DE1073062B - Druckluftschalter mit einer dauernd mit Druckluft beaufschlagten Schaltkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungsdruckluftschalter, bei denen die Leistungsschaltstelle innerhalb einer Sohaltkammer untergebracht ist, die sowohl in der Ein- wie in der Atisschaltstellung unter Druck steht. Auf das bewegliche Schaltstück der Leistungsschaltstelle wirkt eine Federkraft, die das Schaltstück in die Einschaltstellung bringt, wenn in der Steuerluftleitung die Druckluft weggenommen wird. Die Ausschaltung erfolgt durch Zufuhr von Druckluft in die Steuerleitung, wodurch das hinter der Leistungisschialtstelle befindliche Blasventil geöffnet wird. Hierbei erfolgt eine Beblasung der Leistungsschaltstelle und die Löschung des Lichtbogens. In der Einschaltstellung steht Druckluft in der Scihaltkarnmer bis zum Blasventil an. Die Kontaktstelle befindet sich also innerhalb eines Raumes hohen Druckes. Im Augenblick der Kontaktöffnung muß die Druckluft, die sich im Raum zwischen Schaltstelle und Blasventil befindet, weggeschoben werden, was eine Verzögerung in der Bebliasung mit sich bringt.

Es sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen das bewegliche Schaltstück düsenförmig ausgebildet ist ttnd sich das Blasventil unmittelbar an der Schaltstelle befindet, also das Düsenschaltstück gleichzeitig Blasventil ist, wodurch im Augenblick der Stromunterbrechung an der Schaltstelle die Druckluft unmittelbar in einen Raum niederen Druckes abströmen kann. Bei dieser Anordnung wird in der Ausschaltstellung das bewegliche Schaltstück mechanisch in seiner Lage gehalten, wobei die Sohaltkammer druckfrei ist.

Um die Vorteile des als Blasventil ausgebildeten Düsenschaltstückes auch bei solchen Druckluftschaltern zu erhalten, bei denen die Schaltstelle auch in der Ausschaltstellung von Druckluft beaufschlagt ist, steht erfindungsgemäß die Druckluft in der Schaltkammer in der Einschaltstellung nur bis zu dem als Blasventil ausgebildeten Düsenschaltstück, in der Ausschaltstellung dagegen bis zu einem im Ausströmkanal für die Blasluft eingebauten Sperrventil an. Das mit dem Blasventil in Reihe geschaltete Sperrventil dient also dazu, die Ausströmöffnung im Blaskanal nach einer Stromunterbrechung zu schließen und so lange geschlossen zu halten, bis die Schaltkammer in der Einschaltstellung durch das an dem Düsenschaltstück angebrachte Blasventil wieder verschlossen ist. Die Steuerung des Sperrventils, also· die Bewegung des Ventiltellers des Sperrventils und die des Düsenschaltstückes, kann von der Stellung des zum Steuern des Düsenschaltstückes durch die Steuerluft dienenden Betätigungskolbens abhängig sein. Hierbei ist zweckmäßig der Ventilteller des Sperrventils glockenförmig gestaltet, liegt mit der Stirnseite an dem Ventilsitz Druckluftschalter

mit einer dauernd mit Druckluft

beaufschlagten Schaltkammer

Anmelder:

Voigt & Haeffner Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Hanauer Landstr. 142-172

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 29. Juni 1957

Haakon Forwald, Ludvika (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

an und ist an der offenen Seite durch einen feststehenden Kolben abgedeckt. Die Halterung des Kolbens dient zur Führung des glockenförmigen Ventiltellers und besitzt zwei Kanäle, die zum Betätigungszylinder für den Kolben führen. Der eine Kanal stellt in der Einschaltstellung die Verbindung des Innern des glockenförmigen Ventiltellers mit dem Außenraum her, während der andere Kanal in der Ausschaltstellung den Zutritt der Steuerluft zum Sperrventil ermöglicht.

Bei unmittelbarer pneumatischer Steuerung des Düsenschaltstückes steht vorteilhaft der Innenraum des glockenförmigen Ventiltellers des Sperrventils mit der Steuerluftleitung über ein Drosselventil in Verbindung, das den Zeitpunkt für das Schließen des Sperrventils bestimmt.

