DE547547C - Gasspeicheranlage, insbesondere fuer Druckgasschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 23. MÄRZ 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 547 KLASSE 21 c GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*) Gasspeicheranlage, insbesondere für Druckgasschalter

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. März 1930 ab

Für Druckgasschalter, bei welchen der durch das Abschalten entstehende Lichtbogen durch Beblasung mittels Druckgas gelöscht wird, muß das Druckgas sowohl mit dem nötigen Druck als auch in ausreichender Menge bereitstehen. Deshalb wird ein Druckgasbehälter vorgesehen, der stets mit einem Druckgas von bestimmtem Druck gefüllt ist. Wenn nach vorgenommenen Schaltungen oder durch Undichtigkeiten ein Teil des Druckgases aus dem Vorratsbehälter verbraucht und infolgedessen der Druck gesunken ist, so muß ein selbständig arbeitender Regler neues Druckgas dem Vorratsbehälter so lange zuströmen lassen, bis der Druck seine normale Höhe wieder erreicht hat. Bei den bisher bekannten Druckreglern geschieht die Regelung meist durch ein unmittelbar gesteuertes Ventil, das durch einen Kolben oder eine Membran bewegt wird und hierbei den Querschnitt des Ventils ändert. Die Ausführung erfolgt hierbei im allgemeinen so, daß auf die eine Seite des Regelkolbens der Druck des Vorratsbehälters und auf die andere Seite der Druck einer Feder wirkt, die so eingestellt wird, daß sie dem normalen Betriebsdruck im Vorratsbehälter das Gleichgewicht hält. Wird nun infolge Druckgasverbrauchs der Druck im Vorratsbehälter kleiner als normal, so überwiegt der Federdruck, und das Ventil wird entsprechend der eingetretenen Druckdifferenz mehr oder weniger weit so lange geöffnet, bis durch das Füllen des Druckgasbehälters der normale Betriebsdruck wieder hergestellt ist.

Derartige Regler haben vornehmlich folgende Nachteile:

Die Kräfte zum Verstellen des Ventils zur Regelung der Druckgaszufuhr sind äquivalent der Differenz zwischen Solldruck (Normaldruck) und Istdruck (Augenblicksdruck), so daß die Kraft zum Schließen des Ventils bei Annäherung des Istdruckes an den Solldruck immer kleiner und schließlich Null wird, wodurch ein sicheres Abdichten des mit Rücksicht auf die Verwendung verflüssigter Gase groß zu wählenden Regelventils bei den unvermeidlichen Verschmutzungen und Vereisungen des Ventilsitzes praktisch unmöglich wird. Die Folgen dieser Undichtigkeiten sind Druckgasverluste und evtl. Gefährdung des Vorratsbehälters durch Überdrücke.

Das Öffnen und Schließen des Ventils erfolgt bei geringen Unterschieden zwischen ■ Soll- und Istdruck schleichend, so daß das Druckgas beim Durchströmen des Ventils längere Zeit stark gedrosselt wird. Werden verflüssigte Gase verwandt, so führt diese Drosselung zu einer starken Abkühlung und zum Einfrieren des Ventils und somit zu schweren Betriebsstörungen. Diese Nachteile zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung.

Die Erfindung betrifft somit einen Gasspeicher, insbesondere für Druckgasschalter, be-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Werner Uebernmth in Berlin-Oberschöneweide.

stehend aus einem Druckgasbehälter, der unter Zwischenschaltung eines Druckreglers mit einer verflüssigtes Gas enthaltenden Druckgasquelle verbunden ist, wobei erfindungsgemäß der Druckregler derart ausgebildet ist, daß das Regelventil sich nicht schleichend bewegen kann, sondern beim Ansprechen des Reglers schnell und bis zu seiner vollen Durchgangsstellung geöffnet wird und in dieser Stellung ίο verbleibt, bis in dem Gasbehälter der gewünschte Betriebsdruck vorhanden ist, worauf dann das Ventil aus dieser Lage, ohne in Zwischenstellungen zu verbleiben, schnell und vollständig geschlossen wird. Durch diese Maßnahmen wird einmal erreicht, daß eine Drosselung in dem Ventil überhaupt nicht eintreten kann, so daß die Gefahr des Einfrierens nicht vorliegt, und ferner wird durch die schnelle Öffnungs- und Schließbewegung erreicht, daß etwa vorhandene Eiskristalle beim Schließen des Ventils zerdrückt werden. Die Erfindung bewirkt also eine wesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit bei Druckgasversorgungsanlagen, insbesondere solchen für Druckgasschalter.

