Druckausgeglichenes Ventil für Druckgasschalter Für das schnelle Öffnen
von Druckräumen, insbesondere bei Druckgasschaltern, werden vorzugsweise Tellerventile
benutzt, da bei diesen Ventilen schon ein sehr geringer Hub des Ventiltellers eine
vergleichsweise große Öffnung freigibt. Diesem Vorzug steht jedoch gegenüber, daß
die erforderlichen Betätigungskräfte groß sind, verglichen beispielsweise mit den
bei Schiebern notwendigen Kräften. Die Schieber erfordern jedoch andererseits verhältnismäßig
große Hübe bis zum Freigeben des Öffnungsquerschnitts. In Fig. 1 a der Zeichnung
ist ein Tellerventil im geschlossenen Zustand dargestellt. Der Ventilteller
1 wird durch das anstehende Druckmittel gegen den Ventilsitz 3 gedrückt
und trennt den Raum erhöhten Druckes 2 von dem des niedrigeren Druckes 4. Die zum
öffnen notwendige Kraft ist F = p - n R2, wenn p die Druckdifferenz
der Räume 2 und 4 und R der Radius des Ventiltellers ist. Wenn mit gegebenem kleinen
Hub h (Fig. 1 b) eine große öffnungsfläche A des Ventils erreicht
werden muß, ergeben sich beim Tellerventil unverhältnismäßig große Kräfte. Es steht
dann einer Öffnungsfläche A = 2 R ji h eine gegen die Druckdifferenz
p zu bewegende FlächeAT=vzR2 gegenüber, wobei '
Es ist bereits bekannt, den Ventilteller aus zwei konzentrischen Teilen zusammenzusetzen,
einer kleinen Kreisfläche und einer großen Ringfläche. Zum öffnen wird zunächst
der vergleichsweise kleine kreisförmige Mittelteil des Ventiltellers betätigt, so
daß ein gewisser Druckausgleich entsteht und erst dann durch Bewegen des Ringtellers
der volle Querschnitt freigegeben wird. Damit sind zwar die Betätigungskräfte herabgesetzt,
doch werden die öffnungszeiten durch die zeitliche Staffelung der Ventilbewegung
verlängert (deutsche Patentschrift 715 978). Pressure-compensated valve for gas pressure switch For the quick opening of pressure chambers, especially with gas pressure switches, poppet valves are preferably used, since with these valves a very small stroke of the valve poppet releases a comparatively large opening. However, this advantage is offset by the fact that the actuating forces required are large compared, for example, with the forces required for slides. On the other hand, however, the slides require relatively large strokes until the opening cross-section is released. In Fig. 1 a of the drawing, a poppet valve is shown in the closed state. The valve disk 1 is pressed by the pressure medium against the valve seat 3 and separates the space of increased pressure 2 from that of the lower pressure 4. The force required to open is F = p - n R2, if p is the pressure difference between spaces 2 and 4 and R is the radius of the valve disc. If, with a given small stroke h (FIG. 1 b), a large opening area A of the valve has to be achieved, disproportionately large forces result in the poppet valve. An opening area A = 2 R ji h is then opposed to an area AT = vzR2 to be moved against the pressure difference p , where ' It is already known to assemble the valve disk from two concentric parts, a small circular area and a large annular area. To open it, the comparatively small circular middle part of the valve disk is first actuated, so that a certain pressure equalization occurs and only then is the full cross section released by moving the ring disk. This reduces the actuation forces, but the opening times are lengthened by staggering the valve movement (German patent 715 978).
Es ist weiter bekannt, die hohen Druckkräfte dadurch auszugleichen,
daß man ein im wesentlichen gleiches Hilfsventil vorsieht, das in dem Hauptventil
gelagert ist und auf das eine entgegengesetzt gerichtete Druckkraft gleicher Größe
wirkt. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß die zu bewegenden Massen praktisch
verdoppelt und damit die Öffnungszeiten groß werden. Auch erfordert solch ein Doppelventil
verhältnismäßig viel Platz (deutsche Patentschrift 658 832). It is also known to compensate for the high pressure forces by providing an essentially identical auxiliary valve which is mounted in the main valve and on which an oppositely directed pressure force of the same magnitude acts. Such an arrangement has the disadvantage that the masses to be moved are practically doubled and the opening times are therefore long. Such a double valve also requires a relatively large amount of space (German patent specification 658 832).
