DE6751599U

DE6751599U - Unter druck stehendes gehaeuse mit einer entlastungsoeffnung

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Publication number: DE6751599U
Application number: DE19686751599
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-09-17
Filing date: 1968-09-17
Publication date: 1969-01-30
Also published as: CH489888A; JPS505406B1; DE1790137A1

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Berlin und München

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;i Unter Druck stehendes Gehäuse ait einer

Entiastungsöffnung

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 1 957 603 ist ein mit Isoliergas gefülltes Gehäuse für Hochspannungsschaltanlagen bekannt, das mit einer Sntlastungsöffnung versehen ist. Die Entlastungsöffnung soll bei einem Druckanstieg einen raschen Austritt des Gases ermöglichen, damit das Gehäuse nicht bersten* kann* Die Sntlastungsöffnung ist zu diesem Zweck mit einer G-las?-- platte -verschlossen, die bei einem tiberdruck durch einen ftö'er— belasteten Hebel zerschlagen wird. Der Hebel ist entgegen der Wirkung der Feder verklinkt. Zum Lösen der Verklinkung ist iia

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Innern des Gehäuses ein vom Druck im Gehäuse beaufschlagter ^-Kolben vorgesehen. Dieser drückt mit einem aus dem Gehäuse * ^/v> führenden Stößel die Klinke beiseite. Die Feder und die -* y Klinke stellen aber einen unerwünschten zusätzlichen Aufwand dar. Außerdem führen sie notwendigerweise zu einer Zeitverzögerung.

Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einem unter Druck stehenden Gehäuse mit einer Entlastungsöffnung, die bei Betriebsdruck mit einer Brechscheibe verschlossen ist. Sie bezieht sich jedoch auf solche Gehäuse, bei denen die Sntlastungsöffnung bei einem vorgegebenen Überdruck durch Bersten oder Reißen der Brechscheibe freigegeben wird. Die Brechscheibe wirkt hier nicht nur im ITormalbetrieb als Verschluß der Entlastung« öffnung, sondern sie bestimmt durch ihre mechanische Festigkeit auch den Druck, bei dem die Öffnung freigegeben wird. Aus diesem Grund ist die Brechscheibe schon im ITormalüetrieb stark beansprucht, wenn der Ansprechdruck nicht zu hoch über dem Betriebsdruck liegen soll. Deshalb besteht die Gefahr, daß die Brechscheibe unerwünscht anspricht und damit den normalen Betrieb stört.

Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung des Ansprechverhaltens solcher_Brechscheiben, Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß mit

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Hilfe eines etwa in der Mitte der Brechscheibe.angreifenden Stößels eine zusätzliche Kraft in Öffnungsrichtung auf die Brechscheibe ausgeübt, die vom Überdruck gesteuert wird. Die zusätzliche Kraft gestattet es, die Brechscheibe stärker zu bemessen als für den Fall, daß allein der auf die Brechscheibe ■wirkende Druck zum Öffnen führen soll. Deshalb ist die Brechscheibe bei normalem Betrieb spezifisch weniger belastet und damit weniger empfindlich. Trotzdem bestimmt im Gegensatz zu .der erwähnten bekannten Anordnung ihre mechanische Festigkeit den Ansprechdruck. Außerdem wird weder ein besonderer Kraftspeicher noch eine zusätzliche Verklinkung benötigt.

Die zusätzliche Kraft kann mit Vorteil von einem durch den Druck im Gehäuse bewegbaren Kolben mit Hilfe einer übersetzung erzeugt werden^ Basei braiieiien keine beweglichen Teile durch die Gehäusewand geführt zu werden. Durch die Übersetzung kann man erreichen, daß auch mit kleinen Kolben verhältnismäßig große Kräfte aufgebracht werden. Besonders geeignet ist hierzu ein'* Kniehebelsj^rstem. Die mit seiner Übersetzung entstehenden kleinen Wege eigaen sich besonders zur Betätigung verhältnismäßig starrer Brechscheiben aus Gußeisen, Graphit oder dgl. Die Übersetzung kann aber auch mit einer Kurvenscheibe erhalten werden, üie mit dem Kolben verbunden ist imd. den Stößel steuert. Mit der Form der Kurvenscheibe kann Man sicJh den unterschiedlichen Betriebsbedingungen gut anpassen.

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Der-Kolben kann bei der Erfindung durch den,im Innern des Gehäuses herrschenden Druck gegenüber der Atmosphäre betätigt werden* Besonders günstig ist jedoch eine Ausführungsform, bei der dem Kolben ein otst eine kleine öffnung mit dem e^häuse ?=e bundener Kaum so zugeordnet ist, daß der Kolben durch die Änderungsgeschwindigkeit des !Druckes beeinflußt wird. Hiermit kann man Störungen, die ja üblicherweise mit einem schnellen Druckanstieg verbunden sind, schneller erfassen als mit Einrichtungen, die den statischen Druck feststellen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung drei Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei sind der Übersichtlichkeit halber nur die für die Erfindung wesentlichen Teile einer metallgekapselten Hocüspanmingsschalt- - anlage gezeichnet, die zur Isolierung der hochspannungführenden Teile gegenüber der geerdeten Kapselung Schv/efelhexafluoridgas mit wenigen Atmosphären Überdruck enthält. Für überein- ^; ~ stimmende Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet.

