DE568349C - Druckgasspeisevorrichtung fuer elektrische Schalter mit Lichtbogenloeschung durch stroemendes Druckgas - Google Patents

Description

Bei Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas muß das erforderliche Löschgas in einem besonderen Behälter bereit gehalten werden, damit es jederzeit zur Vornähme der Schaltung zur Verfügung steht. Werden solche Gase verwendet, die im Handel in flüssigem Zustande erhältlich sind, wie z. B. Kohlensäure, so ist es vorteilhaft, das Gas in verflüssigtem Zustande aufzubewahren und es

to erst im Schaltraum selbst im Augenblick des Schaltvorganges zur Verdampfung zu bringen. Bei dieser Betriebsweise ist es nun erforderlich, daß einerseits eine bestimmte begrenzte Menge des verflüssigten Gases, nämlich so viel, wie gerade für eine Schaltung benötigt wird, in den Schaltraum eingeführt wird und daß andererseits diese Flüssigkeitsmenge plötzlich und nicht etwa allmählich in den Schaltrauni strömt, damit sich ein genügend hoher Druck bei der Verdampfung entwickelt.

Diese Aufgabe ist mit gewöhnlichen Absperrventilen nicht zu erfüllen. Da nämlich mit Rücksicht auf den Schaltvorgang ein solches Ventil eine sehr große Öffnung haben müßte, so wäre eine auch nur annähernd genaue Bemessung der abströmenden Flüssigkeit nicht möglich, und es würde aus dem Vorratsbehälter auch nach Beendigung des Löschvorganges noch eine große Menge Flüssigkeit nutzlos abströmen.

Würde man andererseits ein Drosselventil benutzen, so könnte die Flüssigkeit nur allmählich abströmen, und der Verdampfungsdruck wäre für die Bewältigung großer Schaltleistungen zu niedrig; außerdem würde durch den bei der Drosselung auftretenden Wärmeverbrauch ein Einfrieren des Ventils stattfinden. Diese Nachteile zu vermeiden ist Aufgabe der Erfindung.

Die Erfindung bezieht sich somit auf eine Druckgasspeisevorrichtung für elektrische Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas, wobei erfindungsgemäß das Steuerorgan, vermittels dessen das Druckgas, insbesondere Kohlensäure, in verflüssigtem Zustand einem Vorratsbehälter entnommen und ohne weitere Abschlußorgane dem Schalter zugeführt wird, nach Art einer Schleuse ausgebildet ist, derart, daß es in einer besonderen, mit getrennter Zuström₇ und Abströmöffnung versehenen Kammer eine bestimmte Menge des verflüssigten Gases aufnimmt, die nach dem Abschließen des von dem Vorratsbehälter kommenden Zuströmrohres und nach Öffnen des mit großem Querschnitt versehenen Abströmrohres dem Schalter zugeführt wird.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß eine für die Löschung des Unterbrechungslichtbogens im Schalter ausreichende' Menge des verflüssigten Gases dem Schalter zugeführt wird, ohne daß schädliche Drosselerscheinungen auftreten, welche einerseits den Druck des zwischen den Schalterkontakten ausblasenden Gases verringern und andererseits ein Einfrieren der Zuströmleitung herbeiführen würden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. .

In Abb. ι ist der Aufbau eines Schleusenventils schematisch dargestellt. In einem Gehäuse ι gleitet der Bewegungskolben 4, mit welchem über der Kolbenstange 6, 8 die Tellefventile 7 und 9 verbunden sind. Diese Tellerventile sind innerhalb des Schleusenraumes 10 so angeordnet, daß sie den Ein- und Ausgang der Schleusenkammer wechselseitig verschließen bzw. öffnen. Mit der Schleusenkammer 10 ist eine zylinderförmige Erweiterung 11 verbunden, in welcher sich der Kolben 12 befindet, der bei

