Пневматический привод Советский патент 1982 года по МПК H01H33/32 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД Изобретение относится к пневматическим приводам, в частности к приводам коммутационных аппаратов электрических станций и подстанций высокого и сверхвысокого напряжения, например короткозамыкателей, бь1стродействующих заземлителей, включателей и отключателей и т. п. По мере роста класса напряжения и мощности короткого замыкания энергосистем требования к быстродействию коммутационных аппаратов возрастают. Например, время срабатывания современных быстродействующих коммутационных аппаратов должно исчисляться сотыми долями секунды. Быстродействие таких аппаратов главным образом определяется мощностью и быстродействием приводов. Известен пневматический привод высоковольтиых выключателей, представляющий собой цилиндр с порщнем, шток которого связан шарнирно с порщнем и с механизмом движения контактного стержня выключателя . Под давлением воздуха, поступающего по команде в цилиндр привода, порщень -перемещается по цилиндру, сжимая отключающую пружину, увлекая за собой рычажный механизм и систему подвижного контакта выключателя, и выключатель включается. В конце хода включения порщень садится на защелку. Обратный ход поршня (отключение выключателя) производится под действием отключающей пружины при освобождении порщня от защелки. Недостатком известного пневмопривода является малое быстродействие вследствие противодействия пружиныдвижению поршня. Попытка же увеличения мощности путем увеличения сечения поршня приводит к увеличению подвижных масс, снижающих быстродействие и усложняющих систему торможения порщня приводит к увеличению времени заполнения подпорщневог;о объема цилиндра давлением газа, что также снижает быстродействие привода с выключателем. Кроме того, необходимо, чтобы поршень с шарнирным IUTOKOM имел развитую поверхность, предотвращающую возможность перекосов при движении, что также приводит к увеличению габаритов цилиндра и снижению быстродействия. Существенным недостатком привода с большим сечением поршня является то, что давление в переменном объеме цилиндра за движущимся порщнем не успевает нарастать достаточно интенсивно, вследствие чего существенно ограничивается мощность привода. Наиболее близким по технической сущности является пневматический привод для выключателя, который содержит цилиндр со щтуцерами подвода и сброса рабочей среды и поршень, жестко соединенный со штоком 2. Шток проходит через отверстие, выполненное в заглушенном торце цилиндра, и соединен с механизмом движения выключателя. Шток одновременно служит направляющим поршня, благодаря чему масса этого поршня по сравнению с массой известного поршня уменьшена. Недостаткми известного устройства .является потеря удельной мощности и быстродействия в связи с увеличением сечения поршня-и габаритов привода. Цель изобретения - повышение мощности привода за счет введения дополнительной поршневой поверхности в приводе при сохранении неизменной площади рабочего цилиндра. Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом приводе, содержащем рабочий цилиндр со штуцерами для подачи и сброса рабочей среды и подвижный поршень, жестко связанный со штоком, подвижный поршень имеет центральное отверстие, а шток его выполнен в виде полого цилиндра с герметичным днищем, внутри которого раз мещен неподвижный поршень с центральным отверстием, соединенный с торцовой частью рабочего Цилиндра посредством патрубка, закрепленного в центральном отверстии неподвижного поршня и проходящего через отверстие в подвижном порщне, причем патрубки сообщены щтуцером подачи рабочей среды, а на цилиндрической поверхности штока у его основания выполнены отверстия. На чертеже схематически показан предлагаемый привод. Привод содержит рабочий цилиндр 1 со штуцером 2 для подачи и сброса рабочей среды отключения. В рабочем цилиндре 1 размещен подвижный поршень 4 с полым штоком 5, выходящим через торцовое отверстие рабочего цилиндра наружу для присоединения к исполнительному механизму. В полости штока имеется неподвижный поршень 6, связанный сквозным патрубком 7 с торцом рабочего цилиндра 1 с помощью ОСИ 8, закрепленной своими концами в гнезде штуцера 2. Такая связь обеспечивает возможность самоустановки патрубка 7 в соосное с поршнями положение. На боковой поверхности штока 5 у его основания (т. е. в месте подсоединения поршня 4) выполнены отверстия 9. Скользящие поверхности привода уплотнены. Привод работает следующим образом. Сжатый газ подается в привод либо через штуцер 2, либо через штуцер 3. При этом второй штуцер, не связанный с источником сжатого газа (рабочей среды), сообщается с атмосферой либо с областью более низкого давления. При подаче сжатого газа через штуцер 2 давлением газа под поршень 4 и заглушенную поверхность штока 5 производится перемещение поршня 4 вверх, а содержащийся над этим порщнем газ вытесняется через штуцер 3, например, а атмосферу. Для перемещения штока вниз (в исходное положение) сжатый газ подается через Штуцер 3 в полости над поршнем 4, а штуцер 2 сообщается, например, с атмосферой. Таким образом, для движения привода вверх участвуют две силы: сила давления газа под поршень 4 и сила давления газа под заглушенный торец штока, близкая по величине к первой. Предложенное устройство может работать как гидропривод при использовании жидкости в качестве рабочей среды и иметь широкое применение в технике, особенно там, где требуется высокое быстродействие привода. Оно позволяет значительно (на 80%) увеличить удельную мошность пневмопривода как гидропривода, повысить эффективность его работы, экономить металл. Использование его в частности в пневмо- или гидроприводах быстродействуюших короткозамыкателей-заземлителей, включателей и отключателей позволяет повысить мошность и надежность работы электрических станций и подстанций, а также сетей и систем. Формула изобретения Пневматический привод, например высоковольтного выключателя, содержащий рабочий цилиндр со щтуцерами для подачи и сброса рабочей среды и подвижный поршень, жестко связанный со штоком, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности, подвижный поршень имеет центральное отверстие, а шток его выполнен в виде полого цилиндра с герметичным днищем, внутри которого размещен дополнительно введенный неподвижный поршень с центральным отверстием, соединенный с торцовой частью рабочего цилиндра посредством патрубка, закрепленного в центральном отверстии неподвижного поршня и проходящего через отверстие в подвижном поршне, причем патрубки сообщены со штуцером подачи рабочей среды, а на цилиндрической поверхности штока у его основания выполнены отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Siemens. Outdoor Expansion-Type Circuit Breaker Н 650 for 60 kV, Rated

Rupturing Capacity 1500 HVa Current Rating 630 A and 1250 A Description. Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin- Erlangen, Order № 13650.

2. Патент ЧССР № 152915, кл. 21 с 40/51, 1974.