Wenn das Regelventil pneumatisch betätigt ist, so steuert man es zweckmäßig vermittels eines Minimaldruckventils in der Weise, daß das Antriebsorgan des Regelventils erst beim Ansprechen des Minimaldruckventils, und zwar mit dem vollen, in dem Druckgasbehälter vorhandenen Gasdruck, beaufschlagt wird und hierbei eine schnelle und vollständige Öffnungsbewegung des Regelventils herbeiführt. Bei dieser Anordnung kann man für die Schließbewegung des Regelventils einen Kraftspeicher vorsehen, der bei der Öffnungsbewegung aufgeladen wird. Statt dessen kann man zum Schließen des Regelventils gleichfalls pneumatische Betätigung verwenden, und zwar zweckmäßig in der Weise, daß ein Maximaldruckventil beim Überschreiten des Betriebsdruckes das die Ausschaltbewegung hervorrufende Druckgas aus dem Druckbehälter nach ♦5 dem Antriebsorgan des Regelventils treten läßt. Damit stets der volle Druck der Verbraucherseite, d. h. des Gasbehälters, für die Ventilbetätigung ausgenutzt werden kann, ist es erforderlich, daß die Leitungen zum Absperrventil nach dem Schließen der Steuerventile völlig drucklos werden. Es genügt hierzu eine kleine Öffnung in den Leitungen, die während des Durchtritts des Druckgases als Undichtigkeit wirkt. Konstruktiv läßt sich die Betätigungseinrichtung des Absperrventils in sehr einfacher Weise aus der Bewegung eines Kolbens oder einer Membran ableiten, welche mechanisch durch das Gestänge oder Zahnradgetriebe mit dem Absperrventil verbunden sind und auf welche der gesteuerte Druck der Verbraucherseite über das Minimaldruckventil einwirkt. Im übrigen wird das Betätigungsorgan für das Absperrventil abnehmbar ausgebildet, derart, daß es auswechselbar an normalen Druckgasflaschen, z. B. Kohlensäureflaschen, angebracht werden kann. Dies hat den Vorteil, daß das an der Flasche befindliche Absperrventil selbst als Regelventil benutzt werden kann und das sonst erforderliche zusätzliche Regelventil erspart wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In Abb. 1 bedeutet α einen auf der Verbraucherseite befindlichen Druckgasbehälter, welcher in nicht dargestellter Weise mit einem Druckgasschalter über ein ebenfalls nicht gezeichnetes Ventil in Verbindung steht. Der Behälter α besitzt ein Minimaldruckventil b, von welchem eine Leitung c nach dem Absperrventil d der Druckgasquelle e führt, in welcher beispielsweise flüssige Kohlensäure bereitsteht. Zwischen der in Gestalt einer Druckgasflasche vorgesehenen Druckgasquelle e und dem Druckgasbehälter a befindet sich die Speiseleitung f, durch welche das Druckgas in den Vorratsbehälter α strömen kann. Die Rohrleitung f erhält an ihrem mit dem Vorratsbehälter α verbundenen Ende zweckmäßigerweise ein Rückschlagventil g, welches sie absperrt, wenn das Ventil d geschlossen ist, um Undichtigkeiten möglichst auszuschalten.

Die Wirkungsweise des Minimaldruckventils b besteht darin, daß ein in dem Zylinder h geführter Kolben i eine Scheibe k trägt, welche die öffnung zu der Leitung c abschließt, sobald der Druck in dem Behälter α groß genug ist, um die Gegenkraft der Feder m zu überwinden. Ist aber der Druck in dem Behälter α abgesunken, so bewegt sich der Kolben i nach unten und gibt die Öffnung zu der "Rohrleitungc frei. Es fließt alsdann Druckgas zum Absperrventil ä hin.

Die Betätigung des Absperrventils ei ist im einzelnen aus der Abb. 2 zu erkennen. Das Druckgas aus dem Vorratsbehälter α wirkt auf die eine Seite des Kolbens n, welcher sich dabei im Zylinder 0 gegen die Kraft einer Feder p bewegt. Der Kolben η ist mit einer Zahnstange q versehen, welche mit einem Ritzel r zusammenarbeitet und hierdurch die Welle s dreht. Die Welle s ist auf die Spindel t des Absperrventils mittels eines Vierkants aufgesetzt und schraubt bei Drehung der Welle s in an sich bekannter Weise den Verschluß u des Absperrventils auf und zu, wobei die Bohrung υ der Druckgasquelle e freigelegt oder geschlossen wird. Hat beispielsweise das Minimaldruckventil b geöffnet und ist dadurch das Ventil d ebenfalls geöffnet worden, so fließt durch die Leitung f so lange Druckgas, zum Teil in flüssiger Form, nach dem Behälter a,

bis der Druck in diesem wieder auf den normalen Wert angestiegen ist und das Minimaldruckventil sich schließt; der Druck in der Rohrleitung c sinkt alsdann ab. Nunmehr bewegt sich der Kolben η unter Wirkung der Feder p in seine Ausgangsstellung zurück, und das Ventil d wird geschlossen.

