DE690297C

DE690297C - Device for the ventilation of the compressed air, in particular compressed gas switches

Info

Publication number: DE690297C
Application number: DE1938A0086598
Authority: DE
Inventors: Hubert Korndoerfer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-04-26
Filing date: 1938-04-27
Publication date: 1940-04-22

Description

Einrichtung zur Be- und Entlüftung der Druckluftzuführungsleitungen von elektrischen Schaltern, insbesondere Druckgasschaltem Die Erfindung betrifft eine Be- und Entlüftungseinrichtung für die Druckluftleitung von elektrischen Schaltern, insbesondere Druckgasschaltern, die mit einer Membransteuerung in Abhängigkeit von der Druckluftströmung arbeitet.Device for ventilation of the compressed air supply lines of electrical switches, in particular compressed gas switches The invention relates to a ventilation device for the compressed air line of electrical switches, in particular compressed gas switches, which are dependent on a membrane control the compressed air flow works.

Bei elektrischen Schaltern, insbesondere Druckgasschaltern, die zum Antrieb bzw. zur Beblasung der Schaltkontakte mit fremderzeugter Druckluft arbeiten, wird die Druckluft im allgemeinen durch einen gegebenenfalls für mehrere Schalteinheiten gemeinsam vorgesehenen Kompressor bereitgestellt und über eine Hauptluftleitung auf die einzelnen Luftspeicher der Schalteinheiten bzt. Schalter verteilt. Der Kompressor bleibt nur so lange in Betrieb, bis die :einzelnen Luftspeicher, -die meist für mehrere Schaltvorgänge bemessen werden, aufgefüllt sind.' Ist durch einen Schaltvorgang :ein Druckabfall in einem der Luftspeicher erfolgt, so wird der Kompressor mittels eines Druckwächters in Tätigkeit gesetzt. Dabei besteht die Schwierigkeit, daß der Kompressor nur. mit erheblichem Leistungsaufwand gegen die unter Druck stehende Leitung anlaufen kann. Um den Antriebsmotor des Kompressors zu schonen, ist man deshalb bestrebt, den dem Kompressor zunächst liegenden Leitungsabschnitt, sobald der Kompressor zum Stillstand gekommen ist, zu entlüften. Der Kompressor kann dann unter Atmosphärendruck anlaufen.In the case of electrical switches, especially compressed gas switches that are used for The drive or to blow the switching contacts work with externally generated compressed air, the compressed air is generally supplied by one if necessary for several switching units provided jointly provided compressor and via a main air line on the individual air reservoirs of the switching units or Distributed switch. The compressor only remains in operation until the: individual air reservoirs, mostly for several switching operations are measured, are filled. ' Is through a switching process : if there is a pressure drop in one of the air reservoirs, the compressor is activated by means of of a pressure switch activated. The difficulty here is that the Compressor only. with considerable effort against the one under pressure Line can start. In order to protect the drive motor of the compressor, one is therefore endeavors to the line section lying next to the compressor as soon as the compressor has come to a standstill. The compressor can then start under atmospheric pressure.

Zur Entlüftung von Druckluftleitung:en ist es bekannt, in der Leitung einzelne Ausströmöffnungen anzubringen, über die beim Stillstand des Kompressors der Druckausgleich der in der Leitung enthaltenen Luft hohen Druckes mit der Umgebungsluft erfolgt. Diese Ausgleichsöffnungen haben den Nachteil, daß während des. Arbeitens des Komr pressors infolge des in der Leitung herrschenden Überdruckes Druckluft in beträchtlichen Mengen ins Freie entweicht und Druckluftverlusteentstehen.For venting compressed air lines: it is known in the line to attach individual outflow openings via the when the compressor is at a standstill the pressure equalization of the high pressure air contained in the line with the ambient air he follows. These compensation openings have the disadvantage that during. Working of the Komr pressors due to the overpressure in the line Compressed air escapes into the open air in considerable quantities and there is a loss of compressed air.

Man hat deshalb bereits vorgeschlageg,: diese Ausgleichsöffnungen, sobald der Kompressor in Tätigkeit tritt, zu verschließen. Hierzu werden die Ausgleichsöffnungen als Ventile ausgebildet, die in Abhängigkeit von der Tätigkeit des Kompressors geöffnet bzw. geschlossen werden. Eine solche Ausbildung der Entlüftungsvorrichtung erfordert aber komplizierte Steuervorrichtungen.It has therefore already been suggested: these compensation openings, as soon as the compressor is activated. For this purpose, the compensation openings designed as valves that open depending on the activity of the compressor or closed. Such a design of the venting device requires but complicated control devices.

Durch die Erfindung werden die Nachteile der vorerwähnten Anordnungen vermieden, und es wird eine Einrichtung geschaffen, die völlig unabhängig von fremden Hilfsquellen einzig auf pneumatischer Grundlage arbeitet. Die Entlüftungseinrichtung ist dabei, wie an sich bekannt, an dem zwischen dem mit einem Rückschlagventil versehenen Luftspeicher und dem Kompressor liegenden Leitungsabschnitt vorgesehen und gibt, sobald der Kompressor und damit die Druckluftströmung in der Leitung zuxn Stillstand gekommen ist, die Aus= Strömung der in der Leitung enthaltenen Druckluft frei. Die Erfindung besteht darin, daß zur Steuerung der Ausströmöffnung eine dünne, ebene Membran vorgesehen ist, die beweglich in einer Druckkammer gespannt ist, doppelseitig mit Druckluft beaufschlagt wird und in Abhängigkeit von ihrer Auslenkung die Ausströmöffnung für die Druckluft freigibt. Die beiden Räume der Druckkammer sind an zwei Leitungsstellen verschiedenen Querschnittes angeschlossen. Da die Strömungsgeschwindigkeit der Druckluft umgekehrt proportional dem Strömungsquerschnitt ist, wird die Anschlußstelle geringen Querschnittes zwar eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, jedoch einen geringeren Druck aufweisen. Die gleichen Druckverhältnisse wie an den Anschlußsbellen herrschen in der Membrankammer, so daß die Membran seitlich ausgelenkt wird und dabei die Ausströmöfnung verschließt. Sobald mit dem Still stand des Kompressors die Strömung in der Hauptluftleitung zum Stillstand gekommen ist, stellen Aich in den beiden Kammerräumen gleiche Drücke ein, und die Membran gibt die Aussttöm@öfnung frei.The invention eliminates the disadvantages of the aforementioned arrangements avoided, and a facility is created that is completely independent of strangers Resources works only on a pneumatic basis. The ventilation device is, as is known, on the one between the one provided with a check valve Air storage and the compressor lying line section is provided and gives, as soon as the compressor and thus the compressed air flow in the line come to a standstill has come, the Aus = flow of the compressed air contained in the line free. the The invention consists in the fact that a thin, flat surface is used to control the discharge opening Membrane is provided, which is movably stretched in a pressure chamber, double-sided is pressurized with compressed air and, depending on its deflection, the outflow opening for the compressed air releases. The two spaces of the pressure chamber are at two line points different cross-section connected. Because the flow rate of the compressed air is inversely proportional to the flow cross-section, the connection point is small Cross-section has a high flow velocity, but a lower pressure exhibit. The same pressure conditions prevail in the diaphragm chamber, so that the diaphragm is deflected laterally and thereby the outflow opening locks. As soon as the compressor stopped the flow in the main air line has come to a standstill, Aich set the same pressures in the two chambers on, and the membrane releases the discharge opening.

Diese Ausbildung der Entlüftungseinrichtung hat den Vorteil, daß sie keinerlei mechanische oder elektrische Steuerung seitens des Kompressors erfordert. Außerdem werden größere Druckluftverluste, solange der Kompressor arbeitet, mit Sicherheit vermieden.This design of the venting device has the advantage that it does not require any mechanical or electrical control on the part of the compressor. In addition, larger compressed air losses as long as the compressor is working, with Avoided security.

Durch einige geringfügige Änderungen läß.t sich die gleiche Einrichtung nach der weiteren Erfindung auch zur Belüftung von Druckluft Leitungen mit bestimmten Druckluftmengen innerhalb einer Zeiteinheit verwenden. Diese Aufgabe liegt besonders bei in Betrieb befindlichen elektrischen Hochspannungsschaltern vor, in denen sich bei raschen Tempe,-raturabsenkungen unter Umständen Kondens, wasser bildet, das die Isolierfestigkeit der Schalterteile herabsetzt. Die Ansammlung von Feuchtigkeit läßt sich, wie bekannt, in einfacher Weise dadurch verhindern, daß man ständig kleine Mengen entspannter Druckluft durch die Leitungen und das Schalterinnere streichen läßt.The same facility can be achieved with a few minor changes according to the further invention for the ventilation of compressed air lines with certain Use compressed air quantities within a unit of time. This task is special when electrical high-voltage switches are in operation, in which in the event of rapid temperature drops, condensation may form, which reduces the insulation strength of the switch parts. The accumulation of moisture can, as is known, be prevented in a simple manner by constantly keeping small Brush amounts of relaxed compressed air through the lines and inside the switch leaves.

Auf der Zeichnung sind in den Abb. I 'bis 3 zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Abb. i zeigt in schematischer Form die Anordnung der Entlüftungseinrichtung innerhalb einer Druckluftverteilungsanlage. Abb.2 zeigt den Aufbau der Membransteuerung im einzelnen für die Entlüftungseinrichtung nach Abb. i. Abb. 3 schließlich bringt eine Darstellung der Membransteuerung, wie sie zur Belüftung der Schalter dient.On the drawing are in Figs. I 'to 3, two embodiments of the subject matter of the invention. Fig. I shows the arrangement in schematic form the ventilation device within a compressed air distribution system. Fig.2 shows the structure of the membrane control in detail for the ventilation device Fig.i. Finally, Fig. 3 shows how the diaphragm control system works serves to ventilate the switch.

In Abb. i ist an den Kompressor i die Hauptluftleitung 2 ,angeschlossen, welche die Druckluft auf die Abzweigstelle 3, die durch ein Rückschlagventil 4. gegen die Hauptluftleitung 2 abgeschlossen wird, auf die Luftspeicher 5 der einzelnen Schalter bzw. Schalteinheiten verteilt. Der zwischen dem Rückschlagventil4 und dem Kompressor i liegende Leitungsteil kann durch die Steuervorrichtung 6 entlüftet werden.In Fig. I, the main air line 2 is connected to the compressor i, which the compressed air to the branch point 3, which is passed through a check valve 4. is completed against the main air line 2, on the air reservoir 5 of the individual Distributed switches or switching units. The one between the check valve4 and the The line part lying on the compressor i can be vented by the control device 6 will.

In der Abb. 2 sind die beiden Druckräume 7 und 8 der Membranka.mmer 6 durch die Leitungen g und io an zwei verschiedene Stellen 11, 12 der Hauptluftleitung -- angeschlossen. Die Leitung io mündet dabei .über einen Stichkanal 13 an einer Leitungsstelle verengten Querschnittes, die von einer Düse 12, z. B. einer Venturidüse, gebildet sein kann. In den mit der Düse i2 verbundenen Kammerraum 8 wird zugleich auch das Ausströmrohr 14, das zur Entlüftung der Hauptluftleitung 2 dient, eingeführt. Innerhalb der Membrankammer 6 ist die Membran 15 eingespannt, die aus einer leicht beweglichen, dünnen Metallfolie, zweckmäßig in Scheibenform, besteht und die Kammer 6 in zwei Räume 7 und 8 luftdicht aufteilt. Die Membran 15 und die. Mündung 16 des Ausströmrohres 14 haben dabei voneinander einen solchen Abstand, daß bei gleichen Druckverhältnissen in den Membrankammern 7 und 8 die Ausströmmündung 16 freigegeben ist, während ein Drucküberschuß im Raum 7 die Membran 15 in die gestrichelte Stellung auslenkt und die Ausströmmündung i 6 verschließt.. In Figure 2, the two pressure chambers 7 and 8 of Membranka.mmer 6 g io through the lines and to two different locations 11, 12 of the main air line - connected. The line io opens .via a branch channel 13 at a line point with a narrowed cross-section, which is fed by a nozzle 12, e.g. B. a Venturi nozzle, may be formed. At the same time, the outflow pipe 14, which is used for venting the main air line 2, is also introduced into the chamber space 8 connected to the nozzle i2. The membrane 15 is clamped inside the membrane chamber 6 and consists of an easily movable, thin metal foil, expediently in the form of a disk, and divides the chamber 6 into two spaces 7 and 8 in airtight manner. The membrane 15 and the. Mouth 16 of outflow pipe 14 are spaced from each other such that the outflow outflow 16 is released under the same pressure conditions in membrane chambers 7 and 8, while excess pressure in space 7 deflects membrane 15 into the dashed position and closes outflow outflow i 6.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist dabei folgende: Sobald der Kompressor in Tätigkeit tritt und eine Drucklüftströmung in der Leitung 2 entsteht, wird in der Düse 12 infolge der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit an dieser Stelle ein Druckabfall gegenüber den übrigen Leitungsquerschnitten eintreten. Dieser Druckabfall setzt sich über den Stichkanal 13 und . die Leitung i o in den Druckraum 8 fort, während der Druckraum 7 unter dein hohen Leitungsdruck steht. Die Membran z 5 wird deshalb gegen die Öffnung 16 ausgelenkt und die Öffnung verschlossen. Ist der Kompressor zum Stillstand gekommen, so setzt auch die Strömung in der Leitung 2 aus. In den beiden Leitungen g und io sowie den Kammerräumen 7 und 8 entstehen gleiche Druckverhältnisse, die MembranfedertzuTück, und die Leitung 2 wird über den Stichkanal 13 und das Leitungsstück i o mit dem Ausströmrohr 14 verbunden und entlüftet. Die Rückbewegung der Membran kann von im Kammerraum 8 vorgesehenen Druckfedern unterstützt werden.The mode of operation of the device is as follows: As soon as the compressor in Activity occurs and a pressure air flow occurs in line 2, is in the nozzle 12 due to the increased flow velocity at this point a pressure drop can occur compared to the other line cross-sections. This pressure drop settles over the branch channel 13 and. the line i o continues into the pressure chamber 8, while the pressure chamber 7 is under your high line pressure. The membrane z 5 is therefore deflected against the opening 16 and the opening closed. Is the compressor come to a standstill, the flow in line 2 also stops. In the Both lines g and io as well as the chamber spaces 7 and 8 result in the same pressure conditions, the diaphragm spring piece, and the line 2 is via the branch channel 13 and the line piece i o connected to the outflow pipe 14 and vented. The return movement of the membrane can be supported by compression springs provided in the chamber space 8.

Durch die Anordnung von Rückschlag-! ventilen, wie Abb. i zeigt, kann die Entlüftung , auf bestimmte Leitungsabschnitte beschränkt werden. Zweckmäßig wird der unmittelbar ari den Kompressor anschließende Leitungsteil entlüftet, doch läßt sich die Steuereinrichtung ebenso für beliebige Leitungsabes schnitte innerhalb der Anlage, die eine Entlüftung erfordern, verwenden.Through the arrangement of non-return! valves, as Fig. i shows, can the ventilation, can be restricted to certain pipe sections. Appropriate the line part directly connected to the compressor is vented, but the control device can also be used for any line sections within of the system that require venting.

Abb.3 zeigt .ein Ausführungsbeispiel der Belüftungseinrichtung. Hierzu wird bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung an die sonst ins Freie mündende Ausströmöffnung 16 der Membrankammer 8 eine Belüftungsleitung 14 angeschlossen und die 'Verengung bzw. Drosselung 13 der Hauptleitung in die Zuleitung io zur Entlüftungskammer 8 selbst gelegt. Die Einrichtung besteht demnach im wesentlichen aus zwei sich gabelnden Leitungsteilen 9, i o, die jeweils in einen Raum 7, 8 der Druckkammer 6 einmünden, wobei in dem einen Leitungsteil i o die von einer oder mehreren Drosselstellen 13 gebildete Quers.chnittsverengung liegt. Die Drosselstellen 13 können regelbar sein. Im übrigen Aufbau entspricht die Anordnung völlig der Einrichtung nach Abb. 2.Fig.3 shows .an embodiment of the ventilation device. For this is in the control device according to the invention to the otherwise open into the open Outflow opening 16 of the membrane chamber 8 is connected to a ventilation line 14 and the 'constriction or throttling 13 of the main line in the supply line io to the ventilation chamber 8 laid yourself. The device therefore consists essentially of two forked ones Line parts 9, i o, each opening into a space 7, 8 of the pressure chamber 6, wherein in the one line part i o that of one or more throttle points 13 formed transverse incision narrowing lies. The throttle points 13 can be adjustable. In the rest of the construction, the arrangement corresponds completely to the device according to Fig. 2.

