PL170397B1 - Uklad napedowy cisnieniowy do rozwierania i zwierania styków lacznika PL PL - Google Patents

Abstract

1 Uklad napedowy cisnieniowy do rozwiera- nia i zwierania styków lacznika, zawierajacy zasob- nik czynnika cisnieniowego, cylinder napedowy, tlok napedowy przesuwajacy sie w cylindrze, napedzany tlokiem mechanizm dzwigniowy do przesuwania ru- chomego styku 1 zawór przelaczajacy z komora, która jest polaczona z cylindrem napedowym 1 poprzez otwór szybkoodplywowy z przestrzenia wylotowa, oraz z prowadzonym przesuwnie w komorze elemen- tem zaworowym, a takze zawór wstepny, który jest umieszczony pomiedzy zasobnikiem czynnika cis- nieniowego 1 zaworem przelaczajacym 1 polaczony z komora zaworu przelaczajacego, znamienny tym, ze pomiedzy zaworem przelaczajacym (s) 1 cylindrem napedowym (c) umieszczone jest dodatkowo urzadze- nie sterujace (h), które sklada sie ze sprzezonego z tlokiem napedowym (t) drazka (d) przesuwnego w komorze (o) przewodu przeplywowego (b1 , b 2 ) oraz otwartej w kierunku przestrzeni wylotowej szczeliny (f) PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ napędowy ciśnieniowy do rozwierania i zwierania styków łącznika, zawierający zasobnik czynnika ciśnieniowego, cylinder napędowy, tłok napędowy przesuwający się w cylindrze, napędzany tłokiem mechanizm dźwigniowy do przesuwania ruchomego styku i zawór przełączający z komorą, która jest połączona przewodem z cylindrem napędowym i poprzez otwór szybkoodpływowy z przestrzenią wylotową, oraz z prowadzonym przesuwnie w komorze elementem zaworowym, a także zawór wstępny, który jest umieszczony pomiędzy zasobnikiem czynnika ciśnieniowego i zaworem przełączającym i połączony z komorą zaworu przełączającego.

Tego rodzaju ciśnieniowy układ napędowy przedstawiono w amerykańskim opisie patentowym US 2 384 801 A. Układ ten ma prowadzony w cylindrze tłok działający poprzez tłoczysko i układ dźwigniowy na ruchomy styk łącznika. Celem zwarcia styków łącznika z akumulatora pneumatycznego połączonego z komorą zaworu przełączającego doprowadza się sprężone powietrze do cylindra przez elektromagnetycznie sterowany zawór przełączający i zawór dławiący. Sprężone powietrze dochodzące do cylindra przesuwa tłok i powoduje w ten sposób zwarcie styków oraz naprężenie sprężyny zwrotnej powodującej rozwarcie styków po wyłączeniu.

Zawór przełączający zawiera zawór wlotowy, przez który po włączeniu doprowadzane jest sprężone powietrze do cylindra, a także zawór wylotowy, przez który powietrze odpływa z cylindra na zewnątrz po rozwarciu styków przy zamkniętym zaworze wlotowym.

Przekroje otworów przepływowych zaworów wlotowego i wylotowego mają w przybliżeniu jednakową wielkość i są dostosowane do czasu potrzebnego do zwarcia styków i do naprężenia sprężyny. Jednak przy odłączeniu zwarciowym dopuszczalny czas na rozwarcie styków jest znacznie krótszy niż przy zwieraniu. Dlatego układ napędowy ciśnieniowy według stanu techniki ma dodatkowo następny sterowany elektromagnetyczny zawór o znacznie więk170 397 szym przekroju otworu przepływowego niz zawór wlotowy i wylotowy. Dzięki temu skraca się znacznie czas przy rozwieraniu styków.

Jednak taki zawór jest kosztowny ze względu na jego duży przekrój otworu przepływowego.

Tego typu ciśnieniowy układ napędowy jest znany także ze szwajcarskiego opisu CH-A434 638. Zawiera on zbiornik hydrauliczny, cylinder napędowy, ślizgający się w cylindrze tłok napędowy, napędzany tym tłokiem mechanizm do przesuwania ruchomego styku łącznika, zawór przełączający do połączenia zbiornika hydraulicznego z cylindrem napędowym przy zwieraniu styków oraz do połączenia cylindra napędowego z pojemnikiem wylotowym przy rozwieraniu styków, a także zawór wstępny umieszczony pomiędzy zbiornikiem hydraulicznym i zaworem przełączającym.

