CH641591A5

CH641591A5 - Druckgasschalter.

Info

Publication number: CH641591A5
Application number: CH139579A
Authority: CH
Inventors: Peter Kull
Original assignee: Sprecher & Schuh Ag
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1979-02-13
Publication date: 1984-02-29
Also published as: FR2449327A1; ATA690779A; AT375209B; US4327262A; FR2449327B3; DE2929807A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit einem festen und einem beweglichen Kontaktstück, sowie mit einer einem der Kontaktstücke zugeordneten Blasdüse, deren Einlass an den Auslass eines ein Löschgas enthaltenden und im Zuge eines Ausschalthubes unter Druck setzbaren Pumpraum angeschlossen und deren engste Stelle stromabwärts vom Ende des zugeordneten Kontaktstückes angeordnet ist, wobei zwischen dem Einlasss der Blasdüse und dem Pumpraum eine in Schliessrichtung vorgespannte, bei Überdruck im Pumpraum ansprechende und zum Einlass hin öffnende Ventilanordnung vorgesehen ist.

Solche Druckgasschalter sind z.B aus der ED-AS 2316009 (entspricht im wesentlichen der CH-PS 573171) oder aus der DE-OS 2411897 bekannt. Bei den bekannten Schaltern dieser Art besteht die Ventilanordnung lediglich aus einem vorgespannten Rückschlagventil. Diesem fällt die Aufgabe zu, die Verbindung zwischen dem Pumpraum und dem Einlassraum der Blasdüse zu unterbinden, sobald der Druck, der von den durch den Lichtbogen erhitzten Löschgase in der Blasdüse ausgeht, den momentanen Druck im Pumpraum übersteigt, so dass ein Rückströmen dieser erhitzten Gase in den Pumpraum vermieden wird. Bei den bekannten Schaltern hat somit die Blasdüse selbst diesem Druckstoss zu widerstehen, wobei gerade jenen erhitzten Gasen zwischen der engsten Stelle der Blasdüse und dem Ende des zugeordneten Kontaktstückes das Abströmen durch die engste Stelle hindurch erheblich erschwert ist. Es entsteht somit bei den bekannten Schaltern im Einlassraum der Blasdüse ein Wärme- und ein Druckstau, was zur Folge hat, dass die Blasdüse Abbranderscheinungen und erheblichen mechanischen Beanspruchungen unterworfen ist und somit dementsprechend zu bemessen ist.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der ein rasches Abströmen der durch den Lichtbogen erhitzten Gase auch aus dem Einlass der Blasdüse einwandfrei gestattet, wobei nach wie vor ein Eindringen dieser Gase in den Pumpraum verhindert werden soll.

Zu diesem Zweck ist der vorgeschlagene Schalter gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung wenigstens ein Umschaltventil aufweist, das in Ruhestellung den Einlass der Blasdüse mit dem die Blasdüse umgebenden Raum verbindet und beim Ansprechen den Einlass der Blasdüse von dem diese umgebenden Raum trennt. Merkmale bevorzugter Ausführungsbeispiele sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, wobei die einzige Figur einen schematischen Längsschnitt durch die wesentlichen Teile eines Druckgasschalters zeigt, links bei sehr intensiv brennendem Lichtbogen, rechts mit dem Lichtbogen kurz vor dem Stromnulldurchgang, also kurz vor der Bogen-löschung.

Bei dem dargestellten Druckgasschalter 10 erkennt man oben ein rohrförmiges, festes Kontaktstück 11, das in Einschaltstellung mit seinem Innendurchmesser den Aussen-durchmesser eines beweglichen Kontaktstückes 12 umgreift. Das bewegliche Kontaktstück 12 ist mittels eines Bolzens 13 und einer Mutter 14 fest an einem metallischen Abschlussflansch 15 verankert. Dieser Abschlussflansch 15 ist seinerseits mittels Bolzen 16 am Ende eines metallischen Pumpzylinders 17 befestigt, der somit auch die Stromführung übernimmt. Der Pumpzylinder 17 ist an seinem nicht dargestellten, unteren Ende an einen ebenfalls nicht dargestellten Antrieb gekoppelt, mittels welchem der Pumpzylinder 17 auf und ab verschiebbar und damit auch das bewegliche Kontaktstück 12 in und ausser Eingriff mit dem festen Kontaktstück 11 bringbar ist. Der Pumpzylinder 17 ist auf einem mittels einer Kolbenstange 18 aus Isoliermaterial orstfest abgestützten Pumpkolben 19 verschiebbar. Zwischen dem Pumpkolben 19 und dem Abschlussflansch 15 umschliesst somit der Pumpzylinder 17 einen Pumpraum 20, dessen Rauminhalt sich im Zuge eines Ausschalthubes, d.h. bei einer Abwärtsbewegung des Pumpzylinders 17 verkleinert.

Auf der dem Pumpraum 20 abgekehrten Seite ist auf dem Abschlussflansch 15 eine Blasdüse 21 aus einem lichtbogenfesten, elektrischen Isoliermaterial befestigt. Der vom Düsenkörper 22 der Blasdüse 21 umschlossene Raum gliedert sich in einen Einlassraum, eine engste Stelle 23 sowie einen Auslassraum 24 mit einem sich von der engsten Stelle 23 weg sich vergrössernden Durchflussquerschnitt. Die engste Stelle 23 der Blasdüse 21 ist dem freien Ende des zugeordneten, beweglichen Kontaktstückes 12 in Richtung auf das feste Kontaktstück 11 hin vorgelagert, das seinerseits in Einschaltstellung mit seinem Aussendurchmesser praktisch dicht an der engsten Stelle 23 anliegt. Der genannte Einlassraum der

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10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

OD

3

641 591

Blasdüse 21 ist mittels eines ebenfalls fest am Abschlussflansch 15 verankerten Trennkörpers 25 aus demselben Material wie der Düsenkörper 22 in einem äusseren Mantelraum 26 und in einen inneren Mantelraum 27 unterteilt, welche beiden Mantelräume zur engsten Stelle 23 hin konvergieren. 5

Der innere Mantelraum 27 steht über Durchlässe 28 im Abschlussflansch 15 stets mit dem Pumpraum 20 in Verbindung. Im Bereich der Befestigungsstelle am Abschlussflansch 15 sind im Düsenkörper 22 radial in den die Blasdüse 21 umgebenden Raum 29 führende Durchlässe 30 in der Form 10 von Umfangsschlitzen ausgebildet, die durch Stützstege 31 voneinander getrennt sind. Ausserdem sind in dem Abschlussflansch 15 weitere Durchlässe 32 ausgebildet. Den Durchlässen 30 und 32 ist ein im Querschnitt im wesentlichen L-förmiger Ventilkörper 33 zugeordnet, der zwei Stellungen 15 einnehmen kann. In der ersten Stellung (links in der Figur) verschliesst der eine Schenkel 34 des Ventilkörpers 33 den zugeordneten Durchlass 32, während der andere Schenkel 35 den zugeordneten Durchlass 30 freigibt. In dieser Stellung steht also der äussere Mantelraum 26 des Einlassraumes der 20 Blasdüse 21 mit dem diese umgebenden Raum 29 in Verbindung. In der anderen Stellung dagegen (in der Figur rechts dargestellt) gibt der Schenkel 34 den zugeordneten Durchlass 32 frei, während der Schenkel 35 den Durchlass 30 verschliesst. Damit steht in dieser Stellung der äussere Mantel- 25 räum 26 über die Durchlässe 32 mit dem Pumpraum 20 nicht aber mit dem Raum 29 in Verbindung. Der Ventilkörper 33 bildet somit zusammen mit den Durchlässen 30 und 32 ein Umschaltventil, das den äusseren Mantelraum 26 entweder mit dem Pumpraum 20 oder mit dem die Blasdüse umgeben- 30 den Raum 29 verbindet.

Der Ventilkörper 33 ist an einem durch den zugeordneten Durchlass 32 hindurch greifenden Schaft 36 befestigt, an dem ein Teller 37 befestigt ist. Zwischen dem Teller 37 und der dem Pumpraum 20 zugekehrten Seite des Abschlussflansches 35 15 ist eine Druckfeder 38 eingespannt, die das Bestreben hat, den Ventilkörper 33 in die in der Figur links gezeigten Stellung zu halten, solange im Pumpraum 20 kein ausreichender Überdruck gegenüber dem Druck im äusseren Mantelraum 26 herrscht. 40

Es versteht sich, dass die beschriebenen Bestandteile des Schalters von einem nicht dargestellten, gekapselten Gehäuse umschlossen sind, das seinerseits vollständig mit einem Löschgas, z.B. SFö, gefüllt ist.

Während eines Ausschalthubes spielen sich nun zwischen 45 den beiden Kontaktstücken 11 und 12 im wesentlichen folgende Vorgänge ab. Beim Abwärtshub des Kontaktstückes 12 wird das im Pumpraum 20 vorhandene Löschgas komprimiert, und zugleich zündet zwischen den Kontaktstücken 11, 12 ein Lichtbogen, der zunächst recht intensiv ist, wie in der Figur links mit 39 angedeutet. Dieser Lichtbogen wird, sobald das Kontaktstück 11 die engste Stelle freigegeben hat, durch das dem Pumpraum 20 durch die Durchlässe 28 und den inneren Mantelraum 27 entströmende Löschgas (Pfeil 40) im Bereich der engsten Stelle 23 beblasen, und dortselbst wird dieses Gas kräftig erhitzt. Dabei ist zu bemerken, dass die Durchlässe 28 allein einen zu geringen Durchlassquerschnitt aufweisen, um die gesamte Förderleistung aus dem Pumpraum 20 durchzulassen, so dass der Druck im Pumpraum 20 weiterhin zunimmt. Bei ihrer Erhitzung erfahren die Löschgase aber auch eine Druckerhöhung und daher sind diese erhitzten Gase so schnell als möglich abzuführen. Der Teil dieser hochgespannten Gase, der die engste Stelle 23 bereits passiert hat, entweicht der Blasdüse durch den Auslassraum 24 (Pfeil 41) während der Rest durch den äusseren Mantelraum 26 und die Durchlässe 30 in den Raum 29 entweichen kann (Pfeile 42), weil der Druck im Pumpraum 20 zunächst noch nicht ausreicht, um die Kraft der Feder 38 zu überwinden.