Wenn das Minimaldruckventil δ geschlossen ist, so steht es unter der Wirkung folgender

ίο zweier Kräfte: Auf die Fläche der Scheibe k wirkt der in dem Behälter α vorhandene Gasdruck im Sinne einer Schließung des Ventils. Diesem Druck wirkt der Druck der Feder m entgegen. Die Rohrleitung c ist entlüftet, so daß auf die obere Seite der Scheibe k kein Gegendruck wirkt. Wenn nun beim Absinken des Gasdruckes in den Behälter α das Ventil δ eine wenn auch nur geringe Öffnungsbewegung ausführt, so füllt sich der Raum hinter der Scheibe k sofort mit Druckgas, so daß diese Scheibe in sich selbst entlastet ist. Wirksam ist jetzt nur noch der Druck der Feder m, der das Ventil zu öffnen sucht, und ein Gegendruck auf den Kolben*, der das Ventil zu schließen sucht. Da aber die Fläche des Kolbens i, wie ersichtlich, wesentlich kleiner ist als die der Scheibe k, so entsteht ein plötzlicher Drucküberschuß im Sinne der Öffnungsbewegung, und das Minimaldruckventil δ wird schnell vollständig geöffnet, so daß auch die Steuerleitung c plötzlich mit dem vollen Druck des Behälters α beaufschlagt wird und das Abströmen von Gas durch die kleine Entlüftungsöffnung ohne jeden Einfluß bleibt. Infolgedessen wird auch das Regelventil d schnell und ohne jede Zwischenstellung geöffnet, so daß keine Drosselung eintritt und die Gefahr des Einfrierens des Ventils nicht besteht.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Gasspeicheranlage, insbesondere für Druckgasschalter, bestehend aus einem Druckgasbehälter, der unter Zwischenschaltung eines Druckreglers mit einer verflüssigtes Gas enthaltenden Druckgasquelle verbunden ist, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Druckreglers, daß das Regelventil (d) bei absinkendem Druck im Gasbehälter [a) schnell voll bis in die Endstellung geöffnet wird und beim Erreichen des Betriebsdruckes aus dieser Stellung ohne Zwischenstellungen in die Schließstellung zurückgebracht wird.
2. 2. Gasspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatisch betätigte Regelventil (d) durch ein Minimaldruckventil (δ) derart gesteuert ist, daß das Antriebsorgan (n) des Regelventils erst beim Ansprechen des Minimaldruckventils (δ), und zwar mit dem vollen, in dem Druckgasbehälter (a) vorhandenen Gasdruck, beaufschlagt wird und hierbei eine schnelle und vollständige Öffnungsbewegung des Regelventils (d) herbeiführt.
3. 3. Gasspeicheranlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schließbewegung des Regelventils [d) ein Kraftspeicher (fi) vorgesehen ist, der bei der Öffnungsbewegung aufgeladen wird.
4. 4. Gasspeicheranlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schließbewegung des Regelventils (d) gleichfalls pneumatische Betätigung, und zwar unter Verwendung eines Maximaldruckventils, vorgesehen ist, das beim Überschreiten des Betriebsdruckes das die Ausschaltbewegung hervorrufende Druckgas aus dem Behälter (a) nach dem Antriebsorgan (n) des Regelventils treten läßt.
5. 5. Gasspeicheranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum des Antriebsorgans (n) des Regelventils (d) mit einer besonderen, dauernd geöffneten Entlüftungsöffnung versehen ist, derart, daß beim Schließen des Minimaldruckventil (δ) der Kraftspeicher (p) das Regelventil {d) ohne Überwindung eines Gegendruckes schnell schließen kann.
6. 6. Gasspeicheranlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das An- go triebsorgan des Regelventils aus einem unter der Wirkung einer Feder (p) stehenden Kolben (n) oder einer Membran besteht.
7. 7. Gasspeicheranlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (») mit dem Ventil (d) über ein Getriebe gekuppelt ist.
8. 8. Gasspeicheranlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan des Regelventils abnehmbar ist, derart, daß es an normalen Druckgasflaschen angebracht werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungea