Гидравлический привод для силового высоковольтного выключателя
Использование: в машиностроении, в комплектных распределительных элегазовых устройствах подстанций, атомных ледоколов и т.п. Задача: обеспечить надежность работы в различных климатических условиях. Сущность изобретения: привод содержит гидравлический цилиндр с поршнем и штоком, связанным с подвижным контактом выключателя, насосный агрегат, гидросистему с предохранительным клапаном, реле максимального и реле минимального давления, обеспечивающих работу при различных климатических условиях, и накопитель энергии. Насосный агрегат выполнен в виде насоса низкого давления и сдублированных мультипликаторов давления, через стыковочное устройство связанных с гидросистемой. Накопитель энергии состоит из газогидравлических аккумуляторов, установленных на запорных патрубках фланца гидравлического цилиндра с возможностью отключения и замены, представляющих собой силовой сосуд с запорной горловиной для жидкости, содержащий внутри металлический сильфон, один торец которого подвижный, а другой торец герметично закреплен к стенке сосуда и снабжен заправочным вентилем для газа. Технический результат: наличие описанных насосного агрегата и накопителя энергии обеспечивает длительную и непрерывную эксплуатацию привода в любых климатических условиях. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидравлических приводах для силовых высоковольтных выключателей, преимущественно в приводах элегазовых выключателей.
Известен привод выключателя (германский патент DE 3611497 от 08.10.87, Н01Н 33/53), в котором в качестве энергоносителя используется пакет тарельчатых пружин, непосредственно контактирующий с подвижным поршнем гидроаккумулятора, либо передающий усилие на указанный поршень через тянущие шпильки.
Недостатком этой конструкции является сложность изготовления мощных тарельчатых пружин большого диаметра, нестабильность динамических характеристик, обусловленная трением между пружинами и повышенной их жесткостью по сравнению с жесткостью газовых систем.
Известен также патент RU 2148280 от 27.04.2000, Н01Н 33/34, содержащий гидравлический цилиндр с поршнем и штоком, связанным с подвижным контактом выключателя, насосный агрегат, гидросистему с предохранительным клапаном, реле максимального и реле минимального давления, обеспечивающих работу при различных климатических условиях, и накопитель энергии. Накопитель энергии выполнен в виде газо-гидравлического аккумулятора со сферическим корпусом и сферической эластичной диафрагмой для герметичного разделения сред.
Недостатком этой конструкции является сложность изготовления сферического корпуса, низкий срок службы эластичной диафрагмы и насоса высокого давления, входящего в состав насосного агрегата.
Целью настоящего изобретения является обеспечение длительной и непрерывной эксплуатации привода в любых климатических условиях.
Это достигается тем, что в известном гидравлическом приводе, содержащем гидравлический цилиндр с поршнем и штоком, связанным с подвижным контактом выключателя, насосный агрегат, гидросистему с предохранительным клапаном, реле максимального и реле минимального давления, и накопитель энергии. Насосный агрегат выполнен в виде насоса низкого давления и сдублированных мультипликаторов давления через стыковочное устройство связанных с гидросистемой, а накопитель энергии выполнен из газогидравлических аккумуляторов, установленных на запорных патрубках фланца гидравлического цилиндра с возможностью отключения и замены, представляющих собой силовой сосуд с запорной горловиной для жидкости, содержащий внутри металлический сильфон, один торец которого подвижный, а другой торец герметично закреплен к стенке сосуда и снабжен заправочным вентилем для газа.
На фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема, на фиг. 2 - мультипликатор давления, на фиг. 3 - газогидравлический аккумулятор.
Гидравлический привод содержит гидравлический цилиндр 1 с под поршневой 2 и надпоршневой 3 полостями, с поршнем 4 и штоком 5, связанным с подвижными контактами 6 выключателя, бак 7, насосный агрегат с насосом низкого давления 8 и сдублированных мультипликаторов давления 9 с опорными фланцами 10, через стыковочное устройство 11 связанных с гидросистемой, блок управляющих клапанов 12, гидросистему с реле минимального давления 13, реле максимального давления 14, с предохранительным клапаном 15, и накопитель энергии. Накопитель энергии состоит из газогидравлических аккумуляторов 16, установленных на запорных патрубках 17 фланца 18 гидравлического цилиндра, представляющих собой силовой сосуд 19 с запорной горловиной 20 для жидкости, содержащий внутри металлический сильфон 21, один торец которого подвижный, а другой торец герметично закреплен к стенке сосуда и снабжен заправочным вентилем 22 для газа. Шток во включенном положении дополнительно удерживается фиксатором 23.
Гидравлический привод работает следующим образом. Операция размыкания происходит при поступлении сигнала на соответствующий электромагнит блока управляющих клапанов 12, который обеспечивает сброс давления рабочей жидкости из-под поршневой полости 2 цилиндра 1 в бак 7. Поршень 4 со штоком 5 под действием разницы давлений движется вниз, размыкая контакты 6 выключателя. Полость 3 пополняется жидкостью из газогидравлических аккумуляторов. В отключенном состоянии поршень 4 со штоком 5 удерживается внизу за счет давления в полости 3. Для осуществления операции включения сигнал управления поступает на соответствующий электромагнит блока управляющих клапанов 12, который обеспечивает подвод рабочей жидкости из газогидравлических аккумуляторов под высоким давлением в полость 2 гидроцилиндра 1. При этом на поршень 4 с двух сторон действует высокое давление, но за счет разницы площадей поршень 4 со штоком 5 будет перемещаться вверх, замыкая контакты 6 выключателя. Во включенном положении шток 5 удерживается фиксатором 23. Работа гидравлического привода в разных климатических условиях определяется величиной давления газа предварительной зарядки аккумуляторов.
Заявляемый гидравлический привод изготавливается и испытывается на существующем промышленном оборудовании. Основные узлы проверены на работоспособность.
Результаты патентного поиска и возможность практической реализации заявляемого привода позволяют установить соответствие его условиям патентоспособности изобретения, а именно: новизне, изобретательскому уровню и промышленной применимости.
1. Гидравлический привод для силового высоковольтного выключателя, содержащий гидравлический цилиндр с поршнем и штоком, связанным с подвижным контактом выключателя, насосный агрегат, гидросистему с предохранительным клапаном, с реле максимального и реле минимального давления и накопитель энергии, причем предварительное давление газа в накопителе энергии принято равным минимальному рабочему давлению рабочей жидкости в гидросистеме при максимальной температуре эксплуатации, а объем корпуса накопителя энергии выбран с возможностью автоматической компенсации падения давления газа при снижении температуры эксплуатации, отличающийся тем, что насосный агрегат выполнен в виде насоса низкого давления и сдублированных мультипликаторов давления, каналы которых выведены на опорные фланцы и через стыковочный узел параллельно связаны с гидросистемой, а накопитель энергии состоит из нескольких газогидравлических аккумуляторов, установленных на запорных патрубках фланца гидравлического цилиндра и связанных с рабочей жидкостью через запорные вентили с возможностью отключения каждого из них.
2. Гидравлический привод по п. 1, отличающийся тем, что мультипликатор содержит плунжерные гидроцилиндры низкого и высокого давления, возвратный гидроцилиндр с дренажной полостью, все расположены соосно, причем каналы полостей всех гидроцилиндров вынесены на опорный фланец.
3. Гидравлический привод по п. 1, отличающийся тем, что газогидравлические аккумуляторы выполнены в виде силового сосуда с запорной горловиной для жидкости, содержащий металлический сильфон, один торец которого подвижный, а другой торец герметично закреплен к стенке сосуда и снабжен заправочным вентилем для газа.
