ITMI942343A1

ITMI942343A1 - Dispositivo idraulico per comandare un pistone di azionamento per un elemento costruttivo mobile

Info

Publication number: ITMI942343A1
Application number: IT94MI002343A
Authority: IT
Inventors: Horst Plettner
Original assignee: Abb Patent Gmbh
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1996-05-18
Also published as: JPH07235245A; DE4340533A1; US5760358A; CH689960A5; IT1271066B; ITMI942343A0; DE4340533C2

Abstract

Un dispositivo idraulico per azionare una disposizione di azionamento (14) a pistone-cilindro per un elemento costruttivo mobile, specialmente per un elemento di contatto mobile (12) di un interruttore di potenza (11) ad alta tensione, possiede un immagazzinatore (20) per fluido idraulico, una valvola di commutazione (22), con cui alternativamente uno degli spazi (14a, 14b) della disposizione di azionamento (14) a pistone-cilindro è collegabile con l'immagazzinatore (20) oppure con un serbatoio (34) a bassa pressione. Al cassetto (22a) della valvola di commutazione (22) è associato almeno un pistone di comando (26), che, comandato da una relativa valvola di comando preliminare (32), aziona il cassetto (22a) della valvola di commutazione (22) da una prima in una seconda posizione, specialmente nel caso di un interruttore di

Description

potenza dalla posizione di inserimento nella posizione di disinserimento, (figura 1)

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda un dispositivo idraulico conforme alla definizione introduttiva della rivendicazione 1.

Un dispositivo idraulico di tale tipo viene impiegato per l'azionamento o comando, rispettivamente per muovere l'elemento di contatto movibile di un interruttore di potenza, laddove il dispositivo idraulico presenta un immagazzinatore per il fluido idraulico ed un numero adatto di valvole di commutazione, con cui alternativamente i rispettivi spazi del pistone sono collegabili con 1 'immagazzinatore oppure con un serbatoio a bassa pressione. L'immagazzinatore in una nota disposizione possiede un sistema di molle a piattello, che viene compresso per la carica dell'immagazzinatore e di conseguenza assorbe energia elastica. Il sistema di molla a piattello agisce su una disposizione pistone-cilindro, nel cui spazio cilindrico con la maggiore superficie di pistone è previsto il fluido idraulico. Liberando questo fluido idraulico, soggetto a pressione, verso il serbatoio a bassa pressione per mezzo della valvola di commutazione, il pistone di lavoro, rispettivamente i pistoni di lavoro, dell'interruttore di potenza vengono azionati, cosicché l'interruttore può essere portato in posizione di disinserzione o di inserzione.

Un tale dispositivo di azionamento idraulico è divenuto noto ad esempio dal modello di utilità tedesco DE-GM 9111 861.

Gli interruttori di potenza per alte tensioni, che vengono azionati con un tale dispositivo di azionamento idraulico, possono interrompere la corrente da disinserire soltanto nel passaggio della corrente per lo zero. Nel caso di una corrente di cortocircuito, la componente di corrente alternata è sovrapposta ad una componente decrescente di corrente continua e risulta tale che la capacità di commutazione dell'interruttore di potenza aumenta con la diminuzione della componente di corrente continua.

Pertanto in alcuni casi, specialmente in apparecchi di commutazione negli USA, un relè elettrico ritardatore è stato inserito nel circuito di disinserzione, cosicché è stata ritardata l'operazione di disinserzione, per cui si è aumentata efficacemente la potenza di disinserzione. La disinserzione di interruttori di potenza-però per motivi di affidabilità dovrebbe aver luogo per via diretta, senza che aggiuntivi possibili elementi perturbatori nel circuito di disinserzione, come potrebbe verificarsi in caso di un relè, pregiudichino la funzionalità dell'interruttore di potenza .

L'invenzione si pone pertanto il compito di realizzare un dispositivo idraulico del genere menzionato all'inizio, in cui la disinserzione di interruttori di potenza avviene per via diretta, senza aggiuntivi possibili elementi perturbatori nel circuito di disinserzione.

Secondo l'invenzione questo problema viene risolto mediante le caratteristiche della rivendicazione 1.

