DE1207991B

DE1207991B - Device for blow valves for gas pressure switches

Info

Publication number: DE1207991B
Application number: DEA46256A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Salvatore Giammona; Ruhi Utku
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1964-05-25
Filing date: 1964-06-08
Publication date: 1965-12-30
Also published as: SE301515B; GB1046577A; CH410108A; US3339046A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

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Deutsche KL: 21c-35/10 German KL: 21c-35/10

Nummer: 1207 991Number: 1207 991

Aktenzeichen: A 46256 VIII d/21 cFile number: A 46256 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 8. Juni 1964 Filing date: June 8, 1964

Auslegetag: 30. Dezember 1965Opening day: December 30, 1965

ίοίο

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für in unmittelbarer Nähe der Schaltstücke von Druckgasleistungsschaltern angeordnete Blasventile, bei welcher das Blasventil ein rohrförmiges, bewegliches Ventilorgan enthält, das mit dem beweglichen Schaltstück formschlüssig verbunden ist und mit einem ringförmigen Ventilteller zusammenwirkt, wobei das Innere des Ventilorgans in Schließstellung unter einem niedrigeren Druck als der das Ventilorgan außen umgebende Raum steht.The invention relates to a device for in the immediate vicinity of the contact pieces of compressed gas circuit breakers arranged blow valves, in which the blow valve is a tubular, movable valve member contains, which is positively connected to the movable contact piece and with a annular valve disk cooperates, the interior of the valve member in the closed position below a lower pressure than the space surrounding the valve member outside.

Bei Druckgasschaltern ist es bekannt, das Blasventil in unmittelbarer Nähe der Schaltstücke anzuordnen, um die Beblasung der sich beim Ausschalten trennenden Schaltstücke und des dabei entstehenden Lichtbogens möglichst unverzögert einzuleiten. Hierzu wird das bewegliche Ventilorgan mit dem beweglichen Schaltstück formschlüssig verbunden und beide durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung betätigt. Es hat sich dabei als sehr zweckmäßig ergeben, das bewegliche Ventilorgan ao rohrförmig auszubilden und das bewegliche Schaltstück ζ. B. in Form eines aus mehreren Kontaktfingern bestehenden Tulpenkontaktes im Inneren des beweglichen Ventilorgans anzuordnen und als Überbrückungsschaltstück zum Verbinden bzw. Trennen zweier feststehender Düsenrohre vorzusehen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß sich die Ventil- und Kontakteinrichtung in einer ständig mit Druckgas gefüllten Schaltkammer befindet und daß in Schließstellung das Innere des Ventilorgans und der Düsenrohre unter einem niedrigeren Druck als derjenige in der Schaltkammer steht bzw. überhaupt mit dem Freien verbunden ist. Bei der bekannten Ausführung ist der mit dem beweglichen Ventilorgan zusammenwirkende Ventilsitz als feststehender Ventilteller ausgebildet, welcher z. B. mit einem der Düsenrohre fest verbunden ist. Das bewegliche Ventilorgan besitzt einen Antriebskolben, dessen eine Seite zum öffnen entlüftet wird, wobei dann das Ventilorgan durch den auf der anderen Seite anstehenden Schaltkammerdruck in Öffnungsrichtung bewegt wird. Die Anordnung besitzt jedoch noch einen gewissen Nachteil, welcher darin besteht, daß in der Startphase der Öffnungsbewegung nur eine verhältnismäßig kleine wirksame Antriebsfläche vorhanden ist und damit eine kleine Antriebskraft auf das bewegliche Ventilorgan ausgeübt wird. Bei modernen Druckgasschaltern ist man jedoch bestrebt, eine sehr rasche Schaltstücköffnung zu erreichen, wobei insbesondere auch im Augenblick der Kontakttrennung schon eine mögliche große Geschwindigkeit des bewegten Schaltstückes erwünscht ist.In the case of compressed gas switches, it is known to arrange the blow valve in the immediate vicinity of the contact pieces, the blowing of the contact pieces that separate when switching off and the resulting Initiate the arc as quickly as possible. For this purpose, the movable valve member positively connected to the movable contact piece and both by a common drive device actuated. It has been found to be very useful, the movable valve member ao to be tubular and the movable contact piece ζ. B. in the form of one of several contact fingers to arrange existing tulip contact inside the movable valve member and as a bridging contact to be provided for connecting or disconnecting two fixed nozzle pipes. The arrangement is such that the valve and contact device is located in a switching chamber which is constantly filled with pressurized gas and that in the closed position, the interior of the valve member and the nozzle pipes under a lower pressure than whoever stands in the switching chamber or is connected to the outdoors at all. With the well-known The valve seat, which interacts with the movable valve member, is designed as a fixed valve disk formed, which z. B. is firmly connected to one of the nozzle pipes. The movable valve organ has a drive piston, one side of which is vented to open, in which case the Valve element through the switching chamber pressure on the other side in the opening direction is moved. However, the arrangement still has a certain disadvantage, which is that in the starting phase of the opening movement only a relatively small effective drive surface is present is and thus a small driving force is exerted on the movable valve member. With modern With compressed gas switches, however, efforts are made to achieve a very rapid switching piece opening, in particular even at the moment of contact separation, a possible high speed of the moving Switching piece is desired.

