DE1283341B

DE1283341B - Valve arrester with yielding sealing cover

Info

Publication number: DE1283341B
Application number: DEA38829A
Authority: DE
Inventors: Bengt Grundmark
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1960-11-19
Filing date: 1961-11-17
Publication date: 1968-11-21

Description

Ventilableiter mit nachgebendem Dichtungsdeckel Die Erfindung betrifft einen Ventilableiter mit einer vorzugsweise zylindrischen Hülle aus isolierendem Material, ganz oder teilweise aus Metall ausgeführten Endarmaturen und einem wenigstens das eine Ende der Hülle mit Federdruck abdichtenden Deckel, dessen Rand sich bei in der Ventilableiterhülle entstehendem überdruck heben und dadurch einen Ausströmungskanal für das Gas freigeben kann.Valve arrester with yielding sealing cover The invention relates to a valve arrester with a preferably cylindrical shell made of insulating Material, end fittings made entirely or partially of metal and at least one one end of the shell with a spring-loaded lid, the edge of which is at Lift the overpressure created in the valve arrester cover and thereby create an outflow channel can release for the gas.

übliche Dichtungsmittel sind im allgemeinen Gummipackungen, die zwischen der isolierenden Hülle, die meist aus Glas oder Porzellan besteht, und den üblichen metallischen Endarmaturen angebracht werden. Um den Dichtungen eine große Lebensdauer zu geben, ist es vorteilhaft, wenn das Packungsmaterial nicht fest, sondern nachgiebig eingespannt ist, so daß der Druck der Packung aufrechterhalten wird, auch wenn diese mit der Zeit, z. B. unter der Einwirkung der Wärme, deformiert oder hart wird. Das Dichtungsorgan, das die Packung gegen die isolierende Ventilableiterhülle preßt, soll auch die Kraft der Federn aufnehmen, die die elektrisch aktiven Elemente innerhalb des Ableiters zusammenpressen; es muß deshalb auch für die Massenkräfte bemessen werden, die die genannten Elemente verursachen können, wenn der Ventilableiter z. B. bei Transport mechanischen Stößen oder Erschütterungen in Längsrichtung ausgesetzt wird.Common sealants are generally rubber packings that are placed between the insulating cover, which is usually made of glass or porcelain, and the usual ones metallic end fittings are attached. To give the seals a long service life to give, it is advantageous if the packing material is not rigid, but flexible is clamped so that the pressure of the pack is maintained, even if this over time, e.g. B. under the action of heat, is deformed or hard. That Sealing element which presses the packing against the insulating valve arrester sleeve, is also intended to absorb the force of the springs that hold the electrically active elements within compress the arrester; it must therefore also be measured for the forces of the masses which can cause the elements mentioned if the valve arrester z. B. exposed to mechanical shocks or vibrations in the longitudinal direction during transport will.

Ein Ventilableiter muß außerdem so aufgebaut sein, daß seine Hülle im Falle von Fehlern in seinem Inneren mit nachfolgendem Kurzschlußstrom und heftiger Gasentwicklung nicht mit Gewalt auseinandergesprengt, sondern dadurch entlastet wird, daß ein Explosionsschutz in Funktion tritt. Dieser Explosionsschutz kann an und für sich in mehreren verschiedenen Weisen angeordnet werden, und es ist bekannt, das Dichtungsorgan als dünne Membran auszubilden, die bei entstehendem überdruck zerrissen wird. Ferner ist es bekannt, die. Befestigung des Dichtungsorgans mit schwächeren Nieten oder Schrauben zu versehen, die so bemessen sind, daß sie bei Überbelastung bersten. Bei einer weiteren bekannten Konstruktion (deutsche Auslegeschrift 1060 977) ist das Dichtungsorgan mit einer konischen Tellerfeder belastet, die bei innerem überdruck nachgibt und nach der entgegengesetzten Richtung umschnappt, wobei der Dichtungsdruck ganz verschwindet und sich eine bleibende Öffnung zwischen Dichtungsdeckel und isolierender Hülle bildet.A valve arrester must also be constructed in such a way that, in the event of a fault in its interior, with subsequent short-circuit current and violent gas development, its shell is not forced apart by force, but is relieved by the fact that an explosion protection comes into operation. This explosion protection can in and of itself be arranged in several different ways, and it is known to design the sealing element as a thin membrane which is torn when excess pressure is generated. It is also known that the. Attachment of the sealing member to be provided with weaker rivets or screws, which are dimensioned so that they burst when overloaded. In a further known construction (German Auslegeschrift 1060 977) the sealing element is loaded with a conical disc spring, which yields in the event of internal excess pressure and snaps in the opposite direction, the sealing pressure disappearing completely and a permanent opening being formed between the sealing cover and the insulating cover.