Durch die Erfindung ist es möglich, bei Druckluftschaltern mit einem Blasventil in unmittelbarer Nähe der Schaltstelle, dessen beweglicher Ventilteller von dem beweglichen Schaltstück getragen wird, eine Isolierstrecke zu bilden, die in der Ausschaltstellung unter Kammerdruck, in der Einschaltstellung dagegen unter atmosphärischem Druck steht. Dieses ist sehr vorteilhaft, weil Schalteinrichtungen dieser Art betriebssicher gebaut werden können.

In den Bildern sind zwei verschiedene Ausführungsformen der Schaltkammer gemäß der Erfindung dargestellt. In Bild 1 bezeichnet 1 eine von einer nicht gezeichneten Isolatorsäule getragene, ständig mit Druckluft gefüllte Schaltkammer, in deren Innern sich die Leistungsschaltstelle befindet. Das feste

309 709/351

Schaltstück 2 der Schaltstelle wird von einem in der einen Wand des Behälters 1 eingesetzten Durchführungsisolator 3 getragen und ist mit einem ringförmigen Flansch 4 versehen, der einen Dichtungsring 5 trägt. In der gegenüber dem Durchführungsisolator gelegenen Behälterwand ist ein Gehäuse 6 eingesetzt, welches das bewegliche Düsenschaltstück 7 und einen mit diesem durch die Stange 8 verbundenen Betätigungskolben 9 und ein Sperrventil 10 aufnimmt. Das Düsenschaltstück 7 trägt an seinem oberen Teil einen mit einer zentralen Öffnung versehenen Ventilteller 11, der in der Einschaltsteillung gegen den Dichtungsring 5 anliegt, ferner die Kontaktstücke 12, die durch Federn-13 radial nach innen gedrückt werden und das Düsenschaltstück bilden. 14 sind federbelastete Kontaktstücke für den Übergang des Stromes von dem Gehäuse 6 zu dem beweglichen Düsenschaltstück 7. Die Feder 15 zwischen dem Boden 16 in dem Zylinder 17 und dem Kolben 9 bewegt den Kolben 9 und damit das Düsenschaltstück 7 in die Einschaltstellung. Der Raum 20 oberhalb des Betätigungskolbens 9 steht mit der Steuerluftleitung 21 in Verbindung, die im Augenblick des Ausschaltens mit Druckluft beaufschlagt wird. 22 ist ein Kühlgitter, das in dem Blaskanal 23 zwischen dem beweglichen Düsenschaltstück 7 und dem Sperrventil 10 angeordnet ist. Das Gehäuse 6 besitzt einen Ansatz 24 am Betätigungszylinder 17, der mittig zum Ausströmraum 25 des Sperrventils und zum Ventilsitz 26 angeordnet ist. 27 ist ein an dem äußersten Ende des Ansatzes 24 befestigter Kolben. Der Ventilteller 28 des Sperrventils 10 ist glockenförmig gestaltet und steht unter der Einwirkung der Feder 29, die dazu dient, in der Einschaltstellung den glockenförmigen Ventilteller 28 an dem Ventilsitz 26 anzulegen. Der Druck in dem Kanal 23 wird dabei gleich dem atmosphärischen Druck sein oder ihn etwas übersteigen. Man kann auch auf den Ventilteller 28 eine Federkraft in öffnender Richtung wirken lassen, so daß das Sperrventil bei geschlossenem Schalter offen steht. Der Raum 30, in dem Ventilteller 28 steht durch Öffnungen 31 und 32 mit den Kanälen 33 und 34 in Verbindung, die in verschiedener Höhe in den Betätigungszylinder 17 münden. In dem Kanal 34 ist ein Rückschlagventil 35 angeordnet.

Der Schalter mit einer Schaltkammer nach Bild 1 arbeitet wie folgt:

