DE1600821C3 - Blasventil für einen Druckgasleistungsschalter - Google Patents

Description

Abschnitt von größerem Innendurchmesser aufweist und daß der Buchsenteil einen konstanten Außendurchmesser hat, der etwa dem Innendurchmesser des zentralen Mittelabschnitts des Gehäuses entspricht und daß die Kanäle mit den Bereichen zwischen der Außenwand des Buchsenteils und der Innenwand des unteren bzw. oberen Abschnitts größeren Innendurchmessers des Gehäuses in Verbindung stehen und daß das Buchsenteil mechanisch derart mit beweglichen Kontaktstücken des Druckgasschalters gekoppelt ist, daß die Ein- bzw. Ausschaltstellung der Kontaktstücke der oberen bzw. unteren Endstellung des Buchsenteils entspricht.

Zur Betätigung des erfindungsgemäßen Blasventils sind nur relativ kleine Kräfte notwendig und zwar auch dann, wenn auf das Ventil ein relativ großer Gasdruckunterschied wirkt. Das Gas strömt bei geöffnetem Ventil durch das Innere des Ventilbuchsenteils, so daß das Gas einen nur sehr geringen Strömungswiderstand vorfindet. Während des Öffnens bzw. Schließens der Kontakte wird daher ein starker Gasstrom erzeugt, der für eine effektive Beblasung der Schaltstrecke sorgt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Druckgas-Leistungsschalter, der in einem stromführenden Behälter angeordnet ist;

F i g. 2 zeigt im Schnitt das Blasventil und den zugehörigen Betätigungsmechanismus, wobei diese Teile in der Hochdruckkammer angeordnet sind;

F i g. 3 zeigt im Grundriß die Betätigungsstange nach F i g. 2 mit dem daran befestigten Rohrschieber;

Fig. 4 ist ein Teilschnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 9;

F i g. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4;

F i g. 6 ist ein Querschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 4;

F i g. 7 zeigt das Ventilgehäuse nach F i g. 2 in einer Seitenansicht bzw. im Grundriß;

F i g. 8 ist ein Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig.7;

F i g. 9 ist ein Schnitt längs der Linie 9-9 in F i g. 8.

Die in F i g. 1 gezeigte Anordnung umfaßt einen Hauptbehälter 20. Die festen Kontaktstücke 27 und 28 sind zusammen mit beweglichen Kontaktstücken 31, 32 in gleichartigen Schalterkammern 29 und 30 in dem Hauptbehälter angeordnet, auf deren Einzelheiten weiter unten an Hand von F i g. 3 näher eingegangen wird. Die beweglichen Kontaktstücke 31 und 32 sind durch Gleitkontaktstücke 33 und 34 mit einem gemeinsamen leitfähigen Gehäuse 35 verbunden. Das Gehäuse 35 mit den Schalterkammern 29 und 30 ist auf einem Hochdruckbehälter 36 angeordnet, dessen Inneres mit einer geeigneten Quelle 37 für ein geeignetes Gas, ζ. B. SF₆, verbunden ist, wobei diese Quelle außerhalb des Hauptbehälters 20 angeordnet sein könnte.

Der Innenraum des Hochdruckbehälters 36 ist mit dem unter niedrigem Druck stehenden Innenraum der Schalterkammern 29 und 30 über ein Blasventil 38 verbunden, das im folgenden an Hand von F i g. 2 beschrieben wird, und mittels dessen ein Strom eines unter hohem Druck stehenden Löschmittels zwischen die Kontaktstücke 27, 31 bzw. 28, 32 geleitet werden kann, wenn sich die Kontaktpaare schließen oder öffnen. Um das in dem Hochdruckbehälter 36 enthaltene Gas unter seinem hohen Druck zu halten, ist es erforderlich, diesen Gasstrom zu unterbrechen, sobald die Kontaktstücke den Stromkreis einwandfrei geöffnet oder geschlossen haben, hierauf wird im folgenden näher eingegangen.