Bekannt (deutsche Auslegeschrift 1018 283) ist schließlich auch ein überdruckventil mit Tellerfedern. Die Tellerfedern liegen mit ihrem Rand auf dem Ventilsitz auf und werden durch eine Stellschraube vorgespannt. Bei einem solchen Ventil besteht nicht das Problem, die Einspannkräfte für innerhalb einer Hülle angeordnete Einbauelemente über die Tellerfedern so auf eine feste Armatur zu übertragen, daß die Federkraft nicht beeinflußt wird.Finally, one is also known (German Auslegeschrift 1018 283) pressure relief valve with disc springs. The disc springs lie with their edge on the Valve seat open and are pretensioned by an adjusting screw. With such a Valve does not have the problem of the clamping forces for arranged within a shell To transfer built-in elements via the disc springs to a fixed valve that the spring force is not influenced.

Bei sämtlichen bekannten Anordnungen mit einem federbelasteten Dichtungsorgan liegt die Schwierigkeit vor, daß die obengenannten Kräfte aus dem Inneren dem Packungsdruck entgegenwirken, so daß dieser nicht beliebig, d. h. nur mit Hinblick auf die Dichtung, gewählt werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ableiter der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß die Abstützkrääfte der Einbauteile am Deckel keinen Einfluß auf die Dichtungskraft haben.In all known arrangements with a spring-loaded sealing member The problem is that the above forces from the inside of the pack pressure counteract, so that this is not arbitrary, d. H. only with regard to poetry, can be chosen. The invention is based on the object of providing an arrester to train initially mentioned type so that the support forces of the built-in parts have no influence on the sealing force on the cover.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Deckel als federnde Platte ausgebildet ist, deren mittlerer Teil sich an einer der Endarmaturen abstützt und deren Rand federnd an einer Stirnseite der Hülle anliegt, wobei die in der Ventilableiterhülle angeordneten Ableiterelemente sich gegen den genannten Mittelteil derart abstützen, daß die Federkräfte des Dichtungsdeckels unabhängig von den Einspannkräften der Ableiterelemente sind.This object is achieved according to the invention in that the cover is designed as a resilient plate, the middle part of which is on one of the end fittings and the edge of which rests resiliently on one end face of the shell, the Arranged in the valve arrester sleeve against the aforementioned Support the middle part in such a way that the spring forces of the sealing cover are independent of the clamping forces of the arrester elements.

