DE1114889B

DE1114889B - Pressure compensation device for sheet steel encapsulated switch units

Info

Publication number: DE1114889B
Application number: DES51079A
Authority: DE
Inventors: Werner Heinze
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-10-31
Filing date: 1956-10-31
Publication date: 1961-10-12

Description

Druckausgleichsvorrichtung für stahlblechgekapselte Schalteinheiten In vielen Fällen ist es erforderlich, im Innern von Gefäßen bzw. Räumen entstehende Überdrücke schnell auszugleichen. Solche Überdrücke können z. B. auch in stahlblechgekapselten Schalteinheiten als Folge von durch Kurzschluß verursachten störenden Lichtbögen auftreten. Zum Ausgleich des überdruckes ist schon vorgeschlagen worden, Klappen zu verwenden, welche sich bei überdruck öffnen und nach dem Abklingen des überdruckes unter der Wirkung ihres eigenen Gewichtes, manchmal auch durch Federkraft unterstützt, selbsttätig schließen.Pressure compensation device for sheet steel encapsulated switch units In many cases, it is necessary to find the inside of vessels or rooms Quickly compensate for excess pressures. Such overpressures can, for. B. also in sheet steel encapsulated Switching units as a result of disruptive arcs caused by short circuits appear. To compensate for the overpressure, it has already been proposed to use flaps to use, which open when there is overpressure and after the overpressure has subsided under the effect of their own weight, sometimes supported by spring force, close automatically.

Um einen Druckausgleich möglichst schnell herbeizuführen, muß man groß$ächige Öffnungen und entsprechend große Klappen verwenden. Die großen Klappen haben aber den Nachteil, daß sie ein großes Gewicht und ein entsprechend großes Massenträgheitsmoment aufweisen, weshalb sie im allgemeinen und auch bei explosionsartiger Drucksteigerung schwer zu bewegen sind und daher bei kleinen überdrücken überhaupt nicht, sondern erst bei größerem überdruck ansprechen.In order to bring about a pressure equalization as quickly as possible, one must Use large openings and appropriately large flaps. The big flaps but have the disadvantage that they have a large weight and a correspondingly large Have mass moment of inertia, which is why they generally and also with explosive Pressure increase are difficult to move and therefore at all with small overpressures do not respond, but only in the event of greater overpressure.

Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, die Druckausgleichsöffnungen mit kleinen jalousieartigen Klappen abzudecken. Diese können zwar leichter als eine insgesamt gleich große Einzelplatte gehalten werden. Sie haben aber den anderen Nachteil, daß sie keinen ausreichenden Schutz gegen das Eindringen von Staub und Kleintieren bieten, was zwecks Aufrechterhaltung des Isolationszustandes in gekapselten Schaltanlagen verhindert werden muß.It has therefore already been proposed that the pressure equalization openings to be covered with small louvre-like flaps. These can be easier than one a single plate of the same size can be held. But you have the other Disadvantage that they do not provide adequate protection against the ingress of dust and Small animals provide what is needed to maintain the state of isolation in encapsulated Switchgear must be prevented.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckausgleichsvorrichtung für stahlblechgekapselte Schalteinheiten, die in mehrere senkrecht zur Druckausgleichsöffnung für die ausströmenden Schalt- und Lichtbogengase gerichtete Kanäle unterteilt ist.The invention relates to a pressure equalization device for Sheet steel encapsulated switching units, which are divided into several perpendicular to the pressure equalization opening for the outflowing switching and arc gases directed channels is divided.

