DE548989C

DE548989C - Ventilanordnung zur Steuerung der Druckgaszufuhr bei Schaltern mit Lichtbogenloeschung durch Druckgas

Info

Publication number: DE548989C
Application number: DEA57871D
Authority: DE
Inventors: Werner Uebermuth
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-05-19
Filing date: 1929-05-19
Publication date: 1932-04-21

Description

AUSGEGEBEN AM
21. APRIL 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M548989 KLASSE 21 c GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

durch Druckgas

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Mai 1929 ab

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schalter, bei denen der Unterbrechungslichtbogen durch strömendes Druckgas gelöscht wird. Bei derartigen Schaltern ist es wesentlieh, daß im Augenblick der Kontakttrennung das Druckgas mit voller Kraft und großer Geschwindigkeit die Schaltstrecke durchströmt. Andererseits ist es erforderlich, daß beim Ansprechen des Auslöseorgans, z. B.

Überstromrelais, die Ausschaltung unverzüglich beginnt. Zur Steuerung der Druckgaszufuhr wird daher ein Ventil benötigt, welches ohne j ede Zeitverzögerung mit großer Geschwindigkeit einen großen Strömungsquerschnitt für das Löschgas freigibt. Um dies zu ermöglichen, wären an sich große Kräfte zur Betätigung des Druckgasventils erforderlich, die jedoch nicht ohne weiteres zur Verfügung stehen, da die üblichen Auslöseorgane, z. B. Überstromrelais, nur sehr geringe Steuerkräfte besitzen, mit denen es nicht möglich ist, das Druckgasventil mit der gewünschten Geschwindigkeit zum Öffnen zu bringen.

Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, verwendet man nach der Erfindung eine aus insgesamt drei Ventilen bestehende Steueranordnung, von denen das Hauptventil in an sich bekannter Weise durch Entlüftung seiner Gegendruckkammer vermittels eines Steuerventils betätigt wird, wobei erfindungsgemäß das Steuerventil so ausgebildet ist, daß es gleichfalls durch Entlüftung seiner Gegendruckkammer steuerbar ist, die von einem besonderen, durch das Auslöseorgan des Schalters betätigten kleinen Auslaßventil gesteuert wird. Bei dieser Anordnung kann das Auslaßventil einen ganz geringen Durchflußquerschnitt besitzen und infolgedessen selbst bei hohen Gasdrücken, wie sie bei Hochleistungsdruckgasschaltern verwendet werden, vermittels schwacher Steuerimpulse betätigt werden, und trotzdem wird erreicht, daß das Hauptventil großen Durchilußquerschnittes nach dem Ansprechen des Auslaßventils unter Vermittlung des zwischengeschalteten Steuerventils unverzüglich geöffnet wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt die allgemeine Anordnung eines Druckgasschalters, bei welchem die neue Ventilanordnung zur Anwendung gelangt, während in den Abb. 2 und 3 Einzelheiten der Ventilanordnung in größerem Maßstabe dargestellt sind.

Wie aus Abb. 1 ersichtlich, sitzt das das Hauptventil α enthaltende Ventilgehäuse auf einem Gaskessel b. Durch ein Gestänge c wird vermittels einer elektrischen Auslösevorrichtung das Steuerventil d betätigt, um

*) Von dem Fatentsiicher ist als der Erfinder angegeben zcorden:

Werner Uebermuth in Berlin-Oberschöneweide.

