专利名称：卸压阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于充油的变压器和分接开关的卸压阀。当由于误操作或故障在变压器的变压器油箱中或分接开关中的压力超过一个给定的极限值的时候，则使在正常运行期间关闭的卸压阀打开并通过包围变压器或分接开关的大气压进行卸压。
背景技术：
由US 3,914,528已知一种这样的卸压阀，它装配到变压器油箱顶面的一个开孔上。该卸压阀由一个圆形阀体法兰组成，它旋紧到变压器油箱的上述开孔上。在面对变压器油箱顶面的阀体法兰底面上为了油密封地遮盖而将一个密封环装入到其中。所述阀体法兰的开孔在上部通过一个弹簧加载的阀盖在正常状态下密封，下面还要详细地描述该阀盖。在阀体法兰上通过销钉或螺栓装配一个圆形的、向下敞开的杯形外壳端盖。所述外壳的接近水平的上表面在其内部具有同心的台阶。在外壳端盖与上述阀盖之间设置一个或多个预紧的压簧，即，所述压簧通过其上弹簧端部支承在外壳端盖的内侧上并且通过其下弹簧端部支承在阀盖的顶面上并由此相对于阀体法兰这样压紧所述阀盖，使得其开孔油密地封闭。为此在面对阀盖的阀体法兰顶面上还设置一个环绕的密封环。当变压器油箱中的压力超过弹簧的起动压力时，所述阀盖上升并能够实现一个压力平衡；接着它通过一个弹簧作用力再压回到阀体法兰顶面上的密封环。对于这种已知的卸压阀还能够在位于外壳端盖外部的顶面上设置光学的指示器，该指示器已经从远处给人们发出信号，指示卸压阀是否已经动作。最后也设置电报警触点或开关，用于远距离监控或显示以及用于断开外壳端盖以外的变压器。
由US 4,843,187已知另一完全类似结构的卸压阀。它涉及上述在阀体法兰的顶面与阀盖的底面之间环绕的密封环的一个特殊的横截面和一个专门固定。
由US 4,767,266已知另一卸压阀。在此阀盖杯形地构成；向下敞开的侧壁与另一密封件对应，它嵌入环绕的阀体法兰端面中。这个附加的密封件具有一个扁平的横截面；在卸压阀的关闭状态下该密封类似于一个橡胶刮水板一样偏转并使阀盖附加地相对于阀体法兰在阀盖的端壁上密封。在故障情况下，当由于在变压器油箱中的超压使阀盖升起时，压力在整个阀盖表面上扩展；作用于盖上的作用力放大并使阀门特别迅速地在几毫秒以内弹起。
但是所有已知的卸压阀都具有一系列缺陷。特别严重的是，在故障情况下在变压器油箱中出现不允许的高压时，当阀盖打开时，处于高压下的介质不可控地由卸压阀中喷出。因为这种突然的且“没有预警”地喷射出来的介质还是特别热的，即使完全撇开非常明显的环境污染，对于处在附近的人们也存在着很大的受伤危险。在已知的卸压阀中的另一缺陷是，开关触点不受保护地位于自身的装置以外，没有防进入保护，它们也没有防UV射线、臭氧、雨水和其它影响。此外它们与连接电缆一样在释放情况下同样遭受热油流。
由WO 98/54498已知一种用于卸压阀的遮盖罩，它要在事后好像“罩上”这样的阀门，并且具有一个排出孔，它要保证油流在释放情况下具有一个确定的导引和排出。这种解决方案在技术上也不能令人满意。首先这是一个纯粹的改型的解决方案。该遮盖罩的固定借助本来就在卸压阀上存在的垂直的螺栓和螺母实现，通过这些螺栓和螺母使外壳端盖装配在阀体法兰上，其中在其间如上所述，它们位于处在高预紧的弹簧力作用下。为了装配已知的遮盖罩必需也将螺母松开，通过所述螺母固定同样处于预紧下的外壳端盖。在此存在着由于弹簧力使整个外壳端盖向上弹起并且使装配人员受伤的危险。按另一变型已知的遮盖罩要通过一个附加的转接件形式的法兰连接与变压器油箱连接。这是一个昂贵的变型，它不仅需要附加的构件，而且也产生附加的密封问题，它只能通过另外的密封件解决，这使整个装置更加复杂化。