Die erwähnten Nachteile werden dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß in Richtung jedes Kanals und quer zu seiner Austrittsöffnung mindestens ein federndes Bauelement als dicht schließendes Abschlußorgan angeordnet ist. Die federnden Bauelemente geben schon bei geringstem innerem überdruck die Ausgleichsöffnungen frei. Nach dem Druckausgleich schließen sie sich selbst. Dabei ist es zur Erzielung einer besonders guten Wirkung vorteilhaft, wenn in der vorgegebenen Druckausgleichsöffnung viele federnde Bauelemente angeordnet werden, also die Druckausgleichsöffnung möglichst fein durch federnde Bauelemente unterteilt ist. Die federnden Bauelemente liegen an ihren Widerlagern fest an und verschließen normalerweise die stahlblechgekapselte Schalteinheit so fest, daß kein Staub und keine Kleintiere in das Innere der Schalteinheit gelangen können. Als federnde Bauelemente können erfindungsgemäß z. B. dünne Blattfedern in flacher oder in. gebogener Ausführung z. B. Zungenfedern als Federn flacher Bauart oder Omega-, Lyra- oder Federn ähnlicher Bauart als Federn gebogener Bauart, benutzt und in einem gemeinsamen Rahmen eingebaut werden, der in, vor oder hinter die Druckausgleichsöffnung gesetzt werden kann. Gemäß der weiteren Erfindung können sich die Enden der Blattfedern gegenseitig überdecken. Als federnde Bauelemente können auch S-förmig gebogene Bleche dienen, die durch Federn in ihren Verschlußstellungen gehalten werden.The disadvantages mentioned are avoided in accordance with the invention in the direction of each channel and transversely to its outlet opening at least one resilient Component is arranged as a tightly closing closure member. The resilient components release the equalization openings even with the slightest internal overpressure. To the pressure equalization they close themselves. It is to achieve a special good effect if there are many in the given pressure compensation opening resilient components are arranged, so the pressure compensation opening as possible is finely divided by resilient components. The resilient components lie firmly on their abutments and normally close the sheet steel encapsulated Switch unit so tight that no dust or small animals get into the interior of the switch unit can get. As resilient components according to the invention z. B. thin leaf springs in flat or in. curved design z. B. tongue springs as springs of flat design or omega, lyre or springs of a similar type as springs of the curved type are used and installed in a common frame in, in front of or behind the pressure equalization opening can be set. According to the further invention, the ends of the leaf springs can overlap each other. S-shaped sheet metal sheets can also be used as resilient components serve, which are held in their locking positions by springs.

Die Druckausgleichsöffnung kann man durch Leisten unterteilen, welche zur Befestigung der Blattfedern und Abstützung der freien Enden der Blattfedern benutzt werden können. An Stelle von Leisten können auch andere Unterteilelemente, z. B. Wände, treten, so daß Kanäle für die Aufnahme der Blattfedern entstehen. In diesen können je eine Blattfeder oder mehrere Blattfedern zum Verschließen des Kanals vorgesehen sein. Werden zwei Blattfedern in einem Kanal untergebracht, so können sie spiegelbildlich zueinander angeordnet sein.The pressure equalization opening can be divided by strips, which for fastening the leaf springs and supporting the free ends of the leaf springs can be used. Instead of strips, other lower-part elements, z. B. walls, so that channels for receiving the leaf springs are created. In these can each have a leaf spring or several leaf springs to close the channel be provided. If two leaf springs are accommodated in one channel, so can they can be arranged in mirror image to one another.

