DE1220009C2 - PRESSURE GAS SWITCH WITH CLOSED GAS CIRCUIT - Google Patents
PRESSURE GAS SWITCH WITH CLOSED GAS CIRCUITInfo
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Description
isoliert entsprechend der etwa erforderlichen Wärmeabgabe bei maximal zu erwartender Umgebungstemperatur; insulated according to the required heat dissipation at the maximum expected ambient temperature;
die Überdruckventile sind in den gemeinsamen Wänden zwischen den Schaltkammern und dem
Niederdruckraum angeordnet;
das temperaturabhängige Relais steuert zusätzlich unmittelbar den Kompressor in Abhängigkeit
von der Temperatur im Hochdruckbehälter; das druckabhängig ansprechende Relais steuert
in an sich bekannter Weise den Kompressor in Abhängigkeit vom Druck im Hochdruckbehälter;
ein weiteres Relais ist vorgesehen, um sofort nach einem Ausschaltbefehl den Kompressor so
lange zu betätigen, bis das druckabhängige Relais dessen Steuerung übernimmt.
ie Erfindung wird an Hand eines Ausführungsjieles näher erläutert:the pressure relief valves are arranged in the common walls between the switching chambers and the low-pressure space;
the temperature-dependent relay also directly controls the compressor depending on the temperature in the high-pressure tank; the pressure-dependent relay controls the compressor in a manner known per se as a function of the pressure in the high-pressure container; Another relay is provided to operate the compressor immediately after a switch-off command until the pressure-dependent relay takes over its control.
The invention is explained in more detail on the basis of an embodiment:
. der F i g. 1 bedeutet 1 einen einpoligen Druckhalter
mit zwei Schaltstellen 1 a. Die Schalt- ;n befinden sich in den Schaltkammern 3. Die
iltkammern stehen in Verbindung mit dem Hochkbehälter
4. Die Schaltkammern sind im Niederkbehälter untergebracht. Über die Rohrleitung
st der Niederdruckbehälter mit der Niederdruckdes Kompressors 8 verbunden. Die Hochdruck-
: des Kompressors ist über die Rohrleitung 8 a dem Hochdruckbehälter verbunden. In diesem
slaufsystem saugt der Kompressor aus dem lerdruckbehälter entspanntes Druckgas an und
t dieses wieder mit Überdruck dem Hochdruckilter zu. Der Hochdruckbehälter ist mittels einer
meisolierschicht 5 vollständig wärmeisoliert. Der lerdruckbehälter ist durch eine nicht geschlossene
meisolierschicht 24 teilweise wärmeisoliert. An Schaltkammern 3 sind Überdruckventile 7 ange-
:ht, die ein Abströmen des Druckgases nach dem lerdruckbehälter ermöglichen, wenn der Gasjkunterschied
in den beiden Behältern einen gegebenen Wert überschreitet.
lern Kompressor 8 ist über die Rohrleitungen 8 a 4 α das Heizelement 9 nachgeschaltet. Dieses
eht aus der Rohrleitungsschlange 9 a, an welcher Heizwicklung 9 b aufgebracht ist. Das Heiztient
9 dient dazu, die Temperatur des Druck- :s nach Verlassen des Kompressors in bestimmter
geschriebener Weise zu erhöhen. Gasdruckser ρ und Temperaturfühler t im Hochdruckälter 4 dienen dazu, den Druck und die Tempeir
des Druckgases auf bestimmten Betriebswert halten. Bei eingeschalteter Heizwicklung erfolgt
s Aufheizung des Druckgases vor Eintritt in den :hdruckbehälter.. the F i g. 1 means 1 a unipolar pressurizer with two switching points 1 a. The switching chambers are located in the switching chambers 3. The ilt chambers are in connection with the high tank 4. The switching chambers are housed in the lower tank. The low-pressure tank is connected to the low-pressure of the compressor 8 via the pipeline. The high pressure: of the compressor is connected to a high-pressure container through the pipe. 8 In this running system, the compressor sucks in the pressure-relieved pressure gas from the pressure vessel and supplies it to the high-pressure filter again with overpressure. The high-pressure container is completely thermally insulated by means of a meisolierschicht 5. The pressure vessel is partially thermally insulated by a non-closed insulating layer 24. Overpressure valves 7 are attached to switching chambers 3, which allow the pressurized gas to flow out to the pressurized container when the gas difference in the two containers exceeds a given value.
