DE592012C - Schnellverdampfer zur Speisung von Schaltern mit Lichtbogenloeschung durch Dampf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schnellverdampfer¹ zur Speisung von Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch Dampf nach Patent 530 710, wobei erfindungsgemäß der Verdampferkessel nach Art eines Ruthsspeichers ausgebildet ist, dessen Temperatur durch selbsttätig gesteuerte elektrische Heizelemente so hoch gehalten ist, daß bei Druckentlastung, d. h. bei Dampfentnahme, augen-

.0 blicklich eine Nachverdampfung ohne äußere Wärmezufuhr eintritt.

Diese Ausbildung des Schnellverdampfers, bei welcher nach dem Prinzip des Ruthsspeichers das Löschmittel sich im wesent- liehen in flüssigem Zustand befindet, jedoch unter einem so hohen Druck, daß bei Dampfentnahme sofort eine Nachverdampfung eintritt, hat den Vorteil, daß bei kleinem Rauminhalt des Verdampferkessels stoßweise große

■,ο Dampfmengen entnommen werden können. Dies ist gerade für den Betrieb elektrischer Schalter besonders zweckmäßig, da ein derartiger Schalter einerseits nur verhältnismäßig ' selten geschaltet wird, andererseits jedoch, wenn eine Schaltung erforderlich ist, größere Dampfmengen benötigt werden und auch die Möglichkeit gegeben sein muß, daß der Schalter in kurzen Zeitabständen mehrere Male geschaltet werden kann. Für die Aufspeicherung neuer Wärme ^x vermittels der

Heizelemente steht dann wieder eine verhältnismäßig lange Zeit zur Verfügung, so daß die Heizelemente selbst verhältnismäßig klein bemessen werden können und auch die für Heizzwecke benötigte Leistung nicht groß ist. Die Erfindung ermöglicht also eine Wärmespeicherung in günstiger Weise und trägt im besonderen auch den. Bedürfnissen des Betriebes elektrischer Schalter Rechnung.

Bei dem Schnellverdampfer wird der Dampfraum des Verdampferkessels zweckmäßig so groß bemessen, daß der jeweils vorhandene Dampfinhalt zur Durchführung zweier Kurzschlußabschaltungen ausreicht. Den Verdampferkessel selbst umgibt man vorteilhaft mit. einer guten Wärmeisolation und bemißt ihn so groß, daß beim¹ Versagen der Heizung eine zur Ausschaltung des Schalters hinreichende Dampfmenge noch eine gewisse Zeit lang zur Verfügung steht. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die aus Widerstandsrohren bestehenden Heizelemente selbst den Verdampferkessel bilden.

Wenn die Verdampfung im Verdampferkessel durch Schadhaftwerden der Heizwicklung oder durch Stromunterbrechung des Heizstromkreises, oder durch Absinken des Flüssigkeitsspiegels unter die zulässige Grenze unterbrochen wird, so daß der Dampferzeuger nicht mehr betriebsbereit ist, so

wird, um Fehlschaltungen zu vermeiden, durch entsprechende Vorrichtungen eine Verriegelung des Schalters herbeigeführt und gleichzeitig durch Warnvorrichtungen das Bedienungspersonal auf den unvorschriftsmäßigen Zustand aufmerksam gemacht. Dies läßt sich in besonders zweckmäßiger Weise durch eine geeignete Kombination der vom • Druck im Verdampferkessel, vom Flüssigkeitszustand und von einem Thermostat gesteuerten Kontakte in einer Meldeleitung erreichen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Abb. ι ist der nach Art eines Ruthsspeichers ausgebildete Verdampferkessel schematisch dargestellt. Der' Kessel 1 aus Metall ist mit einer wärmeisolierenden Masse 2 umgeben und zum Teil mit Flüssigkeit gefüllt.