Zwecks Öffnens der Schaltstelle wird dem Raum 20 oberhalb des Betätigungskalbens 9 Druckluft durch die Steuerluftleitung 21 zugeführt. Der Betätigungskolben 9 und das mit ihm: verbundene Düsenschalt- stück 7 sowie der Ventilteller 11 bewegen sich nach unten. Das Blasventil öffnet sich, und Löschluft strömt durch das Düsenschaltstück 7 in den Blaskanal 23, in dem Atmosphärendruck herrscht. Durch den Druckanstieg im Blaskanal wird das Sperrventil 10 geöffnet. Durch die Bewegung des Betätigungskolbens 9 in seine untere Lage wird die Mündung des Kanals 34 im Zylinder 17 freigegeben, und es strömt Druckluft vom Raum 20 durch den Kanal 34 über das Rückschlagventil 35 und die Öffnung 32 in den Raum 30. Unter der Einwirkung des Druckes im Raum 30 wird der glockenförmige Ventilteller 28 nach rechts verschoben und schließt den Ventilsitz 26. Soll die Schaltstelle wieder geschlossen werden, so wird der R aum 20 oberhalb des Betätigungskolbens 9 durch die Steuerluftleitung 21 entlüftet. Die Feder 15 bewegt den Kolben 9 und damit das Düsenschaltstück 7 in seine obere Lage, wodurch sich das Blasventil schließt. Der Durchmesser der Dichtungsfläche 5 ist größer als der Durchmesser des Düsenschaltstückes 7, wodurch ein guter Dichtungsdruck durch die in der Schaltkammer 1 befindliche Druckluft erzielt wird.

In der Einschaltstellung gibt der Kolben 9 die Mündung des Kanals 33 im Zylinder 17 frei, so daß der Raum 30 mit der freien Luft in Verbindung steht. Der glockenförmige Ventilteller 28 wird nur noch durch die Feder 29 gegen den Ventilsitz 26 gedrückt.

Während bei der Anordnung nach Bild 1 die Steuerung des Sperrventils 10 durch die Bewegung des Kolbens 9 erfolgt, zeigt Bild 2 eine Anordnung, bei der die Steuerung des Sperrventils pneumatisch erfolgt. In der auf Hochspannungspotential angeordneten Schaltkammer 51, die dauernd mit Druckluft gefüllt ist, befindet sich die Leistungsschaltstelle, deren festes Schaltstück 52 von einem in der Wand des Behälters 51 eingesetzten Durchführungsisolator 53 getragen wird und das mit einem ringförmigen Flansch 54 versehen ist, in welchem ein Dichtungsring 55 eingelegt ist.

In der gegenüber dem Durchführungsisolator 53 liegenden Wand der Schaltkammer ist ein Gehäuse 56 eingesetzt, in welchem das Düsenschaltstück 57 beweglich angeordnet ist. Dieses Schaltstück trägt an der Innenwand 58 die unter der Einwirkung von Federn 59 stehenden Kontaktstücke 60, während an der Außenwand 61 die ringförmige Platte 62 angebracht ist, die den Ventilteller des Blasventils bildet. 63 ist eine Feder, die das bewegliche Düsenschaltstück in schließender Richtung betätigt. In dem Blaskanal des Düsenkontaktes befinden sich ein Abreißkontakt 64 und ein Kühlgitter 65 für die Lichtbogengase. Das Gehäuse 56 ist mit einem Führungszylinder 66 versehen, der dem Raum 67 zwischen der Innenwand 58 und der Außenwand 61 abschließt. Dieser Raum 67 steht mit einem Ventilgehäuse 68 in Verbindung, das mittels des von der Membran 69 betätigten Ventiltellers 70 abwechselnd mit dem Innern der Schaltkammer 51 durch die Leitung 71 oder mit der freien Luft durch die Auslaßöffnung 72 in Verbindung gesetzt werden kann. Ferner ist an dem Gehäuse 56 ein Sperrventil 73 angebracht, dessen Ventilsitz 74 sich an der Ausströmöffnung des Blaskanals 75 befindet. Das Sperrventil 73 enhält eine an dem Gehäuse 56 mittels Bolzen 76 befestigte Bodenplatte 77, die den festen Kolben 78 trägt. 79 ist ein haubenartiger Ventilteller, der mit einem Boden 80 versehen ist. Zwischen dem Boden 80 und dem Kolben 78 befindet sich die Feder 81, die den Ventilteller 79 in öffnender Richtung betätigt. Der Raum 82 oberhalb des Kolbens 78 steht über den Kanal 83, die einstellbare öffnung des Drosselventils 84 und die Leitung 85 in Verbindung mit der Steuerluftleitung 86 für die Betätigung des mit der Membran 69 verbundenen Ventilgliedes 70.

