DE2629054C3

DE2629054C3 - Autopneumatischer Druckgasschalter

Info

Publication number: DE2629054C3
Application number: DE19762629054
Authority: DE
Inventors: Guenter 3500 Kassel Rapp
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-06-29
Filing date: 1976-06-29
Publication date: 1980-09-11
Also published as: DE2629054B2; DE2629054A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen autopneumatischen Druckgasschalter mit einer Pumpeinrichtung, die einen doppelwandigen Kompressionszylinder, der stirnseitig eine Isolierstoffdüse trägt und der das bewegliche Leistungskontaktstück des Druckgasschalter konzentrisch umgibt, und einen im ringförmigen Kompressionsraum zwischen den Wänden des Kompressionszylinders angeordneten, ringförmigen Kompressionskolben aufweist, bei dem erst nach einem definierten Hub der Pumpeinrichtung dem Löschgas der Weg zur Beblasung des Schaltlichtbogens freigegeben wird.

Ein derartig ausgebildeter Druckgasschalter ist durch die DE-OS 24 41 561 bekannt geworden.

Der vorstehende Druckgasschalter weist durch die gegenüber dem Beginn der Pumpbewegung verzögerte Freigabe des Weges für die Beblasung eine gewisse Vorkompression des Löschgases auf.

Die Vorkompression des Löschgases bei autopneumatischen Druckgasschaltern hat den Sinn, daß erst nach Erreichen eines ausreichenden Kontaktstückabstandes schlagartig die volle Beblasung des Schaltlichtbogens mit ausreichendem Druck beginnen soll. Dazu ist es notwendig, die Ausströmöffnung für das Löschgas so lange zu verschließen, bis sich in der Löschgas-Pumpeinrichtung ein ausreichend hoher Gasdruck aufgebaut hat und die Kontaktstücke einen ausreichenden Abstand erreicht haben. Dies ist in der Regel nach Durchlaufen etwa des halben Hubes der Pumpeinrichtung der Fall.

Bei dem vorgenannten bekannten Druckgasschalter wird die Ausströmöffnung für das Löschgas unmittelbar durch das feste Leistungskontaktstück verschlossen, wobei ein gewisser Kontaktstückübergriff zum beweglichen Leistungskontaktstück die verzögerte Freigabe

V₁ bewirkt Der bekannte Druckgasschalter weist durch die nur kurze Kontaktstücküberdeckung eine ausreichende Vorkompression im vorstehenden Sinne nicht auf und besitzt bei Freigabe der Beblasung auch nicht einen ausreichenden Kontaktstückabstand. Der bei der Trennung der Leistungskontaktstücke entstehende Lichtbogen brennt, da die Pumpbewegung sich weiter fortsetzt bei durch die ansteigende Kompression sich erhöhendem Gasdruck. Dadurch erhöht sich die in dieser Phase im Bereich der Isolierstoffdüse entstehende Lichtbogenarbeit. Durch die hohe Lichtbogenarbeit werden jedoch die Bereiche der Düse, die für die spätere Löschung wichtig sind, durch Zersetzungsprodukte und Kontaktstückabbrand beeinträchtigt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen autopneumatischen Druckgasschalter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Lichtbogenarbeit und damit die Beanspruchung der Löschkammer herabgesetzt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Innenwand des Kompressionszylinders das bewegliche Leistungskontaktstück unter Bildung eines in die Isolierstoffdüse einmündenden Blas-Ringkanals beabstandet umgibt und im

vorgesehenen Abstand von ihrer düsenseitigen Stirnwand mindestens eine öffnung zum Ringkanal hin aufweist, daß der Ringkanal auf der der Isolierstoffdüse abgewandten Seite dieser öffnung gasdicht verschlossen ist, und daß eine Verbindung zwischen der öffnung in der Innenwand und dem Kompressionsraum vorhanden ist, die in der Einschaltstellung des Druckgasschalters vom Kompressionskolben abgeschlossen und erst nach dem definierten Hub freigegeben wird.