Weit günstigere Eigenschaften in bezug auf kleine Betätigungskräfte,
kurze öffnungszeiten sowie einfacheren Aufbau als die vorgenannten Ventile weist
ein anderes bekanfttes druckausgeglichenes Ventil auf, bei dem im wesentlichen auf
alle Flächen des Ventiltellers, deren Normale Komponenten in Bewegungsrichtung hat,
der gleiche Druck wirkt und bei dem an Stelle dieser Flächen für die Trennung der
Räume verschiedenen Druckes eine feststehende Trennwand vorgesehen ist.Much more favorable properties with regard to small actuation forces,
has short opening times and a simpler structure than the aforementioned valves
Another kanfttes pressure-compensated valve, in which essentially on
all surfaces of the valve disk whose normal has components in the direction of movement,
the same pressure acts and in which in place of these surfaces for the separation of the
A fixed partition is provided for rooms of different pressure.
Bei einem so ausgebildeten Ventil ist die Erscheinung, daß der Raum
unterhalb des Tellers eines üb-
lichen Ventils strömungstechnisch nicht ausgenutzt
ist, wie dies aus Fig. 1 b hervorgeht, dazu verwandt, die Druckdifferenz
an den zur Bewegungsrichtung senkrecht stehenden Flächen des Ventütellers zu beseitigen.
Zu dem Zweck ist der durch eine gestrichelte Linie abgegrenzte Raum 5 in
Fig. 1 b durch eine feststehende Trennwand 6 gegen den Raum 4 abgeschlossen
und über die öffnungen 7 mit dem Raum 2 verbunden, wie Fig. 2 zeigt. Gegenüber
dem beweglichen Ventilteller 1 ist dann eine weitere Dichtung notwendig,
die z. B. ein elastischer Dichtungsring 8
sein kann.In a thus-formed valve 1 is the phenomenon that the space is fluidically not utilized below the plate of a usual union valve, as shown in Fig. B stating used to eliminate the pressure differential across the plane perpendicular to the direction of movement surfaces of the Ventütellers . For this purpose, the space 5 delimited by a dashed line in FIG. 1 b is closed off from the space 4 by a fixed partition 6 and connected to the space 2 via the openings 7 , as FIG. 2 shows. Compared to the movable valve plate 1 , a further seal is then necessary, the z. B. can be an elastic sealing ring 8 .
Die Erfindung besteht nun in der Anwendung eines derartigen Ventils
als Betätigungs- oder Blasventil für Druckgasschalter. Bisher wurde die Verwendung
solcher Ventile in Dampfleitungen oder hydraulischen Anlagen vorgeschlagen, wo aber
äußerst kurze Öffnungszeiten nicht die Rolle spielen wie bei elektrischen Hochspannungsschaltem.
Bei diesen kommt es, um eine schnelle Unterbrechung eines hohen Kurzschlußstromes
zu erreichen, sehr darauf an, daß die sogenannte Schaltereigenzeit, in die auch
die öffnungszeit des Betätigungs- oder Blasventils eingeht, sehr klein ist. Hierzu
trägt nun das vorbeschriebene Ventil mit der feststehenden Trennwand zwischen den
beiden Druckräumen in hohem Maße bei, da es mit sehr kleinen Betätigungskräften
und
dementsprechend kleinen und schnell ansprechenden Betätigungsmagneten
auskommt und dabei zugleich auch große Öffnungsquer'schnitte freigibt. Die erfindungsgemäße
Anwendung des bekannten Ventils bedeutet also einen wichtigen Fortschritt im Betrieb
von Druckgasschaltem.The invention now consists in the use of such a valve
as an actuating or blowing valve for gas pressure switches. So far the use has been
Proposed such valves in steam lines or hydraulic systems, but where
extremely short opening times do not play the role as with electrical high-voltage switches.
With these it comes to a rapid interruption of a high short-circuit current
to achieve, very much on the fact that the so-called switch operating time, in which also
the opening time of the actuating or blowing valve is very short. For this
now carries the valve described above with the fixed partition between the
both pressure chambers to a large extent, since it has very small actuating forces
and
correspondingly small and quickly responding actuating magnets
gets by and at the same time also releases large opening cross-sections. The inventive
Use of the known valve means an important advance in operation
of pressurized gas switches.
Wie schon die eingangs beschriebenen Ventile zeigen, ist die Verwendung
von druckentlasteten Ventilen bei Druckgasschaltern an sich nicht neu. So ist auch
weiter bekannt, ein die Blasung steuerndes Ventil als entlastetes Schnellschlußventil
auszubilden und seine Entlastung durch den Schalterstrom zu steuern. Aber diese
Ventile haben nicht so günstige Eigenschaften für den Betrieb an Druckgasschaltern,
oder sie erfordern einen höheren technischen Aufwand, als das sie als gleichwertig
mitdem erfindungsgemäß angewendeten Ventil angesehen werden könnten.As the valves described at the beginning show, the use
of pressure-relieved valves in pressure gas switches is not in itself new. That's how it is
also known, a valve controlling the blow as a relieved quick-closing valve
train and control its discharge by the switch current. But these
Valves do not have such favorable properties for operation on compressed gas switches,
or they require a higher technical effort than they are considered to be equivalent
could be viewed with the valve used according to the invention.