发明内容
本发明的目的是，给出一种上述形式的卸压阀，它不存在上述的缺陷，特别紧凑地构成，保证在故障情况下热油流确定的排出并且也保证构件和环境免受污染。
这个目的通过本发明完全得以实现。
在按照本发明的卸压阀中，一个本身公知的遮盖罩是装置的集成构件。即，代替一个独立的遮盖罩设有一个完全包围各个结构部件的、钵形的、上部封闭的外壳。这个外壳不必再如同按照现有技术的独立的遮盖罩那样以复杂的方式固定在本来的卸压阀上。尤其是无需松开处于弹簧应力下的外壳端盖，该外壳端盖在本发明中称为弹簧盖。由此消除了上述的事故危险；同样避免了可能忘记再旋紧或单侧旋紧弹簧盖，该弹簧盖一次性地装配在装置一侧；相应的螺栓以后无需再松开。在按照本发明的结构中也无需由现有技术所公知的那种转接件；由此不产生附加的密封问题。总之，通过按照本发明的卸压阀实现一个紧凑的、封闭的装置，它具有集成的、包围所有结构部件的外壳，该外壳可以毫无困难地直接装配到变压器端盖上。
在基本垂直的圆柱形的外壳侧壁中设置排出孔，它们允许在故障情况下产生的油流具有一个确定的排出。这些排出孔可以以不同的方式设计尺寸；通过一个适当的通流横截面一方面可以避免一个不期望的节流作用，另一方面可以控制油流并中断其排出。通过设置大量较小的排出孔代替一个唯一的大排出孔，还以简单的方式保证不能以一个手指伸进装置内部或者保证异物不能进入装置。同样可能的是，设置水平的排气缝隙并且使这些排气缝隙装备有从上面遮盖的排出罩(Auslasshutze)。通过排出孔在基本垂直的壁体上的布置，在任何情况下都给出一个雨水以及滴水保护。此外钵形的外壳也保护必要时附加安置的开关触点。按照本发明的一个特别有利的扩展结构，在引线板上布置电缆引入套管还使电缆免受过高的拉力负荷；这些附加的电缆引入套管承受电缆上大部分的拉力并由此彻底地使电开关触点上的电缆螺旋连接卸载。此外使所述电缆免受热油流，因为按照本发明的卸压阀具有一个确定的油排出区域，它特别有利地在空间上设置在电缆引入套管的对面。由此防止电缆直接接触热油流并受损。
下面借助于附图示例性地更详细地描述本发明。附图中图1以侧向示意截面图示出一个按照本发明在关闭(静止)状态下的第一卸压阀，图2以同一截面图、但是水平旋转90度示出所述在打开的、超压后释放的状态下的卸压阀，图3示出该卸压阀从外部看的立体图，图4以侧向示意截面图示出按照本发明在关闭(静止)状态下的第二卸压阀，图5以同一截面图、但是水平旋转90度示出所述在打开的、超压后释放的状态的卸压阀，图6示出该卸压阀从外部看的立体图，图7仅示出该卸压阀的密封件，图8示出该密封件的一个放大的横截面详图，图9以局部的侧向截面图示出按照本发明的第三卸压阀，图10再次简要地以局部的侧向截面图示出按照本发明的第四卸压阀。
具体实施例方式
首先要借助于图1描述按照本发明的第一卸压阀的基本结构。该卸压阀具有一个阀体法兰1，它最好由铸件制成并具有一通孔2。所述阀体法兰1通过最好环形设置的固定螺钉3与未示出的变压器端盖以公知的方式螺栓连接。所述阀体法兰1的开孔2在上面通过一阀盖4以公知的方式封闭。为了保证一个油密的密封，设置一个环绕的密封件5，它具有L形的横截面，该密封件通过一个夹紧环6和环形设置的螺钉7固定在阀体法兰1上。为此在阀体法兰1的加强筋9上设置螺纹8，所述螺钉7旋入该螺纹中，从而夹紧环6可靠地固定密封件5。此外在阀体法兰1中旋进具有内螺纹的螺柱10，它们垂直向上地延伸。一个对应于按照现有技术的外壳端盖的弹簧盖11借助从上面旋入螺柱10内螺纹中的螺栓12被固定在所述螺柱上。两个预紧弹簧、即一个内弹簧13以及一个外弹簧14以公知的方式位于弹簧盖11与阀盖4之间。不仅内弹簧13而且外弹簧14都通过其各自的顶端支承在弹簧盖11底面上的同心台阶上；通过其各自的顶端，它们支承在阀盖4的顶面上，该阀盖同样具有一个相应的同心轮廓。在阀盖4上还同心地设置一个信号销15，它垂直地向上指向。此外在阀体法兰1上通过固定螺钉17侧向地固定一个垂直的引线板16，后面还要详细描述该引线板。所述整个装置被一个钵形的外壳18包围，它通过螺栓19固定在阀体法兰1上以及通过其它螺栓20固定在引线板16上。在引线板16上设置一个或多个电缆引入套管21；为了可以装配外壳18，该外壳具有一个这样的侧面缺口22，使得在装配时外壳可以通过这个缺口22从上面推到电缆引入套管21上。所述信号销15在其上部区域在装置内部具有一个操作轮廓(Schaltkontur)23，通过它可以操纵一个或多个开关24、圆柱形开关或极限开关等。从所述开关24将电缆25穿过电缆引入套管21引向外面。在与电缆引入套管21对置的外壳18一侧上设置排出孔26，它们设置在垂直向下延伸的钵形侧面区域27中。在所示实施例中涉及大量小孔，例如直径小于或等于12mm，但是如上所述，在本发明范围内也可以考虑所述排出孔的大量其它的形状和尺寸。最后还示出构成为密封唇的另一密封件28，它已经由US4,676,266已知，按照一个橡胶刮水板的形式可以偏转并与阀盖24的向下弯曲的钵形边缘区域29相对应。但是这个附加的密封件28不是卸压阀的必要组成部分，而是仅用于，在一定的运行条件下加大打开速度以及避免一种“颤动”。最后还示出，所述信号销15在一个通孔30中在上面穿过外壳18，即指向外面。
在图2中以水平旋转90度再一次示出相同装置的打开状态。可以看出，由于在未示出的变压器油箱(Transformatorenkessel)中的超压，阀盖4现在向上逆着弹簧13、14的力偏转，在该位置上该阀盖4不再靠在密封件5上；所述密封件28同样与阀盖4的边缘区域29脱离作用。多余的热流体和气体由此进入到卸压阀的内部并通过排出孔26确定地向外排出。所述信号销15也随着阀盖4向上升起。通过信号销的操作轮廓23操纵电开关24。也可以使信号销15的进一步伸出的端部用于操纵已知的、在此未详细示出的光学显示装置。通过弹簧盖11可以将充入油的空间向上封闭，由此可以使热油流既不损坏开关24也不损坏电缆25。一旦去除不允许的超压，通过弹簧13、14的力又将阀盖4压回到其静止位置；所述密封件5以及包括28也使阀盖4又相对于开孔2密封。
在图3中以立体图再一次示出整个装置。可以清楚地看出，所述外壳18完全包围所有的结构部件。还可以看出，为了固定在变压器油箱上无需附加的转接装置，同样如在装置使用寿命期间的任何时候很少需要将处于弹簧应力下的弹簧盖松开。最后由这个附图可以清楚地看出，没有例如可能受到损坏的电开关或连接装置位于外壳外部。
在图4至6中示出一个按照本发明的变化的第二卸压阀的基本结构。相同的结构部件标有相同的附图标记；基本原理结构对应于第一实施例。与在图1至3中所示的本发明上述的第一实施例的不同之处是，在这里示出了变压器端盖31，它具有一个开孔32，所述卸压阀通过其阀体法兰1和其同心开孔2装配在该开孔上。在这个实施例中，所述信号销15在其从外壳18伸出的上自由端上具有一个用于遮盖的蘑菇状板33。该蘑菇状板33可靠地防止整个卸压阀和开关24免受侵入的雨水。也可以设置附加的、在这里未示出的密封件。所述蘑菇状板33例如从上面通过一个固定螺钉34固定在信号销15上。此外在这个实施例中代替环形排出孔设置排气缝隙35、36、37，它们在不同的水平面内径向在外壳18的钵形侧面区域27中延伸。从外面分别成形一个排出罩38、39、40，它提供一个特别好的雨水保护，通过它附加地从上面以屋顶的形式保护排气缝隙35、36、37。在这个实施例中还保证，既不能以手指进入到内部也不会有异物进入到那里。所述排出罩38、39、40当然也可以作为独立的成形部件分别从外面固定在外壳18上。最后在这个实施例中，在外壳18顶面基本水平的区域中设置加固筋41，它们保证该外壳18具有一个特别高的机械稳定性。
所述开关24的固定以特别有利的方式通过压进弹簧盖11的、向上指向的螺栓42、43实现，它们在图4中示出。通过这种方法能够简单且事后地从上面固定一个或多个开关24，而不必除外壳18以外还去掉其它的构件。合乎目的地，在一定的位置上设置这么多螺丝42、43，使得可装配尽可能多的开关24。如果只装配很少或根本不装配开关，则简单地空出未被使用的螺丝。尽管也可以如现有技术已知的那样，使开关24从上面分别通过一个在弹簧盖11中加工出来的螺纹旋紧。但是这样做的缺陷是，由于受到弹簧盖11小的材料厚度的限制可能出现螺纹撕裂；这个缺陷通过在这里所建议的通过压进的螺丝42、43的固定方式可靠地避免。
图7和8示出一个已经描述过的密封件5，它具有一个L形的横截面。这个密封件5的向上指向阀盖4的侧边5.1密封开孔2。在特别有利的结构中，在静止状态顶靠在阀盖4上的密封面5.2倾斜例如15°。由此使起作用的密封面减少并且使单位的压紧力升高，尤其重要的是，在小的起动压力、如8PSI的时候。此外，通过这个倾斜使密封面5.2易于适配于阀盖4的不可避免的不平度。
图9示出按照本发明的另一卸压阀的细节，它具有一个特别有利的用于将外壳18直接固定在阀体法兰1上的扩展结构。在前述的其它实施例中，所述固定通过一个水平的螺栓连接实现，而在这里设置多个按钮44用于进行固定，它们通过其自由端向外弹性地、且与外壳18钵形侧面区域27的相应开孔对应地、设置在外壳1的孔45里面。为了实现按钮44的弹性作用，这些按钮在内部分别具有一个弹簧46，该弹簧一方面支承于按钮44的内端部另一方面支承于孔45的端面。为了锁定，每个按钮44在其圆柱形外轮廓上具有一个径向台阶47，它又支承于一个旋入阀体法兰1中的锁定套48上。所述按钮44向外指向的轮廓球形地构成，以便使外壳18的侧面区域27易于在其上滑动。该按钮44的这个球形端部在外壳18的装配状态向外穿过对应的开孔伸出；为了拆卸，可以逆着弹簧46的作用力分别向内顶压并将外壳18向上移走。该实施例允许无需特殊工具地轻易且方便地装配和拆卸外壳18，并且可靠地将外壳18直接固定在阀体法兰1上。
最后在图10中示出一个按照本发明的特别有利的卸压阀的另一细节，它具有用于排气的方案。在该卸压阀水平安装时可能出现气体在内部聚积，因此一个单独的用于排气的方案对于某些实施例是有意义的。为此设置一个排气孔49，它穿过阀体法兰1通向一个水平向外导引的螺纹孔51底部上的密封锥面50。在该螺纹孔51中从外面旋入一个排气螺钉52，它在其底端同样具有一个密封锥面。所述螺纹孔51的密封锥面50以及排气螺钉52的密封锥面在其关系上这样相互设计尺寸，使得在旋进和旋紧排气螺钉52时实现排气孔49的一个可靠的密封，而无需按照现有技术所需要的密封环。特别有利的是，该排气螺钉52的结构为具有一个中心的排气孔53的空心结构，它在排气螺钉52的旋进状态、即密封状态下是封闭的。通过这种结构方式为了使卸压阀排气不必将排气螺钉52完全旋出来，而是只略微松开并在完成排气后再旋紧。
权利要求