Durch diese unmittelbare vom Kompressionskolben ι ο gesteuerte Freigabe des Blaskanals abhängig vom Hub der Pumpeinrichtung ist es auf konstruktiv einfache Art und Weise möglich, eine ausreichende Vorkompression des Löschgases bei vorgegebenen Abstand der Leistungskontaktstücke zu bewirken, um so die Lichtbogenarbeit und damit die Beanspruchung der Löschkammer herabzusetzen. Beim Druckgasschalter gemäß der Erfindung brennt daher der Lichtbogen bis zum Erreichen des zur Löschung notwendigen Mindestabstandes der Kontaktstücke bei niedrigen' Gasdruck, d. h. dem normalen Betriebsumgebungsdruck. Erst nachdem die Kontaktstücke Mindestabstand erreicht haben, wird durch den Kompressionskolben der Strömungskanal zu den Kontaktstücken hin geöffnet.

Die wegabhängige Steuerung von Schlitzventilen zur Freigabe und zum Verschließen von Abströmöffnungen bei Druckgasschaltern ist an sich bekannt (DE-OS 23 29 501). Bei diesem bekannten Druckgasschalter, bei dem eine Rückbeblasung vorgenommen wird, ist jedoch die Einströmöffnung zur Blasdüse hin ständig geöffnet, w d. h. es findet bei diesem bekannten Druckgasschalter keine Vorkompression statt, im Gegensatz zum Druckgasschalter nach der Erfindung, bei dem die Blasdüse bis zur Erreichung eirer bestimmten Vorkompression geschlossen bleibt. Wegabhängig gesteuert J5 wird dagegen beim bekannten Druckgasschalter die Abströmöffnung für das Löschgas im Pfad der Rückbeblasung, was jedoch mit dem Problem der Vorkompression nichts gemein hat. Dadurch hat der bekannte Druckgasschalter eine lange Beblasung des Lichtbogens bei sich erhöhendem Druck des Löschgases.

Anhand von in der Zeichnung in den Fig. 1 bis 3 dargestellten verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt die Pumpeinrichtung eines autopneumatischen Druckgasschalters, die ein bewegliches, hohl ausgebildetes Leistungskontaktstück 16 konzentrisch umgibt. In der linken Hälfte der Fig. 1 ist der Druckgasschalter in der Einschaltstellung, in der rechten % Hälfte in der Ausschaltstellung gezeichnet. Der Einfachheithalber sind weitere Teile des Druckgasschalters, die nicht zur Erfindung gehören, wie Gehäuse, Anschlüsse, Stützisolatoren, festes Leistungskontaktstück, Antrieb usw. nicht dargestellt. Die Pi'mpeinrichtung besteht aus einem doppelwandigen Kompressionszylinder, der eine Innenwand 4 und eine Außenwand 3 aufweist. Dieser Kompressionszylinder trägt stirnseitig eine Isolierstoffdüse 17, und umgibt das bewegliche Leistungskontaktstück 16 konzentrisch. Die Pumpein- t>o richtung weist weiterhin einen im ringförmigen Kompressionsraum 1 zw^;<-,ch:r, den Wänden 3, 4 des Kompressionszylinders angeordneten, ringförmigen Kompressionskolben 2 auf, der feststeht. Der Kompressionszylinder, der mit dem beweglichen Leistungskontaktstück verbunden ist, wird vom nicht dargestellten Antrieb in Bewegung gesetzt.

Wie die F i g. 1 (und auch die anderen F i g. 2 bis 3) zeigt, umgibt die Innenwand 4 des Kompressionszylinders das beweglicht. Leistungskontaktstück unter Bildung eines in die Isolierstoffdüse 17 einmündenden Blas-Ringkanals 18 beabstandet. Die Innenwand 4 weist weiterhin im vorgegebenen Abstand von ihrer düsenseitigen Stirnwand mindestens eine öffnung 6 zum Ringkanal hin auf. Dieser Ringkanal 18 ist auf der, der Isolierstoffdüse abgewandten Seite der öffnung 6 gasdicht verschlossen. Es ist eine Verbindung zwischen der öffnung 6 in der Innenwand 4 und dem Kompressionsraum 1 vorhanden, die in der Einschaltstellung des Druckgasschalters vom Kompressionskolben abgeschlossen (linke Hälfte Fig. 1) und erst nach einem definierten Hub freigegeben wird (rechte Hälfte). Zur Herstellung dieser Verbindung ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1, bei der ein ringförmiger kompressionskolben mit einer zur Innenwand des Kompressionszylinders koaxial angeordneten hohlen Kolbenstange vorgesehen ist, die Innenwand 4 zwischen ihrem düsenseitigen Ende und der öffnung 6 mit einer zum Kompressionsraum offenen Ringnut 5 versehen, die mit der Unterseite des Kompressionskolben 2 ab dem definierten Hub. bei dem die Beblasung freigegeben werden soll, in Verbindung steht; ferner ist die Kolbenstange 7 mittels einer Dichtung 8 gegenüber der Zylinderinnenwand 4 abgedichtet.

