Пневматический клапан для газовых выключателей

Пневматический клапан для газовых выключателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы нзобретення

И.У.Никоненко и Г.П.Мальчуко (7l) Заявнтель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАПАН ДЛЯ ГАЗОВЫХ

ВЫКЛЮЧАТЕ J1EA

Изобретение относится к аппаратостроению и предназначено для использования в газовых высоковольтных выключателях, а более конкретно в системах управления приводами.

Известны клапаны с тарельчатым затвором и связанным с ним поршнем, предназначенным для уменьшения неуравновешенного усилия на тарельчатый затвор (разгруженные клапаны). В конструкции этого клапана герметизация полости высокого давления со стороны поршня осуществляется манжетой tl ).

Недостатком этой конструкции является малое быстрадействие иэ-за наличия на всем ходе клапана больших сил трения между поршнем и унлотняющей манжетой, вызванных воздейст. вием сжатого газа на манжету. Кроме того, если учесть, что силы трения изменяются за счет высыхания смазки, износа уплотнения и т.д., то станет очевидным, что эта конструкция клапа2 на не обеспечивает стабильность временных характеристик.

Наиболее близким по технической сущности является разгруженный клапан, который имеет тарельчатый затвор и связанный с ним поршень, эластичное кольцо круглого сечения, служащее для герметизации. полости высокого давления, установленное в канавке цилиндра (2).

Применение эластичного кольца круглого сечения снижает силы трения и тем самым несколько увеличивает быстродействие по сравнению с клапаном, у которого применена манже1% та, и упрощает конструкцию по сравнению с клапаном, s котором применено торцовое уплотнение. Однако этой конструкции клапана присуши все остальные недостатки клапана с

20 манжетой.

Цель изобретения — повышение быстродействия и стабильности вре.менных характеристик клапана.

8581

Указанная цель достигается тем, что в известном клапане, содержащем тарельчатый затвор, связанный с ним поршень и эластичное кольцо круглого сечения для герметизации полости высокого давления со стороны поршня, установленное в канавке цилиндра, на поршне вдоль образующей выполнен по крайней мере один паэ, конец которого со стороны поршня при закрытом клапане расположен на расстоянии от центра сечения кольца, не превьппающем половины его диаметра.

При герметизации поршня только в закрытом положении клапана длина паза выполнена равной величине хода.

Кроме того, при герметизации поршня в открытом и закрытом положениях клапана длина паза выполняется равной величине хода уменьшенной на величину не менее величины диаметра эластичного сечения кольца.

Такое выполнение клапана позволяет осуществлять герметизацию поршня только в конечных положениях — в закрытом и. открытом или только закрытом, а при сдвиге поршня на половину диаметра сечения кольца герметизация нарушается благодаря наличию паза. Наличие паэв позволяет в процессе работы клапана выравнивать давление с обеих сторон кольца, что исключает почти на всем ходе силу трения, вызываемую в случае одностороннего воздействия сжатого газа на кольцо, Это приводит к тому, что скорость открытия и закрытия (быстродейатвие) повышается, а стабильность временных характеристик клапана улучшается.

На чертеже изображен клапан в закрытом положении, Длина паза соответствует случаю герметизации поршня только в одном положении — закрытом.

Клапан имеет корпус 1 с полостью

2 высокого давления, каналом 3 для сообщения полости 2 с источником высокого давления, полость 4 для сообщения полости 2 с исполнительным механизмом (не показан), отверстиями 5 и 6 для сообщения полости 4 с атмосферой и с поршневой полостью

7, сообщенной с атмосферой каналом 8.

В полости 2 расположена тарелка

9, закрывающая вход в полость 4.

В тарелке 9 выполнено эластичное уплотнение 10, которое герметизирует

33 4 полость 4. Тарелка 9 соединена с поршнем 11 и через шток 12 — с тарелкой 13, которая закрывает отверстие б в открытом состоянии клапана. Поршень уплотнен эластичным кольцом

14 круглого сечения и подпружинен пружиной 15. Кольцо !4 уложено в кольцевую канавку 16. На поршне ll выполнены два паза 17.

Ширина и глубина каждого паза выбирается такими, чтобы кольцо в со-. бранном состоянии не перекрывало сечения nasa а площадь его была бы больше площади сечения кольцевого зазора, имеющего место между поршнем и цилиндром.