Ein in F i g. 1 mit gestrichelten Linien angedeuteter Betätigungsmechanismus ist mit den beweglichen Kontaktstücken 31, 32 und dem Blasventil 38 verbunden, so daß das Öffnen und Schließen des Blasventils auf die Betätigung der Kontaktstücke 31 und 32 abgestimmt werden kann.

F i g. 2 zeigt im Schnitt die Ventilkonstruktion in Verbindung mit dem Hochdruckbehälter 36 und Teilen des in F i g. 1 angedeuteten Betätigungsmechanismus 39. Der Hochdruckbehälter 36 nach F i g. 2 unterstützt somit das Blasventil 38, das durch einen Betätigungsmechanismus mit einer Betätigungsstange 50 gesteuert wird.

Der Hochdruckbehälter 36 ist auf dem Boden des Hauptbehälters 20 angeordnet und mit diesem durch ein Zwischenstück 52 verbunden, das in eine Öffnung des Hauptbehälters 20 eingeschweißt ist; ferner ist ein Verbindungsstück 53 vorgesehen, das in eine Öffnung im unteren Teil des Hochdruckbehälters 36 eingeschweißt ist. Eine Dichtung 54 ist auf die Betätigungsstange 50 aufgeschoben und wird durch eine Platte 55 in ihrer Lage gehalten, die mit dem Verbindungsstück 53 verschraubt ist; die Dichtung 54 verhindert das Entweichen von Druckgas aus dem Hochdruckbehälter 36 längs der Betätigungsstange 50.

Die Betätigungsstange 50 kann gemäß F i g. 2 zwischen ihrer in F i g. 2 gezeigten höchsten Stellung und einer bei 50 α mit strichpunktierten Linien angedeuteten tiefsten Stellung bewegt werden, und zwar mit Hilfe einer Betätigungskurbel 56, die durch einen beliebigen geeigneten Mechanismus betätigt werden kann. Die Betätigungskurbel 56 ist auf einer ortsfesten Achse 57 drehbar gelagert und durch einen BoI-zen 58 gelenkig mit dem gegabelten unteren Ende der Betätigungsstange 50 verbunden. Die oberste Stellung der Betätigungsstange 50 entspricht der Kontaktgabestellung der Kontaktstücke, während die untere Stellung bei 50 a der Öffnungsstellung entspricht.

An der Oberseite des Hochdruckbehälters 36 ist eine Öffnung vorgesehen, in die eine Tragplatte 60 eingeschweißt ist. Bei 63 erkennt man ein Gehäuse mit einander diametral gegenüberliegenden Kanälen 64 und 65 von symmetrischer Konstruktion, die zu den zugehörigen gleichartigen Kontaktaggregaten führen.

Das Blasventil 38 umfaßt gemäß F i g. 2 ein als Gußstück ausgebildetes Gehäuse 70, dessen Einzelheiten aus F i g. 7, 8, 9 und 4 hervorgehen.

Der mittlere Teil des Gehäuses 70 verjüngt sich nach unten zu einem zylindrischen Mittelabschnitt 80, der gemäß F i g. 8 auf der Innenseite mit einer Ringnut 81 versehen ist, in der gemäß F i g. 2 ein Dichtungsring 82 liegt, mit welchem die polierte Außenfläche des Buchsenteils 83 auf eine noch zu erläuternde Weise zusammenarbeitet. Der untere Teil des Gehäuses 70 ist mit geeigneten Kanälen 84 bis 93 versehen, die Verbindungen zwischen dem Hochdruckbehälter 36 und dem Inneren des Gehäuses 70 herstellen. Das untere Ende des Gehäuses 70 trägt gemäß F i g. 9 einen Flansch 94, der mit durchgehenden Gewindebohrungen versehen ist, so daß er mit-

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tels Schrauben mit einer noch zu beschreibenden Ab- des Druckgasschalters derart, daß die Gasblaswirkung

deckung 95 verbunden werden kann. auf die Betätigung der Kontaktstücke abgestimmt wird.

Ein oberer zentraler Abschnitt des Gehäuses 70 Die Betätigungsstange 50 kann mit einem Scherengeweist radiale Arme 96 bis 103 (F i g. 9) auf, die sich stange verbunden sein, um eine gleichzeitige Betätivon der Innenwand des Gehäuses aus nach innen er- 5 gung von zwei gleichartigen Kontaktaggregaten zu strecken und mit einer Scheibe 104 verschweißt sind. ermöglichen, wie es in F i g. 2 gezeigt ist. Dieses Gemäß F i g. 4 haben die Arme 96 bis 103 eine Scherengestänge arbeitet in der Weise, daß dann, stromlinienförmige Querschnittsform, damit ein un- wenn sich die Betätigungsstange 50 nach unten beter hohem Druck stehendes Gas schnell zwischen den wegt, der Bolzen 158 längs des Kurvenschlitzes 156 Armen hindurchströmen kann. Die Scheibe 104 dient io nach unten bewegt wird, um die Kurbel 154 im Uhrais Unterstützung für einen oberen Dichtungsring zeigersinn und eine analoge Kurbel entgegen dem 105, der gemäß F i g. 2 durch ein Spannorgan 106 Uhrzeigersinn zu drehen. Diese Bewegung wird festgehalten wird, welches mit der Scheibe 104 durch durch das Gestänge 170 übertragen, um die damit Schrauben verbunden ist. verbundenen Kontaktstücke 31 zu öffnen. Wird die

Die mit dem Flansch 94 verschraubte untere Ab- 15 Betätigungsstange 50 dagegen nach oben bewegt, deckung 95 ist von ähnlicher Konstruktion wie die spielt sich der beschriebene Vorgang im entgegengeobere Scheibe 104, und sie umfaßt eine untere setzten Sinne ab, so daß die Kontakte wieder geScheibe 107, die einen unteren Dichtungsring 108 schlossen werden.

trägt, welcher mit der Scheibe 107 durch ein damit Im folgenden wird die Wirkungsweise des gesamverschraubtes Spannorgan 109 verspannt ist. Die 20 ten Systems für den Fall beschrieben, daß der Druck-Scheibe 107 weist geeignete Kanäle 110 und 111 auf, gasschalter gemäß den Zeichnungen geschlossen und so daß das Druckgas aus dem Hochdruckbehälter 36 nunmehr geöffnet werden soll.

nicht nur durch die Kanäle 84 bis 93 sondern auch Um den Schalter zu öffnen, wird die Betätigungsdurch den mittleren Teil des Gehäuses 70 strömen kurbel 56 nach F i g. 2 mit Hilfe eines geeigneten Bekann. 25 tätigungsmechanismus im Uhrzeigersinne gedreht.