An einem Metallgehäuse 1 ist ein Bohrstutzen 2 mit einem Flansch 3 vorgesehen, der eine Sntlastungsöffnung 4 bildet. Im normalen ; I Betrieb ist. die Öffnung 4 mit einer Brechscheibe 5 verschlossen,

i_ die z.B. aus eines speziellen GüBeisen besteht. Zur iecksicheren

\ j Abdichtung der Öffnung A ist im Bereich des ilanseiies 3 in einer ■ I But 6 ein Dichtungsring T angeordnet. Gegen diesen wird die

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Brechscheibe 5 mit Hilfe eines Klemmrlnges 8 gepreßt, der mit Schrauben 9 festgezogen wird.

Unterhalb der Brechscheibe 5 sitzt ein sternförmiger Stützkörper 11 in einer Stufe 12 des Schrstutsens 2. Der Stützkörper 12 besitzt eine zentrale Bohrung 13, in die ein Stößel 1 14 ragt, der mit einer Schneide 15 an der Unterseite der Brech- * ^Hjj scheibe 5 anliegt. Der Stößel 14 ist über ein Kniegelenk 17 1 mit den symmetrischen Hebeln 18 und 19 mit einer Kolbenstange I

20 gekoppelt, die zu einem Kolben 21 führt. Dieser sitzt in . ;j einem Zylinder 22 in der Wand des Gehäuses 1. Der Kolber 21 \ ist mit dem einen Ende eines Balges 2j gasdicht verbuDÖen, I

dessen anderes Ende an der Stirnwand 24 des Zylinders 22 gasdicht befestigt ist. Das Innere des Balges 23 steht über eine Öffnung 25 mit der Atmosphäre in Verbindung _r Der zvdschen dem Zylinder 22 und dem Balg 23 bestehende Bingr^urc 26, in d^m eine Feder 27 untergebracht ist, die den Kolben 21 n?ch rechts zu drücken bestrebt ist, ist dagegen über eine Öffnung 28 im Kolben 21 mit dem Inneren des Gehäuses verbunden.

Der Querschnitt der Öffnung 28 ist so klein, daß ein im Gehäuse 1 "stehender Überdruck, der z.B. durch einen Lichtbogen verursacht wird, sich nur langsam in den Kaum 26 ausbreiten kann* Dadurch entsteht eine Druckdifferenz am Kolben 21, die den Kolben 22 entgegen der Wirkung der Feder 27 nach links drückt»

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Bei dieser Bewegung wird über das Kniehebelsystem 17 der Stößel 14 nach oben gepreßt. Er übt zusätzlich zu dem Druck im Gehäu-, se 1 eine Kraft auf die Brechscheibe 5 aus. Die gesagte Belastung der Brechscheibe, die aus dem statischen Druck auf die Brechscheibe selbst und der dynamischen, d.h. durch die Drucks-' J ; Steigerungsrate bestimmten Kraft des Stößels besteht, ist we-

sentlich größer als die Belastung der Brechscheibe bei Betriebsdruck. Mithin wird die Brechscheibe 5 schnell zerstört unä die "■ Entlastungsöffnung 4 freigegeben, ohne daß bei liormalibetrieb ein Ansprechen der Brechscheibe zu befürchten ist.

Die Kraft des Stößels 14 braucht nicht imr vom Druckanstieg abzuhängen, ^urch die Wahl der vom Balg 23 eingeschlossenen Fläche des Kolbens 21 und der Charakteristik der Feder 2? hat man es in der Hand, mit dem Stößel 14 auch eine vom statischen Gasdruck abhängige Kraft auszuüben. Zusammen mit der vom Kniegelenk gegebenen Übersetzung ist es deshalb möglich, auch einen geringfügig über dem Betriebsdruck liegenden Ansprechwert der Brechscheibe 5 mit Sicherheit einzuhalten.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird die am Bohrstutzen 2 des Gehäuses 1 befestigte Brechscheibe 5, die die Entlastungsöfffjüng 4 verschließt, vom Stößel 14 mit Hilfe eines einarmigen Hebels 30 beaufschlagt, der bei 31 gelenkig gelagert ist. Das ändere Ende des Hebels ist über eine Zugstange 32 mit e iner

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Kolbenplatte 33 gekoppelt, die über den Metallbalg 34 gasdicht mit einem Anschlußstutzen 35 des Gehäuses ι verbunden ist. Wie man sieht, beträgt das Übersetzungsverhältnis der Hebelarme zwischen dem Stößel 14 und der Zugstange 32 mehr als 1 : 10.

Auf der dem Gehäuseinneren abgekehrten Seite der Kolbenplat- ^- te 33 ist eine Druckfeder 37 angebracht, die sich mit dem der Platte abgekehrten Ende gegen ein Gehäuse 38 abstützt, so daß • ■ die Feder 37 geschützt untergebracht ist. Die Abstützung kann einstellbar sein. Das Gehäuse 38 ist am Gehäuse 1 befestigt und enthält zwei Anschläge 39 und 40, die den Weg der Kolbenplatte 33 begrenzen.

Auf die Brechscheibe 5 des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 wirkt wiederum der im Innern des Gehäuses 1 vorliegende Druck. Zusätzlich wird bei einem Überdruck, der durch die Kraft der Feder 37 in bezug auf die von der Brechscheibe 34 eingeschlossene Fläche der Platte 33 bestimmt ist, eine Kraft mit dem Stößel 14 auf die Mitte der Brechscheibe 5 ausgeübt, die durch die Hebelübersetzung des Hebels 30 verstärkt ist. Deshalb kann * die Brechscheibe bei einer für den Betriebsdruck großen und deshalb sicheren Festigkeit schon durch einen geringen überdruck zerstört v/erden_s ohne d. die Dichtigkeit des Gehäuses durch ein bewegliches Glied beeinträchtigt ist.

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Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Bei'- iel nach Fig. 1 dadurch, daß die Zugstange 32 auf eine Kurvenscheibe 43 wirkt, die mit einer Achse 44 drehbar gelagert ist und den Stößel 14 gegen die Brechscheibe 5 drückt. Bas Übersetzungsverhältnis zv/ischen der von der Kolbenplatte 33 ausgeübten Kraft und der Kraft, die den Stößel 14 zu bewegen sucht, kann durch die Form der Kurvenscheibe 43 allen gewünschten Betriebsverhältnissen angepaßt werden. Die Feder 37? die der Zugstange unmittelbar entgegenwirkt, liegt bei diesem Ausführungsbeispiel im Innern des Rohrstutzens 2 des Gehäuses 1, an dem die Brechscheibe 5 befestigt ist.

Auch bei den Ausführungsformen nach den Figuren 2 und 3 kann die Roibeiiplatte 33 nicht nur statisch durch den Druck selbst, sondern auch durch Druckänderungen in Bewegung gesetzt werden, wie an Hand des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 erläutert wurde* Ferner kann man den Balg 2j bzw. 34 zugleich als Feder 'benutzen, deren Kraft dem Druck im Gehäuse 1 entgegenwirkt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Anwendung bei einer metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage mit Gasisolierung beschränit. Sie kann auch dann von Vorteil sein, wenn wesentlich höhere Drücke vorliegen, die von einem G-as oder auch einer Flüssigkeit auf einen Behälter ausgeübt werden* Solche Fälle können 2-.B* in der chemischen Industrie vorliegen. 6751199

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..Unter Uniständen kann es auch empfehlenswert sein, die einwand-"'"-■ freie Wirkungsweise des Stößels 14 und seines Betätigungskol-■ bens mit der dazwischen liegenden "Übersetzung durch eine Trennung vom Druckmedium des Gehäuses sicherzustellen. Zu diesem Zweck kann man die genannten Teile mit der Brechscheibe durch eine durch eine sehr flexible Trennwand, z.B. eine Kunststofffolie, vom Gehäuse trennen und den abgetrennten Saum mit einer praktisch inkompressiblen, Flüssigkeit, z.B. einem korrosionshemmenaen Öl, füllen. Beim Aüsfüihrungsbeispiel nach Pig. 3 könnte diese Srennwänä zwischen öen Flanschen .45 und 46 liegen.

3 Figuren

7 Ansprüche

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Claims

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1. Unter Druck stehendes Gehäuse mit einer Entlastungsöffnung, die bei Betriebsdruck mit einer Brechscheibe verschlossen ist und bei einem vorgegebenen Überdruck durch Bersten der Brechscheibe freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines etwa in der Mitte der Brechscheibe (5) angreifendenStößels (14) eine zusätzliche Kraft in Öffnungsrichtung auf die Brechscheibe (5) ausgeübt vfird, die vom Überdruck gesteuert wird.

2» Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft von einem durch den Druck im Gehäuse (1) bewegbaren KoI-

erzeugt ₄,

ben (21)/und mit einer übersetzung auf den Stößel (14) übertragen wird.

3. Gehäuse nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Hebel (30) zur Übersetzung der Kraft (Fig. 2).

4. Gehäuse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Hebel ein Kniehebelsystem (17) dient (Fig. 1).

5. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (14) von einer mit einem . ,xuen (33) verbundenen Kurvenscheibe (43) gesteuert wird (Fig. 3).

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6. Gelläuse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kolben (21) ein über eine kleine Öffnung (28) mit dem Gehäuse (1) verbundener Baum (26) so zugeordnet ist, daß der Kolben (21) durch die Inderungsgeschwindigkeit des Druckes beeinflußt wird.

7- Gehäuse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer flexiblen Trennwand ein Stößel VtA) und Kolben (21) enthaltender Baum, der zum Teil von der Brechscheibe (5) begrenzt ist, vom Gehäuse (1) abgeteilt und mit einer praktisch inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist.

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