DE1184854B - Control of the coolant flow between the tank and the expansion tank, preferably for transformers - Google Patents

Description

Steuerung des Kühlmittelflusses zwischen Behälter und Ausdehnungsgefäß, vorzugsweise bei Transformatoren Flüssigkeitsgefüllte Transformatoren und ähnliche Geräte sowie daran angebaute flüssigkeitsgefüllte Zubehörteile sind in der Regel mit einem Ausdehnungsgefäß versehen. In der Verbindungsleitung zum Ausdehnungsgefäß werden vielfach Schutzgeräte, beispielsweise in Form des bekannten Buchholzschutzrelais, eingebaut.Control of the coolant flow between tank and expansion tank, preferably liquid-filled transformers and similar in the case of transformers Devices and attached liquid-filled accessories are usually provided with an expansion tank. In the connection line to the expansion tank protection devices are often used, for example in the form of the well-known Buchholz protection relay, built-in.

Derartige Schutzgeräte müssen gelegentlich für Revisionszwecke ausgebaut werden. Dazu ist es erforderlich, wenn man das Ausdehnungsgefäß nicht entleeren will, ein Absperrorgan zwischen dem Ausdehnungsgefäß und dem Schutzgerät vorzusehen.Such protective devices must occasionally be removed for inspection purposes will. To do this, it is necessary if the expansion vessel is not emptied wants to provide a shut-off device between the expansion tank and the protective device.

Als Absperrorgane werden z. B. Schieber oder Ventile verwendet. Sie schließen das Risiko in sich, daß nach Wiedereinbau des Schutzgerätes das Öffnen vergessen wird und daß die im Betrieb sich erwärmende Flüssigkeit, der der Weg ins Ausdehnungsgefäß versperrt ist, den Behälter deformiert. Eine andere bekannte Absperrmöglichkeit ist ein Dreiweghahn, dessen dritter Weg an eine oben im Ausdehnungsgefäß mündende Rohrleitung (Überlaufleitung) angeschlossen ist. Bei Ausdehnungsgefäßen, die auf der Luftseite mit der Außenatmosphäre in Verbindung sind, bietet diese Anordnung ausreichende Sicherheit gegen unzulässige Druckerhöhung im Kessel bei geschlossenen Absperrorganen. Bei Ausdehnungsgefäßen, die über der Flüssigkeit ein unter Überdruck stehendes Schutzgas haben, ist diese Anordnung nicht verwendbar, weil bei ausgebautem Überwachungsgerät das Gas durch die überlaufleitung entweichen könnte.As shut-off devices z. B. gate valves or valves are used. she involve the risk of opening after reinstallation of the protective device is forgotten and that the liquid that heats up during operation, which is the way into the The expansion tank is blocked, the tank is deformed. Another known shut-off option is a three-way tap, the third way of which is connected to a tap opening at the top of the expansion tank Pipeline (overflow line) is connected. In the case of expansion vessels that open to the air side are in contact with the outside atmosphere, offers this arrangement Sufficient security against impermissible pressure increases in the boiler when it is closed Shut-off devices. In the case of expansion vessels that are above the liquid, one under overpressure have standing inert gas, this arrangement cannot be used because it is dismantled Monitoring device that gas could escape through the overflow line.

Bekannt ist ferner eine Ventilkombination, die in die Verbindungsleitung zwischen der Luftseite eines Behälters und der Außenluft eingebaut ist und nur beim Atmen des Gerätes selbsttätig öffnet. Eine Übertragung dieser Betriebsverhältnisse von Luft auf eine Flüssigkeit ist nicht möglich, da die Forderung an die Ventilanordnung, den Ausbau des dahinterliegenden Schutzgerätes zu ermöglichen, ohne daß Flüssigkeit ausläuft, nicht erfüllt wird.Also known is a valve combination that is inserted into the connecting line is installed between the air side of a container and the outside air and only when Breathing the device opens automatically. A transfer of these operating conditions from air to a liquid is not possible because the valve arrangement is required to to enable the protective device behind it to be removed without any liquid expires, is not fulfilled.

Durch eine Ventilanordnung nach vorliegender Erfindung lassen sich die vorgenannten Schwierigkeiten umgehen und alle Betriebsaufgaben erfüllen. Als weitere Eigenschaft dieser Ventilanordnung ist die Tatsache zu nennen, daß z. B. bei Bruch eines auf dem Behälter befindlichen Durchführungsporzellans kein Öl aus dem Ausdehnungsgefäß nachlaufen kann und dadurch die Brandgefahr verringert wird.By means of a valve arrangement according to the present invention circumvent the aforementioned difficulties and perform all operational tasks. as Another property of this valve arrangement is the fact that, for. B. if a porcelain bushing on the container breaks, no oil will escape can run after the expansion vessel, thereby reducing the risk of fire.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine gegen den Druck der Flüssigkeitssäule von der Ausdehnungsgefäßseite her jederzeit geschlossene Ventilanordnung sich bei Überdruck des Behälterinhalts gegenüber dem Ausdehnungsgefäß öffnet. Gleichzeitig öffnet sich die Ventilanordnung bei Unterdruck des Behälterinhalts gegenüber der Außenluft gegen den Druck der Flüssigkeitssäule von der Ausdehnungsgefäßseite her. Diese Steuerung ist bei Transformatoren und Drosselspulen in flüssigkeitsgekühlten Gefäßen mit oder ohne druckgesteuerter Schutzgasvorlage verwendbar. Sie arbeitet selbständig, es kann also auch keine Schaltmanipulation vergessen werden.The invention is characterized in that one against the pressure the liquid column from the expansion vessel side closed valve arrangement at all times opens in the event of excess pressure in the tank contents compared to the expansion tank. Simultaneously the valve arrangement opens when the container contents are under negative pressure compared to the Outside air against the pressure of the liquid column from the expansion vessel side. This control is in liquid-cooled transformers and reactors Vessels can be used with or without a pressure-controlled protective gas blanket. she works independent, so no switching manipulation can be forgotten.

Für die Praxis ist es zweckmäßig, die beiden Funktionen der Ventilanordnung in einem Gerät zusammenzufassen, wie es in der Abbildung dargestellt ist. Die Ziffer 1 bedeutet den Kessel beispielsweise eines Transformators, 2 das Schutzgerät in der Rohrleitung zwischen Kessel und Ausdehnungsgefäß 3, das gegebenenfalls über eine Rohrleitung 4 mit einer druckgesteuerten Stickstoffvorlage verbunden sein kann. Mit 5 ist eine auf den Kessel montierte Durchführung und mit 6 ein Steigrohr zum Füllen höher gelegener Ölräume, z. B. einer Durchführung, bezeichnet. Die Ventilanordnung zur Steuerung des Kühlmittelflusses 7 ist zwischen dem Schutzgerät 2 und dem Ausdehnungsgefäß 3 angeordnet und besteht aus dem Ventil 8, das bei Überdruck des Kesselinhalts öffnet, und dem Ventil 9, das bei Unterdruck des Kesselinhalts gegenüber der Außenluft öffnet. Ventil 9 wird dadurch geöffnet, daß es mit einer Membran 10 verbunden ist, auf die die Atmosphäre drückt.In practice, it is useful to use the two functions of the valve arrangement summarized in one device, as shown in the figure. The digit 1 means the boiler of a transformer, for example, 2 the protection device in the pipeline between the boiler and expansion tank 3, which may be over a pipe 4 can be connected to a pressure-controlled nitrogen blanket. With 5 is a mounted on the boiler implementation and with 6 a riser pipe to Filling higher oil spaces, e.g. B. an implementation, designated. The valve arrangement to control the coolant flow 7 is between the protective device 2 and the expansion tank 3 and consists of valve 8, which opens when the tank contents are overpressure, and the valve 9, which opens when the boiler contents are under negative pressure in relation to the outside air. Valve 9 is opened in that it is connected to a membrane 10 on which the atmosphere is depressing.

Dargestellt ist der Ruhezustand. Dehnt sich die Kühlflüssigkeit im Kessel l aus, dann steigt kesselseitig der Druck. Das Ventil 8 wird gegen die Federkraft und gegen den Druck der Flüssigkeitssäule vom Ausdehnungsgefäß sowie gegebenenfalls gegen den zusätzlichen Druck des Schutzgases über dem Flüssigkeitsspiegel angehoben; die Kühlflüssigkeit kann in das Ausdehnungsgefäß strömen, bis Druckausgleich vorhanden ist. Bei Abkühlung der Kühlflüssigkeit im Kessell entsteht kesselseitig bei geschlossener Ventilanordnung ein Unterdruck. Dadurch wird, weil die Atmosphäre auf die Membran 10 drückt, das Ventil 9 abgehoben, und zwar gegen den Druck der Flüssigkeitssäule vom Ausdehnungsgefäß. Die Flüssigkeit kann aus dem Ausdehnungsgefäß in den Kessel zurücklaufen.The idle state is shown. If the cooling liquid in boiler l expands, the pressure on the boiler side rises. The valve 8 is raised against the spring force and against the pressure of the liquid column from the expansion vessel and possibly against the additional pressure of the protective gas above the liquid level; the coolant can flow into the expansion vessel until the pressure is equalized. When the cooling liquid in the boiler cools down, a vacuum is created on the boiler side when the valve arrangement is closed. As a result, because the atmosphere presses on the membrane 10 , the valve 9 is lifted against the pressure of the liquid column from the expansion vessel. The liquid can flow back into the boiler from the expansion tank.

Für den Gegenstand der Erfindung ist die gewählte Darstellung der Ventilanordnung nicht maßgebend. An Stelle der Tellerventile können Dreh-oder Schieberventile geeigneter Konstruktion verwendet werden. Statt der Membran 10 kann z. B. ein Kolben entsprechender Ausführung gewählt werden.The selected representation of the valve arrangement is not decisive for the subject matter of the invention. Rotary or slide valves of suitable construction can be used in place of the poppet valves. Instead of the membrane 10 , for. B. a piston of the appropriate design can be selected.

Wird bei der in der Abbildung dargestellten Anordnung das Schutzgerät 2 ausgebaut, dann ist lediglich erforderlich, das Kühlmittel aus dem Schutzgerät und den niveaugleichen Rohrleitungen abzulassen, wobei der Entlüftungshahn des Gerätes geöffnet sein muß. Die Ventile 8 und 9 bleiben geschlossen. Nach dem Wiedereinbau des Schutzgerätes muß das Gerät und die niveaugleiche Rohrleitung entlüftet und mit Kühlmittel gefüllt werden. Um Kühlmittel aus dem Ausdehnungsgefäß nachfließen lassen zu können, ist eins der beiden Ventile, in der Abbildung ist das Unterdruckventil 9 gewählt, mit einem Druckknopf 11 verbunden, durch dessen Betätigung das Ventil geöffnet werden kann, bis Kühlflüssigkeit an der Entlüftungsschraube des Schutzgerätes austritt. If the protective device 2 is removed in the arrangement shown in the figure, then it is only necessary to drain the coolant from the protective device and the pipelines at the same level, whereby the vent valve of the device must be open. The valves 8 and 9 remain closed. After reinstalling the protective device, the device and the pipeline at the same level must be vented and filled with coolant. In order to allow coolant to flow out of the expansion tank, one of the two valves, the vacuum valve 9 is selected in the figure, is connected to a push button 11 , which can be operated to open the valve until coolant emerges from the vent screw of the protective device.

Die Anordnung läßt sich vorteilhaft auch für verschiedene sonstige gelegentlich oder auch regelmäßig vorkommende Arbeiten verwenden. So ist es mitunter erforderlich, Räume mit Kühlmittel zu füllen, deren Spiegel über dem Spiegel im Ausdehnungsgefäß liegt. In der Abbildung ist auf dem Transformatordeckel eine Durchführung 5, die unter Umständen auch dann gefüllt werden muß, wenn der Flüssigkeitsstand im Ausdehnungsgefäß - bei niedriger Temperatur - ganz tief ist. Um dies in einfacher Weise durchführen zu können, erhält der Transformatorkessel in der Nähe der Durchführung ein Steigrohr 6, in das nach Öffnung das Kühlmittel eingefüllt werden kann. Bei entsprechender Dimensionierung der Steuerungskräfte der Ventile (Federn, Gewichte od. dgl.) fließt das in das Steigrohr 6 gefüllte Kühlmittel ausschließlich in die Durchführung, die an ihrer höchsten Stelle entlüftet werden muß, jedoch nicht über die Ventilanordnung 7 in das Ausdehnungsgefäß.The arrangement can also be used advantageously for various other use work that occurs occasionally or regularly. It is so sometimes required to fill rooms with coolant, the mirror of which is above the mirror in the Expansion tank is located. In the picture there is a bushing on the transformer cover 5, which may also have to be filled when the liquid level in the expansion vessel - at a low temperature - is very deep. To make this easier Way to perform, the transformer boiler gets close to the implementation a riser pipe 6 into which the coolant can be filled after opening. at Appropriate dimensioning of the control forces of the valves (springs, weights od. The like.) The coolant filled in the riser pipe 6 flows exclusively into the Implementation that must be vented at its highest point, but not over the valve assembly 7 in the expansion vessel.