Das Heizelement 3, von welchem mehrere vorgesehen sein können, ist vermittels des ' Flansches 4 in den Kessel 1 dicht eingesetzt. Zur Kenntlichmachung des Flüssigkeitsstandes im Verdampferkessel ist ein Wasserstandsglas 7 vorgesehen, welches auch durch andere zum Anzeigen des Flüssigkeitsstandes gebräuchliche Vorrichtungen, z. B. Schwimmer, ersetzt werden kann. Dieser Wasserstandsanzeiger kann außerdem auf Kontakte wirken, wodurch der Füllungsgrad des Verdampferkessels ferngemeldet werden kann. Durch das Rohr 9 wird dem Verdampferkessel die Flüssigkeit zugeführt, wobei ein Rückschlagventil 8 in die Zuführungsleitung eingebaut wird. Die Zuführung der Flüssigkeit, welche gegen den im Verdampferkessel herrschenden Druck durchgeführt werden muß, kann auf verschiedene Arten vorgenommen werden. Sie kann sowohl von Hand als auch selbsttätig gesteuert sein, wobei sich eine besondere zweckmäßige Anordnung dadurch ergibt, daß die Bewegungsenergie des ausschaltenden Schalters zum Eindrücken der Flüssigkeit verwendet, wird. Liegt der betriebsmäßige Kesseldruck unterhalb des Wasserleitungsdruckes, so kann die Flüssigkeit durch ein mechanisch oder elektrisch gesteuertes Ventil direkt aus der Wasserleitung zugeführt werden. Soll ein Wasserleitungs-

.50 anschluß vermieden werden, so kann neben dem Verdampferkessel oder mit diesem vereinigt ein Vorratsbehälter für die Flüssigkeit vorgesehen werden, aus welchem der Verdampferkessel nachgefüllt wird. Die Größe dieses Vorratsbehälters wird zweckmäßig so bemessen, daß eine Auffüllung nur in sehr großen Zeitabständen nötig wird. Der Raum 12 im Verdampferkessel 1 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels dient als Dampfsammeiraum.

Die Dampfentnahme erfolgt durch eine obere öffnung an der höchsten Stelle des Dampfraumes 12 über ein Ventil 5. Dieses Ventil 5 wird mechanisch oder elektrisch von den Auslöseorganen des Schalters gesteuert und gibt den Dampfaustritt nach dem Verteilerrohr 6 bzw. nach den einzelnen Schaltstellen hin frei. Das Ventil 5 und das Verteilerrohr 6 werden zweckmäßig ebenso wie der Kessel 1 wärmeisoliert, um Kondensationsverluste zu vermeiden. Das Ventil 5 kann gleichzeitig als Sicherheitsventil ausgebildet sein und bei zu hohem Druck im Kessel Dampf ins Freie entweichen lassen. Ebenfalls an der höchsten Stelle des Dampfraumes 12 ist eine druckabhängige Vorrichtung angebracht, die in dem gezeichneten Fall aus einem Wellrohr 10 besteht, welches durch eine Feder belastet ist. Mit dieser druckabhängigen Vorrichtung steht eine Schaltvorrichtung 11 in Verbindung, welche den Heizstromkreis steuert. Die druckabhängige Vorrichtung kann auch aus einem gedichtet geführten Kolben bestehen, der durch eine Feder belastet ist. Der Zweck dieser Vorrichtung ist, beim Absinken des Druckes im Dampf raum 10 unter ein zulässiges Maß den Heizstromkreis einzuschalten und so eine Erzeugung von Dampf in die Wege zu leiten. Ist im Raum 12 wieder Dampf genügenden Druckes vorhanden, so wird ebenfalls über diese druckabhängige Vorrichtung der Heizstromkreis ausgeschaltet. Zum Schalten des Heizstromkreises könnte gegebenenfalls auch ein Kontaktmanometer verwendet werden, wobei bei größerer Heizleistung Schaltschütze verwendet werden können. Der Verdampferkessel 1 ist an sich spannungsfrei und kann geerdet werden. Die Heizelemente 3 sind so abgekleidet, daß die zur Heizung verwendete Niederspannung mit der Flüssigkeit nicht in Berührung kommt. In die Erdleitung des Kessels kann man zweckmäßig ein auf Erdschluß ansprechendes Relais einschalten, welches das Schadhaftwerden eines Heizelementes, d. h. das Auftreten einer Berührungsspannung am Kessel, meldet und für die Abschaltung des defekten Elementes Sorge trägt. Innerhalb der Flüssigkeit im Verdampferkessel können, wie schon oben gesagt, mehrere Heizelemente 3 angeordnet sein, die entweder samtlieh an die Niederspannungsleitung angeschlossen sind oder aber gruppenweise mit verschiedenen Stromquellen in Verbindung stehen. Die Wärmeisolierung des Verdampferkessels ι wie überhaupt dessen ganzer Aufbau müssen so durchgeführt werden, daß auch beim Versagen der Heizung für längere Zeit im Kessel Dampf genügenden Druckes gespeichert ist.

