PL192173B1 - Układ napędowy ciśnieniowy do zwierania i rozwierania styków łącznika elektrycznego - Google Patents

Abstract

Układ napędowy ciśnieniowy do zwierania i rozwierania styków łącznika elektrycznego, zwłaszcza próżniowego, zawierający zasilany ze zbiornika medium hydraulicznego akumulator oraz siłownik ze sprężyną, sterowany rozdzielaczem, znamienny tym, że do elektrycznego łącznika (1) jest przyłączone tłoczysko (10) hydraulicznego siłownika (9) i do jego nadtłokowej oraz do podtłokowej komory są podłączone przewody hydrauliczne od elektrohydraulicznego dwudrogowego dwupołożeniowego rozdzielacza (3), przy czym w przewód zasilający rozdzielacz (3) ze zbiornika (2) medium jest szeregowo włączona pompa (4) z silnikiem (5), oraz zwrotny zawór (6) i hydrauliczny akumulator (7), zaś pomiędzy zaworem (6) a rozdzielaczem (3) jest podłączony czujnik (8) ciśnienia, natomiast przewód spływowy z rozdzielacza (3) jest bezpośrednio połączony ze zbiornikiem (2) medium hydraulicznego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ napędowy ciśnieniowy do zwierania i rozwierania styków łącznika elektrycznego zwłaszcza próżniowego.

Znane są łączniki elektryczne, które do zwierania i rozwierania styków mają napędy z cewkami zasilanymi prądem przemiennym lub prądem stałym. Np. z polskiego opisu patentowego nr 89 795 jest znany napęd elektromagnetyczny prądu stałego mający zworę ustalającą położenie styków w stanie wyłączonym za pomocą sprężyny. Podanie napięcia na cewkę tego napędu powoduje ruch zwory pokonujący opór sprężyny i jednoczesną zmianę położenia styków łącznika z pozycji otwartej do pozycji zamkniętej. Po wyłączeniu zasilania cewki napędu następuje odwrotny ruch zwory odciąganej sprężyną i jednoczesne otwarcie styków łącznika. Działanie takiego napędu cechuje się tym, że czasy załączania styków, a przede wszystkim ich rozłączania są stosunkowo długie. Wpływa na to stała czasowa cewki z obwodem magnetycznym i bezwładność zwory z dźwigniami mechanicznymi i sprężyną, oraz okres gaszenia łuku elektrycznego na stykach.

Napęd elektromagnetyczny powszechnie stosuje się w łącznikach trójbiegowych i wówczas otwieranie styków odbywa się przy przepływie prądu.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 2 384 801 jest znany układ ciśnieniowy napędowy do rozwierania i zwierania styków łącznika. Układ ten ma prowadzony w cylindrze tłok działający poprzez tłoczysko i przez układ dźwigniowy na ruchomy styk łącznika. Wcelu 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 iwten sposób powoduje zwarcie styków, oraz naprężenie sprężyny zwrotnej przygotowanej do rozwarcia styków po wyłączeniu. Zawór przełączający zawiera zawór wlotowy, a także wylotowy, przez który powietrze odpływa z cylindra na zewnątrz po rozwarciu styków przy zamkniętym otworze wlotowym. Układ napędowy według tego amerykańskiego patentu ma dodatkowo następny elektromagnetycznie sterowany zawór, o znacznie większym przekroju otworu przepływowego, niż zawór wlotowy i zawór wylotowy.

Takiego samego typu ciśnieniowy układ napędowy jest znany ze szwajcarskiego opisu patentowego nr CH 434 638. Zawiera on zbiornik hydrauliczny, cylinder napędowy, przesuwający 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 a zaworem przełączającym. W celu zwarcia styków zawór wstępny zostaje otwarty. Ciecz hydrauliczna jest kierowana 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 pomiędzy cylindrem napędowym i pojemnikiem wylotowym. W celu rozwarcia styków następuje zwolnienie blokady, a ruchomy styk -pod działaniem naprężonej sprężyny -jest odciągany od styku nieruchomego. Ciecz hydrauliczna przepływa przy tym z cylindra napędowego przez wylot do pojemnika wylotowego.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP-O 127 531 jest znany inny układ napędowy. Układ ten jest przeznaczony do łącznika elektrycznego i zawiera zbiornik hydrauliczny, cylinder napędowy z przesuwającym się w nimi znajdującym się pod działaniem sprężyny tłokiem, napędzany tym tłokiem mechanizm do przesuwania ruchomego styku 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. Ponadto ten układ napędowy zawiera 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 kompensacyjny, zasilany przez zawór zwrotny.

Z polskiego opisu patentowego nr 170 397 jest znany układ napędowy ciśnieniowy do rozwierania i zwierania styków łącznika. Układ ten zawiera zasobnik ciśnieniowy pneumatyczny, który jest zasilany z oddzielnego źródła medium ciśnieniowego poprzez regulator ciśnienia. Wyjście z ciśnieniowego pneumatycznego zasobnika jest sterowane elektromagnetycznym jednodrożnym jednopołożeniowym rozdzielaczem. Pomiędzy tym rozdzielaczem a cylindrem napędowym znajduje się blok

PL 192 173B1 wielofunkcyjny. Zwieranie styków łącznika odbywa się przez przesunięcie tłoka w cylindrze napędowym za pomocą sprężonego powietrza i równocześnie przez ściśnięcie sprężyny. Utrzymywanie styków tego łącznika w pozycji zwartej odbywa się za pomocą cewki elektromagnetycznej, znajdującej się w cylindrze napędowym. Rozwieranie styków tego łącznika elektrycznego następuje siłą sprężyny po przerwaniu obwodu cewki elektromagnetycznej.

Prędkość zwierania styków tego łącznika jest spowalniana przez wspomniany wielofunkcyjny i zarazem wieloelementowy blok. Prędkość rozłączania styków łącznika jest uzależniona od czasu zaniku siły elektromagnesu oraz od różnicy pomiędzy siłą sprężyny a siłą przesuwu tłoka w cylindrze.

Duża złożoność napędu zawierającego blok wielofunkcyjny, elektromagnes podtrzymujący go w stanie załączenia, a przede wszystkim napęd pneumatyczny, powoduje że napęd według opisu patentowego nr 170 397 może być stosowany do łączników w których trzy bieguny otwierają się jednocześnie.

Układ napędowy ciśnieniowy do zwierania i rozwierania styków łącznika elektrycznego według wynalazku ma do tego łącznika przyłączone tłoczysko siłownika hydraulicznego, a do jego podtłokowej jak również i do nadtłokowej komory są podłączone przewody hydrauliczne od elektrohydraulicznego dwudrogowego dwupołożeniowego rozdzielacza. W przewód zasilający ten rozdzielacz ze zbiornika medium hydraulicznego, jest szeregowo włączona pompa z silnikiem, zawór zwrotny oraz akumulator hydrauliczny. Jednakże pomiędzy zaworem zwrotnym a elektrohydraulicznym dwudrogowym dwupołożeniowym rozdzielaczem jest włączony czujnik ciśnienia. Natomiast przewód spływowy z elektrohydraulicznego dwupołożeniowego rozdzielacza jest bezpośrednio połączony ze zbiornikiem medium hydraulicznego.

W układzie napędowym ciśnieniowym według wynalazku w alternatywnej postaci, do tłoczyska hydraulicznego siłownika jest przyłączonych kilka łączników elektrycznych.

W jeszcze innym układzie napędowym ciśnieniowym według wynalazku jedna pompa z silnikiem zasilana z jednego zbiornika medium hydraulicznego jest włączona do kilku przewodów zasilających kilka elektrohydraulicznych dwudrogowych dwupołożeniowych rozdzielaczy kilku napędów.

Zaletą układu według wynalazku jest to, że styki łącznika elektrycznego są rozwierane bardzo szybko, ponieważ jest to spowodowane ciśnieniem hydraulicznym wywołującym dużą siłę, znacznie przewyższającą siłę oporu tłoka w cylindrze. W układzie według wynalazku pomiędzy rozdzielaczem sterującym medium a siłownikiem wykonawczym nie ma żadnego dodatkowego elementu, jakim w znanym układzie jest wielofunkcyjny, wieloelementowy blok. Dodatkowo na siłownik działa siła sprężyny w kierunku otwierania styku, chociaż jej udział jest minimalny. Rolą sprężyny jest tylko przeciwdziałanie sile wywołanej próżnią komory łącznikowej i utrzymanie styku w pozycji otwartej w przypadkach awaryjnych np. zaniku ciśnienia związanego z powstaniem nieszczelności.

Budowa napędu umożliwia jego zastosowanie w łącznikach elektrycznych, w których każdy biegun jest sterowany oddzielnie. Ta zaleta pozwala dokonywać przerwania obwodu elektrycznego w czasie, gdy prąd uzyskuje wartość zbliżoną do 0.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na schemacie ideowym dla jednego łącznika elektrycznego.