learning compressor 8 is connected downstream of the heating element 9 via the pipes 8 a 4 α. This eht from the pipe coil 9 a, on which heating coil 9 b is applied. The Heiztient 9 serves to increase the temperature of the pressure: s after leaving the compressor in a certain written manner. The gas pressure sensor ρ and the temperature sensor t in the high pressure vessel 4 are used to keep the pressure and the temperature of the compressed gas at a certain operating value. When the heating coil is switched on, the compressed gas is heated up before it enters the pressure vessel.
is kann vorteilhaft sein, parallel zur Rohrleitungslange 9 a des Heizelementes eine Umgehungsung anzuordnen, welche das Absperrventil 10 aufst. Bei offenem Absperrventil 10 strömt der ßte Teil des Druckgases vom Kompressor in zester Zeit direkt in den Hochdruckbehälter unter igehung des Heizelementes. Bei geschlossenem sperrventil strömt sämtliches Druckgas vomKomssor durch das Heizelement. Das Betätigen des Sperrventils erfolgt mittels eines Schaltmagneten über das Relais P und über das Relais S. Für Steuerung des Kompressors und des Heizstromes das Heizelement sowie gegebenenfalls des Schaltgneten des Absperrventils sind Betätigungsrelais P, S vorgesehen. Relais T mit dem Temperaturfühler t arbeitet in Abhängigkeit von der Temperatur des Gases in dem Hochdruckbehälter, Relais P mit dem Druckmesser ρ in Abhängigkeit vom Druck des Gases in dem Hochdruckbehälter und Relais S beim Erteilen des Ausschaltbefehls an den Schalter.is may be advantageous to arrange parallel to the pipeline length of the heating element 9 a a Umgehungsung which asc the shutoff valve 10th When the shut-off valve 10 is open, the ßte part of the compressed gas flows from the compressor in no time directly into the high-pressure container, passing the heating element. When the shut-off valve is closed, all pressurized gas flows from the compressor through the heating element. The shut-off valve is actuated by means of a switching magnet via the relay P and the relay S. Actuating relays P, S are provided to control the compressor and the heating current, the heating element and, if necessary, the switching device of the shut-off valve. Relay T with the temperature sensor t works as a function of the temperature of the gas in the high-pressure container, relay P with the pressure gauge ρ as a function of the pressure of the gas in the high-pressure container and relay S when the switch is given the switch-off command.
Die Zusammenschaltung der Relais T, P und S mit dem Kompressor bzw. mit der Heizwicklung 9 b und des Heizelementes 9 geschieht in solcher Weise, daß sich folgende Zusammenarbeit ergibt: Wenn die Temperatur des Gases im Hochdruckbehälter zu niedrig ist, schaltet das Γ-Relais den Kompressor 8 und das Heizelement 9 ein. Das allenfalls vorhandene Absperrventil 10 ist dabei geschlossen.The interconnection of the relays T, P and S with the compressor or with the heating coil 9 b and the heating element 9 is done in such a way that the following cooperation results: If the temperature of the gas in the high pressure container is too low, the Γ relay switches the compressor 8 and the heating element 9. The shut-off valve 10 that may be present is closed.
Hierdurch wird angeheiztes Gas in den Hochdruckbehälter gepumpt, wodurch dort Druck und Temperatur ansteigen. Bei Überschreitung eines vorgegebenen Druckes im Hochdruckbehälter öffnen sich dann die Überdruckventile 1, und es stellt sich ein GaskreislaufAs a result, heated gas is pumped into the high-pressure container, which increases the pressure and temperature there. If a predetermined pressure is exceeded in the high-pressure container, the pressure relief valves 1 then open and a gas cycle is established
Hochdruckbehälter—Überdruckventile—Niederdruckraum—Kompressor—Heizelement—
HochdruckbehälterHigh pressure tank — pressure relief valves — low pressure chamber — compressor — heating element—
High pressure vessel
ein. Dieser bleibt so lange aufrechterhalten, bis die erforderliche Temperatur des Gases im Hochdruckraum wieder erreicht ist. Infolge dieser direkt auf die Temperatur im Hochdruckraum reagierenden Steuerung wird die Solltemperatur im Hochdruckraum in kürzester Zeit wiederhergestellt.one. This is maintained until the required temperature of the gas in the high pressure chamber is reached again. As a result, they react directly to the temperature in the high-pressure chamber Control, the target temperature in the high pressure chamber is restored in the shortest possible time.