W celu zwarcia styków zawór wstępny zostaje otwarty. Ciecz hydrauliczna jest prowadzona ze zbiornika hydraulicznego przez zawór przełączający do cylindra napędowego, powodując dociśnięcie pierwszego, ruchomego styku do drugiego styku łącznika i jego zablokowanie Zamknięcie zaworu wstępnego powoduje przesterowanie zaworu przełączającego i wytworzenie połączenia między cylindrem napędowym i pojemnikiem wylotowym. W celu rozwarcia styków następuje zwolnienie blokady, a ruchomy styk jest pod działaniem naprężonej sprężyny odciągany od styku nieruchomego. Ciecz hydrauliczna przepływa przy tym z cylindra napędowego przez wylot do pojemnika wylotowego.

Z opisu europejskiego EP-A-0 127 531 znany jest inny układ napędowy tego typu. Układ ten jest przeznaczony do łącznika elektrycznego i zawiera zbiornik hydrauliczny, cylinder napędowy ze ślizgającym się w nim znajdującym się pod działaniem sprężyny, tłokiem napędzany tym tłokiem mechanizm do przesuwania ruchomego styku, należącego do dwóch styków łącznika oraz zawór przełączający do połączenia zbiornika hydraulicznego z cylindrem napędowym przy zwieraniu styków oraz do połączenia cylindra napędowego z pojemnikiem wylotowym przy rozwieraniu styków. Układ napędowy zawiera ponadto blok sterujący, w którym znajduje się zawór włączający i zawór wyłączający, umieszczony pomiędzy blokiem sterującym i zaworem przełączającym zawór wstępny oraz umieszczony w przewodzie łączącym między zaworem wstępnym i zaworem przełączającym zbiornik kompensujący, zasilany przez zawór zwrotny.

Zadaniem zbiornika kompensacyjnego jest przy tym tłoczenie oleju pod stosunkowo niewielkim ciśnieniem do przewodu łączącego, aby w ten sposób, przy odciążaniu zaworu przełączającego podczas włączania, zapobiec zbyt dużemu spadkowi ciśnienia w przewodzie łączącym. Dzięki temu w przewodzie łączącym znajduje się zawsze ilość oleju, wystarczająca do procesu wyłączania, w którym zawór przełączający musi być zasilany olejem pod dużym ciśnieniem.

Celem wynalazku jest opracowanie układu napędowego ciśnieniowego do zwierania i rozwierania styków łącznika elektrycznego, który to układ będzie miał prostą i efektywną konstrukcję i będzie mógł znacznie szybciej rozwierać niż zwierać styki łącznika.

Układ napędowy ciśnieniowy do rozwierania i zwierania styków łącznika, według wynalazku odznacza się tym, ze pomiędzy zaworem przełączającym i cylindrem napędowym jest dodatkowo umieszczone urządzenie sterujące, które składa się ze sprzężonego z tłokiem napędowym drążka przesuwnego w komorze przewodu przepływowego oraz otwartej w kierunku przestrzeni wylotowej szczeliny.

Korzystnie, element zaworowy zaworu przełączającego ma obrzeże ukształtowane w postaci warg uszczelniających.

Korzystnie, układ napędowy ciśnieniowy według wynalazku posiada blokadę tłoka napędowego w postaci cewki elektromagnetycznej.

Korzystnie, zawór przełączający i urządzenie sterujące są zespolone w bloku wielofunkcyjnym.

Ponieważ układ napędowy ciśnieniowy został dodatkowo wyposażony, oprócz istniejącego juz zaworu przełączającego, w prosty i mający mały przekrój otworu przepływowego zawór wstępny sterowany elektromagnetycznie, który wysterowuje czynnikiem ciśnieniowym zawór

170 397 przełączający w procesie przełączania łącznika, dlatego zawór przełączający może mieć znacznie większy przekrój komory przepływowej w porównaniu z zaworem wstępnym. Jedynie przy zwieraniu styków łącznika czynnik ciśnieniowy przepływa przez zawór wstępny i zawór przełączający. Natomiast przy rozwieraniu styków łącznika czynnik ciśnieniowy przepływa tylko przez zawór przełączający, mający duży przekrój komory przepływowej. Tak więc rozwarcie styków może nastąpić bez przewidywanego dodatkowo obok zaworu przełączającego sterowanego elektromagnetycznie zaworu o dużym przekroju komory przepływowej Dzięki temu przy wyłączaniu zapewnione jest szybkie ujście czynnika ciśnieniowego z cylindra napędowego, co daje szczególnie krótkie czasy wyłączania.

Zawór wstępny działa poprzez czynnik ciśnieniowy na zawór przełączający, co pozwala wykonać ten ostatni w szczególnie korzystny sposób przez zamontowanie elementu zaworowego wysterowywanego w zależności od kierunku przepływu czynnika ciśnieniowego.