Der Druckgasschalter nach F i g. 1 arbeitet wie folgt:

Zur Ausschaltung wird in bekannter Weise das bewegliche Leistungskontaktstück 16 und der Kompressionszylinder mit den Wänden 3, 4 durch den nicht dargestellten Antrieb nach unten gezogen; der Kompressionskolben 2 bleibt dabei in seiner ursprünglichen Lage. Im Verlauf der Abwärtsbewegung des Kompressionszylinders wird das im Kompressionsraum 1 befindliche Löschgas zunehmend verdichtet. Diese Kompression hält an, bis nach etwa dem halben Hub der Pumpeinrichtimg die untere Kante des Kompressionskolbens 2 die Ringnut 5 in der Zylinderinnenwand 4 erreicht hat. Von diesem Zeitpunkt ab strömt das verdichtete Löschgas an der Innenseite des Kompressionskolben 2 und der Kolbenstange 7 vorbei durch die Öffnung 6 und durch den Ringkanal 18 zur Isolierstoffdüse 17. Durch den Gasstrom wird der zwischen dem beweglichen Leistungskontaktstück 16 und dem feststehenden, nicht gezeichneten Gegenkontaktstück brennende Schaltlichtbogen gelöscht.

Die F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Druckgasschalter. Diese Figur zeigt die linke Hälfte einer Pumpeinrichtung eines autopneumatischen Druckgasschalters in der Einschaltstellung, die ähnlich derjenigen in Fig. 1 ist. wobei übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugsziffern versehen sind.

Unterschiedlich zu der Ausführungsform nach F i g. 1 ist in F i g. 2 die Ausbildung des Kompressionskolbens 2 bzw. der Innenseiten der Wände des Kompressionszylinders zwecks Herstellung einer erst nach einem definierten Hub der Pumpeinrichtung freigegebenen Verbindung zwischen der öffnung 6 in der Innenwand des Kompressionszylinders und dem Kompressionsraum 1. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 weist der Kompressionskolben 2 eine zur Innenwand 4 offene Ringnut 11 auf, die über mindestens eine Querbohrung 10 zu der Außenwand 3 des Kompressionszylinders ebenfalls offen ist. Weiterhin besitzt die Außenwand 3 in dem zwischen der öffnung 6 und dem düsenseitigen Ende liegenden Bereich eine zum Kompressionsraum 1 hin offene Ringnut 9 derart, daß ab dem definierten Hub der Pumpeinrichtung, von dem ab der Weg zur

Beblasung des Schaltlichtbogens freigegeben wird, die Ringnut 9 über die Querbohrung 10 und die Ringnut 11 im Kompressionskolben 2 mit der öffnung 6 in der Innenwand des Kompressionszylinders in Verbindung steht.

Die zum Kompressionskolben 2 hin liegende Wand der Ringnut > ist zweckmäßig konisch ausgebildet. Hierdurch ist eine Steuerung der Beblasungsintensität möglich. Durch eine sich nach unten verjüngende konische Ausbildung der Ringnut 9 läßt sich z. B. ein weicher Einsatz der Beblasung erreichen.