Im weiteren Verlauf des Ausschalthubes (in der Figur rechts dargestellt) wird der Lichtbogen weiter in die Länge gezogen und gelegentlich erfolgt ein Stromnulldurchgang. Die Intensität des Lichtbogens nimmt also ab, wie in der Figur rechts mit 43 angedeutet. Die Beblasung durch das im inneren Mantelraum 27 zuströmende Löschgas hält an (Pfeil 44). Andererseits ist der Druck im Pumpraum 20 inzwischen so weit angestiegen, dass der Ventilkörper 33 aus seiner Ruhestellung abgehoben wird. Dadurch strömt nun frisches Löschgas auch durch die Durchlässe 32 und durch den äusseren Mantelraum 26 (Pfeile 45) auf die engste Stelle 23 zu, die Beblasung des Bogens 43 wird bis zu dessen Löschung weiter intensiviert. Auf alle Fälle bieten sich den Löschgasen im Moment ihrer intensivsten Erhitzung mehr Wege zum Entweichen als bei den bekannten, vergleichbaren Schaltern, so dass auch die mechanische und thermische Beanspruchung des Düsenkörpers 22 entscheidend verringert wird.

Während beim beschriebenen Ausführungsbeispiel der Ventilkörper 33 geradlinig und parallel zum Schalthub verschiebbar ausgebildet ist, versteht es sich von selbst, dass der Ventilkörper auch durch eine an der Peripherie des Abschlussflansches 15 angelenkte und federnd auf die Durchlässe 32 vorgespannte Klappe sein kann, welche bei ausreichendem Überdruck im Pumpraum 20 hochgeschwenkt wird, und damit die Durchlässe 30 unter Freigabe der Durchlässe 32 versperrt.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

641591

1. Druckgasschalter mit einem festen und mit einem beweglichen Kontaktstück, sowie mit einer einem der Kontaktstücke zugeordneten Blasdüse, deren Einlass an den Aus-lass eines ein Löschgas enthaltenden und im Zuge eines Ausschalthubes unter Druck setzbaren Pumpraumes angeschlossen und deren engste Stelle stromabwärts vom Ende des zugeordneten Kontaktstückes angeordnet ist, wobei zwischen dem Einlass der Blasdüse und dem Pumpraum eine in Schliessrichtung vorgespannte, bei Überdruck im Pumpraum ansprechende und zum Einlass hin öffnende Ventilanordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung wenigstens ein Umschaltventil (33, 36, 37, 38) aufweist, das in Ruhestellung den Einlass (26) der Blasdüse (21) mit dem die Blasdüse (21) zu umgebenden Raum (29) verbindet und beim Ansprechen den Einlass (26) der Blasdüse (21) von dem diese umgebenden Raum (29) trennt.

2. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, bei dem der Einlassraum der Blasdüse (21) mittels eines Trennkörpers (25) in einen äusseren und einen inneren Mantelraum (26; 27) unterteilt ist, wobei beide Mantelräume (26; 27) an den Pumpraum (20) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil zwischen dem Pumpraum (20) und dem äusseren Mantelraum (26) angeordnet ist und dass der innere Mantelraum (27) über ventillose Durchlässe (28) mit dem Pumpraum (20) verbunden ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Einlasses der Blasdüse (21) in dieser durchgehende, im wesentlichen radial nach aussen verlaufende Durchlässe (30) vorgesehen sind, die beim Ansprechen des Umschaltventiles (33,36, 37,38) durch dessen Ventilkörper abdeckbar sind.

4. Druckgasschalter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (33) beim Ansprechen des Umschaltventiles die radial äussere Seite der Durchlässe (30) abdeckt.

5. Druckgasschalter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (33) einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, dessen einer Schenkel (35) mit den radial nach aussen verlaufenden Durchlässen (30) der Blasdüse (21) und dessen anderer Schenkel mit aus dem Pumpraum (20) zum äusseren Mantelraum (26) führenden Durchlässen (32) zusammenwirkt.

6. Druckgasschalter nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (33) parallel zum Schalthub gegen die Wirkung einer Feder (38) verschiebbar angeordnet ist.