Bei einer Druckluftströmung durch das Rohr 2 wird der Kammerraum 7 sofort mit dem Leitungsdruck erfüllt, während der Druckanstieg im Raum 8 durch die Drosselstellen 13 verzögert wird. Die Membran. wird deshalb gegen die Mündung 16 der Belüftungsleitung gedrückt. Mit der Herstellung gleicher Druckverhältniss-p federt die Membran in ihre Ausgangslage zurück und gibt die im Druckraum 8 enthaltene Druckluft für die Belüftungsleitung 14 frei. Dabei kommt eine Strömung über die Drosselstellen i-3 zustande, der stationäre Druck im Raum 7 überwiegt den Druck von Raum 8, und der beschriebene Vorgang wiederholt sich von neuem. Die Membran kommt also in Schwingungen, die eine konstante Druckluitbeschickung - der Belüftungsleitung 14 gestatten. Die abgegebene Druckluftmenge wird durch den Inhalt des Druckraumes 8, die Bemessung der Membran und die Stärke der Drosselung 13 in der Leitung io bedingt, Die Einrichtung nach der Erfindung bewährt sich. besonders für die Bereitstellung kleinster Druckluftmengen. Hierdurch ergibt sich für die Kompressoren eineerheblicheVer-.ringerung der Arbeitszeit und somit eine beachtliche Minderung der Betriebskostender Anlage.When compressed air flows through the pipe 2, the chamber space 7 is immediately filled with the line pressure, while the pressure increase in the space 8 is delayed by the throttle points 13. The membrane. is therefore pressed against the mouth 16 of the ventilation line. When the same pressure ratio p is established, the membrane springs back into its starting position and releases the compressed air contained in the pressure chamber 8 for the ventilation line 14. This creates a flow through the throttling points i-3, the steady-state pressure in space 7 outweighs the pressure in space 8, and the process described is repeated anew. The membrane thus starts to vibrate, which allows a constant pressure air supply - the ventilation line 14. The amount of compressed air released is determined by the content of the pressure chamber 8, the dimensioning of the membrane and the strength of the throttling 13 in the line. The device according to the invention has proven itself. especially for the provision of the smallest amounts of compressed air. This results in a considerable reduction in the working time for the compressors and thus a considerable reduction in the operating costs of the system.

Gegebenenfalls kann man mehrere derartige Einrichtungen zur schrittweisen Druckstufung hintereinanderschalten.If necessary, one can use several such facilities gradually Switch pressure levels one after the other.

Claims

PATENT CLAIMS: = i. Device for ventilation of the compressed air supply lines of electrical switches, in particular compressed gas switches, characterized by a vibrating membrane (.i5), which depends on the pressure of the compressed air flow releases the ventilation opening (16) in the line (2).

2. Device according to claim i, characterized in that the membrane, which is preferably designed as a thin metal foil in disk shape, is arranged in a membrane chamber ( 6) and closes the outflow opening (1 6) for ventilation when it is deflected laterally:

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the Membrane (i5) divides the pressure chamber (6) into two separate pressure chambers, which over Lines (9, io) are connected to the air line (2).

4. Device according to claim i to 3, thereby. characterized in that the two chamber spaces (7, 8) with line points (1i, 12) different pressure of the air line (2) are connected.

5. Establishment for venting according to claims i to 4, characterized in that the achievement of the pressure difference. in the line (2) by means of a nozzle-like constriction (12) is effected in the line, the constriction via the line (i o) with the chamber space (8) containing the outflow opening (16) is connected.

6. Establishment for ventilation according to Claims 1 to 5, characterized in that the connection the narrowing (12) with the line (io) via a branch channel - (13) he follows.

7. A device for ventilation according to claim i to 3, characterized in that that the lines (9, io) connected to the two chamber spaces (7, 8) from one common branch line (i i) of a pressurized air line (2) go out, wherein in the line part (i o), that with the chamber space containing the outflow opening (8) is connected, one or more throttle points (13) are provided. B.

Facility for ventilation according to claim 7, characterized in that the throttle points are adjustable are.

9. Device according to claim 2, characterized in that the outflow opening (16) by a valve needle or a valve disk, which is influenced by the membrane opened or closed. i o. Device according to claim 2, characterized characterized in that the membrane is made up of one or more springs that are adjustable can be influenced.