Воздушные выключатели - Управление клапанами

7-5. УПРАВЛЕНИЕ КЛАПАНАМИ
В воздушном выключателе имеется много тарельчатых и золотниковых клапанов, которые должны срабатывать в определенной последовательности. Отключение или включение выключателя осуществляется воздействием электромагнита (или механизма ручного оперирования) на пусковой клапан. В целях уменьшения мощности, потребляемой электромагнитом, выходное отверстие пускового клапана должно быть возможно меньше. Поэтому между пусковым и дутьевым клапанами обычно устанавливается несколько последовательно соединенных вспомогательных клапанов, выходные отверстия которых постепенно уменьшаются от дутьевого клапана к пусковому. Их открытие и закрытие вызывает соответственно открытие или закрытие дутьевого клапана.
Управление дутьевым клапаном дифференциального типа 1 обычно производится посредством одного или двух вспомогательных клапанов 2 и одного пускового клапана 3 (рис. 7-35). Иногда управление дутьевым клапаном дифференциального типа осуществляется одним вспомогательным клапаном прямого действия и пусковым клапаном. Управление дутьевым клапаном прямого действия 4 обычно производится одним вспомогательным клапаном прямого действия 6 и одним пусковым клапаном 5. Применение одного-двух вспомогательных клапанов позволяет обеспечить быстрое открытие и закрытие дутьевого клапана посредством электромагнита небольшой мощности.
В дутьевых клапанах дифференциального типа отношение диаметра выходного отверстия дутьевого клапана dx (рис. 7-35) к диаметру выходного отверстия первого вспомогательного клапана d3 составляет d1/d3=3.
Для последующих вспомогательных клапанов это отношение равно 2—2,5.

Рис. 7-35. Схемы управления дутьевыми клапанами
По заданному значению d\ можно определить диаметр выходного отверстия пускового клапана, пользуясь формулой

где m1=d1/d3; m2=d2/d5; m3=d5/dUYcK.
В дутьевых клапанах прямого действия обычно отношение диаметра выходного отверстия дутьевого клапана d\ (рис. 7-35) к диаметру выходного отверстия вспомогательного клапана через которое подается сжатый воздух под поршень дутьевого клапана, в среднем составляет dx/d3=3.
Изменение времени нахождения дутьевого клапана в открытом положении достигается установкой в цепочке вспомогательных клапанов золотникового клапана в сочетании с дроссельным устройством. Рассмотрим две компоновки золотникового клапана с дроссельным устройством.
На рис. 7-36 изображен золотниковый клапан, который в сочетании с дроссельным устройством регулирует время нахождения дутьевого клапана дифференциального типа в открытом положении. Тем самым определяется количество воздуха, подаваемого на отключение выключателя. Золотниковый клапан состоит из золотника 6, пружины 5, возвращающей золотник в исходное положение, и упора 7. Дроссельное устройство, состоит из регулировочного стержня 8 с маховичком 9. Золотниковый клапан и дроссельное устройство размещены в корпусе 2, в котором находятся пусковой клапан / и вспомогательный клапан 3, оба дифференциального типа.

Рис. 7-36. Управление дифференциальным клапаном
Канал А соединен с резервуаром сжатого воздуха, а канал Б с пространством под поршнем вспомогательного клапана 3 и с пусковым клапаном 1. Выход сжатому воздуху из каналов Б я Г, а также из пространства В под поршнем вспомогательного клапана закрыт пусковым клапаном 1, управляемым электромагнитом. При открытии клапана 7 сжатый воздух, заполняющий каналы Б и пространство В, быстро выходит в атмосферу. Вспомогательный клапан 3 открывается и выпускает воздух в атмосферу из канала Д, соединенного с пространством под поршнем второго вспомогательного клапана (на рисунке не показан). Следовательно, произойдет открытие второго вспомогательного, а затем и дутьевого клапана. Дутьевой клапан будет открыт до тех пор, пока не закроется вспомогательный клапан 3, а клапан 3 может закрыться только после тога, как давление воздуха в пространстве В повысится до определенного значения. Это может произойти либо при закрытии пускового клапана, либо при подаче в него достаточного количества сжатого воздуха из какого-либо другого устройства;
Время, в течение которого дутьевой клапан открыт, должно легко регулироваться, так как оно определяет количество воздуха, подаваемое на гашение дуги при отключении выключателя. Регулировка количества подаваемого воздуха может быть достигнута подачей дополнительного количества воз духа в пусковой клапан н в пространство В в требуемый момент времени. Для этой цели служит золотник 6 и дроссельное устройство. При некотором давлении в канале Г сила, обусловленная разностью давлений воздуха в каналах А и Т, станет больше силы пружины и золотник поднимется вверх. Как только он поднимется выше канала Б, откроется выход воздуху из канала Д. в канал Б. Диаметр выходного, отверстия пускового клапана 1 меньше диаметра канала Б, а потому давление воздуха в канале Б и в пространстве В будет увеличиваться вследствие поступления воздуха из канала А, несмотря на то, что пусковой клапан открыт. Как только давление воздуха в пространстве В повысится, закроется вспомогательный клапан 3, за ним второй вспомогательный клапан и наконец дутьевой клапан. Пока пусковой клапан открыт, давление воздуха в каналах Б, Г ив пространстве В будет меньше, чем в канале А, а потому золотник 6 будет оставаться в верхнем положении. Когда пусковой клапан закроется, выход воздуха из канала Б прекратится, давление воздуха во всех каналах сравняется и золотник под действием пружины 5 опустится в первоначальное положение.
Таким образом, время перетекания сжатого воздуха из канала Г в канал Б, по существу, будет определять время подачи воздуха из канала А в пространство В, а следовательно, и время закрытия дутьевого клапана. Время понижения давления воздуха в канале Г до требуемого, значения определяется положением конца регулировочного стержня 8. Чем глубже он входит в канал 4, тем медленнее понижается давление воздуха в канале Г и тем позже закроется дутьевой клапан. Перемещение регулировочного стержня осуществляется маховичком. После регулировки выключателя маховичок пломбируется.

Рис. 7-37. Управление клапаном прямого действия
Для регулирования времени нахождения дутьевых клапанов прямого действия в открытом положении может быть применено сочетание вспомогательного и пускового клапанов с дроссельным устройством, изображенное на рис. 7-37. В корпусе 1 находится вспомогательный клапан, состоящий из тарелки 2, штока 3 и поршня 6. Тарелка 2 отделяет пространство Л, в котором постоянно находится сжатый воздух, от канала Б, соединенного с пространством под поршнем дутьевого клапана прямого действия. Открытие дутьевого клапана осуществляется
подачей сжатого воздуха из пускового клапана (не показанного на рисунке) по каналу Ж в пространство над поршнем 6. Когда давление воздуха в этом пространстве достигнет определенного значения, поршень опустится и ляжет на упор 5. При движении поршня вместе с ним опускается и тарелка 2, открывая доступ сжатому воздуху из пространства А в канал Б и далее под поршень дутьевого клапана. При этом происходит открытие дутьевого клапана.
Для того чтобы закрыть дутьевой клапан в требуемый момент времени, необходимо прекратить подачу воздуха из пространства А в канал Б, а затем выпустить воздух из канала Б и пространства под поршнем дутьевого клапана в атмосферу. Но для этого нужно значительно понизить давление воздуха в пространстве над поршнем б, несмотря на то,, что по каналу Ж продолжается поступление воздуха из пускового клапана. Для этой цели рядом со вспомогательным клапаном располагается золотниковый клапан 10 и дроссельное устройство 11.
Золотниковый клапан состоит, из золотника 10, пружины 12 и штока 8. Внутри золотника имеется центральный глухой канал, соединенный посредством четырех отверстий с кольцевой проточкой на наружной поверхности золотника. Канал, в котором находится золотник, соединяется каналом Д с пространством над поршнем 6> а каналом Е — с атмосферой. Когда золотник находится в верхнем положении, в котором он показан на рис. 7-37, канал Д перекрыт боковой поверхностью золотника и сжатый воздух из пространства над поршнем 6 не может выйти в атмосферу.
Для того чтобы выпустить сжатый воздух из пространства над поршнем 6, надо опустить золотник 10. Тогда проточка в средней части золотника окажется против бокового отверстия канала Д и откроется выход сжатому воздуху из пространства над поршнем 6 в атмосферу через канал Д, внутренний канал в золотнике и канал Е. Диаметр канала Д больше диаметра канала Ж. Поэтому, несмотря на то, что пусковой клапан открыт и воздух поступает в пространство над поршнем 6, давление в этом пространстве будет поддерживаться достаточно низким. Под действием сжатого воздуха на нижний торец поршня 6 и пружины 13 на тарелку 2 поршень с тарелкой поднимается и закрывает доступ воздуху в канал Б из пространства А. Воздух, находящийся в канале Б, выходит в атмосферу через отверстие 4 и канал /С. Понижение давления воздуха в канале Б вызовет закрытие дутьевого клапана.
Таким образом, опуская золотник, можно в требуемый момент времени закрыть дутьевой клапан. Перемещение золотника осуществляется сжатым воздухом, который после опускания тарелки 2 поступает в пространство над золотником по каналу В и Г, через дроссельное устройство 11, пневматическую камеру 9 и канал Л. Отвертывая или завертывая регулировочный стержень дроссельного устройства 11, можно ускорить или замедлить заполнение сжатым воздухом пневматической камеры 9, а от нее — пространства над золотником. Одновременно с закрытием пускового клапана поворачивается рычаг  7, который опускает шток 8, удерживающий золотник в нижнем положении после  закрытия пускового клапана и выхода воздуха из всех каналов в атмосферу.