ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ЭЛЕГАЗОВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Гидромеханический привод элегазового выключателя
Техническое решение относится к области высоковольтного аппаратостроения, а именно, к элегазовым выключателям с дугогасительными устройствами автокомпрессионного типа.
Техническое решение наиболее эффективно может быть использовано в гидравлических приводах для высоковольтных выключателей.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является гидромеханический привод элегазовых выключателей по авторскому свидетельству СССР № 1778805, содержащий: рабочий силовой цилиндр, поршень которого механически соединен с подвижными контактами дугогасительных устройств, а надпоршневая полость постоянно связана с гидроаккумулятором, заполненным рабочей жидкостью под высоким давлением, накопитель энергии, выполненный в виде сильфона, заполненного сжатым газом и герметично закрытого верхней подвижной и нижней неподвижной крышками, гидроаккумулятор, размещенный между основанием рабочего цилиндра и подвижной крышкой газового сильфона, причем на верхнюю подвижную крышку установлен стакан, исполняющий роль порщня гидроаккумулятора, и взаимодействующая с ним гильза, между которыми установлены уплотнения (резиновые кольца) и устройства для защиты гидросистемы привода от засорения, причем устройство от засорения установлено в нижней части гильзы, а резиновые уплотнения устанавливаются в нижней и верхней частях гильзы. Для уменьшения высоты гидроаккумулятора и, соответственно, габаритов привода, соотношение внутреннего диаметра стакана и его высоты взято примерно один к одному, хотя «классическое соотношение диаметра поршня к его
МПК7Н01НЗЗ/34
высоте принимается один к трем. При рабочем давлении жидкости в гидросистеме стенка стакана в зоне соприкосновения двух уплотнительных элементов гильзы не подвергается давлению рабочей жидкости, то увеличения внутреннего диаметра стакана не происходит. Толщина стенки гильзы у аналога имеет небольшую величину по отношению к диаметру, поэтому при высоком давлении рабочей жидкости на стенки гильзы внутренний, а соответственно, и наружный диаметры увеличиваются на некоторую величину, уменьшая зазор между наружной стенкой гильзы и внутренним диаметром стакана. И чем выше давление рабочей жидкости, тем больше будет увеличение диаметра наружной стенки гильзы и, соответственно, меньше зазор между наружной стенкой гильзы и внутренним диаметром стакана, что может привести к заклиниванию пары «стакан - гильза. Уплотнительные герметизирующие элементы из резины, примененные в конструкции гидроаккумулятора гидромеханического привода, при увеличении давления рабочей жидкости и уменьшении зазора между стаканом и гильзой, испытывают повышенное сжатие, что, соответственно, увеличивает коэффициент трения у них при их движении по поверхности стакана, а это, соответственно, отражается на скоростных характеристиках гидравлического привода при выполнении циклов «отключение и «включение. Кроме этого, при изготовлении и сборке деталей и узлов гидроаккумулятора в пределах допуска в окончательной сборке получается большое отклонение по перпендикулярности от оси гидроаккумулятора фланца гильзы, который жестко соединяется со средней крышкой гидропривода, и подвижной крышки сильфона, на которую установлен стакан гидроаккумулятора. Произвести обработку подвижной крышки сильфона, с цельюобеспечения перпендикулярности её относительно оси
гидроаккумулятора, после сварки сильфона невозможно ввиду нежесткой конструкции сильфона. Сам сильфон, в силу своей конструкции, во время работы может также изменять перпендикулярность подвижной крышки
сильфона относительно оси гидроаккумулятора в пределах величины зазора между гильзой и стаканом. Неперпендикулярность относительно оси гидроаккумулятора его элементов - наружной поверхности гильзы и внутренней стенки стакана, может привести к перекосу их стенок относительно друг друга и заклиниванию в паре «стакан - гильза при движении их относительно друг друга.
Таким образом недостатками известной конструкции гидромеханического привода для элегазовых высоковольтных выключателей по авторскому свидетельству СССР .№ 1778805 являются: сложность обеспечения необходимой соостности поверхностей стакана и гильзы; сложность обеспечения необходимой перпендикулярности поверхности подвижной крышки сильфона, на которую установлен стакан, к осям гидроаккумулятора и гидроцилиндра; сниженные скоростные характеристики привода при выполнении операций «Включено и «Отключено.
Задачей настоящего технического решения является повышение скоростных характеристик гидромеханического привода при выполнении операций «Включение, «Отключение, цикла операций «Включение «Отключение - «Включение и исключения заклинивания в гидроаккумуляторе при работе привода на увеличенных давлениях рабочей жидкости.
Поставленная задача решается тем, что в гидромеханический привод элегазовыхвыключателей с дугогасительными устройствами
автокомпрессионного типа, содержащий: рабочий силовой цилиндр, поршень которого механически соединен с подвижными контактами дугогасительных устройств, а надпоршневая полость постоянно связана с гидроаккумулятором, заполненным рабочей жидкостью под высоким давлением, носитель запасенной энергии, выполненный в виде сильфона, заполненного сжатым
газом с давле1шем, значительно ннже давлення рабочей жидкостн нривода, и герметично закрытого верхней нодвижной и нижней неподвижной крышками, клапаны управления с электромагнитными приводами, гидронасос и гидроаккумулятор, размещенный между основанием рабочего цилиндра и подвижной крышкой газового сильфона и состоящий из стакана, выполняющим роль поршня гидроаккумулятора, и гильзой; у стакана, со стороны подвижной крышки сильфона, и шайбы, установленной между стаканом и подвижной крышкой сильфона, выполнены сферические поверхности, причем у шайбы радиус сферической поверхности меньше радиуса сферической поверхности стакана; между стаканом и гильзой выполнен зазор, превышающий по величине возможное увеличение наружного диаметра гильзы при увеличении давления в гидросистеме привода; в центре гильзы установлен набор герметизирующих манжетных уплотнений , а по 1фаям гильзы установлены направляющие из пластмассы , центрирующие стакан в гильзе.
Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке технического решения критерию «новизна.
Для пояснения технического решения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: фиг.1 - изображает общий вид гидромеханического привода; фиг. 2 - изображает часть гидроаккумулятора
Гидромеханический привод для элегазовых высоковольтных выключателей содержит рабочий силовой цилиндр 1, поршень 2 которого механически соединен с подвижными контактами 3 дугогасительных устройств (на чертеже не показаны). Надпоршневая полость 4 рабочего цилиндра 1 постоянно связана с гидроаккумулятором 5, заполненным рабочей
жидкостью 6 под высоким давлением. Гидроаккумулятор 5 состоит: из подвижного стакана 7, установленного на верхнюю подвижную крышку сильфона 13, и гильзы 16, неподвижно закрепленной на корпусе рабочего цилиндра 1. Между стаканом 7 и подвижной крышкой сильфона 13 установлена шайба 18. На шайбе 18, со стороны стакана 7, и на стакане со стороны шайбы, выполнены сферические поверхности, причем у шайбы радиус сферической поверхности меньше радиуса сферической поверхности стакана. Полость низкого давления 8 в гидроцилиндре 1 служит для сбора отработанной жидкости, которая при помощи гидронасоса49 перекачивается в полость высокого давления 6. Управление приводом осуществляется электромагнитными клапанами 10 и 11. Высокое давление рабочей жидкости 6 в гидроаккумуляторе 5 поддерживается сильфоном 13, внутренняя полость которого заполнена сжатым газом 12 под давлением, необходимым для поддержания высокого давления рабочей жидкости, и герметично закрытого по торцам нижней неподвижной 14 и верхней подвижной 15 крышками.
Устройство работает следующим образом. В исходном положении выключатель отключен. При этом клапан 11 закрывает сообщение рабочего цилиндра 1 с полостью низкого давления 8. При включении выключателя подаётся команда на электромагнит клапана 10. При этом клапан открывается и рабочая жидкость 6 из гидроаккумулятора 5 поступает в подпоршневую полость рабочего цилиндра 1. По обе стороны поршня 2 давление выравнивается и он перемещается вверх за счет того, что активная площадь нижней части порщня 2 превышает активную площадь верхней части поршня. Происходит замыкание контактов 3 выключателя. В конце операции включения блок-контактами (на чертеже не показаны) снимается электрическое напряжение с электромагнита клапана 10 и клапан своей пружиной возвращается в исходное положение.
,
с полостью низкого давления 9, за счет возникшей разницы давления поршень 2 перемещается в нижнее положение, вызывая размыкание контактов 3 и срабатывание дугогасительных устройств выключателя. При перемещении поршня 2 в нижнее положение цилиндр 1 подпитывается рабочей жидкостью 6 из гидроаккумулятора 5. Сильфон 13 обеспечивает постоянное давление рабочей жидкости 6, перемещая стакан 7 за счет давления сжатого газа на подвижную крышку сильфона. При достижении сильфоном 13 заданной высоты происходит автоматическое включение гидронасоса 19, который, перекачивая отработанную жидкость из полости 9 в гидроакумулятор 5, возвращает систему гидроаккумулятор-сильфон в исходное положение. Установленная между стаканом и подвижной крыщкой сильфона шайба, имеющая со стороны стакана сферическую поверхность, и выполненная у стакана сферическая поверхность, причем радиус сферической поверхности у шайбы меньше радиуса сферической поверхности у стакана, позволяют обеспечивать соосность стакана и гильзы не смотря на то, что не всегда выдерживается перпендикулярность подвижной крышки сильфона относительно оси гидроаккумулятора. Сферические поверхности у шайбы и стакана, с нанесенной между ними смазкой, позволяют всегда «разворачивать стакан соосно гильзе и, тем самым, предотвращать заклинивание пары стакангильза. Увеличение зазора 21 между внутренней стенкой стакана и наружной стенкой гильзы исключает заклинивание пары стакан-гильза при изменение наружного диаметра гильзы с увеличением давления рабочей жидкости в гидросистеме привода. Применение набора манжетных уплотнений 20 (например, U-образных манжетных уплотнений) на наружной стенке гильзы из материала с низким коэффициентом трения позволяет увеличить скоростные характеристики привода, значительно увеличить зазор между стаканом и гильзой и использовать гидропривод при более высоком рабочем давлении рабочей жидкости. А так как величина зазора намного превышает возможную величину увеличения наружного диаметра гильзы под давлением 6
рабочей жидкости, а конструкция набора манжетных уплотнений обеспечивает герметичность соединения (чем больше давление рабочей жидкости, тем лучше герметизируется зазор между гильзой и стаканом), это исключает заклинивание пары стакан-гильза. Введение на краях гильзы уплотнения 22 из пластмассы с низким коэффициентом трения и высоким модулем упругости при сжатии позволяет еще при монтаже «разворачивать стакан на шайбе соосно жестко закрепленной гильзе и не оказывать большого сопротивления при перемещении стакана по гильзе. А высокий модуль упругости при сжатии позволяет использовать этот элемент на весь механический ресурс привода до капитального ремонта без замены. Конструкция уплотнения выполнена такой (например, трапециевидной), что обеспечивает его невыпадание как при монтаже пары стакан-гильза (цилиндр), так и при его работе.
Предложенный гидромеханический привод для элегазовых высоковольтных выключателей по сравнению с известными образцами аналогичного оборудования позволяет достичь новый технический результат, выраженный в исключении заклинивания в гидроаккумуляторе и повышении скоростных характеристик при выполнении операций «Включено и «Отключено.
Испытания предложенного гидромеханического привода элегазовых выключателей показали, что в гидроаккумуляторе исключено заклинивание у пары «стакан - гильза и увеличены скоростные характеристики привода при выполнении операций «Включено и «Отключено. Заявитель: Главный инженер | комбината «ЭлeктЙШ м fciь(. М 1 / 1) V J( В. М. Цивилин