13 einstellbar ist. Mit, diesem Kolben läßt sich der Raum der Schleusenkammer vergrößern bzw. verkleinern und so die Menge des durcK-zuschleusenden verflüssigten Gases einstellen'. Das verflüssigte Gas strömt durch die Öffnung 15 zu, füllt die Schleusenkammer bei geschlossenem Ventil 9 und tritt gleichzeitig unter und durch die Öffnung 5 über den Bewegungslcolben 4. ' Der Bewegungskolben 4 wird bei geschlossener Entlüftungsöffnung 3 im Gehäusedeckel 2 nach unten in die gezeichnete Stellung "bewegt, da der Flüssigkeitsdruck auf den Flächeninhalt des Ventiltellers 9 und auf einen Teil der oberen Fläche des Betätigungskolbens 4 wirkt. Die in Abb. 1 gezeichnete Stellung entspricht der Betriebsbereitschaftsstellung. Die Schleusenkammer 10 und der Erweiterungsräum 11 sind mit verflüssigtem Gas angefüllt. Wird nun an der Öffnung 3 das Entlüftungsventil geöffnet, so daß das über dem Kolben befindliche Gas abströmen kann, so bewegt sich der Kolben 4 infolge der geänderten Druckverhältnisse nach oben, schließt dabei die Zuströmöffnung zur

... . Schleusenkammer 10 durch den .Ventilteller 7 und gibt gleichzeitig die untere Ausströmöffnung

14 frei, wobei der Inhalt der Schleusenkammer 10 durch diese Öffnung der Verbrauchstelle zuströmt. Wird das Entlüftungsventil an der

. Öffnung 3 wieder geschlossen, so sammelt sich das durch die öffnungen 5 über den Kolben strömende Gas oberhalb des Kolbens und bringt diesen und die mit ihm verbundenen Ventilteller wieder in die gezeichnete Lage. Die Schleusenkammer wird dann erneut mit verflüssigtem Gas gefüllt, und der Vorgang kann von neuem beginnen. Die Schleusenkammer kann bezüglich ihres Rauminhalts in beliebiger Weise veränderlich gemacht werden. Ebenso kann die Anordnung der Ventilteller zum Betätigungskolben in verschiedener Weise . vorgenommen werden; insbesondere kann ein Ventilteller oder auch 'beide als Betätigungskolben ausgebildet werden. Die Steuerung des Ventils erfolgt, wie

,. oben beschrieben, durch ein an der Öffnung 3 angebrachtes Entlüftungsventil, welches seinerseits in beliebiger Weise elektrisch, pneumatisch o, dgl. gesteuert werden kann. Man kann die Anordnung der Ventilteller 7 und 9 auch so treffen, daß beispielsweise der Ventilteller 7, der die Einströmöffnung zur Schleusenkammer 10 steuert, schon geschlossen wird, bevor der Ventilteller 9-geöffnet werden kann. -Umgekehrt vollzieht sich der Vorgang dann so, daß erst Ventilteller 9 geschlossen wird und dann erst die Einströmöffnung durch Ventilteller 7 freigegeben "wird.

