DE1187441B

DE1187441B - Automatic quick exhaust device for compressed air drives, especially for compressed air operated switchgear

Info

Publication number: DE1187441B
Application number: DES70289A
Authority: DE
Inventors: Alfred Beitlich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-09-09
Filing date: 1960-09-09
Publication date: 1965-02-18

Description

Selbsttätige Schnellentlüftungseinrichtung für Druckluftantriebe, insbesondere für druckluftbetätigte Schaltgeräte . An . druckluftbetätigte Schaltgeräte oder Luftschütze oder an ähnlich arbeitende Druckluftgeräte wird häufig die Forderung gestellt, daß der Druckluftantriebszylinder unmittelbar nach der Beendigung - eines Einschaltkommandos schnell und wirkungsvoll entlüftet wird. Hierzu dienen Schnellentlüftungsventile, die, als Kolbenventile ausgebildet und in die Rohrleitung .eingesetzt sind, welche von einem Steuerventil zum Druckluftantrieb des Schaltgerätes oder Luftschützes führt. Die Kolbenventile bestehen aus einem Zylinder und einem Kolben zum öffnen und Schließen einer Auslaßöffnung für die Betätigungsdruckluft und aus einem Rückschlagventil, welches. beim. Schließen des Steuerventils selbst schließt .und den Rückstrom der Druckluft zum. Steuerventil absperrt - und dadurch - einen schnellen Rücklauf des ..Ventilkolbens bewirkt. Infolge der an den bewegten Teilen auftretenden Beanspruchungen, d. h. Belastungen und Abnutzungen, sind diese Ventile hohen Schalthäufigkeiten nicht gewachsen. Außerden-@-wirken `die zu bewegenden Massen wegen ihrer Trägheit entsprechend verzögernd auf die Funktion des Ventils. -Es ist auch bereits eine selbsttätige Schnellentlüftungsvorrichtung für Druckluftantriebe bekannt, welche aus, einem zweiteiligen Gehäuse mit gleichachsig angeordneten, einander -zugekehrten Ein- und Auslaßventilsätzen und einem für das Ein-und Auslaßventil gemeinsamen elastischen, beweglichen Verschlußteil besteht. Der Verschlußteil ist eine Membran, die mit ihrem Außenrand mit Dichtungsflächen zusammenwirkt, durch Metallplatten abgestützt und durch einen Metallbolzen geführt ist. Die Metallteile ergeben eine große zu bewegende Masse, zumal auf der dem Bolzen abgekehrten Seite der Membran noch eine besondere Ventilplatte für den. Verschluß der Auslaßöffnung angebracht ist.Automatic quick exhaust device for compressed air drives, especially for compressed air operated switchgear. At . Air operated switchgear or air contactors or similarly working compressed air devices is often the requirement put that the air drive cylinder immediately after completion - one Switch-on commands is quickly and effectively vented. Quick exhaust valves are used for this purpose, which are designed as piston valves and inserted into the pipeline, which from a control valve to the compressed air drive of the switching device or air contactor leads. The piston valves consist of a cylinder and an opening piston and closing an outlet opening for the actuating compressed air and a check valve, which. at the. Closing the control valve itself closes .and the return flow of the Compressed air to. Control valve shuts off - and thereby - a fast return of the ..Valve piston causes. As a result of the stresses occurring on the moving parts, d. H. Loads and wear and tear, these valves do not have high switching frequencies grown. In addition - @ - the masses to be moved act accordingly because of their inertia delaying the function of the valve. -It's also already an automatic one Quick ventilation device for compressed air drives known, which consists of a two-part Housing with coaxially arranged inlet and outlet valve sets facing each other and an elastic, movable closure part common to the inlet and outlet valve consists. The closure part is a membrane that has sealing surfaces with its outer edge cooperates, supported by metal plates and guided by a metal bolt is. The metal parts result in a large mass to be moved, especially on that of the bolt the opposite side of the membrane has a special valve plate for the. Closure the outlet opening is attached.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine selbsttätige Schnellentlüftungsvorrichtung der letztgenannten Art zu vereinfachen und die bewegten Massen zu verringern. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Ein- und Auslaßventile Doppelringsitze mit axial gerichteten Ringöffnungen besitzen, daß der Verschlußteil aus einer nichtmetallischen, am Rande. eingespannten Membran mit einer Mittenöffnung für den Druckluftdurchlaß besteht, daß das Einlaßventil mit einem Ansatz versehen ist, der mit der Mittenöffnung eine Durchtrittsstelle bildet, welche sich beim Einlassen der Druckluft. in die gesteuerte Vorrichtung erweitert, und daß dabei die Membran die Ringöffnung für den Auslaß schließt und daß bei Aufhebung des Einlaßkommandos der Ansatz infolge. der Bewegung der Membran unter der ausströmenden Druckluft in die Mittenöffnung der Membran eintaucht und letztere die Ringöffnung des Einlaßventils schließt und gleichzeitig die Ringöffnung -des Auslaßventils freigibt.The invention is based on the object of an automatic quick ventilation device to simplify the latter type and to reduce the moving masses. this happens according to the invention in that the inlet and outlet valves have double ring seats with axially directed ring openings that the closure part is made of a non-metallic, on the edge. clamped membrane with a central opening for the passage of compressed air consists in that the inlet valve is provided with a shoulder that has the central opening forms a point of passage, which is created when the compressed air is let in. in the controlled device expanded, and that while the membrane opens the ring for the outlet closes and that when the inlet command is canceled, the approach as a result. the movement of the membrane under the outflowing compressed air into the central opening the membrane is immersed and the latter closes the ring opening of the inlet valve and at the same time releases the ring opening of the exhaust valve.