Wenn durch interne Leckverluste eine Senkung des Gasdruckes im Hochdruckbehälter eintritt, spricht das P-Relais an. Dadurch wird der Kompressor in Betrieb gesetzt und das Umleitungsventil 10 geöffnet, worauf der Kompressor unter Umgehung des Heizelementes 9 den Hochdruckraum in kürzester Zeit auf den erforderlichen Solldruck bringt. Wenn ein Ausschaltbefehl an die Schaltstellen gegeben wird und so zum Löschen des Lichtbogens vom Hochdruckbehälter 4 bzw. den Schaltkammern 3 durch die Kontakte der Schaltstellen, welche düsenartig ausgebildet sind, Druckgas in den Niederdruckbehälter strömt, wird mit der Wiederaufladung des Hochdruckbehälters nicht gewartet, bis der Druck in diesem Behälter so weit gesunken ist, daß das F-Relais anspricht. Es wird durch den Ausschaltbefehl das 5-Relais direkt betätigt, welches unmittelbar den Kompressor einschaltet.If the gas pressure in the high-pressure container drops due to internal leakage, the P-relay responds. This turns the compressor put into operation and the bypass valve 10 opened, whereupon the compressor bypassing of the heating element 9 brings the high pressure chamber to the required target pressure in the shortest possible time. When a switch-off command is given to the switching points and thus to extinguish the arc from High-pressure container 4 or the switching chambers 3 through the contacts of the switching points, which are nozzle-like are formed, pressurized gas flows into the low-pressure container, with the recharging of the High-pressure container did not wait until the pressure in this container has dropped so low that the F-relay responds. The 5 relay is actuated directly by the switch-off command, which is immediately switches on the compressor.
Wenn der Schaltbefehl zu Ende ist, ist inzwischen der Druck im Hochdruckbehälter so weit abgeklungen, daß das P-Relais angesprochen hat. Dieses Relais übernimmt die Steuerung des Kompressors und des Absperrventils, bis der Solldruck im Hochdruckbehälter wiederhergestellt ist.When the switching command has ended, the pressure in the high-pressure tank has dropped so far that that the P relay has responded. This relay takes over the control of the compressor and the shut-off valve until the target pressure in the high pressure vessel is restored.
Beim System nach F i g. 1 wird man bestrebt sein, die Gesamtheizleistung von Kompressor und Heizelement so gering wie möglich zu halten. Ein günstiger Kompromiß wird durch folgende Maßnahme erreicht:In the system according to FIG. 1 the aim will be to increase the total heating capacity of the compressor and heating element to be kept as low as possible. A favorable compromise is achieved by the following measure achieved:
Der Niederdruckbehälter 2 wird teilweise mit einem Wärmeschutz 24 isoliert, und zwar so weit, daß bei der höchsten vorkommenden Umgebungstemperatur die Verlustwärme der stromführenden Teile des Schalters gerade an die Umgebung abgegeben wird. Dadurch werden die vorschriftsmäßigen, festgelegten Höchsttemperaturen für diese Teile nicht überschritten. Die Heizleistung wird durch diese Maßnahme auf ein Minimum heruntergesetzt.The low-pressure tank 2 is partially insulated with a thermal protection 24, to the extent that that at the highest occurring ambient temperature, the heat loss of the current-carrying Parts of the switch is just released into the environment. This means that the prescribed, specified maximum temperatures for these parts are not exceeded. The heating output is through this Measure reduced to a minimum.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der ErfindungAccording to a further embodiment of the invention
wird gemäß Fig. 2 in Strömungsrichtung des Gases ein Kühler 22 und parallel dazu eine Umgehungsleitung mit einem Absperrventil 23 vorgesehen.2 in the flow direction of the gas is a cooler 22 and parallel to it a bypass line provided with a shut-off valve 23.
Die Betätigung des Absperrventils 23 erfolgt außer durch das Druckrelais und das Schaltrelais noch zusätzlich durch ein Relais T1, das von der Temperatur des Gases im Nicderdruckbehälier abhängig ist. Ferner wird der Niederdruckbehälter mit einer nur teilweise vorhandenen Wärmeisolation 24 versehen. Mittels dieser Anordnung ist es je nach Bedarf möglich, das Gas im Hochdruckbehälter zu kühlen.The shut-off valve 23 is actuated not only by the pressure relay and the switching relay but also by a relay T 1 , which is dependent on the temperature of the gas in the Nicderdruckbehälier. Furthermore, the low-pressure container is provided with thermal insulation 24 that is only partially present. By means of this arrangement, it is possible to cool the gas in the high-pressure container as required.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 ist folgende:The mode of operation of the arrangement according to FIG. 2 is as follows:
Erstens: Zu niedrige Temperatur des Gases
im HochdruckbehälterFirst: The temperature of the gas is too low
in the high pressure tank
Das Temperatur-Relais Γ spricht an, Kompressor 8 wird in Gang gesetzt, das Überbrückungsventil 10 geschlossen und das Heizelement 9 eingeschaltet. Das Absperrventil 23 ist geöffnet. Der Kompressor saugt Gas aus dem Niederdruckbehälter 2 an und pumpt es unter Umgehung des Kühlers 22 durch das Heizelement 9 in den Hochdruckbehälter 4. Das erwärmte Gas heizt diesen Behälter und die Schaltkammern 3 auf und entweicht dann durch die Überdruckventile 7 in den Niederdruckbehälter, der gleichzeitig ebenfalls aufgewärmt wird. Von da fließt das Gas zurück zu dem Kompressor 8. Der Aufheizvorgang hält an, bis die gewünschte Temperatur im Hochdruckbehälter erreicht ist und das Relais T abfällt.The temperature relay Γ responds, the compressor 8 is started, the bypass valve 10 is closed and the heating element 9 is switched on. The shut-off valve 23 is open. The compressor sucks in gas from the low-pressure container 2 and pumps it, bypassing the cooler 22, through the heating element 9 into the high-pressure container 4. The heated gas heats this container and the switching chambers 3 and then escapes through the pressure relief valves 7 into the low-pressure container, which simultaneously is also warmed up. From there the gas flows back to the compressor 8. The heating process continues until the desired temperature is reached in the high-pressure container and the relay T drops out.
Zweitens: Zu hohe Temperatur im
NiederdruckbehälterSecond: Too high temperature in the
Low pressure tank
Das Temperatur-Relais T1 spricht an, der Kompressor 8 wird in Gang gesetzt, und das Absperrventil 23 wird geschlossen. Der Kühler 22 wird wirksam, das Absperrventil 10 steht offen, und das Heizelement 9 wird umgangen.The temperature relay T 1 responds, the compressor 8 is started, and the shut-off valve 23 is closed. The cooler 22 becomes effective, the shut-off valve 10 is open, and the heating element 9 is bypassed.
Der Kompressor saugt zu heißes Gas aus dem Niederdruckbehälter 2 an und pumpt es durch den Kühler 22 in den Hochdruckbehälter 4 und die Schaltkammern 3. Nachdem das Gas den Kühler 22 verlassen hat, ist es auf annähernde Umgebungstemperatur abgekühlt und kühlt zugleich die stromführenden Teile des Schalters. Durch die Überdruckventile 7 gelangt es in den Niederdruckbehälter, wo es eine kühlende Wirkung ausübt, und fließt dann wieder zum Kompressor.The compressor sucks in gas that is too hot from the low-pressure container 2 and pumps it through the Cooler 22 in the high pressure vessel 4 and the switching chambers 3. After the gas has passed the cooler 22 has left, it is cooled down to approximate ambient temperature and at the same time cools the live Parts of the switch. Through the pressure relief valve 7 it gets into the low pressure tank, where it has a cooling effect and then flows back to the compressor.
Dieser Kühlvorgang wird so lange aufrechterhalten, bis die Temperatur im Niederdruckbehälter wieder den gewünschten Wert erreicht hat unc Relais T1 abfällt.This cooling process is maintained until the temperature in the low-pressure tank has again reached the desired value and relay T 1 drops.
Die Wirkung des Systems bei internen DThe effect of the system on internal D
Verlusten im Hochdruckraum bzw. Behältern, Ansprechen der Relais P und S ist gleich derjen wie bereits beim System in F i g. 1 beschrieben.Losses in the high-pressure space or containers, response of the relays P and S is the same as in the system in FIG. 1 described.
Es ist klar, daß die zusätzliche Kühlung der stIt is clear that the additional cooling of the st
führenden Schalterteile mit dem beschriebenen umlauf nur stattfinden kann, solange das Gas.leading switch parts with the described circulation can only take place as long as the gas.
ίο dem Hochdruckbehälter und damit den Sc kammern zugeführt wird, eine Temperatur aufv die höher ist als die zugelassene Temperatur Gases im Hochdruckbehälter, um Kondensatio vermeiden.ίο the high pressure tank and thus the Sc chambers is supplied to a temperature which is higher than the permitted temperature Gas in the high pressure container to avoid condensation.
Unterhalb dieser Temperatur kann dasKühlsy also nicht benutzt werden, und die Wärme, die den stromführenden Teilen des Schalters en wird, wird am unisolierten Teil 24« des Ni< druckbehälters an die Umgebung übertragen.Below this temperature, the cooling system can so not be used, and the heat that en the live parts of the switch is transmitted to the environment at the uninsulated part 24 "of the Ni <pressure vessel.
In der Anordnung nach F i g. 2 wird der Nii druckbehälter so isoliert, daß bei einer Außentei ratnr, die etwas höher als die vorgegebene Mini temperatur des Druckgases im Hochdruckbeh ist, die stromführenden Teile ihre Verlustwärme den unisolierten Teil des Niederdruckbehälter,1 die Umgebung abgeben können, ohne die vorschi mäßig festgelegte Höchsttemperatur für diese r. zu überschreiten. Weil die vorgegebene Min< temperatur des Hochdruckgases aber weit unter der höchsten Umgebungstemperatur liegt, kann bedeutend größerer Teil des Niederdruckbehä thermisch isoliert werden, als im Falle der An nung nach Fig. 1. Dementsprechend ist die ai wendende Heizleistung im System nach F i g. 2 deutend geringer.In the arrangement according to FIG. 2, the Nii pressure vessel is insulated in such a way that at an outside ratnr that is slightly higher than the specified mini temperature of the pressurized gas in the high-pressure container, the current-carrying parts can give off their heat loss to the uninsulated part of the low-pressure container, 1 the environment without the previously specified Maximum temperature for this r . To exceed. Because the specified minimum temperature of the high-pressure gas is far below the highest ambient temperature, a significantly larger part of the Niederdruckbehä can be thermally insulated than in the case of the approach according to FIG. 1. The heating output in the system according to FIG. 2 significantly lower.
Bei einer Außentemperatur, bei der der Sch; beheizt werden muß, wird die erzeugte Wärme stromführenden Teile durch die natürliche Küh abgeführt. Bei einer höheren Außentemperatur < je nach Strombelastung eine zusätzliche Küh dieser Teile erforderlich.At an outside temperature at which the Sch; needs to be heated, the heat generated is Live parts discharged by the natural cow. At a higher outside temperature < Depending on the current load, an additional cooling of these parts may be required.
Im ganzen gesehen, wird durch die Isolation Niederdruckbehälters erreicht, daß bei tiefen 1 gebungstemperaturen die Heizleistung und die L zeit des Kompressors stark herabgesetzt wird. hoher Umgebungstemperatur muß der Kompre eine gewisse Zeit laufen, um eine zusätzliche KühJ der stromführenden Teile zu erzielen. Je nach den klimatischen Bedingungen wird durch eine passende Wahl des Verhältnisses wärmeisolierten Fläche zur unisolierten Fläche Niederdruckbehälters ein Minimum an Jahresleisi des Kompressors erzielen lassen.Seen as a whole, the insulation of the low-pressure tank ensures that at deep 1 ambient temperatures the heating power and the L time of the compressor is greatly reduced. If the ambient temperature is high, the compressor must run for a certain period of time in order to generate an additional cooling of the live parts. Depending on the climatic conditions, a suitable choice of the ratio is made heat-insulated surface to the uninsulated surface of the low-pressure tank a minimum of annual performance of the compressor.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
b) der Niederdruckbehälter ist teilweise wärra) The low-pressure container forms a structural unit with the Ho pressure container in a manner known per se;
b) the low pressure tank is partially warmer
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