Der obere Dichtungsring 105 und der untere Dich- Hierdurch wird die Betätigungsstange 50 nach unten tungsring 108 dienen jeweils dazu, eine Abdichtung bewegt, so daß das Blasventil 38 geöffnet wird, und am oberen Rand bzw. unteren Rand des Buchsenteils die Bewegung der beweglichen Kontaktstücke be-83 zu bewirken, wenn sich dieser in seiner oberen ginnt. Betrachtet man zunächst die Wirkungsweise bzw. unteren Stellung befindet. Das Buchsenteil 83 30 des Blasventils 38, erkennt man, daß die Abwärtsbe- und die zugehörige Tragkonstruktion sind in Fig. 3, wegung des Buchsenteils 83 bewirkt, daß die Ab-5 und 6 mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Das dichtung an dem oberen Dichtungsring 105 aufgeho-Buchsenteil 83 ist gemäß F i g. 2, 5 und 6 durch ra- ben wird. Infolgedessen strömt unter hohem Druck diale Speichen 121 bis 128 mit einem zentralen Na- stehendes Gas aus dem Hochdruckbehälter 36 über benabschnitt 120 verbunden. Die Speichen 121 bis 35 die Kanäle 88, 93, 110 und 111, das Innere des 128 haben vorzugsweise einen stromlinienförmigen Buchsenteils 83 und die Kanäle 64 und 65 zu den Querschnitt, wie es in Fig.4 bezüglich der Speichen beiden Kontaktaggregaten. Es sei bemerkt, daß die oder Arme des Gehäuses 70 dargestellt ist. Der Na- einzige Kraft, die auf den Druckunterschied an dem benabschnitt 120 ist mit der Betätigungsstange 50 Buchsenteil 83 zurückzuführen ist, durch die kleine durch eine Haltemutter 128 α verbunden, die auf 40 Stirnfläche des Buchsenteils hervorgerufen wird. Daeinem Gewindeabschnitt 129 der Betätigungsstange her ist es durch Aufbringen einer sich in vernünftigen aufgeschraubt ist, um das obere Ende des Nabenab- Grenzen haltenden Kraft auf die Betätigungskurbel Schnitts 120 mit einer Schulter 130 der Betätigungs- 56 möglich, das eine relativ kleine Masse aufweistange zu verspannen. Somit muß sich das Buchsen- sende Aggregat einer hohen Beschleunigung auszuteil 83 zusammen mit der Betätigungsstange 50 be- 45 setzen. Da das Buchsenteil 83 mit der Dichtung 82 wegen, wenn diese gemäß F i g. 2 zwischen ihrer obe- zusammenarbeitet, wird der Bewegung des Buchsenren und ihrer unteren Stellung bewegt wird. teils nur ein relativ kleiner Reibungswiderstand ent-

Wie schon erwähnt, ist die Außenfläche des gegengesetzt.

Buchsenteils 83, die aus einem geeigneten Metall be- Das Gas strömt weiter durch das Blasventil 38, bis steht, auf Hochglanz poliert. Das Buchsenteil 83 50 das Buchsenteil 83 zur Anlage an dem unteren Dichkann sich daher ohne großen Reibungswiderstand tungsring 108 kommt und so den Gasstrom zu den gegenüber der Dichtung 82 bewegen, die fest an der Kanälen 64, 65 unterbricht. In diesem Zeitpunkt ha-Außenfläche des Buchsenteils angreift, um das Ent- ben sich jedoch die Kontaktstücke vollständig geweichen von Gas aus dem Hochdruckbehälter 36 trennt, und der Lichtbogen ist gelöscht worden,
nach oben durch das Gehäuse hindurch zu verhin- 55 Während das Blasventil 38 offen ist, bewirkt die dem, wenn das Buchsenteil 83 an dem oberen Dich- Betätigungsstange 50, daß die Kurbeln 154 und 155 tungsring 105 oder dem unteren Dichtungsring 108 gedreht werden, um die zugehörigen beweglichen anliegt. Kontaktstücke von den festen Kontaktstücken abzu-

Es ist ersichtlich, daß das Buchsenteil 83 mit Hilfe heben.

der Betätigungsstange 50 zwischen den Dichtungsrin- 60 Sobald sich das Buchsenteil 83 an den unteren

gen 105 und 108 bewegt werden kann. Während sich Dichtungsring 108 anlegt, wird der Gasstrom unter-

das Buchsenteil 83 zwischen diesen beiden Stellun- brachen, und das bewegliche Kontaktstück befindet

gen bewegt, kann Gas aus dem Hochdruckbehälter sich in seiner vollständig zurückgezogenen Stellung.