При наполнении сжатым газом полости 2 подвижная система клапана остается в устойчивом статическом равновесии, так как расчетная площадь тарелки 9 и поршня 11 подобраны так, что равнодействующая сил давления, действующих на подвижную систему с учетом силъ1 пружины 15, направлена в сторону закрытия тарелки 9. При этом в полости 7 и полости 4 сохраняется атмосферное давление, поскольку они сообщаются отверстиями 5 и 6 и каналом 8 с атмосферой, а тарелка 9 и поршень 11 герметизирует полость 2, Для открытия клапана к тарелке 13 прикладывается внешняя сила, направл иная вдоль штока !2 в сторону тарелки 9. Под действием этой силы подвижная система переходит в новое крайнее положение, в котором тарелка 13 закрывает отверстие 6, тарелка 9 открывает полость 4. В процессе откры тия поршень ll на ходе, равном половине диаметра сечения кольца 14 в случае герметизации только в закрытом положении на ходе, равном диаметру.сечения калцца, в случае герметизации в закрытом и открытом положениях, испытывает силу трения, вызванную односторонним воздействием на кольцо сжатого газа.

На остальном ходе эта сила исключается, так как паз 17 оказывается в районе кольца 14 и сжатый газ полости 2 устремляется к другой стороне кольца, тем самым выравнивая давление с обеих сторон кольца. Этим достигается увеличение скорости открытия клапана, а также улучшается стабильность временных характеристик.

В открытом положении клапана сжатый газ из полости 2 через полость и поступает к исполиительн жу чеханэиу

858133 6 ключателя в совокупности с другим электротехническим оборудованием я станций (подстанций).

Формула изобретения

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Афанасьев В.В. Конструкция выключающих аппаратов высокого напряжения. M. "Энергия", 1969, с» 525 рисе 10-11б

2. Авторское свидетельство СССР

У 374473, кл. Н 01 Н 33/32, 1963.

С увеличением давления в полости 4 и отверстиях 5 и 6 увеличивается сила, отжимающая тарелку 13 от отверсти

6, и снижается сила, прижимающая тарелку 9 к торцу полости 4.

Так как расчетная площадь тарелки

13 больше площади поршня 11, то равнодействующая сил давления на подвижную систему стремится закрыть клапан, однако этому препятствует внешняя О сила, приложенная к тарелке 13.

При снятии внешней силы клапан начнет закрываться, при этом поршень ll, почти на всем ходе движется без сил трения кольца 14 о поршень 11, т.е. аналогично процессу открытия, что увеличивает скорость закрытия и обеспечивает стабильность временных характеристик клапана.

В закрытом положении клапана по щ лость 4 закрыта тарелкой 9, а отверстие 6 открыто и сжатый газ из исполнительного механизма и полость 4 через отверстия 5 и 6 выйдет в атмосферу. Поршень ll вновь будет уплот- 2s нен, так как кольцо 14 окажется за предечами паза 17.

Увеличение быстродействия работы клапана при его использовании в схемах управления выключателями умень- зо шает 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). Это позволит повысить надежность работы оборудования за счет снижения термической и динамической нагрузок, что очень важно в настоящее время, 4р когда токи короткого замыкания непрерывно растут.

Повышение стабильности временных характеристик клапана позволяет улучшить селекюивность работы вы- 45

1. Пневматический клапан для газовых выключателей, содержащий тарельчатый затвор, связанный е ним поршень и эластичноа..сальцо круглого сечения для герметизации полости высокого давления со стороны поршня, установленное в канавке цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и стабильности временных характеристик, на поршне вдоль образующей выполнен по крайней мере один паз, конец которого со стороны поршня при закрытом клапане расположен на расстоянии от центра сечения кольца, не превышающем половины его диаметра.

2. Клапан по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что при герметизации поршня только в закрытом положении клапана длина паза выполнена равной величине хода клапана.

3. Клапан поп. 1, отличаю шийся тем, что, при герметизации поршня а закрытом и открытом положениях клапана длина паза выполнена равной 1оду клапана, уменьшенному на величину не менее величины диаметра сечения эластичного кольца.

85B133

Составитель В.Попова

Редактор В Лазаренко ТехредА.Бабинец

Корректор В. Синицкая

Подписное

5 Тираж 84

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035 ° Москва, Ж- 35„ Раушская иаб., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,