damit das Hauptventil α zu öffnen oder zu schließen. Beim Öffnen des Ventils entsteht ein durch den Pfeil angedeuteter Gasstrom durch den Druckgasschalter. In Abb. 2 ist das Hauptventil im einzelnen dargestellt. In einem Gehäuse e befindet sich ein abgesetzter Ventilkolben f, der durch den Gasdruck und eine Zusatzfeder g fest auf den Ventilsitz gepreßt wird. Der Raum über der to größeren Kolbenseite steht mit dem Druckgas durch eine kleine Ausgleichsbohrung h in dauernder Verbindung. Wird dieser Raum durch Freigabe einer hinreichend großen Austrittsöffnung i entlüftet, so bewegt sich der Ventilkolben unter dem Einfluß des auf die Ringfläche des Kolbens drückenden Gases nach links und gibt die Durchflußöffnung zur Löschstelle des Schalters frei. Ein Verschließen der Austrittsöffnung i bewirkt, daß ao Gas hinter dem Ventilkolben f sich ansammelt und — unterstützt durch die Wirkung der Feder g — den Ventilkolben nach rechts bewegt und dadurch das Hauptventil a schließt. Zur Freigabe der Öffnung i ist ein as Steuerventil d vorgesehen, welches stark verkleinert, genau wie das Hauptventil aufgebaut ist. Der Kolben k des Steuerventils d gibt infolge seiner¹ geringen Dimensionen fast trägheitslos den ganzen Querschnitt der Austrittsöffnung i frei. Zum Betätigen des Steuerventils d wird das von einem elektrischen Auslöser am Hebelarm m erzeugte Drehmoment auf eine seitlich verschiebbare Nockenwelle η übertragen. Der Nocken drückt das Auslaßventil ο nieder, welches den Raum über dem Hilfskolbenventil d entleert. Um ein unnötig langes Blasen des Hauptventils zu vermeiden, ist die Steuerung so ausgebildet, daß das Ventil unabhängig von der Dauer des Betätigungsimpulses am Auslöseorgan m eine konstante Zeit nach der Ventilöffnung wieder geschlossen wird. Am besten wird dies dadurch erreicht, daß das Schließen des Hauptventils eingeleitet wird, sobald der Raum hinter dem Hauptventil a von Druckgas durchströmt ist. Zu diesem Zweck ist eine Sperr- oder Entkuppelungsvorrichtung vorgesehen, welche beim Ansprechen die Einwirkung des Auslöseorganes m auf das Auslaßventil ο aufhebt und in vorliegendem Falle pneumatisch durch Entnahme von Druckgas aus dem Raum hinter dem Hauptventil betätigt wird. In Abb. 2 besteht die Entkupplungsvorrichtung aus einem druckgasbetätigten Kolben q, welcher auf die bereits erwähnte, seitlich verschiebbare Nockenwelle η aufgekeilt ist. Der Raum links von dem Kolben q ist durch eine Rohrleitung p mit einer beliebigen Stelle der Hauptdruckgasleitung hinter dem Hauptventil α verbunden.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Im Ruhezustand sind die drei Ventile a, b und ο geschlossen und nehmen die gezeichnete Lage ein. Beim Ansprechen des Auslöseorganes wird vermittels des Hebels m die Welle η gedreht, und der auf ihr befindliche Nocken drückt das Auslaßventil 0 nieder. Infolgedessen wird der Raum über dem Kolben k des Steuerventils d entlüftet, der Kolben k bewegt sich nach oben und gibt die Austrittsöffnung i frei. Infolgedessen verschwindet der Druck auf der linken Seite des Hauptventilkolbens f, so daß dieser sich nach links bewegt und den Drucktritt des Druckgases von dem Gaskessel b nach der Schaltstelle freigibt. Sobald das Druckgas strömt, wird auch die Steuerleitung p unter Druck gesetzt und führt Druckgas dem Entkupplungskolben q zu, der die Nockenwelle η nach rechts verschiebt. Hierbei kommt der Nocken außer Eingriff mit dem Auslaßventil O₁ so daß letzteres unter dem Einfluß seiner Feder geschlossen wird. Hierauf schließt sich das Steuerventil d und zuletzt das Hauptventil a.

Es ist bekannt, Druckgasschalter mit einer Sicherheitsvorrichtung zu versehen, welche bei unzureichendem Gasdruck das Schalten verhindert. Bei Verwendung einer Ventilanordnung gemäß der Erfindung ordnet man die Sicherheitsvorrichtung zweckmäßig so an, daß sie ebenfalls auf die Entkupplungsvorrichtung des Auslaßventils 0 wirkt und diese zum Ansprechen bringt, sobald der Druck im Gaskessel oder in der Druckgaszuleitung unter ein gewisses Maß gesunken ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 besteht die Sicherheitsvorrichtung aus einem Minimaldruckventil r, welches beim Unterschreiten des zulässigen Kesselmindestdruckes über eine Rohrleitung s Gas zu dem Entkupplungskolben q treten läßt. Hierbei wird in gleicher Weise, wie durch das durch die Rohrleitung p strömende Druckgas die Nockenwelle η nach rechts verschoben und bringt dadurch den Nocken außer Eingriff mit dem Auslaßventil 0. Ein in diesem Zustand evtl. auftretender Auslöseimpuls bewirkt dann keine Ausschaltung mehr. Durch no den Druck des Sperrgases kann gleichzeitig ein pneumatisches oder elektrisches Alarmsignal betätigt werden. Ist der Kesseldruck wieder gestiegen, so schließt das Ventil r, und nach Entweichen des Sperrgases durch eine Ausgleichsbohrung t kommt das Ventil wieder in Bereitschaft.