Die Fig.3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Druckgasschalters. Ähnlich zur F i g. 2 ist die linke Hälfte der Pumpeinrichtung in der Einschaltstellung dargestellt

Zur Herstellung der bereits oben erwähnten Verbindung zwischen der öffnung 6 in der Innenwand 4 und dem Kompressionsraum 1, die hubabhängig bei der Ausschaltbewegung gesteuert wird, besitzt bei der Ausführungsform nach F i g. 3 der Kompressionskolben 2 einen ringförmigen, an der Innenwand 4 anliegenden, in den Kompressionsraum 1 hineinragenden Fortsatz 14. Dieser Fortsatz 14 weist am kolbenseitigen Ende mindestens ein Langloch 15 auf, der bis zum Ende des definierten Hubes der Pumpeinrichtung die öffnung 6

ίο verschließt und ab diesem Hub die Verbindung der öffnung 6 mit dem Kompressionsraum 1 durch das Langloch 15 freigibt.

Dabei kann die Intensität der Löschgasströmung noch durch eine besondere Formgebung der Langlöcher 15, die z.B. dreieckförmig ausgebildet sein können, beeinflußt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Autopneumatischer Druckgasschalter mit einer Pumpeinrichtung, die einen doppelwandigen Kornpressionszylinder, der stirnseitig eine Isolierstoffdüse trägt und der das bewegliche Leistungskontaktstück des Druckgasschalters konzentrisch umgibt, und einen im ringförmigen Kompressionsraum zwischen den Wänden des Kompressionszylinders ι ο angeordneten, ringförmigen Kompressionskolben aufweist, bei dem erst nach einem definierten Hub der Pumpeinrichtung dem Löschgas der Weg zur Beblasung des Schaltlichtbogens freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (4) des Kompressionszylinders das bewegliche Leistungskontaktstück unter Bildung eines in die Isoiierstoffdüse (17) einmündenden blas-Ringkanals (18) beabstandet umgibt und im vorgesehenen Abstand von ihrer Düsenseitigen Stirnwand mindestens eine öffnung (6) zum Ringkanal hin aufweist, daß der Ringkanal (18) auf der der Isolierstoffdüse abgewandten Seite dieser öffnung (6) gasdicht verschlossen ist, und daß eine Verbindung zwischen der öffnung (6) und der Innenwand (4) und dem 2^r> Kompressionsraum (1) vorhanden ist, die in der Einschaltstellung des Druckgasschalters vom Kompressionskolben abgeschlossen und erst nach dem definierten Hub freigegeben wird.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1 mit einer zur jo Innenwand des Kompressionszylinders koaxial angeordneten hohlen Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (4) zwischen ihrem düsenseitigen Ende und der öffnung (6) mit einer zum Kompressionsraum offenen Ringnut (5) verse- r> hen ist, die mit der Unterseite des Kompressionskolben (2) ab dem definierten Hub in Verbindung steht und daß die Kolbenstange (7) mittels einer Dichtung (8) gegenüber der Zylinderinnenwand (4) abgedichtet ist (F ig. 1).

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionskolben (2) eine zur Innenwand (4) offene Ringnut (11) aufweist, die über mindestens eine Querbohrung (10) zu der Außenwand (3) des Kompressionszylinders ebenfalls offen ist, daß die Außenwand (3) in dem zwischen der öffnung (6) und dem düsenseitigen Ende liegenden Bereich eine zum Kompressionsraum (1) hin offene Ringnut (9) besitzt, und daß ab dem definierten Hub der Pumpeinrichtung die Ringnut (9) über die Querbohrung (10) und die Ringnut (11) im Kompressionskolben (?) mit der öffnung (6) in Verbindung steht (F ig. 2).

4. Druckgasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Kompressionskolben (2) hin liegende Wand der Ringnut (9) konisch ausgebildet ist

5. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionskolben (2) einen ringförmigen, an der Innenwand (4) anliegenden, in den Kompressionsraum (1) hineinragenden, Fortsatz (14) besitzt, daß der Fortsatz (14) am kolbenseitigen Ende mindestens ein Langloch (15) aufweist, daß bis zum Ende des definierten Hubes der Pumpeinrichtung der Fortsatz (14) die öffnung (6) verschließt und ab diesem Hub die Verbindung der Öffnung (6) mit dem Kompressionsraum (1) durch das Langloch (15) freigegeben wird (Fig. 3).