In Abb. 2 ist eine Ventilanordnung darge-"stellt,'bei welcher sich die Schleusenkammer in einem Drehschieber befindet. In dem Gehäuse 1 ist ein Drehschieber angebracht, dessen oberer Teil aus einer Schleusenkammer 16 besteht, die über einen Ansatz 18 mit einem unteren ScMeberteil 17 verbunden ist. Das Gehäuse 1, in dem sich der Drehschieber bewegt, endigt unten in dem Zuströmrohr 27 und besitzt den Kanal 25, durch welchen das verflüssigte Gas über die Öffnung 26 und die Öffnung 21 der Schleusenkammer 16 in diese eintritt. Gegenüber dem Kanal 25 liegt der Abströmkanal 24, durch welchen der Inhalt der Schleusenkammer in der gezeichneten Schieberstellung aus der öffnung 20 und der Bohrung 19 des unteren Sshieberteiles 17 über das Rohr 33 nach der Verbraucherstelle hin abströmen kann. Die Räume im Schiebergehäuse 1 oberhalb und unterhalb des Drehschiebers und der. Raum zwischen den beiden Schieberhälften stehen durch die Bohrungen 22. und 23 miteinander in Verbindung) so daß bei etwaiger Undichtigkeit des Drehschiebers das entweichende Gas in den Raum oberhalb des Schiebers abströmen kann, wo es durch eine besondere Öffnung entweicht. In der gezeichneten Anordnung wird diese besondere Öffnung durch eine Pfeife 32 abgeschlossen, die durch das ausströmende Gas zum Ertönen gebracht wird und so die Undichtigkeit des Ventils anzeigt. An Stelle dieser Pfeife 32 könnte auch irgendeine andere Vorrichtung, z. B. eine Membran, angeordnet sein, die bei Undichtigkeit des Ventils einen Kontakt eines Signalstromkreises Öffnet bzw. schließt. Der Drehschieber selbst wird über eine besondere Zwischenlage 31 durch das Druckstück 26 auf seinen Sitz gepreßt und über den Wellenstumpf 30 vom Hebel 29 bewegt. Gezeichnet ist die Schieberstellung im Augenblick der Entleerung der Schleusenkammer.i6. Hier ist die Anordnung so getroffen, daß beim Drehen des Schiebers zunächst die Zuströmöffnung 26 nach" der Öffnung 21 geschlossen wird und dann erst bei der Öffnung 20 der Durchtritt nach Kanal 24 und gleichzeitig der Durchtritt durch die Bohrung 19 der unteren Schieberhälfte freigegeben werden. Der Durchtritt des verflüssigten Gases durch den.Schieber ist durch Pfeile angedeutet. In Abb.3 ist.der Schnitt a-b dieser Anordnung gezeichnet; die hier verwendeten Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie bei Abb. 2. Die. Größe der Schleusenkammer 16 kann, auch

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hier in beliebiger Weise einstellbar gemacht werden.

In Abb. 4 ist eine Ventilanordnung gezeichnet, bei der zur Steuerung des Zu- und Abflusses des verflüssigten Gases zwei Ventilkolben 34 und 35 vorgesehen sind, die über einem Hebel 36, der bei 38 gelagert ist, so miteinander in Verbindung stehen, daß die Öffnung des einen die Schließung des zweiten zwangläufig zur Folge hat. Die Ventilkolben 34 und 35 bewegen sich in dem Gehäuse 1 und stehen über die Schleusenkammer 10 miteinander in Verbindung. Das Ventilgehäuse 1 besitzt die Anschlußstutzen 14 und 15. Durch den Stutzen 15 wird das verflüssigte Gas bei geöffnetem Ventilkolben 35 der Schleusenkammer 10 zugeführt. Der Kolben 34 steuert den Abfluß durch den Anschlußstutzen 14. Die Ventilkolben sind gleichzeitig Bewegungskolben und werden durch Entlüftungsventile, die an den öffnungen 3 der Ventildeckel 37 angebracht sind, gesteuert. Wird z. B. das Entlüftungsventil über dem Kolben 35 geschlossen und das über dem Kolben 34 gleichzeitig geöffnet, so schließt der Kolben 35,

während der Kolben 34 öffnet und den Inhalt der Schleusenkammer 10 nach der Verbraucherstelle hin- abströmen läßt. Die Steuerung des Ventils ist hier nicht näher dargestellt; sie kann in beliebiger Weise erfolgen.

