einem Freikolben Ventile geöffnet, so dass durch die hierdurch expandierenden besteht und das als Führung des Freikolbens dienende Ge- Gasmengen in den Gasvolumina 10 die eigentlichen Antriebe häuse bzw. Druckzylinder des Speichers innen ein die Be- 3J der Schaltergruppe bzw. des Schalters durch die hierdurch wegung des Freikolbens begrenzendes Mittel aufweist, um da- einsetzende Strömung der Hydraulikflüssigkeit 3 betätigt wer-durch eine wählbare Gasmengenreserve für die Erfordernisse den, wobei die Freikolben 8 sich gegen die strömungswächter-des Betriebes des Energiespeichersystems bzw. den jeweiligen seitigen Enden der Speicher 2 bewegen. Da hierbei die Pum-Einsatz dieses Systems zu gewährleisten. pe 1 stillsteht, ist der von der Pumpe gesteuerte zweite Mel-

Aus dem gleichen Grunde ist es weiter besonders vorteil- 40 dekontakt 11 offen und dadurch der Melde- bzw. Steuerkreis haft, dass das als Führung des Freikolbens dienende Gehäuse gemäss Fig. lb unterbrochen. Wird nun nach erfolgter bzw. Druckzylinder des jeweiligen hydropneumatischen Spei- Schalthandlung durch Einschalten des Elektromotors 14 die chers mit seinem durch die jeweilige Lage des Freikolbens Pumpe 1 in Lauf gesetzt, so wird nach entsprechender Pum-bestimmten Gasvolumen über eine stets offene Verbindungs- pentätigkeit der in Fig. la dargestellte Betriebszustand wieder-leitung ständig mit einem Gasspeicher in Verbindung steht. hergestellt sein. Infolge des Laufes der Pumpe 1 ist dessen

Weiter ist es vorteilhaft, dass die Pumpe ein durch den zweiter Meldekontakt geschlossen, sind jedoch die ersten Pumpenlauf gesteuertes zweites Signalmittel aufweist. Meldekontakte 7a, 7b und 7c zufolge des Vorhandenseins

Mittels der Erfindung werden die vorstehend dargelegten e»fr Strömung in den Hydraulikflüssigkeitszuleitungen 4

Nachteile bekannter Systeme sowie Mittel, wie ein durch fjen dadurlch der Meldf" f^Tels g<r™asf Flehen Freikolben beweglicher Permanentmagnet oder ein den so wieder unterbrochen, so dass die Meldelampe 15, das Speicher durchsetzender Anzeigestab für die Stellungsanzeige Horn 16 und das Steuerrelais 17 nicht ansprechen können, des Freikolbens vermieden. Weitere Vorteile der Erfindung In Kg- 2a ist nun der Betriebsfall dargestellt, dass beim bestehen insbesondere darin, dass diese mittels besonders Wiederaufladen des Energiespeichers, also bei laufender einfacher, betriebssicherer und handelsüblicher Mittel reali- Pumpe 1, infolge einer unzulässigen Gasverlustmenge in siert werden kann. Aber auch ein nachträglicher Einbau ins- 55 einem Speicher 2 der Freikolben 8 gegen den in diesem Speibesondere von Strömungswächtern in schon bestehenden An- eher befindlichen Anschlag 6 aufläuft. Dadurch kommt die lagen kann unter einem Minimum an Aufwand erfolgen. Vor Strömung der Hydraulikflüssigkeit in der zu diesem schadallem zeichnet sich die Erfindung durch ihre Unabhängigkeit haften Speicher führenden Hydraulikflüssigkeitszuleitung 4 von äusseren wie auch inneren Störungseinflüssen wie Tem- zum Stillstand, wodurch der in dieser Leitung 4 befindliche peratur, elektrischen Spannungsschwankungen bzw. Pumpen- fi0 Strömungswächter 6 seinen ersten Meldekontakt 7a schliesst. drehzahlschwankungen, Abnützungserscheinungen der Pumpe Dadurch wird der in Fig. 2b dargestellte geschlossene und Hysteresefolgen von Druckschaltern bzw. deren Wieder- Melde- bzw. Steuerkreis realisiert bzw. die Meldelampe 15 holgenauigkeit bzgl. deren Auslösung aus. sowie das Horn 16 eingeschaltet und das Steuerrelais 17 er-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich- regt, das dann die für diesen Störungsfall vorgesehene Auto-nung dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen ß matik auslöst.

