DE1187441B

DE1187441B - Selbsttaetige Schnellentlueftungseinrichtung fuer Druckluftantriebe, insbesondere fuer druckluftbetaetigte Schaltgeraete

Info

Publication number: DE1187441B
Application number: DES70289A
Authority: DE
Inventors: Alfred Beitlich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-09-09
Filing date: 1960-09-09
Publication date: 1965-02-18

Description

Selbsttätige Schnellentlüftungseinrichtung für Druckluftantriebe, insbesondere für druckluftbetätigte Schaltgeräte . An . druckluftbetätigte Schaltgeräte oder Luftschütze oder an ähnlich arbeitende Druckluftgeräte wird häufig die Forderung gestellt, daß der Druckluftantriebszylinder unmittelbar nach der Beendigung - eines Einschaltkommandos schnell und wirkungsvoll entlüftet wird. Hierzu dienen Schnellentlüftungsventile, die, als Kolbenventile ausgebildet und in die Rohrleitung .eingesetzt sind, welche von einem Steuerventil zum Druckluftantrieb des Schaltgerätes oder Luftschützes führt. Die Kolbenventile bestehen aus einem Zylinder und einem Kolben zum öffnen und Schließen einer Auslaßöffnung für die Betätigungsdruckluft und aus einem Rückschlagventil, welches. beim. Schließen des Steuerventils selbst schließt .und den Rückstrom der Druckluft zum. Steuerventil absperrt - und dadurch - einen schnellen Rücklauf des ..Ventilkolbens bewirkt. Infolge der an den bewegten Teilen auftretenden Beanspruchungen, d. h. Belastungen und Abnutzungen, sind diese Ventile hohen Schalthäufigkeiten nicht gewachsen. Außerden-@-wirken `die zu bewegenden Massen wegen ihrer Trägheit entsprechend verzögernd auf die Funktion des Ventils. -Es ist auch bereits eine selbsttätige Schnellentlüftungsvorrichtung für Druckluftantriebe bekannt, welche aus, einem zweiteiligen Gehäuse mit gleichachsig angeordneten, einander -zugekehrten Ein- und Auslaßventilsätzen und einem für das Ein-und Auslaßventil gemeinsamen elastischen, beweglichen Verschlußteil besteht. Der Verschlußteil ist eine Membran, die mit ihrem Außenrand mit Dichtungsflächen zusammenwirkt, durch Metallplatten abgestützt und durch einen Metallbolzen geführt ist. Die Metallteile ergeben eine große zu bewegende Masse, zumal auf der dem Bolzen abgekehrten Seite der Membran noch eine besondere Ventilplatte für den. Verschluß der Auslaßöffnung angebracht ist.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine selbsttätige Schnellentlüftungsvorrichtung der letztgenannten Art zu vereinfachen und die bewegten Massen zu verringern. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Ein- und Auslaßventile Doppelringsitze mit axial gerichteten Ringöffnungen besitzen, daß der Verschlußteil aus einer nichtmetallischen, am Rande. eingespannten Membran mit einer Mittenöffnung für den Druckluftdurchlaß besteht, daß das Einlaßventil mit einem Ansatz versehen ist, der mit der Mittenöffnung eine Durchtrittsstelle bildet, welche sich beim Einlassen der Druckluft. in die gesteuerte Vorrichtung erweitert, und daß dabei die Membran die Ringöffnung für den Auslaß schließt und daß bei Aufhebung des Einlaßkommandos der Ansatz infolge. der Bewegung der Membran unter der ausströmenden Druckluft in die Mittenöffnung der Membran eintaucht und letztere die Ringöffnung des Einlaßventils schließt und gleichzeitig die Ringöffnung -des Auslaßventils freigibt.
Da die Membran am Rande befestigt ist, werden keine metallischen Stützkörper mehr benötigt. Dies ergibt nicht nur eine Verringerung der zu bewegenden Massen, sondern auch der mechanischen Beanspruchungen, wodurch es nicht mehr wie beim Bekannten zu -starken Walkbewegungen am Rande der Stützkörper kommen kann. Die Ausbildung der Ventile als Doppelringsitze mit axialen- Ringöffnungen führt zu vorteilhaften kleinen,. auf die Membran wirkenden Kräften in den jeweiligen Schließstellungen, wie aus der späteren Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher hervorgeht.
Die Membran ist vorzugsweise urigeführt, da durch die Befestigung am Rande unerwünschte seitliche Bewegungen verhindert werden. Zweckmäßig wird die Membran ausschließlich durch die Druckluft betätigt, weil dann keine besonderen Federn benötigt werden. Die Membran kann einstöckig: sein.
Die Verwendung von Membranen, die am Rande eingespannt sind und eine zentrische öffnung aufweisen, ist bei Ventilen an. sich nicht neu. Eine solche Membran ist beispielsweise bei- einem b6kannten Echhahn vorgesehen. Dieser Hahn ist jedoch nur für den Durchfluß in einer Richtung eingerichtet, wobei die Membran mit einem feststehenden Stift zusammenwirkt und nicht wie bei der Erfindung mit zwei ' als - Ein- uhd Auslaßventil dienenden Doppelringsitzee. ; Bei einem anderen bekannten Ventil soll. die aus einem weichen Stoff@z: BL6der, bestehende Membran im Bereich der Dichtungsstelle nicht armiert sein, damit sie sich gegebenenfalls an Fremdkörper gut dichtend anschmiegen kann. Die am Rande befestigte Membran kann mit ihrer zentrischen öffnung, die mit einem feststehenden Sitz zusammenwirkt, den Durchfluß ebenfalls nur in einer Richtung sperren bzw. freigeben.
Sol#>e$llcli :st.es;auch bekannt; mehrere -hintereinander;schAte>tei gembranen. als:.Drosseleinrichtung zu verwenden; die einen unterschiedlichen Durchflußquerschnitt aufweist; je nachdem,- ob die Membranen aneinander anliegen oder voneinander weggebogen sind. Eine Schließstellung ist dabei jedoch weder für die eine noch für die andere Durchhußrichtung vorhanden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in. den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellt.
F i gt;1::zdie, Schnellentlilftungseinrichtung im Querschnitt; F i g. 2 bis 4 zeigen Ausführungsmöglichkeiten von Einzelteilen" ;',' . . , . . . .
Im zweiteiligen Ventilgehäuse mit dem Oberteil l und dem Unterteilt ist zwischen zwei Ringscheiben 3 und 4 eine konzentrisch. gelochte Gummimembran 5 eingespannt. Zwischen dem Oberteil 1 und der Ringscheibe 3 -ist eine mit mehreren Löchern 6 am Umfang ihres Fußes versehene Drosselscheibe 7 vorgesehen, Welche einen Ansatz 18 hat. Die Drosselscheibe bildet mit der Ringscheibe 3 eine Ringöffnung 8, die die Öffnung des Einlaßventils darstellt. Das Unterteil t hat am Umfang vbriellt mehrere 'Löcher -9. Es -bildet mit der RinggoheT`be°4 eMe Ringöffnung 10; die die Öffnung des Ätislsgvengls darstellt und deren Querschnitt etwa. dein' Querschnitt "der Bohrung 11 des Unterteiles 2f elitsp1richtDie . Flächen 'beiderseits der Ringöffnun.;gdn g# und 10 bilden`Doppelrings'itze.
Eine Durchtrttsstelle wird durch die Mittenöffnung 13 der. Membran 5 und durch den Ansatz 18 der broskelgcheite 7 gebildet.
Dag zur Anlage gehörige Steuerventil ist als Dreiwegevenid ausgebildet und mit 15 beziffert. Es hat eire Auslaß6ffuttng 17: ' - Beim öffnen des Steuerventils 15 wird die Auslaßöffimg 17 geschlossen und die Einlaßöffnung vom D%udkluftrohr 21' geöffnet. Jetzt strömt Druckluft in Richtung des Pfeiles 12 durch die Ringöffnung 8 de's Einlaßventils und durch die Mittenöffnung 13 -der Membran 5 in' die Bohrung 11 und damit dem. Druckluffantrieb des Schalters zu. Durch den dabei entstehenden Druck im Raum 14 wird die Ringöffnung 10 und» damit das Auslaßventil durch die Membran 5 luftdicht geschlossen und der Druckaufbau rin Zylinder :' des Druckluftantriebes des Schalters onnögricht.
Benrz@Äiifheben'des Kommandos wird das Steuerventil-15' gegthlössen, und 'es Werden die Kammer 16, die Löcher K' der Raum 22, die Ringöffnung 8 und der Raum 14 durch den Auslas 17 des Steuerventils 15 entlüftet. Die Druckluft aus dem Druckluftantrieb des Schalters drückt jetzt auf die Membran 5, so das sich diese in _ -Richtung der. Drosselscheibe 7 .wölbt; Dadurch Wird die -Mittenöffnung '13 in .der Membran 5 - durch den Ansatz 18 - an- der'. Drosselscheibe 7 und die Ringöffnung 8; also das Drosselventil und das Einläßventil, geschlossen, während die Ringöffnung 10 zwischen der Ringscheibe 4 und dem Gehäuseunterteil t, also das Auslaßventil, geöffnet wird. Dadurch wird eine ebenso schnelle und wirkungsvolle Entlüftung des Zylinders des Druckluftantriebes des Schalters über die Bohrung 11 und die Ringöffnung 10 erreicht.
In der F i g. 2 ist die Drosselscheibe 7 mit ihren Löchern 6 vom Ansatz 18 aus gesehen, dargestellt. Die F i,g. 3 zeigt eine Drosselscheibe; deren Fuß eine im wesentlichen dreieckige Form hat. Durch die gestrichelte Linie 'ist- oder Zentrierrand19 des Oberfeiles 1 bezeichnet* Mit 20-sind die sich dadurch ergebenden drei Öffnungen für den Durchtritt der' Druckluft bezeichnet. -Die F i g. 4 zeigt eine Ausführung der Drosselscheibe mit einem Fuß- nach, -Art eines Malteserkreüzes. Hierbei -ergeben sich ier Öffnungen 2Ö für den Durchtritt der Druckluft.- ' Die Schnelleitlüftüngsemriehtungkann Z. B `.bei druckluftbetätigten -elektrischen' Hoch- und Niederspannungsschaltern, bei druckluftbetätigten Ventilen und "Weichen in Leitungen bzw:, in Rohrleitungen für Massengüter; wie Getriebe, Sand,' Kohle, öder in' -Versorgungsnetzen für Flüssigkeiten und Gase rüit druckluftbetätigten Ventilen mit Vorteil verwendet Werden.

Claims

Patentansprüche:... 1. Selbsttätige Schnellentlüfiungseinrichtung für Druckluftaätriebe, insbesondere für drück-' - luftbetätigte Schaltgeräte für elektrische--Hoch-und Niederspannuhgsschältanlagen, welche aus einem zweiteiligen- Gehäuse mit gleichachsig-'änl geordneten, einander -zugekehrten Ein= und Auslaßventilsitzen mit -einem 'für das Ein- und Auslaßventil gemeinsamen elastischen; beweglichen Verschlußteil besteht, - d a d-u r c h. g e k e n n -z e i c h n e t, das die Ein- und Auslaßventile Dbppelringsitze mit axial gerichteten Ringöffnungen (8,10) besitzen, däß - der Verschlußteil aus einer nichtmetallischen, am Rande eingespannten Membran (5) mit einer Mittenöffnung (13) für den Druckluftdurchlaß bestellt, das das Einlaßventil mit einem Ansatz (18) vor-'sehen ist; der mit der Mittenöffnung eine Durchtrittsstelle bildet, welche sich beim Einlassen der Druckluft in die gesteuerte Vorrichtung erweitert, und das dabei die Membran die Ringöffnung (10) für den Auslas schließt, und daß--bei Aufhebung des Einlaßkommandos der Ansatz (18) infolge der Bewegung der Membran unter der ausströmenden Druckluft in die Mttenöffnung der Membran eintaucht und letztere die Ringöffnung (8) des- Einlaßventils schließt und gleichzeitig die Ringöffnung (10) des Auslasventils freigibt. -2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Membran (5) ungeführt ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Membran (5) ausschließlich durch die Druckluft erfolgt. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) einstückig ist. - In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 23 396, 338 836, 941334; deutsche Auslegeschrift Nr.1049176; französische Patentschrift Nr. 1132 300; britische Patentschriften Nr. 320 778, 518 431.