Gemäß der weiteren Erfindung können die Kanäle in der Druckausgleichsöffnung auch durch um eine gemeinsame Achse drehbare Bleche abgedeckt sein, welche durch schwache Federn an die Wände der Druckausgleichskanäle gedrückt werden. Wesentlich ist aber auch hierbei, daß die Bleche dünn sind, damit sie ein nur geringes Trägheitsmoment haben, und daß die Federn schwach sind.According to the further invention, the channels in the pressure equalization opening also be covered by sheets rotatable about a common axis, which by weak springs are pressed against the walls of the pressure equalization ducts. Essential but also here is that the sheets are thin so that they only have a low moment of inertia and that the feathers are weak.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Fig. 1 bis 5 zu entnehmen. In den Fig. 1 und 2 ist eine Wand der Schalteinheit mit 1 und eine Druckausgleichsöffnung mit 2 bezeichnet. Über dieser ist ein Rahmen 3 angeordnet, der durch Wände 4 in Kanäle 5 unterteilt ist. In den Kanälen sind etwa S-förmig gebogene Blattfedern 6 und 7 spiegelbildlich zueinander mit Bolzen 8 befestigt. Die Blattfedern 6, 7 überdecken sich an der Stelle 9. Es sind sechs Kanäle vorgesehen. Die linken Kanäle zeigen den Ruhezustand, in welchem sie durch die Blattfedern 6, 7 verschlossen sind, während die rechten Kammern den Zustand zeigen, in welchem sie die Druckausgleichsöffnung für den Ausgleich des Überdruckes in Pfeilrichtung freigeben. -Gemäß der Fig. 3 sind an Stelle der selbstfedernden dünnen Blattfedern dünne, S-förmig gebogene Bleche 10 in spiegelbildlicher Anordnung in den Kanälen 5 um Bolzen 11 scharnierartig drehbar befestigt. Die Bleche werden durch schwache Federn 12 an die Wände 4 der Kanäle 5 gedrückt. Die linken Kanäle zeigen wiederum den verschlossenen Zustand, während die rechten Kanäle den geöffneten Zustand darstellen. Falls es erforderlich ist, können die «fände 4 bei den Anordnungen nach den Fig. 1 bis 3 fortgelassen werden.Further details and advantages of the invention can be found in the following description of some exemplary embodiments with reference to FIGS. 1 to 5. 1 and 2, a wall of the switching unit is denoted by 1 and a pressure compensation opening is denoted by 2. A frame 3, which is divided into channels 5 by walls 4, is arranged above this. In the channels approximately S-shaped bent leaf springs 6 and 7 are fastened with bolts 8 in mirror image to one another. The leaf springs 6, 7 overlap at the point 9. Six channels are provided. The left channels show the idle state in which they are closed by the leaf springs 6, 7, while the right chambers show the state in which they release the pressure equalization opening for equalizing the overpressure in the direction of the arrow. According to FIG. 3, thin, S-shaped bent metal sheets 10 are fastened in a mirror-inverted arrangement in the channels 5 around bolts 11 in a hinge-like manner in place of the self-resilient thin leaf springs. The metal sheets are pressed against the walls 4 of the channels 5 by weak springs 12. The left channels in turn show the closed state, while the right channels show the open state. If necessary, the elements 4 can be omitted from the arrangements according to FIGS. 1 to 3.

In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel mit anders angeordneten Federblechen 28 dargestellt. Hier sind die Wände 4 nicht entbehrlich; zwecks Vermeidung der Bolzen zur Befestigung der Federbleche sind die Federbleche 28 an den Stellen 29 an den Zwischenwänden 4 angelötet oder angeschweißt. Die Bolzen 26 dienen zur Befestigung der die Kanäle bildenden Bleche 4.4 shows an embodiment with a different arrangement Spring steel sheets 28 shown. The walls 4 cannot be dispensed with here; for the purpose of avoidance the bolts for fastening the spring steel sheets are the spring steel sheets 28 at the points 29 soldered or welded to the intermediate walls 4. The bolts 26 are used for Attachment of the sheets forming the channels 4.

Die Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführunsformen der Federn gebunden. Insbesondere sind alle' Federformen mit geringen Massenträgheitsmomenten gut für die Verwirklichung der Erfindung geeignet. Wesentlich bleibt aber auch, daß die Druckausgleichsöffnung weitestgehend unterteilt ist, so daß sich kleine Federn mit geringen Massenträgheitsmomenten ergeben.The invention is not limited to the illustrated embodiments Feathers tied. In particular, all 'spring shapes are with low mass moments of inertia well suited for the implementation of the invention. But it is also important that the pressure equalization opening is largely subdivided so that small Springs with low mass moments of inertia result.

Gemäß der weiteren Erfindung kann die Bewegung eines federnden Bauelementes oder mehrerer federnder Bauelemente zur Betätigung von elektrischen Kontakten verwendet oder die federnden Bauelemente können selbst als Teile eines elektrischen Kontaktes ausgebildet werden.According to the further invention, the movement of a resilient component or several resilient components are used to actuate electrical contacts or the resilient components can themselves be used as parts of an electrical contact be formed.

Ein solches Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 5 dargestellt. Es sei angenommen, daß der Raum in einer stahlblechgekapselten Schalteinheit auf das Auftreten von Überdrücken überwacht werden soll. Zu diesem Zweck hat die Wand 27 der stahlblechgekapselten Schalteinheit eine Öffnung 31 zum Anschluß einer Druckausgleichs- und überwachungsvorrichtung. Diese besteht aus einem Kanal 17 aus Isolierstoff. In diesem sind zugleich als Kontaktfedern ausgebildete federnde Bauelemente 6 und Metallwände 4 angeordnet und an den Metallwänden 4 elektrisch leitend befestigt. Die Kontaktfedern 6 liegen in einem Stromkreis, zu dem die Stromquelle 18, das Relais 19 mit dem Haltekontakt 20 und dem Arbeitskontakt 21 gehören. In diesem Stromkreis sind sechs Kontaktstellen vorhanden und mit 22 bezeichnet, welche geöffnet werden, sobald sich ein Überdruck in Pfeilrichtung ausgleichen will und die eine oder andere Feder 6 nach rechts biegt. Der die Kontakte 22 enthaltende Stromkreis kann z. B. zur Signalgabe durch eine Lampe 23 oder durch eine Hupe 24 und auch zur Auslösung von Arbeitsvorgängen, z. B. von Ventilen, über ein Relais 25 benutzt werden und dadurch einerseits anzeigen, daß die Druckausgleichsvorrichtung angesprochen hat, und andererseits einen Vorgang über das Relais 25 auslösen. Mit 32 ist eine Dichtung und mit 29 der Flansch des Aufsatzes 17 bezeichnet, mit dem er an der Wand 27 befestigt ist.Such an embodiment is shown in FIG. It is assumed that the space in a sheet steel encapsulated switching unit is to be monitored for the occurrence of excess pressures. For this purpose, the wall 27 of the sheet steel encapsulated switching unit has an opening 31 for connecting a pressure compensation and monitoring device. This consists of a channel 17 made of insulating material. In this resilient components 6 and metal walls 4, which are designed as contact springs at the same time, are arranged and attached to the metal walls 4 in an electrically conductive manner. The contact springs 6 are in a circuit to which the power source 18, the relay 19 with the holding contact 20 and the normally open contact 21 belong. In this circuit there are six contact points, denoted by 22, which are opened as soon as an overpressure wants to equalize in the direction of the arrow and one or the other spring 6 bends to the right. The circuit containing the contacts 22 can, for. B. for signaling by a lamp 23 or by a horn 24 and also to trigger operations, e.g. B. of valves can be used via a relay 25 and thereby indicate on the one hand that the pressure compensation device has responded, and on the other hand trigger a process via the relay 25. A seal is denoted by 32 and the flange of the attachment 17 with which it is attached to the wall 27 is denoted by 29.

In den Fig. 1, 3 und 4 sind der Einfachheit halber keine Federbleche 6 und 7 in den beiden mittleren Kanälen 5 gezeichnet.In FIGS. 1, 3 and 4, there are no spring plates for the sake of simplicity 6 and 7 drawn in the two middle channels 5.

Claims

CLAIMS: 1. Pressure balance device for stahlblechgekapselte switching units, which is divided into a plurality of directed perpendicular to the pressure compensation opening for the outflowing switching and arc gases channels, characterized in that at least one resilient element is arranged as a tight-fit closure member in the direction of each channel and transverse to its outlet opening .

2. Device according to claim 1, characterized in that bent leaf springs are used as resilient components are used.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that as Resilient components S-shaped bent sheets are used, which by springs in their Locked positions are held (Fig. 3). 4. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that lyre, omega, tongue or the like as resilient components Springs are used. 5. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that that the leaf springs are designed and arranged so that their ends are mutually exclusive cover (Fig. 1). 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the leaf springs are arranged in mirror image to one another (Fig. 1). 7. Device according to claim 1, characterized by each hinge-like around a common axis rotatable plates to cover the pressure compensation opening and by springs, which press the sheets against the walls of the outlet openings (Fig. 3). B. Device according to claim 1, characterized in that the movement of the partial closure elements is used to operate an electrical contact. 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the electrical contacts operate systems which indicate the response of the pressure compensation device or trigger work processes. References considered: U.S. Patents Nos. 1904,442, 2,362,798; AEG-Mitteilungen, 45 (1955), H. 5/6, p. 283; Siemens magazine, 1956, H.

4, p. 184 (image 2); German utility model No. 1686 420.