Da die Membran am Rande befestigt ist, werden keine metallischen Stützkörper mehr benötigt. Dies ergibt nicht nur eine Verringerung der zu bewegenden Massen, sondern auch der mechanischen Beanspruchungen, wodurch es nicht mehr wie beim Bekannten zu -starken Walkbewegungen am Rande der Stützkörper kommen kann. Die Ausbildung der Ventile als Doppelringsitze mit axialen- Ringöffnungen führt zu vorteilhaften kleinen,. auf die Membran wirkenden Kräften in den jeweiligen Schließstellungen, wie aus der späteren Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher hervorgeht.Since the membrane is attached to the edge, there are no metallic support bodies more needed. This not only results in a reduction in the masses to be moved, but also the mechanical stresses, which means that it is no longer like familiar ones Strong flexing movements at the edge of the support body can occur. Training the valves as double ring seats with axial ring openings leads to advantageous small ,. forces acting on the diaphragm in the respective closed positions, as can be seen in more detail from the later description of an exemplary embodiment.

Die Membran ist vorzugsweise urigeführt, da durch die Befestigung am Rande unerwünschte seitliche Bewegungen verhindert werden. Zweckmäßig wird die Membran ausschließlich durch die Druckluft betätigt, weil dann keine besonderen Federn benötigt werden. Die Membran kann einstöckig: sein.The membrane is preferably guided by the fastening at the edge unwanted lateral movements are prevented. The Diaphragm operated exclusively by the compressed air, because then no special Springs are needed. The membrane can be one-story:

Die Verwendung von Membranen, die am Rande eingespannt sind und eine zentrische öffnung aufweisen, ist bei Ventilen an. sich nicht neu. Eine solche Membran ist beispielsweise bei- einem b6kannten Echhahn vorgesehen. Dieser Hahn ist jedoch nur für den Durchfluß in einer Richtung eingerichtet, wobei die Membran mit einem feststehenden Stift zusammenwirkt und nicht wie bei der Erfindung mit zwei ' als - Ein- uhd Auslaßventil dienenden Doppelringsitzee. ; Bei einem anderen bekannten Ventil soll. die aus einem weichen Stoff@z: BL6der, bestehende Membran im Bereich der Dichtungsstelle nicht armiert sein, damit sie sich gegebenenfalls an Fremdkörper gut dichtend anschmiegen kann. Die am Rande befestigte Membran kann mit ihrer zentrischen öffnung, die mit einem feststehenden Sitz zusammenwirkt, den Durchfluß ebenfalls nur in einer Richtung sperren bzw. freigeben.The use of membranes that are clamped at the edge and one have a central opening, is on for valves. not new. Such a membrane is provided, for example, in a known echcock. However, this tap is only set up for flow in one direction, whereby the membrane cooperates with a fixed pin and not as in the invention with two double ring seats serving as inlet and outlet valves. ; With another known valve should. the membrane consisting of a soft material not be reinforced in the area of the sealing point, so that they may be can cling to foreign bodies with a good seal. The membrane attached to the edge can with its central opening, which cooperates with a fixed seat, the Block or release the flow in only one direction.

Sol#>e$llcli :st.es;auch bekannt; mehrere -hintereinander;schAte>tei gembranen. als:.Drosseleinrichtung zu verwenden; die einen unterschiedlichen Durchflußquerschnitt aufweist; je nachdem,- ob die Membranen aneinander anliegen oder voneinander weggebogen sind. Eine Schließstellung ist dabei jedoch weder für die eine noch für die andere Durchhußrichtung vorhanden.Sol #> e $ llcli: st.es; also known; several - one behind the other; switch> part gembranen. to use as:. throttle device; which have a different flow area having; depending on - whether the membranes are in contact with one another or bent away from one another are. However, a closed position is neither for one nor for the other Passage direction available.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in. den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellt.An embodiment of the invention is shown in FIGS. 1 to 4 schematically shown.

