180461. lajstromszámú szabadalom • Berendezés gázszigetelésű villamoskapcsoló-állomás tokozása hőtágulásának nemlineáris rugóerővel tehermentesített kiegyenlítésére
3 180461 4 magába foglaló tokozásból és a tokozásba beiktatott gázzáró deformációs elemekből áll, olyan kialakítással, hogy a tokozásba beiktatott deformációs elemekkel a jelleggörbéjük visszahalló szakaszáig előfeszített rugók vannak párhuzamosan kapcsolva. A találmány elvi alapjait, továbbá a találmány szerinti berendezés néhány előnyös kiviteli alakját az alábbi ábrák segítségével mutatjuk be. Az 1. ábrán a tányé'rrugók rugókarakterisztikája látható. A 2. ábra a rugót terhelő erőket ábrázolja a hőmérséklet függvényében. A 3. ábra a térhelőerőt és a rugó kiegyenlítő erejét tünteti fel a burkolat hőmérsékletének függvényében. A 4. ábra a találmány szerinti tehermentesített kiegyenlítő berendezés egy kiviteli alakját mutatja be. Az 5. ábra a találmány szerinti tehermentesített kiegyenlítő berendezés egy további előnyös kiviteli alakját mutatja be. A 6. ábra a találmány szerinti tehermentesített kiegyenlítő berendezés egy további előnyös kiviteli alakját mutatja be. A 7. ábra a rugós elem részletes rajzát mutatja be, részben metszetben. Az 1. ábrán érzékelhető, hogy a tányérrugók rugókaraktérisztikája, a rugóerő az elmozdulás függvényében fokozatosan ellaposodik, majd vísszahajlik. A hőtágulás kompenzálásának pontosabb vizsgálata a 2. ábra a terhelő erőket ábrázolja a hőmérséklet függvényében. A burkolatot belső nyomásra terheli a meghatározott sűrűségű szigetelő gáz. A hőmérséklet-változás hatására a gáz nyomását fizikai jellemzőinek megfelelően változtatja. A geometriai méretek ismeretében adódik a tengelyirányú reakcióerő, a 2. ábrán folyamatos vonallal ábrázolva. A burkolat hossza a hőmérsékletnek megfelelően változik. Ugyanennyivel kell változnia — de ellentétes értelemben — a beépített deformációs elem hosszának. Ez a hosszváltozás szintén eredményez egy reakcióerőt, amely a deformációs elem rugóállandójával árányos. Ezt az erőt a 2. ábrán szaggatott vonal jelöli. A két erő eredőjét — a továbbiakban terhelő erőt — eredményvonal ábrázolja. A terhelőerő hőmétsékletfüggése következtében a rendszer csak a szóba jövő hőmérséklettartomány egy pontjában egyenlíthető ki maradék nélkül. Ez a pont célszerűen a hőmérséklet-tartomány közepe, ez adja a legkisebb maradó reakcióerőket. Lehetséges azonban a kiegyenlítés a valószínű üzemi hőmérsékletre is. A 2. ábrából látható, hogy a terhelőerő nagyrészt a belső nyomásból ered, ezt tehát húzórugóval lehet kiegyenlíteni . A szükséges tányé'rrugót úgy kell kiválasztani, hogy az adott terhelőerő a rugókarakterisztika közel vízszintes szakaszára essen. Attól függően, hogy ez a feltétel mennyire teljesíthető, x rugós kiegyenlítés szerkezetileg kétféleképpen valósítható meg. Megfelelően lapos karakterisztika esetén a rugók a hullámos falú deformációs elem karimáján rögzíthetők, vagyis a dilatációs elem és a kiegyenlítő rugós elemek hossza együtt változik. Ez esetben a több elemi tányérrugóból öszszeállított rugóoszlop azon feltétel alapján méretezendő, hogyha hossza a két fix pont közötti burkolathossz teljes hőtágulásának értékével megváltozik, reakcióereje csak csekély értékkel változhat. A 3. ábra a terhelöerőt és a rugó kiegyenlítő érejét tünteti fel, a burkolat hőmérsékletének függvényében. A két görbe közé eső függőleges metszékek adják a rendszer kiegyenlítetlen maradékerejét. Ez az erő terheli a tartószerkezetet és a burkolatot . A találmány szerinti tehermentesített kiegyenlítő berendezés szerkezetileg a 4. ábra szerint a hullámosfalú 1 deformációs elemből, a 2 karimából, a karimákat összekötő 3 távolságtartó csavarokból és szintén a karimákat összekötő 4 rugós elemekből áll. A tányérrugók rugóházban rugóoszloppá vannak összeépítve és előfeszítésre alkalmas csavárorsóval vannak ellátva. Az 5. ábra olyan tehermentesített kiegyenlítő berendezést mutat, amely egyúttal szerelés céljára a belső áramvezetőt is hozzáférhetővé teszi. A hullámosfalú 1 deformációs elem, a karimák és a 3 távolságtartó csavarok azonosak az előző megoldással, de kiegészülnek az 5 elemmel, amely egy — a leágazások kiképzésénél is alkalmazott — három karimával rendelkező „T” elem. Ennek karimáján keresztül végezhető el a belső áramvezetőcső szerelése. Üzemben ez a karima természetesen le van zárva. A rugós elem a deformációs elem és a „T” ház ellentétes oldali karimáit köti össze. így hosszabb rugós elem beépítésére van lehetőség. Hosszú és szélsőséges hőmérsékleti feltételek között dolgozó sínek esetén is megvalósítható az erőkiegyenlített kompenzálás. A tehermentesített kiegyenlítő berendezés alkalmas szerelési pontatlanságok kiegyenlítésére is, szerelését a következőképpen végezzük. A deformációs elemet először a gyűjtősín tokozás karimáival erősítjük össze. Ezután a karimák a 3 távolságtartó csavarokkal az elmozdulást megakadályozva egymáshoz erősítjük. A 4 rugós elem az előfeszített helyzetben rögzített rugókkal beszereljük a karimák közé. A gázzal való műveleteket a kiegyenlítő berendezés ily módon rögzített állapotában végezzük. Miután a rendszerben már a végleges gáznyomás uralkodik, feloldjuk a karimák egymáshoz való rögzítését, majd eltávolítjuk a rugók rögzítését és a tehermentesített kiegyenlítő berendezés üzemkész. Üzem közben a rugók hossza jelentősen változik. Ezért szereléskor a rugókat a környezeti hőmérsékletnek megfelelő értékre kell előfeszíteni. Ez a rugóerő az „erőhőmérséklet” diagramból határozható meg. Ha ez a feltétel nem 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