In Abb. 5 ist der Aufbau eines Schleusenventils gezeichnet, bei welchem das Zusammenwirken eines Kolbenventils mit einem Rohrbruchventil schematisch dargestellt ist. In dem Ventilgehäuse 1 bewegt sich ein Ventilkolben 41, der mit dem Ventilteller 34. verbunden ist. Der Ventilkolben 41 besitzt die Öffnungen 40 und 42 und zwei eng nebeneinander liegende Öffnungen 43. Die Öffnungen 43 stehen in der geschlossenen Stellung des Ventilkolbens mit dem Kanal 44 in Verbindung, durch welchen verflüssigtes Gas zutreten kann. In dem Zuströmrohr 15 der verflüssigten Gase ist ein Ventilteller 45 angeordnet, der bei 47 gelagert ist und bei gleichem Druck vor und hinter dem Ventilteller durch die" Feder 46 von seinem Sitz 48 abgehoben wird. ■ Gezeichnet ist die Betriebsbereitschaftsstellung des Ventils. Der Raum oberhalb des Ventiltellers 45 ist mit verflüssigtem Gas gefüllt, ebenso durch Öffnungen 40 und 42 bzw. 43 der Raum hinter dem Ventilkolben 41. Dieser wird dadurch bei geschlossenem Entlüftungsventil an der Öffnung 3 in der geschlossenen Stellung gehalten. Wird nun das Entlüftungsventil an der öffnung 3 geöffnet, so verschwindet der Druck hinter dem Kolben, da durch die öffnung 43 weniger zuströmt, als durch das Entlüftungsventil abströmen kann. Der Ventilkolben bewegt sich also nach rechts und legt sich an den Ventildeckel 2 an. Das nun durch den Kanal 44 zuströmende Gas übt auf den Ventilkolben bei geöffnetem Entlüftungsventil an der Öffnung 3 keine Wirkung aus. Gleichzeitig ist das über dem Ventilteller 45 befindliche verflüssigte Gas durch den Anschlußstutzen 14 abgeflossen, und der Ventilteller 45 kommt gegen die Feder 46 durch die veränderten Druckverhältnisse zur Anlage auf seine Sitzfläche 48 und schließt den Zustrom des verflüssigten Gases durch das Zuströmrohr 15 ab. Es fließt also nur eine bestimmte, durch den Raum über dem Ventilteller 45 festgelegte "■ Menge verflüssigtes Gas der Verbraucherstelle zu. Wird nun das Entlüftungsventil bei 3 wieder geschlossen, so sammelt sich verflüssigtes Gas .hinter dem Ventilkolben 41 und bringt diesen wieder in die gezeichnete geschlossene Stellung. Durch die öffnung 43 strömt aus dem Kanal 44 verflüssigtes Gas in den Ventilkolben 41 und tritt durch die Öffnung 40 in den Raum oberhalb des Ventiltellers 45. Wenn nun Druckgleichheit zwischen dem Raum über dem Ven- ■■* tilteller 45 und unter diesem herrscht, so wird der Ventilteller 45 durch die Feder 46 von seinem Sitz abgehoben, und der Anfangszustand ist wieder hergestellt. Die gezeichnete Anordnung stellt nur eine der vielen Möglichkeiten der Vereinigung eines Rohrbruchventils mit einem Steuerventil dar. Man kann den Zusammenbau von Rohrbruchventil und Steuerventil in der verschiedensten Weise vornehmen; insbesondere lassen sich auch für die Steuerung der Umströmleitung die verschiedensten Anordnungen wählen. Abb. 6 zeigt die Anordnung zweier hintereinandergeschalteter Ventile, die durch die Schleusenkammer 10 miteinander in Verbindung stehen. Das durch den Stutzen 15 zuströmende verflüssigte Gas wird durch den Ventilkolben 35 gesteuert und tritt in. die Schleusenkammer 10 ein. Die Ausströmöffnung 14 aus der Schleusenkammer 10. wird durch den Ventilkolben 34 geschlossen, der sich im Gehäuse 1 ebenso wie der Ventilkolben 35 bewegt. Gezeichnet ist die Stellung, in der die Schleusenkammer 10 mit verflüssigtem Gas gefüllt wird. Die Ventilkolben 34 und 35 werden durch an den Öffnungen 3 befestigte Entlüftungsventile gesteuert, und zwar kann die Steuerung in einem gemeinsamen Entlüftungsschieber, der hier nicht dargestellt ist, so vorgenommen werden, daß der Ventilkolben 34 erst dann zur Entleerung der Schleusenkammer 10 bewegt wird, wenn der Ventilkolben 35 den Zufluß zu dieser bereits geschlossen hat. Bei der gezeichneten Anordnung ist es z. B. auch möglich, durch gleichzeitige Öffnung beider Ventilkolben 34 und 35 ein Nachfließen von verflüssigtem Gas nach der Verbraucherstelle hin stattfinden zu lassen. Es würde dies vorwiegend dann der FaE sein, wenn der Inhalt der Schleusenkammer 10 zur Durchführung irgendeines Vorganges nicht iao ausreicht. Die Größe der Schleusenkammer 10 kann auch hier in beliebiger Weise einstellbar

gemacht werden. Die Kupplung der Ventilkolben 34 und 35 erfolgt hier auf rein pneumatischem Wege und gestattet, Öffnungszeiten ■ und Öffnungsdauer in beliebiger Weise durch geeignete Steuervorrichtungen der Entlüftungsleitungen festzulegen.

