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Druckgasschalter Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit
in Schalt= kammern auf Betriebsdruck gespeichertem Druckgas, das bei Schalthandlungen
der Beblasung der Schaltstrecken dient, und dessen Betriebsdruck mittels eines Reduzierventils,
das ein die öffnung des Reduzierventils bewirkendes Meßglied aufweist, aus einem
Hochdruckspeicher, dessen Druck höher als der Betriebsdruck des Druckgasschalters
ist, auRrecht erhalten wird.
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Derartige Druckgasschalter werden eingesetzt, wenn man aus wirtschaftlichen
Gründen auf die Erstellung einer umfangrei= chen Druckgasversorgungsanlage, die
zumeist aus mindestens drei Druckstufen, einem Hochdruckteil, einem Mitteldruckteil
und einem Schalterbetriebsdruckteil, besteht, verzichten will. Auch können derartige
Druckgasschalter als sogenannte autarke Schalter Verwendung finden, die nit einem
Hochdruck= speicher, welcher von einem zugehörigen kompressor gefUllt wird, versehen
sind.
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Es kann bei derartigen Druckgasschaltern jedoch vorkommen, daß bei
Schalthandlungen, die eine intensive Beblasung des lichtbogens n'it dem im DruckgassehaLker
gespeicherten Druckgas erfordern, eine stärkere Druckabsenkung in den Schaltkammern
des Druckgasschalters eintritt. Denn das
Reduzierventil, das in
diesem Fall für eine rasche Nachschleu: sung des Druckgases zu sorgen hat, ist mit
einer gewissen Trägheit behaftet, da es erst nach Unterschreiten seines Ansprechwertes
öffnet und der Ansprechwert natürlich nicht mit der oberen Betriebsdruckgrenze des
Druckgasschalters identisch sein kann. Ist noch dazu das Reduzierventil unmittel=
bar am Hochdruckspeicher angeordnet, und dies ist meist der Fall, so können wegen
des plötzlichen Druckgasverbrauchs bei Schalthandlungen zwischen der Düse in der
Schaltkammer und dem Reduzierventil erhebliche Druckabsenkungen auftreten, zumal
der Nachschleusequerschnitt vom Hochdruckspeicher | zum Druckgasschalter nicht beliebig
groß gewählt werden kann. Dies hat nicht zuletzt auch Auswirkungen auf das Schalt=
vermögen derartiger Druckgasschalter, da schließlich die schaltbare Leistung der
Druckgasschalter in starkem Maße auch von der öhe des Druckes des gespeicherten
Gases abhängt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in Rede stehenden Druckgasschalter
derart zu verbessern, daß die Schalthandlungen zu keiner störenden Druckabsenkung
im Druckgasschalter selbst führen, daß vielmehr fUr die Schalthandlungen zwecks
Erhöhung des Ausschaltvermögens eine zusätzliche Druckspitze im Druck: gasschalter
selbst erzeugt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei den Druckgasschaltern
der eingangs genannten Art das Meßglied des Reduzierventils bei den Schalthandlu?igen
mittels eines Antriebes zusätzlich im Sinne der öffnung des Reduzierventils beaufschlagbar
ist.
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Eine sichere Steuerung des Antriebes de3 Meßgliedes vom
Reduzierventil
in Abhängigkeit von den Schalthandlungen kann dadurch erfolgen, daß der Antrieb
als zweiseitig mit Druck beaufschlagbarer Kolben ausgebildet ist, dessen eine Seite
als Antriebs seite und dessen andere Seite als Rückstell= seite dient, und der bei
gleichzeitiger Druckbeaufschlagung sowohl der Antriebsseite wie auch der Rückstellseite
eine das Meßglied nicht beeinflussende Ruhestellung einnimmt, und daß die Druckbeaufschlagung
für den Kolben über eine Druckmittelleitung erfolgt, die nach. Verzweigung über
ein in Richtung zum Kolben auf Durchlaß geschaltetes Rückschlag= ventil mit parallel
liegender Drosselstelle auf die An: triebsseite und über ein gegensinnig geschaltetes
RUckschlag= ventil mit ebenfalls parallel liegender Drosselstelle auf die Rückstellseite
des Kolbens geschaltet ist.
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Die Drucknittelleitung kann dann als Abzweig einer Leitung ausgebildet
sein, die der Beaufschlagung eines die Schalt= handlungen verursachenden Druckmittelantriebes
des Druck: gasschalters dient.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch die zusätzliche Beaufschlagung des Meßgliedes des Reduzierventils im Moment
der Schalthandlung ein vorzeitiges t>ffnen des Reduzierventiles erreicht wird.
Noch bevor das im Druckgasschalter gespeicherte Druckgas durch die DUse des Druckgasschalters
abströmen kann, setzt der tXachschleuse= vorgang ein und führt je nach der Abstimmung
des Ansprech= wertes des--Reduierventiles-sogar zu einer mehr--oder-weniger starken
Druckspitze in der Schaltkammer. Diese Druckspitze kann wesentlich zur Steigerung
des Schaltvermögens derartiger Druckgasschalter beitragen.
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Durch die Ausbildung des das Meßglied beaufschlagenden An= trIebes
als zweiseitig wirkender holben gemaß Anspruch 2 ist eine einfache Ansteuerung dieses
Antriebes mittels des die Schalthandlungen steuernden Druckgassteuerapparates möglich
und insbesondere kann der Antrieb des Meßgliedes über eine Abzweigleitung der Leitung,
die der Druckbeauf= schlagung des Schalterantriebes dient, erfolgen Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Druckgasschalter mit zugehöriger Druckgasver=
sorgung in schematischer Darstellung Fig. 2 ein der Druckgasnachschleusung dienende
Reduzier: ventil im Schnitt.
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Gemäß Figur 1 besteht der Druckgasschalter 1 aus einem tragen: den
Hohlisolator 2, der an seinem oberen Ende zwei Doppel schaltkammern 3 und 4 trägt,
die auf übliche nicht weiter dargestellte Weise Düsenschaltstücke und zugehörige
Blas= ventile enthalten. Die Schaltkammern 3 und 4 und der hohl: isolator 2 sind
mit Druckgas gefüllt, das auf den erforderlichen fletriebsdruck gehalten wird. Die
Druckgasversor: gung erfolgt aus einem Hochdruckspeicher 5, dessen Druck erheblich
höher ist als der im Druckgasschalter 1 vorhandene Betriebsdruck. Zur Nachschleusung
des vom Druckgasschalter verbrauchten Druckgases ist zwischen Hoclidruckspeicher
5 und Druckgasschalter 1 ein Reduzíerventil 6 vorgesehen, das über ein Meßglied
die Druckhöhe in Druckgasschalter 1
erfaßt und bei zu geringem Druck
öffnet, so daß Druckgas aus dem Hochdruckspeicher 5 in den Druckgasschalter 1 abströmen
kann. Der Druckgasschalter selbst wird durch einen Antrieb 7 betätigt, der mittels
eines Steuerapparates 8 angesteuert wird. Ein weiterer kleinerer dem Druckgasschalter
1 zugeord: neter Behälter 9 sorgt für eine ausreichende Druckgas= kapazität im Druckgasschalter
selbst. Dieser Behälter 9 und damit auch der Druckgasschalter 1 sind durch ein Sicherheitsventil
10 gegen zu hohen Druck geschützt, d.h. sollte sich z.B. durch eine Störung des
Reduzierventils im Druckgas= schalter 1 ein zu hoher Druck aufbauen, so spricht
dieses Sicherheitsventil lo an.
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Erfindungsgemäß ist das Meßglied des Reduzierventiles mit einem zusätzlichen
Antrieb versehen, der es bei mit dem Druck= gasschalter vorzunehmenden Schalt hand
lungen im Sinne der öffnung beaufschlagt. Einzelheiten hierzu gehen aus der Figur
2 hervor. Das hierin dargestellte Reduzierventil besteht im wesentlichen aus dem
eigentlichen Ventilteil 11 mit dem Zuströmquerschnitt 12 und dem Abströmquerschnitt
13 sowie dem Ventilteller 14 und dem von der Abströmseite her beaufschlag: tem Meßglied
15, und ferner aus dem Antriebsteil 16 mit der das Meßglied beaufschlagenden Feder
17, einem die Feder 17 beeinflussenden Kolben 18, der Justierschraube 19 und der
Druckmittelzuführung no. Die Druckmittelzuführung ist infolge einer Verzweigung
21 der Druckmittelleitung 22 sowohl auf die Antriebsseite 23 wie auch auf die Rückstellseite
24 des Kolbens 18 geschaltet. Und zwar erfolgt der Anschluß an der Antriebsseite
23 über ein auf DurchlaA geschaltetes RUck= schlagventil 25 mit parallel liegender
Drosselstelle 26 und auf der Rückstellseite 24 über ein weiteres Rückschlag: ventil
27, das gegensinnig zum flückschlagventil 25 geschaltet
ist und
ebenfalls eine parallel angeoreordnete Drosselstelle 28 aufweist.
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Die Wirkungsweise des neuen druckgasschalters ist folgende: Treten
beim Betrieb des Druckgasschalters 1, ohne daß Schalt= handlungen ausgeführt werden,
Druckgasverluste auf, sogenannte Spalt oder Lekverluste, so führt der Druckabfall,
der sich über die Bohrung 29 dem meßglied 15 des Reduzierventiles mitteilt, zum
Öffnen des Reduzierventiles, Dadurch kann Druck= gas aus dem hochdruckspeicher 5
zum Druckgasschalter 1 nach= strömen. Hat der Druck auf der Druckgasschalterseite,
also im Abströmquerschnitt 13, seinen Sellwert erreicht, so schließt das Reduzierventil
wieder, da dieser Druck über die Bohrung 29 das Meßglied 15 belastet.
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Soll nun mit dem druckgasschalter 1 eine Schalthandlung ausge= führt
werden, so wird mittels des stauerapparates 8, über die Leitung 30 dem Antrieb 7
des Druckgasschaters druckmittel zugeführt. Dieses Druckmittel gelangt über die
Leitung 22 auch zum Reduzierventil 6, und zwar wirkt es infolge des auf Durchlaß
geschalteten Rückschlagventiles 25 unverzögert auf die Antriehsseite 23 des kolbens
18 ein, so daß doeser durch zusammendrücken der Feder 17 sofort das meßglied 15
im Sinne des Abhebens des Ventiltellers 14 beeinflußt. D.h.
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das Reduzierventil öffnet hierdurch zunächst praktisch unabhän= gig
von dem auf der Druckgasschalterseite herrschenden Druck und läßt Hochdruckgas vom
hochdruckspeicher 5 zum Druck= gasschalter 1 nachströmen. Inzxwischen gelangt das
steuernde Druckmittel aber auch über die durosselstelle 28 auf die Rückstellseite
24 des Kolbens 18, so daß dieser bei Durck= Äleichheit zu beiden Seiten des Kolbens
wieder seine Ruhe: stellung einnimmt und die normale Funktion des Reduzierventils
nicht
nehr beeinflußt. Die Dauer des Vorganges, d.h.
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die Zahl in der die Drucküberhöhung ansteht, ist durch die Drosselstelle
28 einregulierbar. silan kann also mittels der Drosselstelle eine mehr oder weniger
lange Drucküberhöhung im Druckgasschalter selbst auftreten lassen. Die für den Kolben
18 vorgesehene Hubhöhe ist weiterhin ein Maß für die Größe der Drucküberhöhung.
Sie kann erforderlichenfalls einstellbar sein.
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Soll nun der Druckgasschalter die gegenteilige Schalthandlung ausführen,
so wird mittels des Steuerapparates 8 die Leitung 30 und damit der Antrieb 7 drucklos
gemacht. Hierdurch strömt das Druckmittel aber auch infolge des dem Abströmvorgang
nichtsperrenden Rückschlagventils 27 unverzögert von der Rückstellseite 24 des Kolbens
18 ab, während der Druck auf der Antriebs seite 23 sich nur allmählich über die
Drossel= stelle 26 abbauen kann. Das kurzzeitige Druckübergewicht auf der Antriebsseite
23 fahrt somit wieder zur zusätzlichen Belastung des Meßgliedes 15 im Sinne des
Abhebens des Ventil= tellers 14.
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Da der Druckgasverbrauch bei den beiden Schalthandlungen ein und
"aus" im allgemeinen unterschiedlich ist, wird man die beiden Drosslstellen 26 und
28 entsprechend unterschied= lich einstellen, d.h. für den Ausschaltvorgang wird
man auf diese Weise dem Meßglied 15 einen längeren Zusatzimpuls vermitteln. Als
weitere Justiermöglichkeit für den Betriebs= durck ist die Justierschraube 19 vorgesehen.