Szczególnie korzystne ukształtowanie układu napędowego ciśnieniowego według wynalazku zawiera urządzenie sterujące, zmieniające w prosty i niezawodny sposób przepływ czynnika ciśnieniowego przez zawór przełączający w zależności od pozycji tłoka napędowego Dzięki temu zarówno przy włączaniu, jak i przy wyłączaniu uzyskuje się wytłumiony ruch styków łącznika.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który w sposób schematyczny przedstawia układ napędowy ciśnieniowy przy zamykaniu łącznika elektrycznego w częściowym przekroju.

Przedstawiony na rysunku układ napędowy ciśnieniowy zawiera cylinder napędowy c, blok wielofunkcyjny n i zasobnik r, w którym znajduje się czynnik ciśnieniowy, w szczególności sprężone powietrze, pod ciśnieniem p, przy czym wejście tego zasobnika jest połączone przez regulator ciśnienia 1 ze źródłem q czynnika ciśnieniowego, a wyjście może być otwierane i zamykane przez sterowany elektromagnetycznie zawór wstępny v. Blok wielofunkcyjny n jest umieszczony między zaworem wstępnym v i komorą a cylindra napędowego c oraz zawiera zawór przełączający s i urządzenie sterujące h.

Komora a cylindra napędowego c jest zamknięta tłokiem napędowym t prowadzonym szczelnie w cylindrze napędowym c.

Na tłoku t wspiera się drążek izolacyjny i, który jest połączony przegubowo z mechanizmem napędowym j łącznika. Ruchomy styk e1 jest połączony przegubowo z mechanizmem napędowym j.

W pozycji włączenia łącznika ruchomy styke1 przylega z siłą pi do stałego styku e2 Tłok napędowy t i ruchomy styk ei utrzymywane są w pozycji włączenia przez blokadę w postaci cewki elektromagnetycznej m. Blokada ta jest stale pod działaniem siły sprężyny g, którajednym końcem wspiera się na cylindrze napędowym c, a drugim końcem na członie k połączonym sztywno z drążkiem izolacyjnym i.

W pozycji wyłączenia łącznika, styki ei, e2 są oddzielone od siebie. Naprężona sprężyna g dociska wtedy tłok napędowy t do dna cylindra napędowego c i utrzymuje w określonym położeniu tłok t, a więc i ruchomy styk ei.

Zawór przełączający s ma element zaworowy w wysterowany w zależności od kierunku przepływu czynnika ciśnieniowego. Ten element zaworowy w może przesuwać się w komorze x zaworu przełączającego s. Komora x łączy się z zaworem wstępnym v oraz jest połączona przewodami bi, b 2 z cylindrem napędowym c, a przez otwór szybkoodpływowy u z przestrzenią wylotową, ewentualnie atmosferą, gdzie zostaje wydalony zużyty czynnik ciśnieniowy.

Element zaworowy w zaworu przełączającego s ma obrzeże ukształtowane w postaci warg uszczelniających y, które w zależności od kierunku przepływu czynnika ciśnieniowego, są dociskane do otworu szybkoodpływowego u przy zwieraniu styków e i, e2, lub do ścianki komory x przy rozwieraniu styków (element zaworowy w zaznaczony na rysunku linią przerywaną).

Urządzenie sterujące h zawiera element, zmieniający przekrój otworu przepływowego przewodów bi, b2 Element ten składa się z drążka d, sprzężonego z tłokiem napędowym t poprzez człon k i drążek izolacyjny i.

170 397

Drążek d jest prowadzony w komorze o. Dławi on przekrój otworu przepływowego przewodów b 1, b2 w pozycji wyłączenia to znaczy przy otwartych stykach et, e2. Urządzenie sterujące h ma poza tym szczelinę f, która w pozycji wyłączenia łączy komorę o z pojemnikiem wylotowym (nie przedstawionym na rysunku), odbierającym zużyty czynnik ciśnieniowy

Podczas pracy układu napędowego ciśnieniowego według wynalazku czynnik ciśnieniowy, korzystnie sprężone powietrze, przechodzi przez regulator ciśnienia 1, który stabilizuje ciśnienie p czynnika w jego zasobniku.