Der Schalter nach Bild 2 arbeitet in folgender Weise:

Zwecks Öffnens der Schaltstelle wird der Steuerleitung 86 Druckluft zugeführt, wobei die Membran 69 das Ventilglied 70 umschaltet, so daß es dichtend an der Mündung der Leitung 71 in dem Ventilgehäuse 68 anliegt. Hierdurch kann die Druckluft im Raum 67 ausströmen, so daß sich das Düsenschaltstück 57 nach unten bewegt. Dabei wird sowohl die Schaltstelle wie das Blasventil geöffnet. Gleichzeitig strömt auch Druckluft von der Leitung 86 über die Leitung 85, das Drosselventil 84 und den Kanal 83 in den Raum 82. Der Ventilteller 79 wird angehoben und schließt nach einer von der öffnung des Drosselventils 84 bestimmten Zeit den Ventilsitz 74, wobei die Zeit so gewählt ist, daß ein Lichtbogen mit Sicherheit gelöscht ist, ehe das Schließen erfolgt.

Durch die Entleerung der Steuerluftleitung 86 wird die Leistungsschaltstelle geschlossen, wobei das Ventilglied 70 in die in Bild 2 gezeigte Lage zurückgeht. Nun strömt Luft aus dem Schaltkammer raum über die Leitung 71 in den Raum 67. Das Düsenschaltstück 58 wird, unterstützt durch die Feder 63, nach oben gehoben, und es werden so die Schaltstelle und das Blasventil geschlossen. Gleichzeitig strömt Luft aus dem Raum 82 durch die Drosselanordnung 84. Das Sperrventil wird hierdurch nach einer gewissen Zeit von der Feder 81 geöffnet, so daß der Blaskanal 75 mit dem freien Raum verbunden ist.

Bei den in den Bildern 1 und 2 dargestellten Anordnungen steht die Druckluft in der Schaltkammer in der Einschaltstellung nur bis zu dem als Blasventil ausgebildeten Düsenschaltstück an. Im Augenblick der Kontaktöffnung ist also sofort der größte Strömungsdruck vorhanden, da sich das Schaltstück ungehindert bewegen kann, was sich vorteilhaft auf die schnelle Löschung des Lichtbogens auswirkt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Druckluftschalter mit einer dauernd mit Druckluft beaufschlagten Schaltkammer, in deren Innerem die Leistungsschaltstelle untergebracht ist, deren bewegliches Schaltstück düsenförmig ausgebildet ist, das unter der Einwirkung der Kraft einer Einschaltfeder steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft in der Schaltkammer in der Einschaltstellung bis zu dem als Blasventil ausgebildeten Düsenschaltstück, in der Ausschaltstellung dagegen bis zu einem im Ausströmkanal für die Blasluft eingebauten Sperrventil ansteht.

2. Druckluftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Ventiltellers des Sperrventils (10) und die des Düsenschaltstückes (7) von der Stellung des zum mechanischen Steuern des Düsenschaltstückes durch die Steuerluft dienenden Betätigungskolbens (9) abhängig ist (Bild 1).

3. Druckluftschalter nach Anspruch 1 und. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller des Sperrventils (10) glockenförmig gestaltet ist, mit seiner Stirnseite gegen den Ventilsitz (26) anliegt und an der offenen Seite durch einen feststehenden Kolben (27) abgedeckt ist, über dessen auch als Führung für den Ventilteller (28) dienenden Halterung (24) Kanäle (33, 34) zu dem Betätigungszylinder (17) für den Kolben (9) des Düsenschaltstückes führen.

4. Druckluftschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Kanälen, die zu dem Betätigungzylinder (17) für den Kolben (9) des Düsenschaltstückes führen, der eine Kanal (33) in der Einschaltstellung die Verbindung des Innern des glockenförmigen Ventiltellers (28) mit dem Außenraum herstellt, während der andere Kanal (34) in der Ausschaltstellumg den Zutritt der Steuerluft zum Sperrventil, ermöglicht.

5. Druckluftschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (34) mit einem Rückschlagventil (35) versehen ist, das ein öffnen des Sperrventils vor Schließen des Blasventils verhindert.

6. Druckluftschalter nach Anspruch 1 mit unmittelbarer pneumatischer Steuerung des Düsenschaltsfückes, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (82) des glockenförmigen Ventiltellers (79) des Sperrventils mit der Steuerleitung (86) über ein Drosselventil (84) in Verbindung steht, das den Zeitpunkt für das Schließen des Sperrventils bestimmt (Bild 2).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 647 141, 690372;
britische Patentschriften Nr. 764 647, 713 798.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 709051 1.60