Układ napędowy do zwierania i rozwierania styków elektrycznego łącznika 1jest zasilany ze zbiornika 2 medium hydraulicznego. W przewodzie zasilającym ze zbiornika 2 do elektrohydraulicznego dwupołożeniowego rozdzielacza 3 znajdują się kolejno: pompa 4 wraz z silnikiem 5, zwrotny zawór 6 i hydrauliczny akumulator 7. Pomiędzy wspomnianym zwrotnym zaworem 6 a rozdzielaczem 3 jest podłączony czujnik 8 ciśnienia. Z drugiej strony elektrohydrauliczny dwupołożeniowy rozdzielacz 3 jest połączony z podtłokową komorą hydraulicznego siłownika 9. Tłoczysko 10 tego siłownika jest połączone z jednym elektrycznym łącznikiem 1. Nadtłokowa komora hydraulicznego siłownika 9 - wyposażona w sprężynę 11 - jest również połączona z elektrohydraulicznym dwupołożeniowym rozdzielaczem 3. Przewód spływowy z rozdzielacza 3 jest bezpośrednio połączony ze zbiornikiem 2 medium hydraulicznego.

Przygotowanie układu napędowego ciśnieniowego do zwierania i rozwierania styków elektrycznego łącznika 1do pracy wymaga naładowania hydraulicznego akumulatora 7. Stan jego naładowania jest potwierdzony czujnikiem 8 ciśnienia. Ciśnienie w układzie powoduje dociśnięcie tłoczyskiem 10 siłownika 9 styku łącznika 1.

Załączenie elektrycznego łącznika 1 wymaga podania napięcia na obwód sterowania elektrohydraulicznego dwudrogowego dwupołożeniowego rozdzielacza 3, co powoduje zmianę zasilania komór hydraulicznego siłownika 9 i w efekcie przesunięcie jego tłoczyska 10, co skutkuje zamknięciem styku

PL 192 173B1 w komorze próżniowej elektrycznego łącznika 1. Kiedy styk łącznika 1 jest zamknięty , przepływa prąd podtrzymania w obwodzie elektrohydraulicznego rozdzielacza 3.

Wyłączenie elektrycznego łącznika 1 polega na przerwaniu obwodu sterowania elektrohydraulicznego rozdzielacza 3 i przesunięcie jego suwaka, co powoduje dynamiczny napływ oleju z hydraulicznego akumulatora 7 do przeciwstawnej komory w siłowniku 9 i otwarcie styku w komorze próżniowej łącznika 1.

Obniżenie się ciśnienia w hydraulicznym akumulatorze 7 i zwolnienie czujnika 8, powoduje uruchomienie silnika 5, który napędza pompę 4. Pompa pompuje medium hydrauliczne do akumulatora 7 tak długo aż ciśnienie w akumulatorze nie wróci do wartości nominalnej.

Claims (3)

1. Układ napędowy ciśnieniowy do zwierania i rozwierania styków łącznika elektrycznego, zwłaszcza próżniowego, zawierający zasilany ze zbiornika medium hydraulicznego akumulator oraz siłownik ze sprężyną, sterowany rozdzielaczem, znamienny tym, że do elektrycznego łącznika (1) jest przyłączone tłoczysko (10) hydraulicznego siłownika (9) i do jego nadtłokowej oraz do podtłokowej komory są podłączone przewody hydrauliczne od elektrohydraulicznego dwudrogowego dwupołożeniowego rozdzielacza (3), przy czym w przewód zasilający rozdzielacz (3) ze zbiornika (2) medium jest szeregowo włączona pompa (4) z silnikiem (5), oraz zwrotny zawór (6) i hydrauliczny akumulator (7), zaś pomiędzy zaworem (6) a rozdzielaczem (3) jest podłączony czujnik (8) ciśnienia, natomiast przewód spływowy z rozdzielacza (3) jest bezpośrednio połączony ze zbiornikiem (2) medium hydraulicznego.

2. Układ napędowy ciśnieniowy do zwierania i rozwierania styków łącznika elektrycznego, zwłaszcza próżniowego, według zastrz. 1, znamienny tym, że do tłoczyska (10) hydraulicznego siłownika (9) jest przyłączonych kilka elektrycznych łączników (1).

3. Układ napędowy ciśnieniowy do zwierania i rozwierania styków łącznika elektrycznego, zwłaszcza próżniowego według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik (2) oraz pompa (4) z silnikiem (5) jest włączona do kilku przewodów zasilających kuku elektrohydraulicznych dwudrogowych dwupołożeniowych rozdzielaczy (3).