In Abb. 2 ist ein Schema der Heizleitung dargestellt. Die druckabhängige Vorrichtung 10 des Verdampferkessels wirkt derart auf

zwei Kontaktvorrichtungen 31 und 32, daß diese bei Erreichen eines gewissen Mindest- [ druckes geschlossen werden. Außerdem ist an Verdampferkessel 1 eine Vorrichtung 30 angeordnet, welche in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Kessel einen Schalter 33 derart betätigt, daß dieser bei ungenügendem Flüssigkeitsdampf geöffnet wird. Die Heizwicklung 3 innerhalb des Verdampferkesseis in der Flüssigkeit wird an eine Niederspannungsleitung angeschlossen, die durch die Sicherungen 34 abgesichert ist. Eine Zuleitung führt sowohl über den Schalter 31 als auch den Schalter 33 nach der Heizleitung, während die zweite Zuleitung direkt an die Heizspirale angeschlossen ist. Bei genügendem Druck im Kesselraum 12 und bei genügendem Flüssigkeitsstand ist der Schalter 31 geöffnet und der Schalter 33 geschlossen.

ao Sinkt nun der Druck im Raum 12, so wird auch der Schalter 31 geschlossen, die Heizwicklung bekommt Strom und die Verdampfung der Flüssigkeit beginnt. Ist der eingestellte Mindestdruck im Raum 12 wieder erreicht/ so öffnet der Schalter 31, und der Heizstrom wird abgeschaltet. Gleichzeitig mit der Betätigung des Schalters 31 wird der Schalter 32 betätigt, der die Merklampe 36 schaltet. Der Merklampenstrom ist vor den Sicherungen 34 abgenommen, um auch noch dann eine einwandfreie Fernmeldung des Betriebszustandes zu gewährleisten, wenn aus irgendwelchen Gründen die Sicherung 34 abgeschmolzen sein sollte. In die Steuerleitung der Merklampe ist ein (J-förmiger Thermostat 37 eingeschaltet, der vom Merklampenstrom durchflossen wird. Ist der Flüssigkeitsstand im Kessel 1 unter das zulässige Maß abgesunken, so wird über die Vorrichtung 30 der Schalter 33 geöffnet, so daß auch bei starkem Druckabfall im Raum 12, d.h. bei eingelegtem Schalter 31, die Heizung nicht eingeschaltet werden kann. Während sonst die Schalter 31 und 32 nur kurzzeitig sich in der Einschaltstellung befinden, bleiben diese jetzt, da infolge der Unterbrechung des Heizstromkreises keine Drucksteigerung im Raum 12 erfolgt, dauernd eingeschaltet. Der Merklampenstrom, der über den Schalter 32 und den Thermostaten 37 fließt, erwärmt diesen Thermostaten, wobei dieser bei seiner Bewegung mit dem Kontakt 38 in Berührung kommt. Dieser Kurzschluß hat nun das dauernde Ertönen der Hupe 35 zur Folge, so daß das Bedienungspersonal auf die Störung aufmerksam wird. Gleichzeitig wird durch den Stromkreis der Hupe in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise eine Verriegelung des Schalters herbeigeführt, so daß Schaltungen ohne Vorhandensein einer genügenden Dampfmenge nicht erfolgen können. Der gleiche Vorgang vollzieht sich, wenn zwar genügend Flüssigkeit im Verdampferkessel vorhanden ist, aber die Stromzuführung zum Heizwiderstand aus irgendwelchen Ursachen unterbrochen ist. Bei der betriebsmäßigen Einschaltung der Heizleitung zur Nachverdampfung und Druckerhöhung im Kessel 1 spricht die Hupe 35 nicht an, da der Thermostat 37 als Zeitelement dient und nur dann anspricht, wenn innerhalb der eingestellten Zeit der Druck im Kessel 1 bzw. im Raum 12 nicht wieder auf die eingestellte Größe angestiegen ist. Der Thermostat 37 kann in der bei anderen thermischen Auslösevorrichtungen bekannten Weise eine Zeiteinstellung besitzen, so daß die Hupe 35 mit Sicherheit nur dann anspricht, wenn eine Störung am Verdampferkessiel vorhanden ist. Die Einschaltung der Heizleitung wird jedoch immer durch Merklampe 36 angezeigt.