Die Federkraft des Dichtungsdeckels braucht somit nicht mit Rücksicht auf die von den inneren Teilen des Ventilableiters herrührenden Kräfte bemessen zu werden, sondern kann darauf begrenzt werden, was erforderlich ist, um einen zufriedenstellenden Packungsdruck zu erhalten. Für die dichtende Packung kann andererseits ein weicheres und dadurch besser dichtendes Material gewählt werden, da der Dichtungsdeckel und dadurch auch die Packung gemäß der Erfindung keinen zusätzlichen Druck von den inneren Teilen des Ventilableiters auszuhalten brauchen.The spring force of the sealing cover does not need to be considered to those of the inner ones Parts of the valve arrester Forces to be measured but can be limited to what is required is to obtain a satisfactory package pressure. For the sealing packing on the other hand, a softer and therefore better sealing material can be selected, since the sealing cover and thereby also the packing according to the invention do not have any additional Withstand pressure from the internal parts of the valve trap.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat der Dichtungsdeckel einen vorzugsweise ebenen und kreisförmigen Mittelteil, der in einen äußeren niedrigeren Kegelstumpf übergeht. Die auf die Einbauteile ausgeübten Kräfte werden über den Mittelteil auf die Endarmatur übertragen, während der äußere Kegelstumpf als Tellerfeder nur auf die Dichtung einwirkt.In an advantageous embodiment of the invention, the sealing cover has a preferably flat and circular central part, which in an outer lower Truncated cone passes. The forces exerted on the built-in parts are via the Transfer the middle part to the end fitting, while the outer truncated cone is used as a disc spring acts only on the seal.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben, in der F i g.1 einen mit einem Dichtungsdeckel nach der Erfindung versehenen Ventilableiter zeigt und F i g. 2 eine Kurve der Druckkraft des Dichtungsdeckels als Funktion seiner Zusammenpressung.The invention is described below with reference to the schematic drawing described, in the Fig. 1 provided with a sealing cover according to the invention Valve arrester shows and F i g. 2 is a graph of the pressure force of the sealing cover as a function of its compression.

In F i g. 1 ist ein Ventilableiter oder ein Bauelement eines zusammengesetzten Ventilableiters gezeigt, der spannungsabhängige Widerstände 1 und Funkenstrecken 2 enthält, die in einer isolierenden Hülle 9 eingeschlossen sind. Die inneren Teile des Ventilableiters bestehen in der Hauptsache aus den spannungsabhängigen Widerständen 1 und Funkenstrecken 2 und werden von einer Druckfeder 8 zusammengepreßt. Die Hülle 9 ist an beiden Enden durch metallische Deckel 3 (Endarmatur) abgeschlossen, die mit federnden Klemmbacken 4 an der Hülle befestigt sind. Die Dichtung der Hülle des Ableiters erfolgt mit Hilfe von Packungen 5, zweckmäßig aus einer alterungsbeständigen weichen Gummiqualität, die - von einem. metallischen Dich-. tungsdeckel 6 gegen die isolierende Hülle 9 ge= preßt wird. Der Dichtungsdeckel 6 stützt sich mit seinem Mittelteil auf den Deckeln 3 ab. Die inneren Teile des Ableiters stützen sich einmal an der Feder 8 und zum anderen an einem Ring 7 ab, dessen Durchmesser bedeutend kleiner als der der Packung 5 ist.In Fig. 1 is a valve arrester or a component of a composite Valve arrester shown, the voltage-dependent resistors 1 and spark gaps 2, which are enclosed in an insulating sheath 9. The inner parts of the valve arrester consist mainly of the voltage-dependent resistors 1 and spark gaps 2 and are pressed together by a compression spring 8. The case 9 is completed at both ends by metallic cover 3 (end fitting), the are attached with resilient clamping jaws 4 on the shell. The seal of the envelope the arrester takes place with the help of packings 5, expediently from an age-resistant soft rubber quality that - from one. metallic seal. cover 6 against the insulating sheath 9 ge = is pressed. The sealing cover 6 is supported with his Middle part on the lids 3. The inner parts of the arrester are supported once on the spring 8 and on the other hand on a ring 7, the diameter of which is significant is smaller than that of pack 5.

Der Dichtungsdeckel 6 ist so ausgebildet, daß die Packung 5 mit einem zweckmäßigen Druck belastet wird, der unabhängig von der zusammenpressenden Kraft der Druckfeder 8 ist, da diese Kraft direkt von den Deckeln 3 aufgenommen wird.The sealing cover 6 is designed so that the pack 5 with a appropriate pressure is loaded, which is independent of the compressive force the compression spring 8, since this force is absorbed directly by the covers 3.

Wenn ein Fehler in der Ableiterhülle entsteht, bilden sich Kurzschlußlichtbogen, die das Material der Funkenstrecken und spannungsabhängigen Widerstände vergasen, so daß ein großer Überdruck in der Ableiterhülle entsteht. Dieser Überdruck wirkt auch auf den federnden Teil der Dichtungsdeckel außerhalb ihrer sich gegen die Deckel 3 abstützenden Mittelteile, der Packungsdruck wird aufgehoben und der Rand des Deckels durchgebogen, so daß zwischen dem Rand und der isolierenden Hülle ein Spiel entsteht, durch das das Gas entweichen kann. Das heiße Gas zerstört die Packung, indem es diese entweder schmilzt oder verbrennt oder sie von ihrem Sitz. wegbläst, so daß der Spalt schnell und bleibend erweitert wird.If a fault occurs in the arrester shell, short-circuit arcs are formed, which gasify the material of the spark gaps and voltage-dependent resistors, so that a large overpressure arises in the trap cover. This overpressure works also on the resilient part of the sealing cover outside of it against the cover 3 supporting middle parts, the pack pressure is released and the edge of the lid bent so that there is play between the edge and the insulating cover, through which the gas can escape. The hot gas destroys the pack by dropping it this either melts or burns or blows it off its seat so that the gap is widened quickly and permanently.

Es ist vorteilhaft, den federnden Teil des Dichtungsdeckels 6 gewölbt oder schwach konisch auszuführen, wodurch der Deckel aus einem dünneren Blech hergestellt werden kann als in den Fällen, wo die vorgeschriebene Federkraft mit einem im wesentlichen ebenen Dichtungsdeckel erreicht wird. F i g. 2 zeigt die Federcharakteristik eines erfindungsgemäßen Dichtungsdeckels mit einem konischen federnden Teil. Aus der Figur geht hervor, daß der Druck der Packung bei einer fortgesetzten Zusammenpressung H immer langsamer zunimmt. Der Packungsdruck P erreicht ein Maximum bei A, wonach er bei fortgesetztem .Zusammenpressen des Dichtungsdeckels abnimmt, Das Montieren des Dichtungsdeckels soll so ausgeführt werden, daß der Packungsdruck P des Deckels in, dem flachen Gebiet nahe dem Maximum der Kurve -liegt, wodurch der Federdruck innerhalb eines großen Bereichs von den mechanischen Toleranzen der Armatur unabhängig gemacht werden kann. Bei,- einem stärkeren Zusammendrücken H nimmt der Packungsdruck P wieder ab, was eine zuverlässige Funktion der Anordnung sicherstellt und dazu beiträgt, daß die Ausblasöffnung für die heißen Gase groß wird.It is advantageous for the resilient part of the sealing cover 6 to be arched or slightly conical, whereby the cover is made from a thinner sheet metal can be considered in cases where the prescribed spring force with a substantially level sealing cover is achieved. F i g. 2 shows the spring characteristics of a Sealing cover according to the invention with a conical resilient part. From the figure it can be seen that the pressure of the pack with continued compression H increases more and more slowly. The packing pressure P reaches a maximum at A, after which it decreases with continued compression of the sealing cover, the assembly of the sealing cover should be designed so that the packing pressure P of the cover in, the flat area near the maximum of the curve - lies, reducing the spring pressure independent of the mechanical tolerances of the valve within a wide range can be made. With, - a stronger compression H the packing pressure decreases P off again, which ensures a reliable function of the arrangement and in addition contributes to the fact that the blow-out opening for the hot gases is large.

Claims

Claims: 1. Valve arrester with a preferably cylindrical Cover made of insulating material, end fittings made wholly or partly of metal and a lid sealing at least one end of the shell with spring pressure, the edge of which is lifted when there is overpressure in the valve arrester shell and can thereby release an outflow channel for the gas, characterized in that that the cover (6) is designed as a resilient plate, the middle part of which is is supported on one of the end fittings (3) and its edge is resilient on one end face the sheath rests, the diverter elements arranged in the valve arrester sheath (9) (1; 2) are supported against said central part in such a way that the spring forces of the sealing cover are independent of the clamping forces of the arrester elements.

2. Valve arrester according to claim 1, characterized in that the sealing cover (6) has a preferably flat and circular central part which merges into an outer low truncated cone. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1018 283, 1060977.