Einrichtung für Blasventile bei DruckgasschalternDevice for blow valves on gas pressure switches

Anmelder:Applicant:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., BadenPublic limited company Brown, Boveri & Cie., Baden

(Schweiz)(Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,

München 23, Dunantstr. 6Munich 23, Dunantstr. 6th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Salvatore Giammona, Nußbäumen;Dipl.-Ing. Salvatore Giammona, nut trees;

Ruhi Utku, Baden (Schweiz)Ruhi Utku, Baden (Switzerland)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweiz vom 25. Mai 1964 (6812)Switzerland of 25 May 1964 (6812)

Diese Forderung läßt sich für Druckgasschalter, bei denen der bewegliche Kontakt mit dem beweglichen Teil des Blasventils verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch in einfacher Weise erreichen, daß der Ventilteller in Bewegungsrichtung des Ventilorgans verschiebbar gelagert ist und einen in Schließstellung wirksamen ersten Kolben aufweist, welcher als Startkolben während des ersten Teilhubes der Öffnungsbewegung zur zusätzlichen Beschleunigung des Ventilorgans dient, und daß der Ventilteller einen zweiten Kolben besitzt, welcher nach dem Öffnen des Blasventils die Rückführung des Ventiltellers in seine Ausgangslage bewirkt. Auf diese Weise ergeben sich einerseits sehr kurze Ausschaltzeiten des Schalters, andererseits werden das Dichtungselement und der Ventilsitz des Blasventils weitgehend gegen die vom Lichtbogen herrührenden schädlichen Einwirkungen geschützt.This requirement can be met for pressure gas switches, in which the movable contact with the movable Part of the blow valve is connected, according to the invention thereby achieve in a simple manner that the valve plate is mounted displaceably in the direction of movement of the valve member and one in the closed position effective first piston, which as a starting piston during the first partial stroke of the Opening movement is used for additional acceleration of the valve member, and that the valve disc has a second piston, which after opening the blow valve, the return of the valve disk in its starting position. On the one hand, this results in very short switch-off times of the switch, on the other hand, the sealing element and the valve seat of the blow valve are largely protected against the harmful effects of the arc.

An Hand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wiedergibt, wird letztere im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung sind die feststehenden Düsenrohre mit 1, 2 bezeichnet, welche in an sich bekannter Weise innerhalb einer nicht näher dargestellten Schaltkammer angeordnet sind. Das Düsenrohr 1 ist von dem Führungszylinder 3 umgeben, wobei zwischen den beiden Teilen 1, 3 das rohrförmige bewegliche Ventilorgan 4 mit seinem Antriebskolben Aa gleitend geführt ist. Die Schließfeder 5 stützt sich einerseits gegen den Kolben 4 a und andererseits gegen einWith reference to the drawing, which shows an embodiment according to the invention, the latter is described in more detail below. In the drawing, the stationary nozzle pipes are denoted by 1, 2, which are arranged in a manner known per se within a switching chamber not shown in detail. The nozzle tube 1 is surrounded by the guide cylinder 3, the tubular, movable valve member 4 with its drive piston Aa being slidably guided between the two parts 1, 3. The closing spring 5 is supported on the one hand against the piston 4 a and on the other hand against a