W celu zamknięcia styków et, e2 otwiera się najpierw zawór wstępny v. Czynnik o ciśnieniu p płynie z zasobnika r przez zawór wstępny v do komory x zaworu przełączającego s Ten strumień czynnika ciśnieniowego przemieszcza element zaworowy w zaworu przełączaj ącego s ku otworowi szybkoodpływowemu u. Mające kształt warg uszczelniających y obrzeże elementu zaworowego w jest dociskane do otworu u pod powstającym w komorze x ciśnieniem, z całkowitym uszczelnieniem względem przestrzeni wylotowej. Czynnik ciśnieniowy przepływa przez przewód bt, komorę o i przewód b2 do komory a cylindra napędowego c. Na początku procesu włączania drążek d wprowadzony do komory o (rysunek) dławi przekrój przepływowy komory o. Czynnik przepływający przez komorę o urządzenia sterującego przesuwa powoli w górę tłok napędowy t. W związku z tym następuje jednocześnie przemieszczenie ruchomego styku et, naciągnięcie sprężyny g i wyjście drążka d z komory o, czemu towarzyszy ciągłe powiększenie się przekroju przepływowego. Po opuszczeniu przez drążek d komory o, tłok napędowy t przesuwa się teraz ze stałą prędkością. Wreszcie ruchomy styk e t dochodzi do stałego styku e2, wywierając na niego nacisk pt, a tłok napędowy t, a więc i ruchomy styk et, są blokowane siłą elektromagnetyczną cewki m. Drążek d znajduje się teraz nad szczeliną f. Przy końcu ruchu tłoka napędowego t w górę szczelina f powoduje uchodzenie czynnika ciśnieniowego, w związku z czym zmniejsza się ciśnienie p w komorze o, a więc i w komorze a cylindra napędowego c. Dzięki zmniejszeniu ciśnienia w komorze a cylindra napędowego c tłumione jest skuteczne odbijanie obu styków et, e2 przy zwieraniu.

Po zwarciu i zablokowaniu styków et, e2 następuje zamknięcie zaworu wstępnego v. Komora x zaworu przełączającego s ma bardzo małą pojemność w porównaniu do komory a cylindra napędowego c, a więc ciśnienie czynnika w komorze x spada przez szczelinę f o wiele szybciej niż w komorze a cylindra napędowego c. Wskutek tego odkształcalne sprężyście wargi uszczelniające y elementu zaworowego w odchodzą od otworu u i czynnik wypływa teraz z komory x także przez otwór szybkoodpływowy u do przestrzeni wylotowej. Pojawiający się strumień czynnika z komory a cylindra c doprowadza wargi uszczelniające y do ścianki komory x i przesuwa element zaworowy w całkowicie w lewo (na rysunku zaznaczono to linią przerywaną). Czynnik ciśnieniowy, znajdujący się w komorze a odpływa bardzo szybko do przestrzeni wylotowej przez całkowicie otwarty zawór przełączający s, mający duzy przekrój przepływowy, oraz przez otwór szybkoodpływowy u. Dzięki temu łącznik jest w bardzo krótkim czasie gotowy do szybkiego wyłączenia, bez dodatkowego zaworu wyłączającego

Celem rozwarcia styków et, e2 łącznika najpierw następuje zwolnienie blokady poprzez wygaszenie cewki elektromagnetycznej m. Pod wpływem siły sprężyny g tłok napędowy t t ruchomy styk et przemieszczają się w pozycję wyłączenia łącznika. Pozostający jeszcze w komorze a cylindra napędowego c czynnik o ciśnieniu atmosferycznym uchodzi przez przewód b2, komorę o, przewód bt, komorę x i otwór szybkoodpływowy u do przestrzeni wylotowej, w której panuje ciśnienie atmosferyczne. Przy końcu suwu tłoka napędowego t drążek d wchodzi w komorę o i dławi przekrój otworu przepływowego przewodów bt, b2. Zapewnia to skuteczne tłumienie ruchu tłoka napędowego t, a co za tym idzie, także styku et.

170 397

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ napędowy ciśnieniowy do rozwierania i zwierania styków łącznika, zawierający zasobnik czynnika ciśnieniowego, cylinder napędowy, tłok napędowy przesuwający się w cylindrze, napędzany tłokiem mechanizm dźwigniowy do przesuwania ruchomego styku i zawór przełączający z komorą, która jest połączona z cylindrem napędowym i poprzez otwór szybkoodpływowy z przestrzenią wylotową, oraz z prowadzonym przesuwnie w komorze elementem zaworowym, a także zawór wstępny, który jest umieszczony pomiędzy zasobnikiem czynnika ciśnieniowego i zaworem przełączającym i połączony z komorą zaworu przełączającego, znamienny tym, ze pomiędzy zaworem przełączającym (s) i cylindrem napędowym (c) umieszczone jest dodatkowo urządzenie sterujące (h), które składa się ze sprzężonego z tłokiem napędowym (t) drążka (d) przesuwnego w komorze (o) przewodu przepływowego (bi, b2) oraz otwartej w kierunku przestrzeni wylotowej szczeliny (f).
2. 2. Układ napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, ze element zaworowy (w) zaworu przełączającego (s) ma obrzeże ukształtowane w postaci warg uszczelniających (y).
3. 3. Układ napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, ze posiada blokadę tłoka napędowego (t) w postaci cewki elektromagnetycznej (m).
4. 4. Układ napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, ze zawór przełączający (s) i urządzenie sterujące (h) są zespolone w bloku wielofunkcyjnym (n).