RU2700766C1

RU2700766C1 - Gas-hydraulic accumulator

Info

Publication number: RU2700766C1
Application number: RU2018115629A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Феофанович Мамарин
Original assignee: Геннадий Феофанович Мамарин
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2019-09-20

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, namely to a gas-hydraulic accumulator, which can be used in a hydraulic drive for high-voltage power switches. Gas-hydraulic accumulator is made in the form of metal power vessel, internal volume of which is divided into gas and hydraulic cavities, at that in the vessel on the side of hydraulic cavity there is neck for connection with hydraulic actuator, and on the side of gas cavity filling wall is mounted into vessel wall. Inside the vessel there is a metal bellows assembly, one end of which is movable and hermetically closed by the metal cover, and the other end is tightly fixed to the vessel wall in the zone of the filling valve location. Metal bellows unit is made in the form of several metal bellows, in which corrugations on external surfaces of recesses are reinforced with rings, to each other bellows are connected by a pipe, wherein centering seat arranged between extreme reinforcing rings comprises support centering seats with balls to support axial travel and to protect bellows and crimp creases from loss of lateral stability. Technical result of the invention is increased reliability of operation of the gas-hydraulic accumulator due to increased stability of bellows unit to excessive deformation.

EFFECT: proposed device can be operated in any climatic conditions for a long period of time.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидравлических приводах для силовых высоковольтных выключателей, преимущественно в приводах элегазовых выключателей.The invention relates to mechanical engineering and can be used in hydraulic drives for high-voltage power switches, mainly in SF6 circuit breaker drives.

Известен привод выключателя (германский патент DE 3611497 от 08.10.87, Н01Н 33/53), в котором в качестве энергоносителя используется пакет тарельчатых пружин, непосредственно контактирующий с подвижным поршнем гидроаккумулятора, либо передающий усилие на указанный поршень через тянущие шпильки.Known drive circuit breaker (German patent DE 3611497 from 08.10.87, H01H 33/53), in which the energy is used as a packet of Belleville springs, directly in contact with the movable piston of the hydraulic accumulator, or transmitting force to the specified piston through the pulling pins.

Недостатком этой конструкции является сложность изготовления мощных тарельчатых пружин большого диаметра, нестабильность динамических характеристик, обусловленная трением между пружинами и повышенной их жесткостью по сравнению с жесткостью газовых систем.The disadvantage of this design is the complexity of manufacturing powerful disk springs of large diameter, the instability of the dynamic characteristics due to friction between the springs and their increased stiffness compared to the stiffness of gas systems.

Известен патент RU 2148280 от 27.04.2000, Н01Н 33/34, содержащий накопитель энергии, выполненный в виде газогидравлического аккумулятора со сферическим корпусом и сферической эластичной диафрагмой для герметичного разделения сред.Known patent RU 2148280 from 04/27/2000, H01H 33/34, containing an energy storage device made in the form of a gas-hydraulic accumulator with a spherical body and a spherical elastic diaphragm for hermetic separation of media.

Недостатком этой конструкции является сложность изготовления сферического корпуса, низкий срок службы эластичной диафрагмы.The disadvantage of this design is the difficulty of manufacturing a spherical body, low life of the elastic diaphragm.

Известен аккумулятор по патенту RU №2020629, выполненный в виде двух последовательно расположенных сильфонов, один из которых заполнен сжатым газом, другой - жидкостью. Недостатком его является громоздкость конструкции, сложность узлов привода.The known battery according to patent RU No. 2020629, made in the form of two sequentially arranged bellows, one of which is filled with compressed gas, the other with liquid. Its disadvantage is the bulkiness of the design, the complexity of the drive units.

Известен также газогидравлический аккумулятор по патенту RU №2140683, выполненный в виде металлического силового сосуда, внутренний объем которого разделен на газовую и гидравлическую полости. В сосуде со стороны гидравлической полости выполнена горловина для присоединения к исполнительному устройству, а со стороны газовой полости вмонтирован заправочный вентиль. Внутри сосуда установлен металлический сильфон, один торец которого подвижный, герметично закрыт металлической крышкой, а другой торец герметично закреплен к стенке сосуда в зоне расположения заправочного вентиля. Геометрические размеры сильфона выбраны из условия, что расстояние между торцами не превышает 0,8 от его наружного диаметра. Недостаток такого аккумулятора состоит в ограниченном объеме аккумулированной жидкости. Компенсирующую способность его приходится увеличивать за счет увеличения рабочего объема сильфона и избыточных энергозатрат.Also known gas-hydraulic battery according to patent RU No. 2140683, made in the form of a metal power vessel, the internal volume of which is divided into gas and hydraulic cavities. A neck is made in the vessel from the side of the hydraulic cavity for connection to the actuator, and a gas valve is mounted from the side of the gas cavity. A metal bellows is installed inside the vessel, one end of which is movable, hermetically sealed with a metal cover, and the other end is hermetically fixed to the vessel wall in the area of the filling valve. The geometric dimensions of the bellows are selected from the condition that the distance between the ends does not exceed 0.8 from its outer diameter. The disadvantage of such a battery is the limited amount of accumulated liquid. Its compensating ability has to be increased by increasing the working volume of the bellows and excessive energy consumption.

Целью настоящего изобретения является обеспечение надежной работы сильфонного узла, а, следовательно, надежной эксплуатации всего газогидравлического аккумулятора в любых климатических условиях.The aim of the present invention is to ensure reliable operation of the bellows assembly, and, therefore, reliable operation of the entire gas-hydraulic accumulator in any climatic conditions.