In Abb. 3 ist eine Anordnung gezeichnet, bei welcher der Hochspannungsstrom selbst als Heizstrom dient. Als Heizwiderstand dient in dem dargestellten Beispiel ein Widerstandsrohr 3, welches gleichzeitig als Verdampferkessel verwendet wird. Die Stirnseiten des Rohres 3 werden durch die Flansche 39 und 44 verschlossen; die Rohrleitung 9 dient zur Zuführung bzw. Nachfüllung der Verdampferflüssigkeit. Das Rohr 6 dient zur Dampfentnahme und ist mit dem Ventil 5 versehen. Das Widerstandsrohr 3 ist zur Wärmeisolierung und zur elektrischen Isolierung mit einem keramischen Mantel 40 umgeben. Die ganze Anordnung wird vermittels eines Befestigungsstückes 41 von einem Stützer 42 getragen und ist an Flansch 43 befestigt. In der Rohrleitung 9, durch welche die Flüssigkeit zugeführt wird, ist ein Rückschlagventil 8 vorgesehen. Das Rohr 9 und das Rohr 6 werden zweckmäßig als Stromleiter benutzt, so daß besondere Anschlüsse in Wegfall kommen können. Der durch das Rohr 3 hindurchfließende Hochspannungsstrom verdampft die in diesem befindliche Flüssigkeit, so daß der Raum 12 mit Dampf gefüllt wird. Beim öffnen des Ventiles 5 wird dieser Dampf den Unterbrechungsstellen des Schalters zugeführt. Die sonst noch zum Betrieb eines Verdampferkessels notwendigen Nebenapparate, die hier vorwiegend in einer Einrichtung zum Nachfüllen der Verdampferflüssigkeit und in einer druckabhängigen Verriegelung des Ventiles 5 bestehen, sind nicht besonders gezeichnet. Der Verdampferraum kann hier zweckmäßig mit dem feststehenden Kontakt des Schalters zusammengebaut werden, so daß pro Phase ein Verdampferraum vorgesehen ist. Da während der ganzen Einschaltzeit des Schalters auch bei kleinem Strom Dampf erzeugt

wird, ist die Gewähr dafür vorhanden, daß ' auch bei Abschaltung von kleinen Leistungen (geringer Strom) genügend Dampf zur Löschung vorhanden ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schnellverdampfer zur Speisung von Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch Dampf nach Patent 530 710, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkessel nach Art eines Ruthsspeichers ausgebildet ist, dessen Temperatur durch selbsttätig gesteuerte elektrische Heizelemente so hoch gehalten ist, daß bei Druckentlastung,

d. h. bei Dampfentnahme, augenblicklich eine Nachverdampfung ohne äußere Wärmezufuhr eintritt.

2. Schnell verdampf er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfraum des Verdampferkessels so groß bemessen ist, daß der jeweils vorhandene Dampfinhalt zur Durchführung mehrerer - Kurzschlußabschaltungen ausreicht.

3. Schnellverdampfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkessel so groß bemessen und so gut wärmeisoliert ist, daß beim Versagen der Heizung eine zur Ausschaltung des Schalters hinreichende Dampf menge noch eine gewisse Zeit lang zur Verfügung steht.

4. Schnellverdampfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Widerstandsrohren bestehenden Heizelemente selbst den Verdampferkessel bilden.

5. Schnellverdampfer nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Vorrichtungen, die bei Störungen in der Dampferzeugung den Schalter verriegeln.

6. Schnellverdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromkreis über einen vom Dampfdruck im Schnellverdampfer abhängigen Kontakt (31, 32), einen vom Flüssigkeitsstand gesteuerten Kontakt (33) und einen als Zeitelement dienenden Thermostaten (37, 38) derart geführt ist, daß die Verriegelung des Schalters erfolgt und ein Signal (35) anspricht, wenn der Heizvorgang infolge einer Störung die normale Zeitdauer überschreitet (Abb. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen