DE60219094T2

DE60219094T2 - Sicherheitsventil, insbesondere für ölgefüllte, elektrische Transformatoren

Info

Publication number: DE60219094T2
Application number: DE60219094T
Authority: DE
Inventors: Silvio Dal Lago
Original assignee: Comem SpA
Current assignee: Comem SpA
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: EP1235013A3; DE60219094D1; ITPD20010014U1; DK1235013T3; ATE358251T1; EP1235013B1; ES2284736T3; PT1235013E; EP1235013A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil, insbesondere für ölgefüllte elektrische Transformatoren.
Es ist bekannt, dass große elektrische Transformatoren aufgrund von Problemen in Zusammenhang mit dem Ableiten der Wärme, die in ihrem Inneren erzeugt wird, in Gefäßen untergebracht und darin in einem Bad aus Mineralöl, das eine Kühlflüssigkeit bildet, eingetaucht sind.
Aus Sicherheitsgründen darf das Öl innerhalb des Gefäßes einen voreingestellten Druckschwellenwert nicht überschreiten.
Zu diesem Zweck werden Sicherheitsventile an die Gefäße angeschlossen und sind konzipiert, um jeden Überdruck nach außen abzuleiten, der in den Gefäßen auftreten kann.
Ein Sicherheitsventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US-A-4 676 266 bekannt.
Sicherheitsventile des bekannten Typs sind gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 hergestellt.
Ursprünglich bildet die zweite Dichtung keinen Sitz auf dem ringförmigen Rand.
Durch Anpassen der Vorspannung der Feder wird der Wert des Drucks, der zum Öffnen des Ventils erforderlich ist, bestimmt.
Während der Innendruck ansteigt, tendiert die Abdeckung dazu, eine nach auswärts gehende axiale Verschiebungsbewegung auszuführen, aber die Dichtung des Lippentyps berührt dank ihrer Flexibilität weiterhin die Abdeckung und hält den Durchgang nach außen geschlossen, bis ein gegebener Schwellenwert erreicht wird.
Wenn der Druckschwellenwert erreicht wird, trennt sich die Dichtung des Lippentyps von der Abdeckung und der Druck wirkt sofort auf eine größere Fläche (den ganzen internen Bereich der Abdeckung), auf deren Verschlussabdichtung die zweite Dichtung einwirkt, ein.
Die Steigerung an Kraft ist plötzlich und die Abdeckung wird daher zum Ausführen einer weiteren Verschiebungsbewegung veranlasst und bewegt sich mit ihrem Rand über die torische Dichtung hinaus; der Druck wird daher nach außen abgelassen, und die ursprünglichen Bedingungen werden dann sofort wiederhergestellt.
Obwohl Sicherheitsventile des bekannten Typs verwendet wurden und im Handel während vieler Jahre verfügbar waren, sind sie nicht ohne Nachteile.
Sie haben nämlich eine Struktur, die das Durchsickern von Öl bei einem Druck unter dem eingestellten Nenndruck erlaubt.
Ferner ist das Wiederherstellen der Abdichtung mit dem Nennwert besonders langsam.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sicherheitsventil bereitzustellen, insbesondere für ölgefüllte elektrische Transformatoren, das die oben genannten Nachteile herkömmlicher Sicherheitsventile eliminiert oder weitgehend verringert.
Mit dieser Zielsetzung besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Ventil bereitzustellen, das das Durchsickern von Fluid vor dem Bersten minimiert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sicherheitsventil bereitzustellen, das ein präzises Einstellen erlaubt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sicherheitsventil bereitzustellen, das präzis und wiederholt Nennberstwerte sicherstellt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sicherheitsventil bereitzustellen, das schnell während des Schließens die Abdichtung mit Nennwert wiederherstellen kann.
Diese Zielsetzung und diese sowie weitere Aufgaben werden unten klarer und werden durch ein Sicherheitsventil, insbesondere für ölgefüllte elektrische Transformatoren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich besser aus der Beschreibung einer bevorzugten aber nicht exklusiven Ausführungsform, die allein beispielhaft anhand eines nicht einschränkenden Beispiels in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht ist, in welchen:
1 eine Schnittansicht entlang einer Querebene eines erfindungsgemäßen Ventils ist,
2 eine Schnittansicht entlang einer anderen Querebene des Ventils der 1 ist,
3 eine Ansicht eines Details der 1 ist,
4 eine Ansicht eines Details der 2 ist.
Unter Bezugnahme auf die Figuren ist ein Sicherheitsventil, insbesondere für ölgefüllte elektrische Transformatoren, allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Das Ventil 10 weist eine zylindrische Anflanschmetalleinheit 11 auf, die mittels Bolzen, die nicht gezeigt sind, an einem entsprechend bereitgestellten offenen Bereich eines Gefäßes für einen ölgefüllten elektrischen Transformator, der in der Figur zur Vereinfachung ebenfalls nicht gezeigt, auf jeden Fall jedoch als solcher bekannt ist, hermetisch zu befestigen ist.
Eine Abdeckung 12 ist so angeordnet, dass sie die Einheit 11 kombiniert mit einer Spiralfeder 13, wie unten ausführlicher beschrieben, verschließt, und besteht aus einem scheibenartigen Abschnitt 14, von dem ein ringförmiger Abschnitt 15 umfänglich vorsteht.
Eine erste Dichtung 16 ist zwischen der Einheit 11 und dem scheibenförmigen Abschnitt 14 der Abdeckung 12 angeordnet.
Eine zweite Dichtung 17 wirkt stattdessen extern in Bezug auf die erste zwischen der Einheit 11 und dem ringförmigen Abschnitt 15 der Abdeckung 12 und ist so eingerichtet, dass sie die Einheit 11 umgibt.
Ursprünglich bildet die zweite Dichtung 17 keine Abdichtung an dem ringförmigen Abschnitt 15.
Die Einheit 11 ist innen mit Speichen 18 versehen, die monolithisch mit einer axialen Hülse 19 sind, die einen Stift 20, der axial mit einem Ende an dem inneren Teil der Abdeckung 12 befestigt ist, zurückhält und führt.
Der Stift 20 ist im abwärtigen Bereich mit einem Gewinde versehen, und stützt eine Platte 21, deren axiale Position mittels einer Mutter 22 eingestellt werden kann.
Die Spiralfeder 13 ist auf dem Stift 20 in zusammengedrücktem Zustand zwischen den Speichen 18 und der Platte 21 angeordnet und verursacht das Verschließen der Abdeckung 12; in der Praxis dient der Stift 20 als Spannelement.
Der Grad, bis zu dem die Mutter 22 auf den Stift 20 geschraubt wird, bestimmt das Vorspannen der Feder 13 und daher das Einstellen des Öffnens der Abdeckung 12.
Was die Dichtungen betrifft, hat die erste Dichtung 16 einen torischen Abschnitt 23, der die Abdichtung zwischen der Einheit 11 und der Abdeckung 12 bereitstellt, und von dem ein konturierter Abschnitt 24 und ein ringförmiges Element 26 entlang des äußeren Umfangs vor und zu der Einheit 11 vorstehen, um eine im Wesentlichen konische Außenwand zu bilden, wobei der konturierte Abschnitt 24 einen trapezförmigen Quer schnitt hat und in einem komplementär geformten Sitz eingeschlossen ist, der zwischen dem Rand 25 der Einheit 11 und dem ringförmigen Element 26 ausgebildet, das darauf mittels Schrauben 37 befestigt ist, die in entsprechende Löcher 27 eingreifen.
Der torische Abschnitt 23 und der trapezförmige Abschnitt 24 sind durch einen schmaleren Abschnitt 38 verbunden, der elastisch verformbar ist und Bewegungen für den torischen Abschnitt 23 erlaubt.
Unter dem torischen Abschnitt 23 und dem schmaleren Abschnitt 38 der ersten Dichtung 16 sind axial durchgehende Löcher 34 bereitgestellt, die winkelig gleich beabstandet sind und das Durchtreten des Drucköls, das in dem Transformator, an dem das Ventil 10 angewandt wird, enthalten ist, gestatten.
Das ringförmige Element 26 ist mit einem inneren Abschnitt 28 versehen, der eine konische Verlängerung zu der Abdeckung 12 aufweist, die, wie unten ausführlicher beschrieben, dazu bestimmt ist, die Bewegungen des torischen Abschnitts 23 der ersten Dichtung 16 zu führen.
Ferner ist das ringförmige Element 26 in einem Bereich nach unten hin mit Anschlagvorsprüngen 39 versehen, die in entsprechende Schlitze 40 zu seinem Positionieren auf der Einheit 11 eingreifen.
Die zweite Dichtung 17 ist stattdessen mit einem internen Abschnitt 29 versehen, der in diesem Fall einen quadratischen Querschnitt aufweist, der in einem komplementär geformten Sitz eingeschlossen ist, der zwischen einem ringförmigen Schlitz 30 der Einheit 11 und dem äußeren Abschnitt des ringförmigen Elements 26 ausgebildet ist.
Eine Lippe 31 steht in eine im Wesentlichen radiale Richtung von dem Abschnitt 29 mit quadratischem Querschnitt vor und endet in einem verbreiterten Lippenrand 32, der eine torische Form aufweist und sich selbst in der Nähe zu dem ringförmigen Abschnitt 15 der Abdeckung 12 anordnet.
Die Abdeckung ist innen in einem Bereich nach unten hin geformt, um einen Unterschnitt 33 zu bilden.
In der Praxis ordnet sich der Rand 32 der Lippe 31 selbst so an, dass er auf dem Unterschnitt 33 ruht, wenn die Abdeckung 12 anzusteigen beginnt, und dadurch die Abdichtung erzeugt.
Schließlich ist die Abdeckung 12 mit einem zylindrischen Abschnitt 35 versehen, der axial von dem scheibenartigen Abschnitt 14 vorsteht und dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der ersten Dichtung 16 und dessen axiales Maß derart ist, dass, wenn die Abdeckung 12 zu ihrer geschlossenen Position zurückkehrt, wenn sie sich bereits innerhalb des Raums befindet, der von der ersten Dichtung 16 eingenommen wird, der verbreiterte Rand 32 der zweiten Dichtung 17 sich noch selbst in dem Unterschnitt anordnen muss.
Was den Betrieb betrifft, führt die Abdeckung 12, während der Innendruck des Gefäßes des ölgefüllten elektrischen Transformators, an dem das Ventil 10 verwendet wird, steigt, eine axiale Verschiebungsbewegung aus, der die Feder 13 entgegen wirkt, während der Rand 32 der zweiten Dichtung 17 in den Unterschnitt 33 eingreift.
Der torische Abschnitt 23 der ersten Dichtung 16 beginnt als Folge der elastischen Verformung des schmaleren Abschnitts 38 aufgrund des Drucks des Öls, zurückzuführen auf die Gegenwart der Löcher 34, anzusteigen und wird von dem konischen Abschnitt 28 des ringförmigen Elements 26, das die Abdichtung für einen bestimmten Hub der Abdeckung 12 aufrecht erhält, geführt.
Aufgrund des Drucks steigt die Abdichtung 12 weiter an, bis die erste Dichtung 16 keine Abdichtung mehr bildet und Öl beginnt, zu der ringförmigen Kammer 36 zu sickern, die zwischen der Einheit 11 und der Abdeckung 12 ausgebildet ist, während die zweite Dichtung 17 noch weiterhin abdichtet.
Sobald der eingestellte Nennwert erreicht wurde, kommt die Abdeckung 12 von der zweiten Dichtung 17 frei und das Bersten tritt mit Austreten des Öls auf.
An dem Ende des Überdrucks beginnt die Abdeckung 12, zu der inaktiven Position als Folge der Rückführungswirkung der Feder 13 zurückzukehren.
Die zweite Abdichtung 17 bleibt offen, und das Öl, das in der ringförmigen Kammer 36 vorhanden ist, wird weiterhin in dem Augenblick ausgelassen, in dem der zylindrische Abschnitt 35 der Abdeckung 12 durch Eintreten in den Raum, der von der ersten Dichtung 16 belegt wird, den Ölaustritt von der Innenseite des Ventils her schließt.
Derart erfolgt das Schließen schneller und sicherer.
In der Praxis hat es sich herausgestellt, dass die Zielsetzungen und Aufgaben der vorliegenden Erfindung verwirklicht wurden.
Das Ventil ist in der Tat hinsichtlich des Einstellwerts für den Nennberstwert besonders zuverlässig und genau.
Das Sickern vor dem Bersten wird beträchtlich verringert, und dank des axialen zylindrischen Abschnitts der Abdeckung wird die Abdichtung während des Schließens schnell wiederhergestellt.
Die technischen Details können durch andere technische gleichwertige Elemente ersetzt werden, die alle in den Schutzbereich der anliegenden Ansprüche fallen.
In der Praxis können die verwendeten Werkstoffe, solange sie mit dem möglichen Gebrauch vereinbar sind, sowie auch die Maße den Anforderungen angepasst werden.
Wenn in den Ansprüchen auf technische Merkmale Bezugszeichen folgen, wurden diese alleine dazu verwendet, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu steigern, und solche Bezugszeichen haben daher keine beschränkende Einwirkung auf die Auslegung jedes Elements, das beispielhaft durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet ist.

Claims

Sicherheitsventil, insbesondere für ölgefüllte elektrische Transformatoren von dem Typ mit einer Anflanscheinheit (11), die hermetisch an einem geeigneten offenen Bereich des Gefäßes eines ölgefüllten elektrischen Transformators zu befestigen ist, und einer Abdeckung (12), der elastische Mittel (13) zugeordnet sind, die einen einstellbaren axialen Druck aufbringen, und die eingerichtet ist, um die Einheit (11) zu verschließen, wobei das Ventil (10) umfasst: – eine erste Dichtung (16) mit einem im Wesentlichen torischen inneren Abschnitt (23), die zwischen der Einheit (11) und dem scheibenartigen Abschnitt (14) der Abdeckung (12) wirkt, – eine zweite Dichtung (17), die außen in Bezug auf die erste Dichtung (16) zwischen der Einheit (11) und dem ringförmigen Abschnitt (15) der Abdeckung (12) wirkt, mit einem konturierten inneren Abschnitt (29), der in einem komplementär geformten Sitz (30, 26) eingeschlossen ist, von welchem eine Lippe (31) in einer im Wesentlichen radialen Richtung vorsteht und mit einem erweiterten Rand (32) endet, der normal derart angeordnet ist, dass er auf einem Unterschnitt (33) aufliegt, der durch den unteren Abschnitt des ringförmigen Elements (15) der Abdeckung (12) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisch verformbarer schmalerer Abschnitt (38) und ein konturierter Abschnitt (24) sich umfänglich von dem torischen Abschnitt (23) aufeinander folgend in Richtung der Einheit (11) erstrecken, wobei der konturierte Abschnitt (24) in einem entsprechenden Sitz (25, 26) eingeschlossen ist, wobei winklig gleich beabstandete axiale Löcher (34) für den Durchtritt von Drucköl unterhalb des torischen Abschnitts (23) und des schmaleren Abschnitts (38) vorgesehen sind.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konturierte Abschnitt (24) der ersten Dichtung (16) einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist, der in einem komplementär geformten Sitz eingeschlossen ist, der durch die Einheit (11, 25) und ein ringförmiges Element (26), das an dieser befestigt ist, gebildet ist, wobei die Außenwand der ersten Dichtung (16) im Wesentlichen konisch ist.
Ventil nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der konturierte Abschnitt (29) der zweiten Dichtung eine quadratische Form aufweist und in einem komplementär geformten Sitz eingeschlossen ist, der zwischen einem ringförmigen Schlitz (30) der Einheit (11) und dem äußeren Abschnitt des ringförmigen Elements (26) gebildet ist.
Ventil nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Element (26) einen inneren Abschnitt (28) aufweist, der mit einer im Wesentlichen konischen Form in Richtung der Abdeckung (12) vorsteht und benachbart zu dem im Wesentlichen konischen äußeren Abschnitt der ersten Dichtung (16) angeordnet ist.
Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Element (26) in einem unteren Bereich mit Anschlagvorsprüngen (39) zu dessen Positionierung versehen ist.
Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylindrischer Abschnitt (35) axial von dem scheibenartigen Abschnitt (14) der Abdeckung (12) vorsteht, wobei der zylindrische Abschnitt (35) einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser der ersten Dichtung (16), und eine axiale Abmessung aufweist, so dass bei Rückführung der Abdeckung (12) in den geschlossenen Zustand, wenn sie sich bereits in dem Raum befindet, der von der ersten Dichtung (16) eingenommen wird, der erweiterte Rand (32) der zweiten Dichtung (17) sich noch selbst auf dem Unterschnitt (33) der Abdeckung (12) anordnen muss.