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nicht näher gezeichnetes festes Widerlager ab. Der oberhalb des Kolbens 4 a befindliche Raum 6 dient als Steuerraum, welcher in an sich bekannter Weise über ein Steuerventil zum Schließen des Blasventils mit Druckgas gefüllt und zum Öffnen entleert wird. Mit 7 ist ein Kontaktfinger bezeichnet, deren mehrere am Umfang verteilt angeordnet sind und mittels der Federn 8 in bekannter Weise zusammengepreßt werden und so einen tulpenförmigen Kontaktkorb bilden. Die Kontaktfinger 7 sind innerhalb des Ventilorgans 4 angeordnet und mit letzterem über die Vorsprünge la formschlüssig verbunden. Das Ventilorgan 4 ist an seinem unteren Ende als Ventilsitz 4 b, ausgebildet, welcher mit dem im ringförmigen Ventilteller 9 eingebetteten Dichtungsring 10 zusammenwirkt. Der Ventilteller 9 besitzt einen ersten Kolben 9 a, welcher auf dem Düsenrohr 2 dicht gleitend gelagert ist, sowie einen zweiten Kolben 9 b, welcher in die ringförmige Aussparung la eingreift. Die untere Seite des Kolbens 9b ist über den Kanal 2ö im Düsenrohr 2 mit dem Freien verbunden.Fixed abutment, not shown in detail. The space 6 located above the piston 4 a serves as a control space, which is filled with compressed gas in a manner known per se via a control valve for closing the blow valve and emptied for opening. 7 with a contact finger is referred to, the several of which are arranged distributed on the circumference and are pressed together by means of the springs 8 in a known manner and thus form a tulip-shaped contact basket. The contact fingers 7 are arranged within the valve member 4 and are positively connected to the latter via the projections la. The valve member 4 is designed at its lower end as a valve seat 4 b , which cooperates with the sealing ring 10 embedded in the annular valve disk 9. The valve disk 9 has a first piston 9 a, which is mounted so as to slide tightly on the nozzle tube 2, and a second piston 9 b, which engages in the annular recess la. The lower side of the piston 9b is connected to the outside via the channel 2ö in the nozzle pipe 2.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: In der gezeichneten Lage ist das Blasventil geschlossen, wobei das Ventilorgan 4 mit seinem Ventilsitz 4b gegen den Dichtungsring 10 gepreßt wird. Dies geschieht dadurch, daß durch den im Raum 6 herrschenden Steuerdruck das Ventilorgan 4 nach unten gedrückt wird, wobei als wirksame Fläche die von den beiden Durchmessern d_v d.₂ begrenzte Kreisringfläche maßgebend ist, da die zwischen den Durchmessern d₃, d₂ eingeschlossene Kreisringfläche, welche von dem im umgebenden Raum 11 herrschenden Gasdruck beaufschlagt wird, eine auf das Ventilorgan 4 nach oben wirkende Kraftkomponente ergibt. Hierbei ist der Einfachheit halber angenommen, daß die Drücke in den Räumen 6 und 11 gleich sind und das Innere des Ventilorgans 4 sowie der Düsenrohre 1, 2 z. B. unter Atmosphärendruck stehen. In analoger Weise wird auf den Ventilteller 9 eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt, welche sich aus dem Druck im Raum 11 und der zwischen den Durchmessern d(, d₂ eingeschlossenen Kreisringfläche des Kolbens 9 a ergibt. Im gewählten Ausführungsbeispiel ist d_t = d_t', so daß sich das aus den Teilen 4 und 9 bestehende System nach außen im pneumatischen Gleichgewicht befindet. Die Teile 4 und 9 werden dabei durch die Feder 5 in der unteren Grenzlage gehalten, welche durch Anschlag des Kolbens 9 b an der unteren Stirnfläche der Aussparung 2 a bestimmt ist. Zum Öffnen des Blasventils wird der Raum 6 entlüftet. Hierbei setzt sich das System Ventilorgan—Ventilteller sehr rasch in Bewegung, weil schon nach einem verhältnismäßig geringen Duckabfall im Raum 6 ein genügender Kraftüberschuß nach oben entsteht, welcher sich aus dem Druckunterschied in den Räumen 11 und 6 mal der von den Durchmessern d_? und <2/ (= CU₁) eingeschlossenen großen Kreisringfläche ergibt. In der ersten Bewegungsphase wirkt der Ventilteller 9 vermöge seines Kolbens 9 a somit als Starthilfe zur Beschleunigung des Ventilorgans 4 innerhalb des Führungszylinders 3. Dies geschieht während des ersten Teilhubes, welcher dadurch begrenzt ist, daß der Kolben 9 b bei seiner Aufwärtsbewegung dann mit seiner oberen Fläche gegen die obere Stirnfläche der Aussparung la anschlägt. Im weiteren Bewegungsverlauf hebt sich sodann der Ventilsitz 4 b vom Dichtungsring 10 ab, so daß nunmehr das Druckgas aus dem Raum 11 an die Schaltstelle gelangen kann. Dabei gelangt das Druckgas gleichzeitig auf die obere Fläche des Kolbens 9 b, wodurch der