Bei Verwendung elektrischer Primärauslöser sind die Auslösekräfte unter Umständen so klein, daß das Auslaßventil 0 nicht unmittelbar davon geöffnet werden kann. Der Impuls des elektrischen Auslösers wird daher

in Abb. 3 zum Ausklinken eines federbelasteten Kolbens ν benutzt, dessen Kolbenstange u wiederum das Auslaßventil 0 öffnet. Zwecks Schließens des Ventils 0 wird, ähnlich wie in Abb. 2, Druckgas durch die Leitung ρ unter den Kolben ν geleitet, der bei seiner Aufwärtsbewegung die Druckfedern w zur nächsten Schaltung spannt. Die Klinke χ hält die Kolbenstange u in der oberen Stellung fest. Bei zu niedrigem Kessel- (bzw. Leitungs-) Druck tritt durch das oben beschriebene Minimaldruckventil r und die Rohrleitung s Gas unter den Kolben ν und verhindert, daß beim Ausklinken der Sperrklinke der KoI-ben ν nach unten geht und das Ventil 0

öffnet.

Claims

Patentansprüche:

1. Ventilanordnung zur Steuerung der Druckgaszufuhr bei Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas, bestehend aus einem Hauptventil für den Abschluß der Druckgasleitung und einem Steuerventil, durch dessen Lüften das Hauptventil zur Wirkung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (ß) derart ausgebildet ist, daß es gleichfalls durch Entlüftung seiner Ventilkammer: steuerbar ist, was durch ein besonderes durch das Auslöseorgan des Schalters betätigtes Auslaßventil (0) bewirkt wird.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer- \^rentil (d) derart pneumatisch über eine Rohrleitung (p) gesteuert ist, daß das Hauptventil (α) unabhängig von der Dauer des Betätigungsimpulses des Auslöseorgans (;;z) eine konstante Zeit nach dem Öffnen wieder geschlossen wird.

3. \^rentilanordmmg nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließen des Hauptventils (a) eingeleitet wird, sobald der Raum hinter dem Hauptventil von Druckgas durchströmt ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperr- oder Entkupplungsvorrichtung (τ¹ bzw. q) vorgesehen ist, welche beim Ansprechen die Einwirkung des Auslöseorganes (.r bzw. m) auf das Auslaßventil (0) aufhebt bzw. verhindert.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkupplungsvorrichtung pneumatisch durch Entnähme von Druckgas aus dem Raum hinter dem Hauptventil (α) betätigt wird.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Sicherheitsvorrichtung (r), welche die öo Entkupplungsvorrichtung zumAnsprechen bringt, sobald der Druck. im Gaskessel oder in der Druckgaszuleitung unter ein gewisses Maß gesunken ist.

7. Ventilanordnung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (r) aus einem Minimaldruckventil besteht, das beim Absinken des Gasdruckes ein Verbindungsrohr (s) von der Druckgasquelle zu der Entkupplungsvorrichtung öffnet.

8. Ventilanordnung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkupplungsvorrichtung aus einer vermittels eines druckgasbetätigten Kolbens (q) axial verschiebbaren, mit dem Auslöseorgan (ra) verbundenen Nockenwelle (n) besteht, deren Nocken das Auslaßventil (0) steuert (Abb. 2).

9. Ventilanordnung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Öffnen des Auslaßventils (0) eine Feder (w) vorgesehen ist, die' durch das Auslöseorgan (_r) ausgelöst wird (Abb. 3).

10. Ventilanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spannen der Feder (w) ein druckgasbetätigter Kolben (v) vorgesehen ist, der nach dem Spannen der Feder wieder entlastet wird.

11. Ventilanordnung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (v) bei zu niedrigem Gasdruck mit Druckgas beaufschlagt wird, so daß er ein Entspannen der Feder (ze/) und damit eine' Schalterbetätigung verhindert.

12. Ventilanordnung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (α) und das Steuerventil (d) zur Beschleunigung des Schließens mit je einer Feder (g) belastet sind.

13. Ventilanordnung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsbohrung Qi) des Hauptventils (α) im Ventilkolben selbst angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen