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Sicherheitsvorrichtung für ölpneumätische Steuerung In Anlagen zum
Trennen elektrischer Hochspannungsleitungen, beispielsweise in Unterbrechern, erfolgt
die Betätigung der beweglichen Kontakte häufig über eine ölpneumatische Steuerung.
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Es ist bekannt, dafür einfache oder doppeltwirkende Winden einzusetzen,
die dabei je nachdem entweder auf dem Potential der zu unterbrechenden Zeitung oder
auf Erdpotential liegen. Befindet sich ein Unterbrecher in Arbeitsstellung, was
entweder seiner geschlossenen oder seiner offenen Stellung entsprechen känn, so
müssen die Zeitungen seiner Steuervorrichtung flüssigkeitsgefüllt sein. Als Druckflüssigkeit
wird im allgemeinen Ü1 verwendet. Dieses muß dabei ständig unter einem vorbestimmten
Druck gehalten werden, damit das Gerät eine geringe
Ansprechzeit
oder anders gesagt eine große Antwortgeschwindigkeit auf empfangene Befehle hat.
Geschieht weiter das Auftrennen einer Phase eines elektrischen Verteilernetzes durch
eine ganze Anzahl elektrisch hintereinander geschalteter Unterbrecher, die einen
Pol mit Vielfachunterbrechung darstellen, so müssen diese Unterbrecher gleichzeitig
betätigt werden. Auch dafür müssen die Zeitungen, die mit den Winden für die Bewegung
der elektrisch in Reihe geschalteten beweglichen Kontakte verbunden sind, ständig
mit Öl gefüllt sein.
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Weiter kann es bei-einem plötzlichen Stehenbleiben der Speisepumpe
des Hydraulikkreises mit einem ölpneumatischen Speicher zu Druckverringerungen kommen.
Ist ein Ülleck vorhanden, so kann der Kolben des Speichers auf einer Zylinderendwandzur
Anlage gelangen, worauf sich die Zeitungen zum Teil oder auch gänzlich entleeren.
Ist beim Wiederanlaufen der Pumpe die Leckmenge kleiner als die der Pumpe, so steigt
der Druck im Hydraulikkreis und der Unterbrecher ist nach Entriegelung neuerdings
funktionsbereit. Wegen des Ölmangels ist es aber im allgemeinen zu Lufteinströmungen
gekommen und die Lastbetätigungen werden so gefährlich und können eine Explosion
des Gerätes herbeiführen. Das gilt insbesondere für die dann nicht
mehr
synchronarbeitenden Pole mit Vielfachunterbrechung in Reihenschaltung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll derartige Gefahren verhindern:
Dafür wird in die Rückleitung der Speisepumpe ein auf einen bestimmten Druck tariertes,Klappenventil.eingebaut.
Dieses bewirkt eine Verbindung zwischen dieser und dem dem Atmosphärendruck unterworfenen
Ölbehälter, sobald der Druck im Kreis unter einen Wert sinkt, der zwischen dem voreingestellten
Druckwert im ölpneumatischen Speicher und dem Luftdruck liegt.
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Dazu wird die in Strömungsrichtung hinter dem tarierten Klappenventil
mögliche Mengenleistung des Kreises größer gewählt, als die der Speisepumpe. Beim
Wiederanlaufen dieser Pumpe bleibt dadurch der Druck in der Rückleitung in der Größenordnung
des Atmosphärendruckes. Die hydraulische Steuerung kann dabei nicht ansprechen.
Um diese wieder ansprechbereit zu machen, muL die Bedienungsperson ein handbetätigbares
Klappenventil verstellen, das in Strömungsrichtung hinter dem tarierten Klappenventil
angeordnet ist. Dadurch wird der Ölkreislauf unterbrochen und ein Anstieg des Drucks
bis zu dem Wert erreicht,
der für das Ansprechen des tarierten Klappenventils
erforderlich ist. Iachdem die Steuervorrichtung so wieder arbeitsfähig ist, kann
sie mit entsprechenden Einrichtungen entlüftet werden.
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Das in Strömungsrichtung weiter hinten angeordnete Klappenventil,
das zum Wiederbetriebsbereitmachen des tarierten Klappenventils gedient hat, darf
jedoch nicht geschlossen bleiben, weil sonst das tarierte Klappenventil nicht mehr
ansprechen könnte. Es genügt, das in Strömungsrichtung weiter hinten angeordnete
Klappenventil mit einem sehr auffälligen Sichtzeichen für seine Stellung zu versehen.
Vorteilhafterweise kann man beispielsweise das in Strömungsrichtung weiter hinten
liegende Klappenventil mit einem Betätigungshebel versehen, der eine solche Form
hat, daß er bei geschlossenem Klappenventil das Schließen des Deckels oder der Zugangsöffnung
des Behälters der ölpneumatischen Steuerung verhindert. Erst. durch ein Umlegen
des Hebels, das ein offnen des Klappenventils bewirkt, wird so das Schließen des
Zugangs zum .Behälter möglich, indem der vorher über die 3ehälterwände vorstehende
Hebel aus dieser Stellung verschwindet.
| Die @f ;@@ ..zgsgemä.S Sicherhei vW-"iorr ichtung für eine
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der Druck im Druckkreis dieser Steuerung unter einen i##@-inimalwert
sinkt. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, daß in einer an ihrem einen
ßnde unter Atmosphärendruck stehenden Zweigleitung der zwischen Pumpe und hydraulischen
Winden liegenden Druckleitung hintereinander zwei Klappenventile angeordnet sind,
von denen eines auf das angegebene Druckminimum tariert ist und sich bei Absinken
des Drucks in der Druckleitung unter diesen Uert automatisch öffnet und das in Strömungsrichtung
hinter diesem angeordnete zweite Klappenventil von hand schließbar ist, wodurch
die Zweigleitung zum Anheben- des Drucks über den Hinimalwert nach öffnen des tarierten
Klappenventils abgesperrt und das tarierte Klappenventil wieder funktionsbereit
gemacht werden kann
| #'Jei tere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfin- |
| dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeich- |
| nung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und
zwar |
| zeigen |
| 1j ig. 1 eine mit der erfindungsgemäßen S icherheits m9 orrich- |
| tung ausgerüstete ölpneumatische Steuerung |
| Fig. 2 einen Schnitt in einer die gemeinsame Achse de?" |
| beiden koaxialen Klappenventile der Vorrichtung |
| enthaltenden Ebene, |
Fig. 3 einen `Peilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform
der beiden koaxial angeordneten Klappenventile.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine pneumatische Steuerung nach der Art,
wie sie in der französischen Patentschrift 1 381 319 beschrieben ist. Ein ölpneumatischer
Speicher 1 ist mit einer Druckgasflasche 2 verbunden. Der Aufbau des Speichers 1
ist der französischen Patentschrift 1 368 353 zu entnehmen. Eine Flüssigkeitspumpe
3 weist einen Motor 4 auf. Ein Ölfilter sitzt in der Verbindungsleitung der Flüssigkeitspumpe
3 mit einem Behälter 6, in dem Öi. uo.-ter Atmosphärendruck enthalten ist. Eine
Gruppe von Ventilen 7 dient zur Steuerung einer doppeltwirkenden Winde B. Die Gruppe
der Ventile 7 ist dabei mit der Winde 8 über Leitungen 9 und.
10 verbunden.
Die erfin-
| dungsgemäße Vorrichtung 11 ist nur schematisch hinsichtlich |
| ihrer Lage angegeben. Der Speicher 1 steb.t mit- J.er
Flüssigkeits- |
| pumpe 3 über eine Leitung 12 und über die Gruppe vier Ventile
7 |
| durch eine Leitung 13 in Verbindung, die durch eine Lei terng
14 |
| bis zur erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 = verlängert ist. Die |
| Leitung 14 ist in die Gruppe der Ventile 7 eingebaut: un@@
auf |
| Fig. 1 strichliert wiedergegeben. |
Ist das 1lappenventil der Vorrichtung 11 offen, so drückt die Flüssigkeitspumpe
3 das Öl in der Vorrichtung 11 über die Zeitungen 12, 13 und 14 zurück. Das Öl gelangt
so in den Behälter 6 zurück und verhindert dann jedes Ansteigen des Drucks im Druckteil
der Hydraulik. Der praktische Vorteil einer derartigen Vorrichtung ergibt sich daraus,
daß keinerlei zusätzliche Zeitung erforderlich ist, da die Leitung 14 jedenfalls
vorgesehen werden muß, damit die Hydraulikteile der Gruppe der Ventile 7 versorgt
werden können, und weil der Hückfluß des Öls von der Flüssigkeitspumpe 3 zum Behälter
6 direkt über die Vorrichtung 11 erfolgt, die in den Behälter eintaucht.
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Fig. 2 zeigt, daß in der FUärung 15 des tarierten Ventils 16 ein Kolben
36 gleitet, der von der Stange des Ventils getragen wird. Diese ist mit einem Kragen
1 7 versehen, auf dem sich die T'arierfeder
18 abstützt und so ihre nach
unten geric'htete Kraft ausübt.
| Eine lat t er 22r.ndet d.ieür°u..ng 15 und den Teil 19, |
| irkem die Ventils i ;ze:J lind. 21 -19@.r das tarierte VE."ntil
16 und |
| das Ventil 23 eaägaarb @t s.s@.9 das zuoA @dieder'Lllr:#tionsbe- |
| des des Ven#-i.Ls |
| wird Über |
tragender Teil 25 im Teil 19 verschraubt ist und sich auf einem
Anschlag 26 abstützt. Die Dichtheit des Ganzen wird mit Hilfe von Dichtungen 27,
28,29 und 30 sichergestellt. Die beiden Kammern, die den Kolben 36 und das
in Berührung mit dem zugehörigen Ventilsitz 20 befindliche Ende des Ventils 16 umgeben,
sind untereinander durch eine Zeitung 31 verbunden, die über Anschlüsse 32 und 33
an der Führung 15 und am `feil
19 befestigt ist. Der Teil 19 weist eine seitliche
Durchbrechung auf, mit deren Hilfe die den beiden koaxial und einander gegenüberliegend
angeordneten Ventilen 16 und 23 gemeinsame Kammer mit dem Behälter 6 über eine Zeitung
34 verbunden ist, die am Teil 19 über einen Anschluß 35 befestigt ist. Die Führung
15 ist von einer Zeitung 37 durchbrochen, die das Ventil 16 mit dem Druckkreis der
Pumpe verbindet.
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Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Von der Pumpe wird Öl unter
einem Druck, der vorzugsweise in der Größenordnung von 300 Bar liegt, in die Zeitung
37 eingespeist. Durch den Druck wird der Kolben 36 zurückgestoßen und die Tarierfeder
18 zusammengedrückt. Das tarierte Ventil 16 gelangt zur Anlage auf seinem Ventilsitz
20. Dafür ist vorausgesetzt, daß das Ventil 23 zum Verhindern jedes Druckabfalls
geschlossen ist. Die Kraft, mit der das tarierte
Ventil 16 auf
seinen Ventilsitz 20 gedrückt wird, hängt vom Unterschied zwischen der Querschnittsfläche
des Kolbens 36 und der der Ventilstange ab, die einer differenziellen hydraulischen
Kraft unterworfen ist. Der Durchmesser des Kolbens 36, derjenige des kreisförmigen
Querschnitts der Stange des Ventils 16 und die Kennwerte der Feder 18 werden derart
gewählt, daß das tarierte Ventil 16 sich in einem oder dem anderen Sinn zu bewegen
beginnt, sobald ein zwischen dem Aufladedruck des Speichers 1 und dem Atmosphärendruck
liegender Druckwert durchlaufen wird.
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Kommt es zu einer plötzlichen Unterbrechung des Arbeitens der Flüssigkeitspumpe
3, so wird bei Vorhandensein von Leckverlusten im Hydraulikkreis der Druck abnehmen.
Sobald der Druckwert auf den Öffnungswert des Ventils 16 abgesunken ist, wird der
hückflußkreis der Pumpe über die Zeitungen 37, 31 und 34 mit dem Behälter 6 verbunden.
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Sobald die Pumpe wieder anläuft, fördert sie in den Behälter 6. Der
Druck im Hydraulikkreis steigt dabei nicht. In den iiydraulikkreis konnte eine gewisse
Menge Luft eindringen, und zwar über das abgehobene Ventil 16 und die in Strömungsrichtung
hinter diesem liegenden dafür@bestimmten Zeitungen. Die
.8edienungsperson
muß nun die Vorrichtung von Hand wieder funktionsbereit machen. Dazu wird mit Hilfe
des Rades 24 das Ventil 23 geschlossen, also auf seinem Ventil 21 zur Anlage gebracht.
Die. Bedienungsperson reinigt dann den Hydraulikkreis, worauf der Druck ansteigt
und sich das tarierte Ventil 16 wieder schließt.
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Das Rad 24 wird schließlich wieder bis zur Berührung des Teils 25
mit dem Anschlag 26 herausgeschraubt. Die so wieder funktionsbereit gemachte Vorrichtung
ist von neuem in der Lage, den Steuerkreis zu schützen.
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Fig. 3 zeigt eine Führung 38 eines tarierten Ventils 39. Eine mit
einem. Kragen 40 versehene Kolbenstange gehört zu ei= nem Kolben 41, der in der
Führung gleitet. Der Kolben 41 dient zur Betätigung des Ventils 39. Auf dem Kragen
40 stützt sich eine Tarierfeder 44 ab, deren Druckwirkung nach unten gerichtet ist.
Der Kolben 41 und die Ventilstange 39 werden längs ihrer Achse von einer Zeitung
42 durchsetzt, die über radiale Durchbrechungen 43 mit einer Kammer in Verbindung
steht, die das Ende der Ventilstange unmittelbar neben deren Ventilsitz 46 umgibt.
Die Zeitung 42 hat so die gleiche Wirkung, wie bei der Ausführungsform nach Fig.
2 die äußere Zeitung 31.
Eine Mutter 48 dient zum Verbinden der
Führung 38 mit einem Teil 45, in das koaxial und einander gegenüberliegend die Sitze
46 und 47 der Ventile 39 und 49 eingearbeitet sind. Das Ventil 49 für das «iederfunktionsbereitmachen
der Vorrichtung wird über einen Schlüssel 50 betätigt. Sie weist einen Kragen 51
auf, auf dem sich eine Feder 52 abstützt. Das andere Erde der Feder liegt an einem
beweglichen Ring 53 an, der durch einen Splint 54 gehalten ist, der die Stange des
Ventils 49 durchsetzt. Ein Stößel 55 stützt sich-auf dem Ring 53 ab und wird in
einem Teil 56 geführt, der auf das Teil 45 des Ventils aufgeschraubt ist. Das Teil
56 durchsetzt den Deckel 57 des Behälters 6 für das Öl, der der ölpneumatischen
Steuerung zugeordnet ist. Dichtungen 58, 59, 60 und 61 stellen die Dichtheit
der Vorrichtung sicher. Öffnungen 62 ermöglichen eine beliebige Verbindungnit der
Atmosphäre.
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Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist der der Ausführungsform nach
Fig. 2 sehr ähnlich.
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Das von der Pumpe über die Zeitung 14 zugeführte Öl stößt den Kolben
41 unter gleichzeitigem Zusammendrücken der Feder 44 zurück und drückt das Ventil
39 auf seinen Ventilsitz 46. Ist das Ventil 49 geschlossen, so ist jede Verbindung
mit der
Atmosphäre unterbrochen und der Druck steigt bis auf seinen
Betriebswert. Sinkt der Druck nun im Gegenteil bis auf einen Wert ab, der kleiner
ist, als der am Ventil 39 erforderliche Funktionsdruck, so öffnet dieses Ventil.
Dadurch wird der Rückflußkreis der Pumpe über die Zeitung 42, die Durchbrechungen
43 und die Öffnungen 62 auf Atmosphärendruck gebracht. Zum Wiederfunktionsbereitmachen
der Steuerung führt die Bedienungsperson den Schlüssel 50 in das Teil 56 ein. Durch
einen Druck auf den Stößel 55 wird der Ring 53 verschoben und durch Zusammendrücken
der Feder 52 das Ventil für das Wiederfunktionsbereitmachen auf seinen Sitz gedrückt
und geschlossen.
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Seitliche Nasen 63 am Schlüssel 50 kommen nach Zurück= legen eines
vorbestimmten Weges bajonettverschlußartig in Ausnehmungen 64 zum Eingriff. Dadurch
wird das Ventil 49 über die Feder 52 geschlossen gehalten, deren Kraft ausreicht,
um aufgrund der Dichtheit des Ventils ein Wiederansteigen des Drucks und ein Wiederschließen
des tarierten Ventils 39 zu ermöglichen.
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Ist die Steuerung funktionsbereit, so darf der Schlüssel 50 nicht
verriegelt bleiben, weil dann die Funktion des tarierten Ventils 39 keine Wirkung
hätte. Iran benützt deshalb einen
so langen Schlüssel, daß bei
eingestecktem Schlüssel das Gehäuse der Steuerung nicht geschlossen werden kann.
Der damit sichtbar über das Gehäuse vorspringende Deckel macht die Bedienungsperson
auf den eingesteckten Schlüssel aufmerksam. Dieser kann so weggenommen werden, wodurch
das Ventil für das Wiederfunktionsbereitmachen geöffnet wird und das tarierte Ventil
für den nächsten Schutzvorgang bereit gemacht wird.
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Selbstverständlich sind bei den beschriebenen Ausführungsformen der
Erfindung die beiden Ventile nur wegen der Herstellungsvereinfachung koaxial angeordnet
worden. Ihre Achsen können aber jede andere zweckmäßige Zage relativ `zueinander
haben.
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Statt dem mechanischen Anzeigen der geschlossenen Stellung des Ventils
für das Wiederfunktionsbereitmachen, kann diese Stellung der Bedienungsperson auch
auf jede andere für zweckmäßig erachtete Weise angezeigt werden.