Пневматический клапан для газовых высоковольтных выключателей Советский патент 1979 года по МПК H01H33/32 F16K31/12 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАПАН ДЛЯ ГАЗОВЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 36 Указанная цель достигается тем, что в извест ном клапане, содержащем корпус в виде цилиндра с канавкой и тарельчатый затвор, связанный с ним поршень и эластичное кольцо круглого сечения для герметизащш 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 вьшолнена кольцевая фаска, а эластичное кольцо установлено в канавку ндаиндра, которая соединена с атмосферой по крайней мере одним дренажным отверстием. Герметизация поршня в конце хода закрытия (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 водит к тому, что скорость открытия и закрытия клапана (быстродействие) повьццается, а кроме того, повышается и стабильность времен ных характеристик клапана. Наличие заходной фаски на поршне исключает сминание эластичного кольца во время закрытия .клапана, а наличие дренажных отверсти позволяет надежно удерживать кольцо в каназке цилиндра в момент отрыва поршня при открытии клапана. На чертеже изображен пpezУIOжeнный клапан в закрытом положении. Клапан имеет корпус с полостью высокого давления 2, каналом 3 для сообщения полости 2 с ресивером (на чер теже 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 клапана 9, закрьтающая вход в канал 4. В тарелке 9 выполнено эластичное уплотнение 10 которое герметизирует канал 4. Тарелка 9 што ка 11 соединена с поршнем 12, а штоком 13 - с внешней тарелкой 14, которая закрывает отверстие 6 в открытом состояния 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 вы полнена кольцевая заходная фаска 19. При наполне1ши сжатым газом полости 2 подвижная система клапана остается в устойчивом статическом равновесии, так как расчет ная площадь тарелки 9 и поршня 12 подобраны так, что равнодействующая сил давления, действующих на подвижную систему с учетом СИЛЫ пружины 16 направлена в сторону закрыия тарелки 9. При этом в полости 7 и канае 4 сохраняется атмосферное давление, покольку они сообщены отверстиями 8, 5 и 6 с атмосферой, а тарелка 9 и поршень 12 гермеизируют полость 2. Для открытия клапана к тарелке 14 прикладывается внешняя сила направленная по оси щтока 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 преодолевая расстояние - равное половине диаметра сечения кольца 15 испытывает его оилы 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, прижимающая тарелку 9 к торцу канала 4. Так как расчетная площадь тарелки 14 больше площади поршня 12, то равнодействующая сила давления на т движи)гю систему стремится закрыть клапан, однако тому препятствует внешняя сила, приложенная к тарелке 14. При снятии внешней силы клапан начнет закрываться, при этом noiHuaub 12 почти на всей длине хода движется без сил трения кольца 15 о поршень, что увеличивает скорость закрытия и обеспечивает стабильность временных характеристик клапана. Заходная фаска 19 исключает сминание кольца 15 при соприкосновении его с поршнем 12 на конечной части хода закрытия. R закрытом положении клапана канал 4 закрыт тарелкой 9, а тарелка 14 откроет отверстие 6 и сжатый газ из исполнительного механизма и канала 4 через отверстия 5 и 6 выйдет в атмосферу. Поршень 12 вновь будет уплотнен и обеспечит герметичность клапана иа 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

за счет снижения термической и динамической нагрузок. При проектировании нового оборудования с учетом снижения указанных нагрузок имеется возможность снизить металлоемкость оборудования, что очень важно, особенно в настоящее время, когда токи короткого за(мыкания непрерывно растут.

Повьпиение 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 снижть стоимость электротехнического оборудования станций (подстанций).

Формула изобретения

Пневматический клапан для газовых высоковольтных выключателей, содержащий тарельчатый 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 стабнльностн временных характеристик, указанное эластичное кольцо установлено в канавке цилиндра, которая соединена с атмосферой, по крайней мере, одним дренажным отверстием и расположено в конце хода поршня при закрытии на величину не более радиуса сечения эластичного кольца, а на поршне со стороны тарельчатого затвора вьшолнена кольцевая фаска.

Источники информации, принятые во вннмание при экспертизе

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

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

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

S