Ventilteller 9 rasch wieder in seine untere Grenzlage zurückgeführt wird, da der Kolben 9 b auf seiner unteren Seite durch den Kanal 2 b mit dem Freien verbunden ist. Dieser Rücklauf des Ventiltellers 9 hat einerseits den Vorteil, daß damit die Dichtung schnell außerhalb der Zone gebracht wird, in welcher sie sonst durch Lichtbogeneinwirkung, Metallspritzer u. dgl. gefährdet wäre, andererseits wird der Zuführungsquerschnitt für das Löschgas zur Schaltstrecke in sehr erwünschter Weise zusätzlich rasch vergrößert. The mode of operation of the arrangement is as follows: In the position shown, the blow valve is closed, the valve member 4 being pressed with its valve seat 4b against the sealing ring 10. This is done in that the valve member 4 is pressed downwards by the control pressure prevailing in space 6, the effective area being that of the two diameters d _v d. ₂ limited circular ring area is decisive, since the circular ring area enclosed between the diameters d ₃ , d ₂ , which is acted upon by the gas pressure prevailing in the surrounding space 11, results in an upward force component on the valve element 4. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the pressures in the spaces 6 and 11 are the same and the interior of the valve member 4 and the nozzle pipes 1, 2 z. B. stand under atmospheric pressure. In an analogous manner, an upward force ₂ enclosed annular surface of the piston to the valve plate 9 exerted which, i.e. from the pressure in the space 11 and the (d between the diameters 9 a result. In the selected embodiment is d _t = d _t ', so that the system consisting of parts 4 and 9 is in pneumatic equilibrium towards the outside. Parts 4 and 9 are held in the lower limit position by spring 5, which is caused by the piston 9b beating against the lower end face of the recess 2 is intended a. to open the blow valve of the chamber 6 is vented. Here, the system valve member-valve disc is very fast moving, because after a relatively low Duck drop in the chamber 6 a sufficient power surplus to top is formed which extends from the The pressure difference in the spaces 11 and 6 times the large circular ring area enclosed by the diameters d _? And <2 / (= CU _{1) results} Hase the valve disk 9 by virtue of its piston 9 a thus acts as a starting aid to accelerate the valve member 4 within the guide cylinder 3. This happens during the first partial stroke, which is limited by the fact that the piston 9 b with its upper surface against the during its upward movement upper end face of the recess la strikes. In the further course of movement, the valve seat 4 b then lifts off the sealing ring 10, so that the compressed gas can now reach the switching point from the space 11. In this case, the pressurized gas enters at the same time to the upper surface of the piston 9 b is returned whereby the valve plate 9 quickly back to its lower limit position, because the piston 9 b on its lower side through the channel 2 b is connected to the outside. This return of the valve disk 9 has the advantage that the seal is quickly moved outside of the zone in which it would otherwise be endangered by the effects of arcing, metal splashes, etc. rapidly enlarged.

Claims

Patent claims:

1. Device for a blow valve arranged in the immediate vicinity of the switching pieces of compressed gas circuit breakers, which contains a tubular, movable valve member which is positively connected to the movable switching piece and interacts with an annular valve plate, the interior of the valve member in the closed position under a lower pressure than the space surrounding the valve member stands, characterized in that the valve plate (10) is mounted displaceably in the direction of movement of the movable valve member and has a first piston (9 a) which is effective in the closed position and which acts as a starting piston during the first partial stroke of the opening movement Acceleration of the valve member is used, and that the valve disk has a second piston (9 b) which, after opening the blow valve, brings about the return of the valve disk to its starting position.

2. Device according to claim 1, characterized in that the valve plate is tightly slidingly mounted on the switching piece assigned to it and its second piston (9 b) engages in a recess of the switching piece, which on the side facing away from the valve member via a channel constantly with the Outdoors is connected.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the second piston also serves as a stop for the valve disk movements.

1 sheet of drawings