F i gt;1::zdie, Schnellentlilftungseinrichtung im Querschnitt; F i g. 2 bis 4 zeigen Ausführungsmöglichkeiten von Einzelteilen" ;',' . . , . . . .F i gt; 1 :: zdie, rapid ventilation device in cross section; F i G. 2 to 4 show possible designs of individual parts "; ','..,....

Im zweiteiligen Ventilgehäuse mit dem Oberteil l und dem Unterteilt ist zwischen zwei Ringscheiben 3 und 4 eine konzentrisch. gelochte Gummimembran 5 eingespannt. Zwischen dem Oberteil 1 und der Ringscheibe 3 -ist eine mit mehreren Löchern 6 am Umfang ihres Fußes versehene Drosselscheibe 7 vorgesehen, Welche einen Ansatz 18 hat. Die Drosselscheibe bildet mit der Ringscheibe 3 eine Ringöffnung 8, die die Öffnung des Einlaßventils darstellt. Das Unterteil t hat am Umfang vbriellt mehrere 'Löcher -9. Es -bildet mit der RinggoheT`be°4 eMe Ringöffnung 10; die die Öffnung des Ätislsgvengls darstellt und deren Querschnitt etwa. dein' Querschnitt "der Bohrung 11 des Unterteiles 2f elitsp1richtDie . Flächen 'beiderseits der Ringöffnun.;gdn g# und 10 bilden`Doppelrings'itze.In the two-part valve housing with the upper part l and the subdivision one is concentric between two ring disks 3 and 4. perforated rubber membrane 5 clamped. Between the upper part 1 and the annular disk 3 there is one with several Holes 6 provided on the circumference of their foot throttle disc 7, which one Approach 18 has. The throttle disc forms an annular opening with the annular disc 3 8, which shows the opening of the intake valve. The lower part t has shrieked on the circumference several 'holes -9. It -forms with the RinggoheT`be ° 4 eMe ring opening 10; the the Represents the opening of the Ätislsgvengl and its cross-section approximately. your 'cross section "of the bore 11 of the lower part 2f elitsp1richtDie. surfaces' on both sides of the ring opening.; gdn g # and 10 form double ring seats.

Eine Durchtrttsstelle wird durch die Mittenöffnung 13 der. Membran 5 und durch den Ansatz 18 der broskelgcheite 7 gebildet.A Durchtrttsstelle is through the central opening 13 of the. membrane 5 and formed by the approach 18 of the broskelgcheite 7.

Dag zur Anlage gehörige Steuerventil ist als Dreiwegevenid ausgebildet und mit 15 beziffert. Es hat eire Auslaß6ffuttng 17: ' - Beim öffnen des Steuerventils 15 wird die Auslaßöffimg 17 geschlossen und die Einlaßöffnung vom D%udkluftrohr 21' geöffnet. Jetzt strömt Druckluft in Richtung des Pfeiles 12 durch die Ringöffnung 8 de's Einlaßventils und durch die Mittenöffnung 13 -der Membran 5 in' die Bohrung 11 und damit dem. Druckluffantrieb des Schalters zu. Durch den dabei entstehenden Druck im Raum 14 wird die Ringöffnung 10 und» damit das Auslaßventil durch die Membran 5 luftdicht geschlossen und der Druckaufbau rin Zylinder :' des Druckluftantriebes des Schalters onnögricht.The control valve belonging to the system is designed as a three-way valve and numbered at 15. It has an outlet port 17: - When the control valve is opened 15 the outlet opening 17 is closed and the inlet opening of the D% udkluftrohr 21 'open. Compressed air now flows in the direction of arrow 12 through the ring opening 8 de's inlet valve and through the central opening 13 -the membrane 5 in 'the bore 11 and thus the. Pressurized air drive of the switch closed. Through the resulting The pressure in the space 14 is the ring opening 10 and thus the outlet valve through the membrane 5 closed airtight and the pressure build-up in the cylinder: 'of the compressed air drive of the switch is not possible.