Fig. la in schematischer Darstellung ein Energiespeicher- In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines hydro-system mit intakten hydropneumatischen Speichern, pneumatischen Speichers 2 dargestellt, der an der den An-

Fig. lb einen Melde- bzw. Steuerkreis für den Betriebs- schlag 9 ersetzenden gasspeicherseitigen Stirnseite seines Ge-

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häuses 2a mittels einer Verbindungsleitung 12 ständig mit dem Gasspeicher 13 in Verbindung steht. Sowohl die gas-speicherseitige Stirnseite als auch der Gasspeicher 13 als auch beide zusammen können den jeweiligen Anlagenverhältnissen entsprechend ausgebildet werden, so dass im Schadensfall zum Zeitpunkt der Schadensmeldung im Energiespeichersystem bzw. in den betroffenen einzelnen hydropneumatischen Speichern 2 noch ausreichende Gasmengen vorhanden sind, so dass bis zur Umstellung auf Ausweichbetrieb oder Netzumschaltung oder Behelfsbetrieb tunlichst keine Betriebsunterbrechungen auftreten können.

Selbstverständlich ist das vorbeschriebene Verfahren und System nicht nur auf eine Verwendung bei elektrischen Schaltanlagen beschränkt, sondern auch anderwärts vielseitig einsetzbar und stellt eine überraschend einfache Lösung auf einem technisch sehr ausgereiften Gebiet dar.

Bezeichnungsliste

1

Pumpe

2

hydropneumatischer Speicher

2a

Gehäuse oder Druckzylinder von 2

3

Hydraulikflüssigkeit

4

Hydraulikflüssigkeitszuleitung

5 •

gemeinsame Leitung

6

Strömungswächter

7a, 7b, 7c erste Signalmittel oder Meldekontakte

8

Freikolben

9

Anschlag

10

Gasvolumen

11

zweites Signalmittel oder Meldekontakt

12

Verbindungsleitung

13

Gasspeicher

14

Elektromotor

15

Meldelampe

16

Horn

17

Steuerrelais

M

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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2