Это достигается тем, что в известном газогидравлическом аккумуляторе, содержащем газовую и гидравлическую полости, гидравлическая полость которой снабжена горловиной для жидкости, а газовая - заправочным вентилем для газа, разделителем этих сред является герметичный металлический сильфонный узел, выполненный в виде нескольких металлических сильфонов, связанных патрубком, у которых гофры по наружным поверхностям армированы центральными и боковыми кольцами, боковые из которых расположены по обеим сторонам центрирующего кольца с гнездами и шариками, обеспечивающими осевой ход и предохраняющие от потери поперечной устойчивости самих сильфонов и складок их гофр.This is achieved by the fact that in the well-known gas-hydraulic accumulator containing a gas and hydraulic cavity, the hydraulic cavity of which is provided with a neck for liquid, and the gas cavity has a gas filling valve, the separator of these media is a sealed metal bellows assembly made in the form of several metal bellows connected by a nozzle in which the corrugations on the outer surfaces are reinforced with central and side rings, the side of which are located on both sides of the centering ring from the nests and balls that provide axial travel and protect against loss of lateral stability of the bellows themselves and the folds of their corrugations.

На фиг. 1 изображен общий вид газогидравлического аккумулятора, на фиг. 2 - разрез по А-А.In FIG. 1 shows a general view of a gas-hydraulic accumulator; FIG. 2 - section along aa.

Газогидравлический аккумулятор содержит силовой металлический сосуд 1 с газовой 2 и гидравлической 3 полостями. В газовой полости вмонтирован заправочный вентиль 4, а гидравлическая полость снабжена горловиной 5. Внутри сосуда установлен герметичный металлический сильфонный узел 6. С одного торца он герметично прикреплен к стенке сосуда, а второй торец у него подвижный и герметично закрыт крышкой 7. Сильфонный узел выполнен в виде нескольких металлических сильфонов 8, у которых гофры 9 по наружным поверхностям 10 армированы центральными кольцами 11 и боковыми кольцами 12. Между собой сильфоны связаны патрубком 13, а боковые кольца расположены по обеим сторонам центрирующего кольца 14, на котором установлены гнезда 15 с шариками 16. Аналогичные гнезда с шариками смонтированы на сильфонном узле в районе его подвижной части у крышки 7.The gas-hydraulic accumulator contains a power metal vessel 1 with gas 2 and hydraulic 3 cavities. A filling valve 4 is mounted in the gas cavity, and the hydraulic cavity is equipped with a neck 5. A sealed metal bellows assembly is installed inside the vessel 6. It is hermetically attached to the vessel wall from one end and the second end is movable and hermetically closed by a cover 7. The bellows assembly is made in in the form of several metal bellows 8, in which the corrugations 9 on the outer surfaces 10 are reinforced with central rings 11 and side rings 12. The bellows are interconnected by a pipe 13, and the side rings are located on both sides the crowns of the centering ring 14, on which the sockets 15 with balls 16 are mounted. Similar sockets with balls are mounted on the bellows assembly in the region of its movable part near the cover 7.

Газогидравлический аккумулятор работает следующим образом. Под действием сжатого газа, поступающего через вентиль, сильфоны перемещают крышку 7 до упора в стенку сосуда с горловиной 5. При подаче рабочей жидкости под давлением от насосного агрегата системы (система не показана) сильфоны сжимаются. При этом кольца, взаимодействуя с поверхностями гофр, предохраняют их от избыточной деформации, а шарики, катясь по внутренней поверхности силового сосуда, предохраняют сильфонный узел от потери поперечной устойчивости.Gas-hydraulic battery operates as follows. Under the action of compressed gas flowing through the valve, the bellows move the cover 7 all the way into the wall of the vessel with the neck 5. When the working fluid is supplied under pressure from the pumping unit of the system (system not shown), the bellows are compressed. In this case, the rings, interacting with the surfaces of the corrugations, protect them from excessive deformation, and the balls, rolling along the inner surface of the power vessel, protect the bellows assembly from the loss of lateral stability.

Заявляемый гидравлический привод изготавливается и испытывается на существующем промышленном оборудовании. Основные узлы проверены на работоспособность.The inventive hydraulic drive is manufactured and tested on existing industrial equipment. The main nodes are checked for operability.

Результаты патентного поиска и возможность практической реализации заявляемого привода позволяют установить соответствие его: новизне, изобретательскому уровню и промышленной применимости.The results of a patent search and the possibility of practical implementation of the inventive drive allow us to establish its compliance with: novelty, inventive step and industrial applicability.

Claims

A gas-hydraulic accumulator made in the form of a metal power vessel, the internal volume of which is divided into gas and hydraulic cavities, with a neck made on the side of the hydraulic cavity for connecting to the hydraulic actuator, and a filling valve mounted on the side of the gas cavity in the vessel wall, inside the vessel a metal bellows assembly is installed, one end of which, movable, is hermetically closed by a metal cover, and the other end is hermetically fixed to the wall the vessel in the zone of the filling valve, characterized in that the metal bellows assembly is made in the form of several metal bellows connected by a nozzle, in which the corrugations on the outer surfaces are reinforced with central and side rings, the side of which are located on both sides of the centering ring with sockets and balls providing axial movement, and protecting against loss of lateral stability of the bellows themselves and the folds of their corrugations.