Secondo l'invenzione pertanto alla valvola di commutazione, relativamente alla direzione di disinserzione, è associato un pistone di comando od ausiliario, che aziona il cassetto di distribuzione, chiamato anche brevemente cassetto, della valvola di commutazione nel senso di disinserzione, in quanto lo spazio fra il pistone di comando o pistone ausiliario ed il cassetto della valvola di commutazione viene scaricato da una valvola di precomando, cosicché il pistone di comando viene mosso dal fluido in pressione che, come in precedenza, si presenta sul lato contrapposto del pistone di comando, verso il cassetto, cosicché mediante il pistone di comando il cassetto viene spostato in direzione di disinserzione e la valvola di -commutazione viene commutata, per cui si provoca la disinserzione.

In tal caso la maggiore superficie del pistone di comando si trova sul lato rivolto verso il cassetto e lo spazio della disposizione di comando a pistone-cilindro, che si trova fra la maggiore superficie di pistone ed il cassetto, è collegato in primo luogo con l 'immagazzinatore ed in secondo luogo, tramite la valvola di precomando, con un serbatoio a bassa pressione.

Il funzionamento è il seguente:

per disinserire l'interruttore di potenza viene fornito un segnale di disinserzione alla valvola di precomando. Questa valvola di precomando libera al fluido idraulico il percorso dallo spazio fra il pistone di comando e il cassetto della valvola di commutazione, cosicché il pistone di comando può muoversi verso il cassetto. Dopo aver incontrato il cassetto, questo dal pistone di comando viene mosso nella posizione provocante la disinserzione dell'interruttore di potenza.

Con l'interposizione del pistone di comando si ottiene una decelerazione aggiustabile tramite un'impostazione della corsa del pistone di comando.

Ulteriori vantaggiose esecuzione e perfezionamenti dell'invenzione sono desumibili dalle ulteriori sottorivendicazioni.

In base al disegno, in cui è rappresentato schematicamente un esempio di realizzazione dell'invenzione, l'invenzione nonché ulteriori esecuzioni vantaggiose e perfezionamenti della stessa verranno illustrati e descritti più dettagliatamente .

In particolare:

la figura 1 mostra il dispositivo idraulico nella posizione di inserimento,

la figura 2 mostra il dispositivo idraulico secondo la figura 1 all'inizio dell'operazione di disinserzione, la figura 3 mostra il dispositivo idraulico secondo le figure 1 e 2 in posizione di disinserzione, e

la figura 4 mostra una vista in sezione di una valvola di commutazione con dispositivo ritardatore, in rappresentazione schematica.

Un interruttore di potenza elettrico 11 per alte tensioni, che si trova in una rete di linea 10 e può essere un interruttore incapsulato metallicamente ed isolato con gas con SFg, oppure un interruttore all'aperto o similari, possiede un numero di elementi di contatto mobili 12, che corrisponde al numero delle fasi e nelle figure 1 fino a 3 sono rappresentati come elementi di contatto girevoli, ma in effetti possono essere anche elementi di contatto movibili linearmente. Gli elementi di contatto movibili 12 vengono azionati rispettivamente da una disposizione di azionamento 13 a pistone-cilindro presentante uno spazio cilindrico 14 in cui è movibile ad andirivieni un pistone 15, laddove al pistone 15 è collegata un'asta di pistone 16 collegata con l'elemento di contatto mobile 12 tramite un organo intermedio 17. Per mezzo del pistone 15 lo spazio del cilindro di lavoro 14 viene suddiviso in uno spazio 14a al di sotto del pistone e in uno spazio 14b al di sopra del pistone, laddove lo spazio 14a viene delimitato dalla maggiore superficie del pistone 15; lo spazio 14b viene delimitato dalla superficie di pistone ridotta per effetto della sezione trasversale dell'asta di pistone. Nello spazio 14a sbocca una conduttura 18 per fluido mentre nello spazio 14b sbocca una conduttura 19 per fluido, le quali sono collegate con un immagazzinatore 20 di fluido in pressione, laddove le condutture 18 e 19 sono collegate fra di loro in corrispondenza di un punto di collegamento 21. Nella conduttura 18 fra lo spazio 14a ed il punto di collegamento 21 si trova una valvola di commutazione 22, che in primo luogo presenta un sistema magnetico di inserimento 23 e in secondo luogo, per la disinserzione, presenta una disposizione di comando 24 a pistone-cilindro. All'interno della valvola di commutazione 22 si trova un cassetto 22a (vedere figura 4), che presenta una sporgenza 25, che in una prima posizione in -cui la conduttura 18 è collegata con l 'immagazzinatore energetico 20, sporge dalla valvola di commutazione 22. Alla zona della valvola di commutazione in cui si trova la sporgenza 25 si raccorda la disposizione di comando 24 a pistone-cilindro.

Nella disposizione dì comando 24 a pistone-cilindro si trova un pistone di comando 26, che, come è rilevabile dalla figura 1, è movibile in ragione di una corsa t definita ed impostabile, all'interno della disposizione di comando 24 pistone-cilindro. Al pistone di comando 26 sulla superficie opposta alla valvola di commutazione 22 si raccorda un'asta di guida 26a guidata in una rientranza 26b.

Al punto di diramazione 21 oltre alla conduttura 18, che è fatta passare attraverso la valvola di commutazione 22, si raccordano una conduttura 27, che in corrispondenza di un punto di diramazione 28 si dirama in una conduttura 29 ed in una conduttura 30, laddove la conduttura 29 sbocca nello spazio fra il pistone di comando 26 e il cassetto con la sporgenza 25; da questo spazio un'ulteriore conduttura 31 sbocca in una valvola di precomando 32, che d'altro canto tramite una conduttura 33 è collegata con un serbatoio 34 a bassa pressione. La conduttura 30 sbocca nello spazio del pistone di comando 26 non rivolto verso il cassetto. L'estremità libera lato-pistone dell'asta di guida 26a termina con una superficie di pistone 26c, che presenta una sezione trasversale minore rispetto alla superficie del pistone di comando 26 e sulla quale tramite la conduttura 30 si presenta permanentemente fluido ad alta pressione. Fra il pistone 26 e la minore superficie di pistone 26 si raccorda una conduttura 35 delle fughe di fluido per difetto di tenuta, che fa capo al recipiente 34 a bassa pressione .

Con la valvola di commutazione è collegata una conduttura 36, che sbocca parimenti nel serbatoio a bassa pressione. Il funzionamento è ora il seguente:

la figura 1 mostra la posizione di inserimento, in cui l'elemento di contatto mobile 12 si trova nella posizione di chiusura. Il pistone 15 si trova in corrispondenza del punto più alto, poiché sia tramite la conduttura 19, sia anche tramite la conduttura 18 in seguito alla posizione del cassetto della valvola di commutazione, fluido in pressione proveniente dall'immagazzinatore 20 viene inserito a pressione sia nello spazio 14b che nello spazio 14a. La posizione del pistone 15 nella disposizione rappresentata in figura 1 viene ottenuta in seguito alle differenti superfici di pistone. La valvola di commutazione 22 si trova nella posizione di sbarramento, in cui il pistone 22b sagomato a ridosso del cassetto 22a è distanziato dalla sua sede valvolare 22c, mentre l'altro pistone 22d poggia sulla sua sede valvolare 22e. conseguentemente la conduttura 18 non è interrotta rispettivamente sbarrata, mentre il tratto delle condutture 18 fino a 36 è sbarrato.

Quando a questo punto si intende disinserire l'interruttore, allora viene azionato il sistema elettromagnetico 32a della valvola di precomando 32, cosicché questa valvola viene comandata nella posizione di passaggio come è rilevabile dalla figura 2. In tal modo viene scaricato lo spazio fra la sporgenza 25 e il pistone di comando 26, cosicché in seguito alla pressione che si presenta sulla superficie di pistone 26c, il pistone di comando 26 viene azionato verso sinistra. Il pistone di comando 26 per questo movimento verso sinistra richiede un certo tempo, che può essere impostato in modo che si raggiunge il ritardo di disinserzione desiderato (vedere più sotto). Il pistone di comando 26 comanda il cassetto di commutazione 22a della valvola di commutazione portandolo nella posizione di passaggio, in cui il pistone 22d viene allontanato dalla sua sede valvolare 22e mentre il pistone 22b viene spinto contro la sua sede valvolare 22c. In tal modo lo spazio 14a tramite la valvola di commutazione viene collegato con la conduttura 36 e quindi con il serbatoio 34 a bassa pressione. Conseguentemente il pistone 15 in seguito alla pressione del fluido, agente sulla più piccola superficie di pistone, può portarsi nella posizione di disinserzione indicata in figura 3, cosicché l'interruttore 11 è aperto.

La valvola di precomando 32, come precedentemente indicato, viene comandata elettromagneticamente e pertanto aperta, cosicché quindi, in altre parole, viene ridotta la pressione davanti al pistone di comando 26. Con l'interposizione del pistone di comando idraulico si ottiene un ritardo della disinserzione, ossia dell'azionamento della valvola di commutazione 22, laddove questo ritardo è impostabile mediante la corsa t. In tal modo si ottiene che l'interruttore, solo dopo il tempo di scomparsa della componente di corrente continua, viene portato nella posizione di disinserzione, cosicché si ottiene una sicura commutazione nel passaggio per lo zero. Da un interruttore ausiliario, non rappresentato in dettaglio, del dispositivo di azionamento dell'interruttore di potenza, già durante il movimento del pistone 15 viene comandata la valvola di precomando 32 che chiude. Essa raggiunge la posizione secondo la figura 3, laddove in tal caso la pressione formantesi davanti al pistone di comando 26 spinge il pistone di comando 26 di nuovo nella cosiddetta posizione di disinserzione, laddove il movimento del pistone di comando 26 viene impostato, rispettivamente influenzato, dal diaframma 37, rispettivamente dalla strozzatura 37. Per il comando della valvola di commutazione 22 per la posizione di inserimento si utilizza unicamente il sistema elettromagnetico 23; in tal caso non è necessario un pistone di comando provocante un ritardo.

Claims

Rivendicazioni 1. Dispositivo idraulico per azionare una disposizione di azionamento a pistone-cilindro per un elemento costruttivo mobile, specialmente per un elemento di contatto mobile di un interruttore di potenza per alta tensione, con un immagazzinatore per fluido idraulico, e con una valvola di conunutazione, con cui alternativamente uno degli spazi della disposizione di azionamento a pistone-cilindro è collegabile con l 'immagazzinatore oppure con un serbatoio a bassa pressione, caratterizzato dal fatto che al cassetto (22a) della valvola di commutazione (22) è associato almeno un pistone di comando (26), il quale, comandato da una relativa valvola di precomando (32), aziona il cassetto (22a) della valvola di commutazione (22) da una prima in una seconda posizione, specialmente, nel caso di un interruttore di potenza, dalla posizione di inserimento nella posizione di disinserimento.
2. Dispositivo idraulico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il pistone di comando (26) presenta due superfici di differente grandezza superficiale, e dal fatto che la maggiore superficie del pistone di comando (26) è rivolta verso il cassetto della valvola di commutazione (22), e dal fatto che lo spazio del pistone di comando (26), che si trova fra la maggiore superficie di pistone ed il cassetto, è collegabile, da un lato, con l 'immagazzinatore (20) e dall'altro lato, tramite la valvola di precomando (32), con il serbatoio (34) a bassa pressione.
3. Dispositivo idraulico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che gli spazi ai due lati del pistone di comando (26) sono sollecitati con fluido in pressione, cosicché dopo l'effettuazione di un azionamento del cassetto della valvola di commutazione (22) il pistone di comando è riportabile nella sua posizione di partenza, in cui esso è distanziato dal cassetto.
4. Dispositivo idraulico secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la corsa (t) del pistone di comando è impostabile per impostare il ritardo dell'azionamento del cassetto della valvola di commutazione (22) .
5. Dispositivo idraulico per un interruttore di potenza per alta tensione, caratterizzato dal fatto che per mezzo del pistone di comando (26) è possibile ottenere una commutazione ritardata del cassetto della valvola di commutazione per produrre una disinserzione ritardata dell 'interruttore .
6. Dispositivo idraulico secondo' la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che per il reinserimento la valvola di commutazione (22) presenta un sistema elettromagnetico (23).