PATENTANSPRÜCHE Gasmenge im jeweiligen Speicher getrennt wird, und ein Mit-

1. Verfahren zur Überwachung der Gasmengen von hy- telzur Ausführung des Verfahrens.

dropneumatischen Speichern eines Energiespeichersystems Wie z. B. aus der DE-OS 2 431 605 hervorgeht, besteht mit wenigstens einer Pumpe zum Füllen der einzelnen Spei- ein hydropneumatischer Speicher im wesentlichen aus einem eher mit Hydraulikflüssigkeit, wobei diese durch je eine 5 Druckzylinder, dessen Innenraum durch eine Trennwand, lageveränderliche Trennwand von der Gasmenge im jeweili- vorzugsweise durch einen lageveränderlichen Freikolben, in gen Speicher getrennt wird,: dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei Räume unterteilt ist, wobei der eine Raum mit einem laufender Pumpe (1) der Strömungszustand der in die einzel- druckspeichernden gasförmigen Mittel, wie z. B. Stickstoff, nen hydropneumatischen Speicher (2) strömenden Hydraulik- und der andere Raum in Abhängigkeit vom jeweiligen mo-flüssigkeit (3) festgestellt wird. 10 mentanen Betriebszustand mehr oder weniger mit einer
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Öl, gefüllt ist. Aus der dass die Koinzidenz von Pumpenlauf und Strömungsstillstand vorgenannten deutschen Offenlegungsschrift ist nun ein sol-festgestellt wird. eher gasgefederter Flüssigkeitsdruckspeicher oder hydropneu-
3. Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch matischer Speicher mit einem im Druckzylinder zwischen 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Hydraulik-15 einem Flüssigkeitsdruckraum und einem Gasdruckraum an-flüssigkeitszuleitung (4) der einzelnen durch eine gemeinsame geordneten Freikolben und einem längs des Druckzylinders Leitung (5) parallel angespeisten hydropneumatischen Spei- in Abhängigkeit von der Stellung des Freikolbens beweglichen eher (2) wenigstens je ein Strömungswächter (6) mit einem Permanentmagneten bekannt, der die Besonderheit aufweist, durch diesen auslösbaren ersten Signalmittel (7a, 7b, 7c...) dass der Druckzylinder in an sich bekannter Weise aus einem angeordnet ist. 20 magnetisierbaren Metall, insbesondere Stahl, wenigstens einer
4. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderdeckel hingegen aus einem unmagnetischen Werk-das erste Signalmittel (7a, 7b, 7c ...) aus einem bei Stillstand stoff besteht und in wenigstens einem nach aussen offenen der Hydraulikflüssigkeitsströmung geschlossenen bzw. bei Sackloch dieses Zylinderdeckels ein magnetisch betätigbarer Vorhandensein einer Strömung in der jeweiligen Hydraulik- Schalter, vorzugsweise ein Zungenschalter in einen versiegel-flüssigkeitszuleitung (4) offenen ersten Meldekontakt besteht. 25 ten Gefässkolben eingelassen ist, der in einem elektrischen
5. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Überwachungskreis für die Stellung des Freikolbens liegt, und die lageveränderliche Trennwand aus einem Freikolben (8) der bewegliche Permanentmagnet in dem durch den unma-besteht. gnetischen Zylinderdeckel abgeschlossenen Druckraum an-
3. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass geordnet ist und zwischen dem Freikolben und dem Permadas als Führung des Freikolbens (8) dienende Gehäuse bzw. 30 nentmagneten eine Mitnahmevorrichtung vorgesehen ist, die der Druckzylinder (2a) des jeweiligen hydropneumatischen bei einer Annäherung des Freikolbens an den Zylinderdeckel Speichers (2) innen ein die Bewegung des Freikolbens (8) be- über einen vorgegebenen Mindestabstand hinaus den Perma-grenzenden Mittel aufweist. nentmagneten in die Schaltstellung bezüglich des Schalters
7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass überführt. Ein solcher gasgefederter Flüssigkeitsdruckspeicher das bewegungsbegrenzende Mittel als Anschlag (9) ausgebil- 35 ist nun nicht wie die handelsüblichen Speicher ohne weiteres det ist. einsetzbar bzw. gegen diese austauschbar. Vor allem ist ein
8. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nachträglicher Einbau jener Speicher mit nicht unbeträcht-das als Führung des Freikolbens dienende Gehäuse bzw. der liehen Montagearbeiten am eigentlichen Antriebssystem ver-Druckzylinder (2a) des jeweiligen hydropneumatischen Spei- bunden, wenn es sich um ein Energiespeichersystem insbeson-chers (2) mit seinem durch die jeweilige Lage des Freikolbens 40 dere für eine elektrische Schaltanlage handelt. Aber auch eine (8) bestimmten Gasvolumen (10) ber eine stets offene Ver- Vereinfachung des vorbeschriebenen gasgefederten Flüssig-bindungsleitung (12) ständig mit einem Gasspeicher (13) in keitsdruckspeichers dahingehend, dass man einen den Speicher Verbindung steht. durchsetzenden Anzeigestab zur direkten Anzeige der Stel-
9. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass lung des Freikolbens vorsieht, erfordert eine zusätzliche emp-die Verbindungsleitung (12) an der gasseitigen Stirnseite des 45 findliche dynamische Dichtung, deren absolute Dichtheit Gehäuses (2a) des hydropneumatischen Speichers (2) ange- nicht gewährleistet werden kann, abgesehen davon, dass ordnet ist. zwischen Anzeigestab und dieser Dichtung unerwünschte Rei-
10. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bungskräfte auftreten.

die Pumpe (1) ein durch den Pumpenlauf gesteuertes zweites Weiter ist aus der CH-PS 468 592 ein Verfahren zur Signalmittel aufweist. _ so Überwachung der Gasmenge eines hydropneumatischen Spei-
11. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, chers bekannt, wobei eine Pumpe zum Füllen des Speichers dass das zweite Signalmittel aus einem bei laufender Pumpe mit Hydraulikflüssigkeit sowie ein Manometer zum Messen (1) geschlossenen bzw. bei stehender Pumpe (1) offenen zwei- des Speicherdruckes vorgesehen sein müssen, um den Zusamten Meldekontakt besteht. menhang zwischen dem beim betriebsmässigen Füllen des
12. Mittel nach den Ansprüchen 4 und 11, dadurch ge- 55 Speichers auftretenden Druckanstieg und der in den Speicher kennzeichnet, dass den in einem elektrischen Melde- bzw. gelangenden Füllmenge zu erfassen. Insbesondere wird nach Steuerkreis parallelgeschalteten ersten Meldekontakten (7a, dem letztgenannten Verfahren entweder die einer bestimmten 7b, 7c...) der hydropneumatischen Speicher (2) der zweite Füllmenge zugeordnete grösste zulässige Druckdifferenz er-Meldekontakt (11) der Pumpe (1) in Serie geschaltet ist. fasst oder die einer bestimmten Druckdifferenz zugeordnete

60 kleinste zulässige Füllmenge festgestellt. Die Überwachung der Füllmenge erfolgt bei diesem Verfahren durch Erfassung der Förderdauer der Pumpe. Es ist aber auch bekannt, eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Pumpenwelle über