Пневматический клапан для газовых высоковольтных выключателей

Пневматический клапан для газовых высоковольтных выключателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i684633

Союз Советских

Соцмалм стим еских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (6() Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15.02.77 (2() 2453136 /24-07 (5)) М. Кл. с присоединением заявки №

Н 01 Н 33/32

F 1б К 31/12 (23) Приоритет

Гееудервтеекньй кеметет

СССР ео делам кеооретееее и еткрмтий

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 09.09.79 (53) УДК б21.31б,,542 (088.8) (72) Автор. изобретения

И. У. Никоненко (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАПАН

ДДЯ ГАЗОВЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛ10ЧАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к области аппаратостроения и предназначено для использования в газовых высоковольтных выключателях, конкретно — в системах управления приводами, Известны клапаны с тарельчатым затвором и связанным с ним поршнем, предназначенным для уменьшения уравновешенного усилия на тарельчатый затвор (1). Герметизация полости высокого давления со стороны поршня осуществляется манжетой.

Недостатком этой конструкции является малое быстродействие из-за наличия на всем ходе клапана больших сил трения между поршнем и уплотняющей манжетой, вызванных воздействием сжатого газа на манжету, Кроме того, если учесть, что силы трения изменяются за счет высыхания смазки, износа уплотнения и т.п., то эта конструкция клапана не будет обеспечивать стабильности временных характеристик.

Известна другая конструкция в которой применено торцовое уплотнение поршня (2). Одна20 ко это решение вызывает необходимость регулировки одновременности касания буртиком поршня и тарелкой клапана своих седел. Это влечет за собой усложнение конструкции и, кро ме того, снижает надежность работы клапана в процессе эксплуатации из-за разной степени износа эластичных уплотнений тарелки и поршня клапана.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является разгруженный клапан (3). Клапан имеет тарельчатый затвор и связанный с ним поршень, в канавку которого установлено эластичное кольцо круглого сечения, служащее для герметизации полости высокого давления.

Применение эластичного кольца круглого сечения снижает силы трения и тем самым несколько увеличивает быстродействие, по сравнению с клапаном, у которого применена манжета. Кроме того, упрощается конструкция по сравнению с клапаном, в котором применено торцовое уплотнение. Однако этот клапан также не обладает требуемым быстродействием и стабильностью временных характеристик. Цель изобретения — повышение быстродействия и стабильности временных характеристик клапана.

684633

Указанная цель достигается тем, что в известном клапане, содержащем корпус в виде цилиндра с канавкой и тарельчатый затвор, связанный с ним поршень и эластичное кольцо крутлого сечения для герметизации полости высокого давления со стороны поршня, герметизация полости высокого давления выполнена на конце хода поршня при закрытии, на величину не более радиуса сечения эластичного кольца, а на поршне со стороны тарельчатого затвора to выполнена кольцевая фаска, а эластичное кольцо установлено в канавку цилиндра, которая соединена с атмосферой по крайней маре одним дренажным отверстием.

Герметизация поршня в конце хода закрытия )5 (начальной части хода открытия) позволяет уменьшить величину противодействующих сил при работе клапана за счет исключения почти на всем ходе силы трения кольца о поршень, вызванных воздействием сжатого газа, Это при- 20 водит к тому, что скорость открытия и закрытии клапана (быстродействие) повьцпается, а кроме того, повышается и.стабильность временных характеристик клапана.

Наличие заходной фаски на поршне исключает сминание эластичного кольца во время закрытия .клапана, а наличие дренажных отверстий позволяет надежно удерживать кольцо в качавке цилиндра в момент отрыва поршня при открытии клапана.

На чертеже изображен предложенный клапан в закрытом положении. Клапан имеет корпус 1 с полостью высокого давления 2, каналом 3 для сообщения полости 2 с ресивером (на чертеже не показан) каналом 4 для сообщения полости 2 с исполнительным механизмом (на рисунке не показан), отверстиями 5 и 6 для сообщения канала 4 с атмосферой и поршневой полостью 7, сообщающейся с атмосферой каналом 8. В полости 2 расположена тарелка

40 клапана 9, закрывающая вход в канал 4. В тарелке 9 выполнено эластичное уплотнение 10„ которое герметизирует канал 4. Тарелка 9 штока 11 соединена с поршнем 12, а штоком

13 — с внешней тарелкой 14, которая закрывает отверстие 6 в открытом состоянии клапана. Поршень 12 уплотнен эластичным кольцом 15 круглого сечения и подпружинен пружиной 16. Кольцо 15 уложено в кольцевую канавку 17, имеющую дренажные отверстия

18. Со стороны тарелки 9 на поршне 12 выполнена кольцевая заходная фаска 19.

При наполнении сжатым газом полости 2 подвижная система клапана остается в устой55 чивом. статическом равновесии, так как расчетная плошадь тарелки 9 и поршня 12 подобраны так, что равнодействующая сил давления, действующих на подвижную систему с учетом

4 силы пружины 16 направлена в сторону закрытия тарелки 9. При этом в полости 7 и канале 4 сохраняется атмосферное давление, поскольку они сообщены отверстиями 8, 5 и 6 с атмосферой, а тарелка 9 и поршень 12 герметизируют полость 2, Для открытия клапана к тарелке 14 прикладывается внешняя сила направленная по оси штока 13 в сторону тарелки 9. Под действием этой силы подвижная система переходит в новое крайнее положение, в котором тарелка 14 закрывает отверстие 6, а тарелка 9 открывает канал 4. В процессе открытия поршень цреодолевая расстояние. равное половине диаметра сечения кольца 15 испытывает его силы трения, на остальном ходе. эти силы исключаются, чем достигается увеличение скорости открытия клапана, а также стабильность его временных характеристик. При этом кольцо 15 надежно удерживается в канавке 17, так как под действием давления сжатого газа полости 2 оно прижимается к дренажным отверстиям 18.

В открытом положении клапана сжатый газ из полости 2 через канал 4 поступает к исполнительному механизму. С увеличением давления в канале 4 и отверстиях 5 и 6 увеличивается сила отжимающая тарелки 14 от отверстия

6 и снижается сила, прижимаюшая тарелку 9 к торцу канала 4. Так как расчетная площадь тарелки 14 больше площади поршня 12, то равнодействующая сила давления на подвижную систему стремится закрыть клапан, однако тому препятствует внешняя сила, приложенная к тарелке 14.

При снятии внешней силы клапан начнет закрываться, при этом поршень 12 почти на всей длине хода движется без сил трения кольца 15 о поршень, что увеличивает скорость закрытия и обеснечнвает стабильность временных характеристик клапана. Заходная фаска 19 исключает сминание кольца 15 при соприкосновении

его с поршнем 12 на конечной части хода закрытия, В закрытом положении клапана канал 4 закрыт тарелкой 9, а тарелка 14 откроет отверстие 6 и сжатый гаэ из исполнительного механизма и канала 4 через отверстия 5 и 6 выйдет в атмосферу. Поршень 12 вновь будет уплотнен и обеспечит герметичность клапана на все время его закрытого состояния.

Увеличение быстродействия клапана при его использовании, например в схемах управления выключателями уменьшает его полное время отключения и включения, что приводит к уменьшению времени воздействия тока короткого замыкания не только на выключатель, но и на другое оборудование станций (подстанций), что позволяет повысить его надежность работы 5 за счет снижения термической и динамической нагрузок. При проектировании нового оборудования с учетом снижения указанных нагрузок имеется воэможность снизить металлоемкость оборудования, что очень важно, особенно в настоящее время, когда токи короткого за1мыкания непрерывно растут.

Повышение стабильности временных характеристик клапана позволяет улучшить селективность работы выключателя в совокупности с другим электротехническим оборудованием станций (подстанций), что также повышает надежность работы оборудования.

В конечном итоге использование данного изобретения позволяет повысить надежность электроснабжения потребителей и снизить стоимость электротехнического оборудования станций (подстанций) .

Формула изобретения

Пневматический клапан для газовых высоковольтных выключателей, содержащий тарель

684633 6 чатый затвор, связанный с ним поршень, корпус в виде цилиндра с канавкой и эластичное кольцо круглого сечения для герметизации полости высокого давления со стороны поршня, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и стабильности временных характеристик, указанное эластичное кольцо установлено в канавке цилиндра, которая соединена с атмосферой, по крайней мере, одним дреtO кажным отверстием и расположено в конце хода поршня при закрьпии на величину не более радиуса сечения эластичного кольца, а на поршне со стороны тарельчатого затвора выполнена кольцевая фаска.

t5 Источники информации, принятые во внимание прй экспертизе

1. Афанасьев В. В. Конструкция выключающих аппаратов. М., 1969, с. 525, рис. 10-11 б.

2. Авторское свидетельство СССР N 232687, 20 кл. F 16 К 41/16, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР tt 374473, кл. F 16 К 31/16, 1971 (прототип).

684633

Заказ 5300/48

Тираж 923 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

1l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Попова

Редактор Л. Зубов Техред З,Фанта Корректор О.Билак