1.一种用于充油的变压器和分接开关的卸压阀，其中设置一个具有一通孔的阀体法兰，该通孔通过一个弹簧加载的阀盖和至少一个密封件在静止状态下密封，其中，一个固定的弹簧盖设置在阀盖的上方，至少一个预紧的弹簧这样设置在弹簧盖与阀盖之间，使得该弹簧通过其上端支承在弹簧盖的底面上并通过其下端支承在阀盖的顶面上，并且设置一个遮盖装置，它具有至少一个排出孔，其特征在于，所述遮盖装置构成为钵形的、包围整个卸压阀的外壳(18)，并且该外壳(18)直接固定在阀体法兰(1)上。
2.如权利要求1所述的卸压阀，其特征在于，所述外壳(18)通过至少一个向外弹性设置在阀体法兰(1)中的按钮(44)固定，该按钮分别与外壳(18)的钵形侧面区域(27)中的一个开孔相对应。
3.如权利要求1或2所述的卸压阀，其特征在于，在阀体法兰(1)的侧面设置一个垂直向上指向的引线板(16)，该引线板具有至少一个电缆引入套管(21)，并且所述外壳(18)附加地与引线板(16)用螺栓旋紧。
4.如权利要求1至3中任一项所述的卸压阀，其特征在于，在阀体法兰(1)中设有一个贯穿该阀体法兰的排气孔(49)，该排气孔与一个水平的螺纹孔(51)连通，其中该螺纹孔(51)的底部具有一个密封锥面(50)并且一个排气螺钉(52)可以旋入该螺纹孔(51)中，所述排气螺钉在其内端部上具有另一密封锥面，该密封锥面与螺纹孔(51)的密封锥面(50)相对应。
5.如权利要求1至4中任一项所述的卸压阀，其特征在于，所述至少一个排出孔(26)设置在所述外壳(18)的钵形侧面区域(27)上。
6.如权利要求1至5中任一项所述的卸压阀，其特征在于，所述至少一个排出孔(26)设置在引线板(16)对面的外壳(18)一侧上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的卸压阀，其特征在于，设置至少一个排气缝隙(35，36，37)作为排出孔。
8.如权利要求7所述的卸压阀，其特征在于，每个排气缝隙(35，36，37)通过一个在外面设置的、向下敞开的排出罩(38，39，40)封闭。
9.如权利要求1至8中任一项所述的卸压阀，其特征在于，在外壳(18)内部设有至少一个本身已知的电开关(24)，该电开关可以通过阀盖(4)的偏移经由一个信号销(15)进行操作，并且所述至少一个开关(24)的电缆(25)穿过电缆引入套管(21)向外导引。
10.如权利要求9所述的卸压阀，其特征在于，所述至少一个开关(24)的固定通过压进弹簧盖(11)中的、向上指向的螺栓(42，43)实现。
11.如权利要求9或10所述的卸压阀，其特征在于，在信号销(15)的在上部从外壳(18)伸出来的端部上，一个用于遮盖的蘑菇状板(33)设置在该端部上。
12.如权利要求9至11中任一项所述的卸压阀，其特征在于，所述至少一个电开关(24)以及电缆(25)所处的区域形成一个单独的受保护的空间，该空间通过弹簧盖(11)隔开。
13.如权利要求1至12中任一项所述的卸压阀，其特征在于，这样构成所述至少一个排出孔(26)，使得它接合到外壳(18)的钵形侧面区域(27)的轮廓中。
14.如权利要求1至13中任一项所述的卸压阀，其特征在于，所述密封件(5)在其面对阀盖(4)的密封面(5.2)上倒斜面。
全文摘要
本发明涉及一种用于充油变压器和分接开关的卸压阀，它包括一个在静止状态下封闭该阀的弹性加载的阀盖，其中弹簧在阀盖和弹簧盖之间支撑，所述整个卸压阀被一个钵形的外壳(18)包围，该外壳在阀体法兰(1)上旋紧，并且在钵形侧面区域中具有排出孔(26)。
文档编号F16K37/00GK1809711SQ200480006123
公开日2006年7月26日 申请日期2004年2月3日 优先权日2003年3月19日
发明者R·布里尔, K·施赖普, M·韦伯, G·维滕策尔纳 申请人:赖茵豪森机械制造公司