Benrz@Äiifheben'des Kommandos wird das Steuerventil-15' gegthlössen, und 'es Werden die Kammer 16, die Löcher K' der Raum 22, die Ringöffnung 8 und der Raum 14 durch den Auslas 17 des Steuerventils 15 entlüftet. Die Druckluft aus dem Druckluftantrieb des Schalters drückt jetzt auf die Membran 5, so das sich diese in _ -Richtung der. Drosselscheibe 7 .wölbt; Dadurch Wird die -Mittenöffnung '13 in .der Membran 5 - durch den Ansatz 18 - an- der'. Drosselscheibe 7 und die Ringöffnung 8; also das Drosselventil und das Einläßventil, geschlossen, während die Ringöffnung 10 zwischen der Ringscheibe 4 und dem Gehäuseunterteil t, also das Auslaßventil, geöffnet wird. Dadurch wird eine ebenso schnelle und wirkungsvolle Entlüftung des Zylinders des Druckluftantriebes des Schalters über die Bohrung 11 und die Ringöffnung 10 erreicht.When the command is used, the control valve 15 'is closed, and 'there will be the chamber 16, the holes K' the space 22, the ring opening 8 and the Space 14 is vented through the outlet 17 of the control valve 15. The compressed air from the Compressed air drive of the switch now presses on the membrane 5, so that this in the _ direction of the. Throttle disc 7. Arched; As a result, the center opening '13 in .the membrane 5 - through the approach 18 - the other '. Throttle disc 7 and the ring opening 8th; so the throttle valve and the inlet valve, closed while the ring opening 10 between the annular disc 4 and the lower housing part t, i.e. the outlet valve, is opened. This ensures that the Cylinder of the compressed air drive of the switch via the bore 11 and the ring opening 10 reached.

In der F i g. 2 ist die Drosselscheibe 7 mit ihren Löchern 6 vom Ansatz 18 aus gesehen, dargestellt. Die F i,g. 3 zeigt eine Drosselscheibe; deren Fuß eine im wesentlichen dreieckige Form hat. Durch die gestrichelte Linie 'ist- oder Zentrierrand19 des Oberfeiles 1 bezeichnet* Mit 20-sind die sich dadurch ergebenden drei Öffnungen für den Durchtritt der' Druckluft bezeichnet. -Die F i g. 4 zeigt eine Ausführung der Drosselscheibe mit einem Fuß- nach, -Art eines Malteserkreüzes. Hierbei -ergeben sich ier Öffnungen 2Ö für den Durchtritt der Druckluft.- ' Die Schnelleitlüftüngsemriehtungkann Z. B `.bei druckluftbetätigten -elektrischen' Hoch- und Niederspannungsschaltern, bei druckluftbetätigten Ventilen und "Weichen in Leitungen bzw:, in Rohrleitungen für Massengüter; wie Getriebe, Sand,' Kohle, öder in' -Versorgungsnetzen für Flüssigkeiten und Gase rüit druckluftbetätigten Ventilen mit Vorteil verwendet Werden.In FIG. 2, the throttle disk 7 is shown with its holes 6, seen from the extension 18. The F i, g. 3 shows a throttle disc; the foot of which has a substantially triangular shape. The dashed line 'is - or centering edge 19 of the upper file 1 is indicated * 20 - the resulting three openings for the passage of the' compressed air are designated. -The F i g. 4 shows an embodiment of the throttle disc with a foot to, -art of a Maltese cross. There are 2Ö openings for the compressed air to pass through. The rapid ventilation system can e.g. for compressed air operated electrical high and low voltage switches, for compressed air operated valves and switches in lines or in pipelines for bulk goods such as gearboxes 'Sand, ' coal, or in 'supply networks for liquids and gases can be used to advantage with air-operated valves.

Claims

Claims: ... 1. Automatic quick release device for compressed air drives, especially for pressure- '- air-operated switchgear for electrical - high and low voltage switchgear, which consists of a two-part housing with coaxially arranged, mutually-facing inlet and outlet valve seats with -a common elastic for the inlet and outlet valve; movable closure part consists, - since you rc h. marked, that the inlet and outlet valves have Dbppelringsitze with axially directed ring openings (8,10), that - ordered the closure part made of a non-metallic membrane clamped at the edge (5) with a central opening (13) for the compressed air passage, which the Inlet valve is provided with an extension (18); which forms a passage with the central opening, which expands when the compressed air is let into the controlled device, and the membrane closes the ring opening (10) for the outlet, and that - when the inlet command is canceled, the approach (18) as a result of the Movement of the membrane under the outflowing compressed air dips into the middle opening of the membrane and the latter closes the ring opening (8) of the inlet valve and at the same time releases the ring opening (10) of the outlet valve. -2. Device according to Claim 1, characterized in that the membrane (5) is unguided. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the actuation of the membrane (5) takes place exclusively by the compressed air. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the membrane (5) is in one piece. - Considered publications: German Patent Specifications No. 23 396, 338 836, 941334; German Auslegeschrift No. 1049176; French Patent No. 1132 300; British Patent Nos. 320 778, 518 431.