36 über die Kanäle 81 bis 93 und 110, 111 sowie den Um den Schalter zu schließen, wird gemäß Fig. 2

mittleren Teil des Buchsenteils 83 in Richtung auf 65 die Kurbel 56 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht,

die Kanäle 64 und 65 strömen, die zu den Schalter- um das Buchsenteil 83 nach oben zu bewegen und

kontaktkammern führen. Außerdem steuert die Beta- ihn von dem unteren Dichtungsring 108 abzuheben,

tigungsstange 50 die Bewegungen der Kontaktstücke Hierbei bewegt sich das bewegliche Kontaktstück in

Richtung auf seine Kontaktgabestellung, wobei das Blasventil 38 geöffnet wird. Sobald sich die Kontakte einander genügend weit genähert haben, beginnt die Lichtbogenbildung, doch geschieht dies in Gegenwart eines unter hohem Druck stehenden Gasstroms, da

das Blasventil 38 offen ist. Sobald sich die Kontaktstücke berühren, erreicht das Buchsenteil 83 den oberen Dichtungsring 105, so daß der Gasstrom unterbrochen wird, bis der Druckgasschalter erneut geöffnet werden soll.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 stungsschalters zur Löschung von zwischen den beiPatentansprüche: den zusammenarbeitenden Kontaktstücken dieses Schalters entstehenden Lichtbogen mit einem insge-

1. Blasventil zur Steuerung einer Gasströmung samt zylindrischen Gehäuse und einem in diesem von der Hochdruckzone zu der Niederdruckzone 5 achsparallel zwischen einer oberen und einer unteren eines Druckgasleistungsschalters zur Löschung Endstellung .verschieblichen Buchsenteil, das mit von zwischen den beiden zusammenarbeitenden dem zylindrischen Gehäuse zur Abdichtung gegen Kontaktstücken dieses Schalters entstehenden Gasdurchtritt zusammenwirkt, mit einem mit dem Lichtbogen, mit einem insgesamt zylindrischen oberen Ende des Buchsenteils zusammenwirkenden Gehäuse und einem in diesem achsparallel zwi- io ersten Dichtungsring zur Abdichtung am oberen sehen einer oberen und einer unteren Endstellung Ende des Buchsenteils in dessen obere Endstellung verschieblichen Buchsenteil, das mit dem zylin- und mit einem mit dem unteren Ende des Buchsendrischen Gehäuse zur Abdichtung gegen Gas- teils zusammenwirkenden zweiten Dichtungsring zur durchtritt zusammenwirkt, mit einem mit dem Abdichtung am unteren Ende des Buchsenteils in oberen Ende des Buchsenteils zusammenwirken- 15 dessen unterer Endstellung, wobei die beiden Dichden ersten Dichtungsring zur Abdichtung am tungsringe in parallelen Ebenen mit einem Abstand oberen. Ende des Buchsenteils in dessen obere voneinander angeordnet sind, der größer ist als die Endstellung und mit einem mit dem unteren Länge des Buchsenteils, sowie mit ersten Kanälen, Ende des Buchsenteils zusammenwirkenden zwei- die den oberen Teil des zylindrischen Gehäuses mit ten Dichtungsring zur Abdichtung am unteren ao der Niederdruckzone verbinden und mit zweiten Ka-Ende des Buchsenteils in dessen unterer Endstel- nälen, die das zylindrische Gehäuse mit der Hochlung, wobei die beiden Dichtungsringe in paralle- druckzone verbinden.

len Ebenen mit einem Abstand voneinander an- Ein Leistungsschalter mit einem Blasventil dieser

geordnet sind, der größer ist als die Länge des Art ist aus der britischen Patentschrift 936 797 be-

Buchsenteils, sowie mit ersten Kanälen, die den 35 reits bekannt. Wird hier das bewegliche Ventilele-

oberen Teil des zylindrischen Gehäuses mit der ment nach unten bewegt, so werden öffnungen frei,

Niederdruckzone verbinden und mit zweiten Ka- durch die Gas strömen kann, das sowohl zur Unter-

nälen, die das zylindrische Gehäuse mit der drückung eines Lichtbogens als auch zur öffnung der