Bei allen vorbeschriebenen Anordnungen mit Ventilkolben, die durch Entlüftung gesteuert werden, sind diese so ausgebildet, daß der Gas-

to verlust, der durch das Entlüften der Räume hinter dem Kolben hervorgerufen wird, in mäßigen. Grenzen bleibt. Zu diesem Zweck können die Ventükolben als geschlossene Hohlkörper ausgebildet werden und Einrichtungen getroffen werden, die den Hub des Ventilkolbens und damit die Größe des zu entlüftenden Raumes verkleinern.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   2» . i. Druckgasspeisevorrichtung für elektrische Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan, vermittels dessen das Druckgas in verflüssigtem Zustand, insbesondere Kohlensäure, einem Vorratsbehälter entnommen und ohne weitere Abschlußorgane dem Schalter zugeführt wird, nach Art einer Schleuse ausgebildet ist, derart, daß es in einer besonderen, mit ge-. trennter Zustrom- und Abströmöffnung versehenen Kammer eine bestimmte Menge des verflüssigten Gases aufnimmt, die nach demÄbschließen des von dem Vorratsbehälter kommenden Zuströmrohres und nach dem Öffnen des mit großem Querschnitt versehenen Abströmrohres dem Schalter zugeführt wird..
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß für den Eintritt und

   .. Austritt der Schleusenkammer (ιθ) je ein besonderes Ventil (7 und 9) vorgesehen ist, die mechanisch, pneumatisch oder elektrisch derart zwangläufig betätigt werden; daß beim öffnen des einen von beiden Ventilen jeweils das andere geschlossen wird.
3. 3, Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilkörper (7 und 9) starr miteinander und mit einem die Ventilbewegung herbeiführenden Steuerkolben (4) verbunden sind (Abb. 1).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch ι und 2 mit pneumatischer Ventilsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventükolben (34, 35) gelenkig miteinander verbunden sind und selbst als Steuerkolben ausgebüdet sind (Abb. 4). .
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Ventüe nach Art eines Rohrbruclwentüs ausgebüdet ist (Abb. 5).
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Zuströmseite (15) der Schleusenkammer Hegende Ventil (45) als Rohrbruchventil ausgebildet ist, derart, daß es sich beim Öffnen des Abströmventils, (41) selbsttätig schließt.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Schleusenkammer (10). veränderlich ist, vorzugsweise durch einen in einer zylindrischen Nische (11) verstellbaren Kolben (12) (Abb. 1).
8. 8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (16) in dem einen Teil eines- zweiteüigen Drehschiebers angeordnet ist, dessen zweiter Teü {17) die Abströmöffnung (19) des verflüssigten Gases steuert (Abb. 2 und 3).
9. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber konisch ausgebüdet ist und daß zu b'eiden Seiten und zwischen den Schieberteüen (16 und 17) besonderemiteinanderverbundeneEntlüftungs- räume angeordnet sind, die mit der Außenlüft in Verbindung stehen. 1
10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß* zwischen den Entlüftungsräumen und der Außenluft eine Signalvorrichtung, insbesondere eine Pfeife (32), angeordnet ist, die bei Undichtigkeiten durch das abblasende Gas in Tätigkeit _go tritt. .
11. 11. Anordnung nach Ansprach 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusen- kammer mit besonderen Einrichtungen, ins- ·. besondere Netzen, Umlenkungswänden, Beheizung, versehen ist, die eine Kristallbüdung des Gases in der Schleusenkammer verhindern.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen