DE2625098B2 - Autopneumatischer Leistungsschalter mit Rückschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen autopneumatischen Leistungsschalter mit einer Pumpvorrichtung zur Kompression des Löschmittels und einem Strömungskanal zum Transport des komprimierten Löschmittels von der Pumpvorrichtung zu einer Isolierstoffdüse, und mit mindestens einem im Strömungskanal vor der Isolierstoffdüse angeordneten Rückschlagventil, das erst bei ausreichendem Oberdruck in der Pumpvorrichtung die Löschmittelströmung zur Isolierstoffdüse freigibt

Ein Schalter mit mehreren Rückschlagventilen vor dem Eingang der Isolierstoffdüse ist z. B. aus der DE-OS 23 16 009 bekannt. Die Rückschlagventile haben den Zweck, bei der Ausschaltung von hohen Kurzschlußströmen eine Strömungsumkehr des Löschmittels in die Pumpvorrichtung zurück zu verhindern. Eine solche Umkehr der Löschmittelströmung kann durch einen hohen vom Lichtbogen erzeugten Gegendruck in der Düse verursacht werden. Schädliche Wirkungen der Rückströmung bestehen darin, daß verunreinigtes Gas in die Pumpvorrichtung einfließt und daß weiterhin der Antrieb des Schalters gehemmt wird. Um dies zu verhindern, sperren die Rückschlagventile den Zugang zur Pumpvorrichtung so lange ab, bis in der Nähe des Nulldurchgangs des auszuschaltenden Stromes der Gegendruck in der Düse wieder abnimmt Zu diesem Zeitpunkt setzt die Beblasung dann voll ein und der Schaltlichtbogen wird gelöscht.

Weiterhin ist es bei autopneumatischen Leistungsschaltern üblich, daß vor Beginn der Löschgasströmung das Löschmittel in der Pumpvorrichtung zunächst komprimiert (Vorkompression) und erst dann zur Beblasung des Schaltlichtbogens freigegeben wird.

Während der Vorkompressionsphase soll der bereits brennende Schaltlichtbogen möglichst schonend behandelt werden, um einen unerwünschten Druckanstieg in der Schaltkammer zu vermeiden. Eine Vorkompression läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß die Abströmkanäle für das Löschmittel zunächst durch den beweglichen Schaltstift abgesperrt werden. Die beiden Schaltstücke müssen hierfür im eingeschalteten Zustand einen großen Kontaktübergriff aufweisen. Erst nach einem Weg, der etwa dem halben Hub der Löschgaspumpe entspricht, verläßt der Schaltstift die Isolierstoffdüse und gibt so den Hauptabströmkanal frei. Dadurch ist der Gesamthub, den der Schalterantrieb bis zum Erreichen der Endstellung der Schaltkontakte durchführen muß, relativ groß.

Zur Erzielung einer Vorkompression ist es auch bekannt, die Federung der Rückschlagventile so stark auszubilden, daß diese erst nach Erreichen eines ausreichenden Überdruckes im Pumpraum öffnen und damit die Löschmittelströmung zur Blasdüse freigeben (DE-OS 25 00 095). Diese Ausbildung behindert jedoch die freie Strömung des Löschmittels und führt zu einem Druckabfall hinter dem Ventil.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Rückschlagventil so auszubilden, daß es nach Erreichen eines vorgegebenen Gasdruckes im Pumpenraum schlagartig innerhalb weniger ms öffnet und den vollen Durchmesser des Strömungskanales freigibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Rückschlagventil öffnet das Schnappventil nach der Erfindung nicht sofort nach dem Auftreten einer geringen Druckdifferenz, sondern erst bei einem erheblichen Überdruck in der Pumpvorrichtung. Dieser Überdruck ist im allgemeinen nach dem Durchlaufen des halben Hubes der Humpvorrichtung erreicht. Die öffnung des mittels eines Haltemagneten in der Schließstellung gehaltenen Rückschlagventils erfolgt dann aber, anders als bei einem federbelasteten Rückschlagventil, nicht allmählich, sondern es wird schlagartig der gesamte Durchströmquerschnitt freigegeben. Die Verwendung eines Haltemagneten hat den besonderen Vorteil, daß auch nach vielen Ventilöffnungen keine Abnutzung der Haltevorrichtung eintritt

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele zeigt, näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt im Schnitt einen Teil einer Isolierstoffdüse eines autopneumatischen Leistungsschalters mit eingebautem Rückschlagventil,

F i g. 2 ist ein Querschnitt durch F i g. 1 in der Ebene A-A,

in F i g. 3 ist die Isolierstoffdüse von F i g. 1 mit einem anders ausgebildeten Haltemagnet für den Ventilkörper dargestellt,

F i g. 4 zeigt im Schnitt einen weiteren autopneumatischen Leistungsschalter mit Rückschlagventil,

in den F i g. 5 und 6 sind im Querschnitt Einzelheiten aus F i g. 4 dargestellt.

In Fig. 1 ist mit 4 die Düse aus Isolierstoff eines autopneumatischen Leistungsschalters bezeichnet. Innerhalb der Düse 4 befindet sich das bewegliche Kontaktstück 22, das als Hohlkontaktstück ausgebildet ist und eine Lichtbogenelektrode 23 enthält. Ein Strömungskanal 3, der von der Pumpvorrichtung (nicht gezeichnet) zur Düse 4 führt, ist vor der Düse durch ein Rückschlagventil 1 abgeschlossen. Das Rückschlagventil I weist einen verschiebbar gelagerten Ventilkörper 5 mit L-förmigem Querschnitt auf. Der Ventilkörper 5 befindet sich im geschlossenen Zustand des Rückschlagventils in einem von der Düse 4 gebildeten Sitz. Im geöffneten Zustand des Rückschlagventils (gestrichelt gezeichnet) ist der Ventilkörper 5 nach oben verschoben und stößt mit seiner Führungshülse U an einen Anschlag 12. Der Ventilkörper 5 ist als massiver oder geblechter Eisenring ausgebildet. Die Blechung soll eine zu starke Erwärmung durch Wirbelströme verhindern. Sie kann auch entfallen, falls der Leistungsschalter mit einem besonderen, außen liegenden Nennstromkontaktstück (Fingerkontaktstück) versehen ist (nicht gezeichnet).

Im geschlossenen Zustand des Rückschlagventils liegt der Ventilkörper 5 auf einer Anzahl von Stegen 8 aus Eisen auf. Zwischen den Stegen sind ringförmig wechselnd gepolte Dauermagnete 6 angeordnet (Fig. 2). Durch den magnetischen Fluß, der den als Eisenring ausgebildeten Ventilkörper 5 durchfließt, wird dieser mit einer bestimmten Haltekraft, die von der Stärke und Zahl der Dauermagnete 6 abhängt, in der ausgezogen dargestellten Stellung gehalten.

Zur Erhöhung der Haltekraft sind die Stege 8 mit Schneiden 9 versehen. Die gesamte Anordnung b5 von Dauermagneten 6 und Stegen 8 kann bis auf die freiliegenden Schneiden 9 in Gießharz eingegossen sein.

Die Rückführung des Ventilkörpers 5 von der geöffneten in die geschlossene Stellung (Fig. 1) wird allein durch die Anziehungskraft der Dauermagnete 6 bewirkt. Der Einbau einer besonderen Rückführungsfeder kann deshalb entfallen.

Durch die beschriebene Ausbildung des Rückschlagventils 1 wird erreicht, daß die Beblasung des Schaltlichtbogens erst dann freigegeben wird, wenn in der Pumpvorrichtung ein vorgegebener Druck erreicht ist und gleichzeitig der in der Düse 4 oberhalb dss Ventils 1 auftretende Gegendruck klein ist.

In F i g. 3 ist die gleiche Düse aus Isolierstoff wie in F i g. 1 dargestellt Das Rückschlagventil dieser Düse ist jedoch mit einem anders gebauten Haltemagnetsystem versehen. Das Magnetsystem besteht aus zwei konzentrischen Eisenringen 20, 21, die in die Seitenwand des Strömungskanals 3 eingelassen sind. Auf zwei Schneiden der Eisenringe liegt der Ventilkörper 5 auf. Zwischen den als Polschuhen dienenden Eisenringen 20, 21 befinden sich über den Umfang des Strömungskanals

3 verteilt mehrere, gleichsinnig gepolte Dauermagnete 19. Bei dieser Bauart des Haltemagnetsystems ist die Beeinflussung der Haltekraft durch den Kurzschlußstrom besonders klein.

In F i g. 4 ist eine weitere Variante eines autopneumatischen Leistungsschalters mit einem Rückschlagventil in der Einschaltstellung dargestellt. Der Leistungsschalter weist ein Nennstromkontaktstück 24 und ein nachlaufendes Leistungskontaktstück 25 auf. Der Schaltstrom wird über ein Ringkontaktstück 28 vom Schaltrohr 13 abgenommen und über den Kompressionszylinder 29 weitergeführt. Bei einer Ausschaltung wird das Schaltrohr 13 durch einen nicht gezeichneten Antrieb nach unten gezogen. Hierbei wird in der Pumpvorrichtung 2 mit Hilfe des Kolbens 30 Löschgas verdichtet, welches anschließend durch öffnungen 26 im Schaltrohr 13 abströmt und den in der Düse brennenden Schaltlichtbogen bebläst. Der Lichtbogen brennt dabei zwischen dem Leistungskontaktstück 25 und einem Kontakthut 14, der an einem Stern 15 befestigt ist (F ig. 5).

Um jedoch auch hier eine Vorkompression zu erzielen, ist in das Schaltrohr 13 ein Rückschlagventil 1 eingebaut, das aus einem zylindrischen Ventilkörper IC, einer Stange 16, einem Eisenanker 17 und einem Haltemagneten 7 besteht. Der Ventilkörper 10 und die Stange 16 sind zur Gewichtsersparnis aus Kunststoff hergestellt. Der Ventilkörper 10, der in einen Ventilsitz 27 eingepaßt ist, kann auch konisch ausgebildet sein. Der Eisenanker 17 ist sternförmig ausgebildet (Fig. 6) und liegt im gezeichneten Zustand des Rückschlagventils auf dem als Topfmagnet ausgebildeten Haltemagnet 7 auf. Der Haltemagnet ist zur Erhöhung der Anzugskraft mit einer ringförmigen Schneide 18 versehen.

Bei einer Ausschaltung wird, sobald der Gasdruck in der Pumpvorrichtung 2 und im Schaltrohr 13 einen vorgegebenen Wert übersteigt, der Ventilkörper 10 nach oben gedrückt (gestrichelt gezeichnete Lage). Hierdurch wird dem Löschgas der Weg durch die Düse

4 zur Beblasung des Schaltlichtbogens schlagartig freigegeben. Infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Löschmittels und des ausreichenden Abstandes zwischen dem Leistungskontaktstück 25 und dem Kontakthut 14 wird der Lichtbogen im nächsten geeigneten Nulldurchgang gelöscht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Autopneumatischer Leistungsschalter mit einer Pumpvorrichtung zur Kompression des Löschmittels und einem Strömungskanal zum Transport des komprimierten Löschmittels von der Pumpvorrichtung zu einer Isolierstoffdüse, und mit mindestens einem im Strömungskanal vor der Isolierstoffdüse angeordneten Rückschlagventil, das erst bei ausreichendem Oberdruck in der Pumpvorrichtung die Löschmittelströmung zur Isolierstoffdüse freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (1) einen Ventilkörper (5, 10) aufweist, der durch mindestens einen Haltemagneten (6,7,19) in der Schließstellung gehalten wird.

2. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltemagnet (6,7,19) ein Dauermagnet vorgesehen ist.

3. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemagnet mehrere ringförmig angeordnete, wechselseitig gepolte Dauermagnete (6) aufweist, zwischen deren Polen (N, S) Stege (8) aus Eisen angeordnet sind und daß die Stege (8) an ihren freien Enden je eine Schneide (9) aufweisen (F i g. 1,2).

4. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) als massiver Eisenring (10) ausgebildet ist, der in der Schließstellung des Rückschlagventils (1) auf den Schneiden (9) aufliegt (F i g. 1,2).

5. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) als geblechier Eisenring (10) ausgebildet ist, der in der Schließstellung des Rückschlagventils (1) auf den Schneiden (9) aufliegt (Fig. 1,2).

6. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenring (10) eine Führungshülse (11) aufweist, deren Oberkante in der Offenstellung des Rückschlagventils (1) gegen einen Anschlag (12) stößt (Fig. 1,2).

7. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemagnet mehrere über den Umfang des Strömungskanals (3) verteilte Dauermagnete (19) aufweist, die zwischen zwei konzentrischen, als Polschuhe dienenden Eisenringen (20, 21) angeordnet sind (F ig. 3).

8. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als bewegliches Leistungskontaktstück ein innerhalb eines Schaltrohres (13) angeordneter Kontakthut (14) vorgesehen ist, der an einem Stern (15) befestigt ist (F i g. 4,5).

9. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (1) einen Ventilkörper (10) aus Kunststoff aufweist, der mittels einer Stange (16) aus Kunststoff mit einem sternförmigen Eisenanker (17) verbunden ist (F i g. 4,6).

10. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemagnet (7) als Topfmagnet ausgebildet und innerhalb des Schaltrohres (13) befestigt ist (F i g. 4).

11. Autopneumatischer Leistungsschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemagnet (7) mit einer ringförmigen Schneide (18) versehen ist (F i g. 4).