Hochdruckzone verbinden, dadurch ge- Konakte dient. Die öffnungen werden erst bei einer

kennzeichnet, daß das insgesamt zylin- 30 Bewegung des beweglichen Ventilelements zurück in

drische Gehäuse (70) einen zentralen Mittelab- seine Ausgangsposition verschlossen. So tritt also je-

schnitt (80) von konstantem Innendurchmesser weils beim öffnen der Kontakte eine Gasströmung

und einen oberen und unteren Abschnitt von grö- auf, die bis zum Druckausgleich zwischen Kontaktge-

ßerem Innendurchmesser aufweist und daß das faß und Gasbehälter andauert. Während des Schlie-

Buchsenteil (83) einen konstanten Außendurch- 35 Bens der Kontakte erfolgt hingegen keine Beblasung

messer hat, der etwa dem Innendurchmesser des derselben.

zentralen Mittelabschnitts (80) des Gehäuses (70) Aus der deutschen Auslegeschrift 1211 309 ist ein entspricht und daß die Kanäle (64, 65, 84 bis 93, Druckgasschalter bekannt, dessen Blasventil unmit- 110, 111) mit den Bereichen zwischen der telbar mit dem beweglichen Kontaktstück derart verAußenwand des Buchsenteils (83) und der Innen- 40 bunden ist, daß sowohl während des Ein- als auch wand des unteren bzw. oberen Abschnitts größe- des Ausschaltvorgangs eine Beblasung der Schaltren Innendurchmessers des Gehäuses (70) in strecke erfolgt. Der Gasstrom verläuft hierbei durch Verbindung stehen und daß das Buchsenteil (83) einen ringförmigen Spalt zwischen einem Dichtungsmechanisch derart mit beweglichen Kontaktstük- träger und dem Antriebskolben, wobei ein relativ hoken des Druckgasschalters gekoppelt ist, daß die 45 her Strömungswiderstand auftritt.
Ein- bzw. Ausschaltstellung der Kontaktstücke Aus der deutschen Auslegeschrift 1 130 037 ist ferder oberen bzw. unteren Endstellung des Buch- ' ner bekannt, einen Hohlschieber als kombiniertes senteils (83) entspricht. ' Ein-Aus-Entlüftungsventil für pneumatisch betätigte

2. Blasventil nach Anspruch 1, dadurch ge- Hochspannungsschalter zu verwenden. Der Druckkennzeichnet, daß das Buchsenteil (83) radial 50 gasstrom verläuft hier durch das Innere des Hohlnach innen ragende mit einem Nabenabschnitt Schiebers und verläßt den den Hohlschieber aufneh- (120) verbundene Speichen (121 bis 128) auf- menden Zylinder durch Bohrungen in der Zylinderweist, daß jeweils eine Betätigungsstange (50) mit wand, so daß nur geringe Strömungswiderstände aufdem Nabenabschnitt (120) verbunden ist und daß treten.

der erste und zweite Dichtungsring (105, 108) je- 55 Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein mit weils von einer Scheibe (104 bzw. 107) getragen geringen Kräften betätigbares Blasventil für einen wird, die mittels radialer Arme (96 bis 103) mit. Leistungsschalter anzugeben, das sowohl beim öffdem Gehäuse (70) verbunden ist. nen der Kontakte als auch beim Schließen der Kon

takte während kurzer Zeitspannen geöffnet ist, der-60 art, daß nur während dieser Zeitspannen ein wirkungsvoller Gasstrom über die Kontakte geleitet

wird. Dabei soll der Strömungswiderstand bei geöffneten Kontakten möglichst klein sein.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Blas-65 ventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Blasventil zur daß erfindungsgemäß das insgesamt zylindrische Ge-Steuerung einer Gasströmung von der Hochdruck- häuse einen zentralen Mittelabschnitt von konstanzone zu der Niederdruckzone eines Druckgaslei- tem Innendurchmesser und einen oberen und unteren