Wird dem Transformator durch ein tiefsitzendes Ventil 12 Kühlmittel entnommen, dann wird dieser Verlust aus dem Ausdehnungsgefäß ersetzt, weil das Venti19 öffnet. Wenn hingegen bei Störungen im Innern des Transformators die Explosionsmembran 13 am Deckel zerbricht, -dann kann aus dem Ausdehnungsgefäß kein Kühlmittel nachfließen, da nicht der erforderliche Unterdruck zum Öffnen des Ventils 9 vorhanden ist.If coolant is withdrawn from the transformer through a deep-seated valve 12, this loss is replaced from the expansion vessel because the valve 19 opens. If, on the other hand, the explosion membrane 13 breaks on the cover in the event of malfunctions inside the transformer, then no coolant can flow in from the expansion vessel, since the negative pressure required to open the valve 9 is not present.

Um im Betrieb den Kessel evakuieren zu können, ohne daß die Flüssigkeit aus dem Ausdehnungsgefäß nachströmt, muß Ventil 9 unwirksam sein. Dies wird dadurch erreicht, daß man es in an sich bekannter Weise außer Tätigkeit setzt, beispielsweise indem man es von außen her blockiert oder indem man, wie die Abbildung zeigt, von innen z. B. eine Platte 14 od. ä. gegen die Membran drückt. Diese Platte od. dgl. wird durch eine Sperre arretiert. Wird nach dem Evakuieren der Transformator wieder in Betrieb genommen, so löst der Flüssigkeitsdruck des sich erwärmenden Kühlmittels beim Öffnen des Überdruckventils 8 den Sperrhebel 15, und die von innen gegen die Membran 10 gedrückte Platte 14 geht in die Betriebsstellung zurück, womit das Unterdruckventil 9 wieder betriebsbereit ist.In order to be able to evacuate the boiler during operation without the liquid flowing in from the expansion vessel, valve 9 must be ineffective. This is achieved by putting it out of action in a manner known per se, for example by blocking it from the outside or by, as the figure shows, from inside z. B. a plate 14 od. Ä. Presses against the membrane. This plate or the like is locked by a lock. If the transformer is put back into operation after evacuation, the liquid pressure of the warming coolant releases the locking lever 15 when the pressure relief valve 8 is opened, and the plate 14 , which is pressed from the inside against the membrane 10, returns to the operating position, causing the vacuum valve 9 again is ready for use.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Steuerung des Kühlmittelflusses zwischen Behälter und Ausdehnungsgefäß, vorzugsweise bei Transformatoren, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die gegen Druck der Flüssigkeitssäule von der Ausdehnungsgefäßseite jederzeit geschlossene Ventilanordnung sich bei Überdruck des Behälterinhalts gegenüber dem Ausdehnungsgefäß öffnet und sich die Ventilanordnung bei Unterdruck des Behälterinhalts gegenüber der Außenluft gegen den Druck der Flüssigkeitssäule von der Ausdehnungsgefäßseite her öffnet. Claims: 1. Control of the coolant flow between containers and expansion vessel, preferably for transformers, d u r c h e k e k e n n -z e i c h n e t that the against pressure of the liquid column from the expansion vessel side valve arrangement closed at all times in the event of excess pressure in the container contents the expansion tank opens and the valve assembly opens when the tank contents are under negative pressure against the outside air against the pressure of the liquid column from the expansion vessel side her opens. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung willkürlich blockiert werden kann, z. B. wenn der Behälter ohne das Ausdehnungsgefäß evakuiert werden soll. 2. Controller according to claim 1, characterized in that the valve arrangement can be blocked arbitrarily, e.g. B. if the tank without the expansion tank should be evacuated. 3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Blockierung durch Überdruck des Behälterinhalts gegenüber dem Ausdehnungsgefäßinhalt selbsttätig aufgehoben wird. 3. Control according to claim 1 and 2, characterized in that that this blockage is caused by overpressure of the tank contents compared to the expansion tank contents is automatically canceled. 4. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ruhezustand geschlossene Ventilanordnung willkürlich geöffnet werden kann, z. B. zum Entlüften eines zwischen Ventilanordnung und Behälter liegenden Gerätes. 4. Control according to claim 1 and 2, characterized in that that the valve assembly, which is closed in the idle state, can be opened arbitrarily can e.g. B. for venting a lying between the valve assembly and the container Device. 5. Steuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilfunktionen in einem Gerät zusammengefaßt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 893 971, 950 140, 657 360; deutsche Auslegeschrift Nr. 1099 072.5. Control according to claim 1 to 4, characterized in that the two valve functions are combined in one device. Considered publications: German Patent Nos. 893 971, 950 140, 657 360; German interpretation document No. 1099 072.