DE2047847C3 - Elektrischer Schalter mit hydraulischer Betätigung - Google Patents

Description

Aus der deutschen Patentschrift 11 75 334 ist ein elektrischer Schalter mit hydraulieher Betätigung durch einen Antrieb bekannt, dessen Zylinder über ein Hauptventil und ein dieses steuerndes Vorsteuerventil wahlweise mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Bei diesem Schalter ist vorausgesetzt, daß das Kommando für das Vorsteuerventil so lange gegeben wird, bis der Schaltvorgang mit Sicherheit abgeschlossen ist.

Die Erfindung hat sich demgegenüber einen hydraulisehen Antrieb zum Ziel gesetzt, bei dem es auf die Dauer der Kommandogabe nicht ankommt, so daß auch kurzzeitige Kommandos für eine vollständige Schaltung ausreichen. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß im Vorsteuerventil eine beim öffnen zusätzlich mit « Druck beaufschlagte Ventiltellerfläche vorgesehen ist, deren Kraft das Vorsteuerveritil Offenhält, und daß am Zylinder eine Bohrung angebracht ist, die mit einem im Zylinder beweglichen Kolben als Schieber zusammenwirkt und in dessen einer Endstellung die zusätzliche μ Beaufschlagung des Vorsteuerventils unwirksam macht.

Der Schalter nach der Erfindung benötigt das Kommando nur zur Einleitung des Schaltvorganges. Das Ende des Schaltvorganges wird dann durch die Stellung des Antriebskolbens im Zylinder angezeigt und _h ^r> zum Umsteuern der Ventile benutzt.

Die bei der Erfindung zusätzlich mit Druck beaufschlagte Fläche eines Ventiltellers kann von dem Ventilteller eines dem gleichen Hauptventil zugeordneten Auslaßventils gebildet werden. Per Ventilteller kann in vielen Fällen sogar von einem gemeinsamen beweglichen Ventilglied gebildet werden, das vorzugsweise eine Kugel ist. Dabei sollte der Ventilsitz für die in Öffnungsrichtung beaufschlagte Fläche des Ventilgliedes kleiner als der in der Schließstellung beaufschlagte Sitz des Auslaßvorsteuerventils sein. Dann ist nämlich nach dem öffnen des Einlaß- und dem Schließen des Auslaßvorsteuerventils die durch die Fläche des Auslaßvorsteuerventils gegebene Kraft, die das Einlaßvorsteuerventil offenhält, genügend groß, um unabhängig von der Komanndogabe ein vorzeitiges Schließen des Vorsteuerventils zu verhindern.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung läßt sich günstig mit zwei Ventiltellern für das Einlafl- und das Auslaßvorsteuerventil verwirklichen, die über einen Stößel miteinander gekoppelt sind. An diesen kann ein mit Hilfe der Bohrung beaufschlagbarer Kolben angreifen. Der Kolben kann auch zum hydraulischen öffnen des Vorsteuerventils benutzt werden.

Die Erfindung kommt für einfach und doppeltwirkende Antriebe in Frage, und zwar sowohl für Antriebe mit gleich großen Kolbenflächen als auch für Differentialkolben. Bei doppeltwirkenden Antrieben kann man zweckmäßig eine symmetrische Anordnung von Bohrungen am Zylinder verwenden, damit die Vorsteuerventile des doppeltwirkenden Antriebs gleichmäßig umgesteuert werden.

Die Aufrechterhaltung der Beaufschlagung des Antriebs bis zum Ende des Kolbenweges liefert bei der Erfindung eine weitgehend gleichmäßige Antriebskraft über dem gesamten Hub. Dies entspricht aber nicht immer den Anforderungen an die Kraft zur Betätigung des Schalters. Deshalb kann man als weitere Verbesserung an dem Kolben des Antriebs einen Dämpfungskolben unmittelbar befestigen, der in einem mit dem Zylinder verschraubten Dämpfungszylinder gleitet Man erhält dadurch ein geschlossenes Gebilde, das trotz der sicheren und gleichmäßigen Steuerung <ler Druckmittelzufuhr eine in weitem Umfang hubabhängig variable Antriebskraft zur Betätigung eines elektrischen Schalters liefert

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der schematisierten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Mit 1 ist ein elektrischer Schalter bezeichnet, der von einem hydraulischen Antrieb 2 betätigt wird. Der Schalter 1 ist z. B. ein Hochspannungs-Hochleistungsschalter für 110 oder mehr kV und ein Schaltvermögen von 5000 MVA.

Der Antrieb 2 umfaßt einen Antriebszylinder 4, an den ein Dämpfungszylinder 5 angeschraubt ist. Im Antriebszylinder 4 gleitet ein Antriebskolben 6, der mit dem Schalter 1 über eine Kolbenstange 7 gekoppelt ist, während auf der gegenüberliegenden Seite eine Kolbenstange 8 zu einem Dämpfungskolben 9 im Dämpfungszylinders führt

Energiequelle für den doppeltwirkenden Antrieb ist ein hydraulischer Kolbenspeicher 12, an den symmetrisch zwei Ventilketten 13 und 14 für den Ein- und den Ausschaltvorgang angeschlossen sind. Die Elemente der Ventilketten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und durch Indices A für Ausschalten und E für Einschalten unterschieden. Zu jeder Ventilkette gehört ein Hilfsventil 15 A, E, das von Hand oder mit einem Magneten 16A £zu betätigen ist. Das Hilfsventil 15/4, E ist über eine Leitung 17/4, E mit dem Speicher 12

verbunden. Per Auslaß 184, F jedes Hilfsventil* 154, E fuhrt über eine Drossel 194, £ in einen Niederdruckbehälter 204, Fund über eine ungedrosselte Leitung 224, Fzu einem Vorsteuerventil 23Λ, £

Das Vorsteuerventil 234, F umfaßt zwei durch ein gemeinsames Gehäuse 244, E vereinigte Kugelventile 254, E und 264, E Das Ventil 254, E ist über eine Leitung 284, Emit dem Kolbenspeicher 12 verbunden. Sein Auslaß ist über eine Leitung 2SA, E an ein Hauptventil 30Λ, E angeschlossen. Die Leitung 294, E steht über einen Zweig 324, Fauch mit dem Kugelventil 264, E in Verbindung, dessen Auslaß in einen Niederdruckbehälter 334,TEfunit

Zwischen den Ventilen TSA und 264 und 25Fund 26F ist ein Kolben 354, E untergebracht, der mit Stößeln 364, Fund 374, Fdie Ventile 254 und 264 bzw. 25Fund 26F verbindet Der Zylinder 38/1, E des Kolbens 354, E ist einerseits an die Leitung 224, E angeschlossen. Das andere Ende des Zylinders 38 steht mit einer Leitung 39Λ Em Verbindung.

Zum Hauptventil 3OA E gehört ein Einlaßventil 404, £mit einem Ventilteller 414, Fund einem Antriebskolben 424, E Der durch den Ventilteller 414, F gesperrte Durchlaß steht über eine Leitung 43Λ, F mit dem Speicher 12 in Verbindung. Im Innern des Hauptventils führt das Einlaßventil in ein Auslaßventil 454, F, dessen Ventilsitz 464, E an einen Niederdruckraum 474, F angeschlossen ist, während das bewegliche Ventilglied mit einem Kolben 484, F in Verbindung steht Das Auslaßventil 45Fdes für das Einschalten vorgesehenen Hauptventils -30F ist unter der Wirkung einer Feder 55 normalerweise geöffnet Das Auslaßventil 454 in dem zum Ausschalten vorgesehenen Hauptventil 304 wird dagegen von einer Feder 56 normalerweise geschlossen gehalten.-Die Kolben 484, Fund 424, F können über die Leitungen 294, Emit Druck beaufschlagt werden.

Die Leitung 39F ist an- eine Bohrung 50 am «inen Ende des Antriebszylinders 4 angeschlossen. Am anderen Ende föhn die Leitung 394 von einer Bohrung 52 zu dem Vorsteuerventil 264 der für das Ausschalten vorgesehenen Ventilkette 14,

Der Schalter 1 ist in der Ausschaltstellung gezeichnet Zum Einschalten wird z. B. durch Erregen des Magneten 16F das Hilfsventil 15F geöffnet Dadurch gelangt Druckflüssigkeit in den Zylinder 38F und schiebt mit dem Kolben 35F das Ventil 25F des Vorsteuerventils

ίο 23F auf. Das aus der Leitung 28F in die Leitung 29F übertretende Druckmittel wirkt auf das Ventilglied des Ventils 26, Deshalb wird das Ventil 25F auch dann offengehalten, wenn das Ventil 15FschHeßen sollte.

Die Beaufschlagung der Leitung 29F ergibt einen Druck auf die Kolben 42F und 48£ Deshalb wird das Einlaßventil 4OF geöffnet, während das Auslaßventil 45F schließt Nunmehr gelangt Druckmittel aus dem Speicher 12 über die Leitung 43Fin die zum Zylinder 4 führende Leitung 49£ Dort setzt sich der Antriebskolben 6 in Bewegung und schaltet den Schalter 1 ein.

Am Ende des Einschaltvorgangs überfährt der Kolben 6 die Bohrung 50. Dadurch geUagt Druckmittel über die Leitung 39F in den Zylinder 38£ Der Kolben 35Fbewegt sich dann nach rechts, so daß das Ventil 25F schließen und das Ventil 26F öffnen kann. Die Leitung 29Fkommt über die Leitung 32Fmit dem Niederdruckraum 33iT in Verbindung. Auf diese Weise werden die Kolben 42F und 48F entlastet so daß das Einlaßventil 40Fgeschlossen und das Auslaßventil 45Fgeöffnet wird.

Der Schalter 1 ist eingeschaltet und bereit für eine Ausschaltung.

Für die Ausschaltung wird in der gleichen Weise wie für das Einschalten die Ventilkette 14 geöffnet, damit das Druckmittel über die Leitung 494 in den

j5 Antriebszylinder 4 gelangt Dadurch wird der Kolben 6 nach rechts bewegt und der Schalter 1 in die gezeichnete Ausschaltstellung zurückgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   U Elektrischer Schalter mit hydraulieher Betätigung durch einen Antrieb, dessen Zylinder über ein Hauptventil und ein dieses steuerndes Vorsteuer- *> ventil wahlweise mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorsteuerventil (23/1, E) eine beim öffnen zusätzlich mit Druck beaufschlagte Ventiltellerfläche vorgesehen ist, deren Kraft das Vorsteuerventil ι ο (23Λ, E) offenhält, und daß an Zylinder (4) eine Bohrung (50, 52) angebracht ist, die mit einem im Zylinder beweglichen Kolben (6) als Schieber zusammenwirkt und in dessen einer Endstellung-die zusätzliche Beaufschlagung des Vorsteuerventils is (23 A, ^unwirksam macht
2. 2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Ventiltellerfläche von dem Ventilteller eines dem gleichen Hauptventil zugeordneten Auslaßventils (26Λ, E) >o gebildet wird.
3. 3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilteller von einem gemeinsamen Ventilglied, vorzugsweise einer Kugel, gebildet werden und daß der Ventilsitz des in Öffnungsrichtung beaufschlagten Ventilgliedes kleiner ist als der in der Schließstellung beaufschlagte Sitz des Auslaßvorsteuerventils.
4. 4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilteller jo über einen Stößel (36, 37) miteinander gekoppelt sind, an dem ein mit Hilfe der Bohrung beaufschlagbarer Kolben (35) angreift
5. 5. Elektrischer Schalter, nach Anspruch I oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine js symmetrische Anordnung von BoIl ungen (50,52) an dem Zylinder (4) eines doppeltwirkenden Antriebs.