DE1097229B

DE1097229B - Hydraulischer Fernantrieb fuer Absperrventile u. dgl., insbesondere fuer Schiffe

Info

Publication number: DE1097229B
Application number: DEJ11924A
Authority: DE
Inventors: Roy H Govan; Harold J Meek
Original assignee: JAROCO ENGINEERING CO
Current assignee: JAROCO ENGINEERING CO
Priority date: 1955-07-08
Filing date: 1956-07-07
Publication date: 1961-01-12

Description

Hydraulischer Fernantrieb für Absperrventile u. dgl., insbesondere für Schiffe Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Fernantrieb für Absperrventile u. dgl. mit einem Stellmotor, der durch einen mit einem Handhebel einstellbaren Steuerschieber gesteuert wird, und mit Anzeige der Stellung des Verschlußstücks des angetriebenen Ventils od. dgl.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen hydraulischen Fernantrieb für solche Absperrventile, die in den Leitungen auf Tankschiffen angeordnet sind. Wegen der hohen Explosionsgefahr ist die Anwendung elektrischer Steuer- und Kontrolleinrichtungen bei solchen Ventilen nicht oder nur unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen möglich, die einen zusätzlichen technischen Aufwand bedingen. Aus diesem Grunde werden die Steuerungen hierbei im allgemeinen pneumatisch oder hydraulisch bewirkt.
Insbesondere bei Tankschiffen, bei denen die Absperrschieber für die einzelnen Zuführungsleitungen verteilt im Schiffsrumpf angeordnet sind, besteht nun die Forderung, diese Schieber von einer zentralen Stelle aus zu betätigen, wobei die momentane Stellung des Schiebers jederzeit erkennbar sein soll. Bei Verwendung hydraulischer Mittel kann die Stellung des den Steuerschieber betätigenden Handhebels keinen Aufschluß über die augenblickliche Stellung des Ventilschiebers des Absperrventils geben. Dieser Handhebel kann allenfalls die beiden Endstellungen anzeigen. Häufig ist es abererwünscht, dieVentilschieber der Absperrventile auch in einer bestimmten Mittelstellung festzulegen.
Es ist bereits bekannt, bei einer Absperrvorrichtung die Stellung des Absperrschiebers auf hydraulischem Wege sichtbar zu machen. Dabei wird dessen Stellung durch zwei Manometer angezeigt, die in der zu regelnden Leitung angeordnet sind, aber erst durch Differenzbildung einen Aufschluß über die Schieberstellung zulassen. Die Auswertung dieser hydraulischen Stellungsanzeiger ist schwierig. Außerdem ist die bekannte Anzeigevorrichtung nur wirksam, wenn die Leitung und das Ventil von einem Druckmittel durchflossen werden. In vielenFällen ist es jedoch .erwünscht und erforderlich, eine Anzeige der Schieberstellung auch dann zu bewirken, wenn die Leitung nicht durchströmt wird.
Ziel der Erfindung ist es, einen hydraulischen Fernantrieb für ein Absperrventil mit hydraulischem Stellungsanzeiger zu schaffen, der zuverlässig und genau die jeweilige Schieberstellung anzeigt, unabhängig davon, ob die Leitung durchströmt ist oder nicht.
Zu diesem Zweck ist ein hydraulischer Fernantrieb der eingangs erwähnten Bauart gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß .der einerseits mit dem Steuerschieber verbundene Handhebel andererseits mit einem Einstellglied in Verbindung steht, dessen Stellung über eine Fernübertragung von der Stellung des Verschlußstücks des angetriebenen Ventils od. dgl. abhängig ist und daß der Handhebel über einer die Stellung des Verschlußstücks anzeigenden Skala läuft.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Handhebel mittels Bolzen gelenkig einerseits mit einer auf den Steuerschieber einwirkenden Stange und andererseits mit einer von dem Einstellglied betätigten Stange verbunden. Der erste Bolzen kann die feste Drehachse für die von dem Einstellglied bewirkte Schwenkung des Handhebels über der Skala bilden, und ein weiterer Bolzen kann die feste Drehachse für die Schwenkung des Handhebels zum Zwecke der Verstellung des Steuerschiebers bilden.
Zweckmäßigerweise dient als Einstellglied ein in einem Zylinder verschiebbarer Kolben, der unter dem hydraulischen Druck eines von dem Verschlußstück betätigten Kolbens steht.
Zwischen dem von dem Verschlußstück betätigten Kolben bzw. dessen Zylinder und dem kolbenartig ausgebildeten Einstellglied ist eine Hydraulikverbindung vorgesehen.
Zur Vermeidung von Leckverlusten können die Kolben der hydraulischen Anzeigeübertragung bzw. deren Zylinder mit zusammendrückbaren Bälgen ausgestattet sein, wodurch eine Dichtung gegeneinander gleitender Teile vermeidbar wird. . Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt Fig.l eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fernantriebs für ein Absperrventil oder -schieber, Fig.2 in größerem Maßstab das in Fig.1 dargestellte Anzeigesystem im Schnitt, Fig. 3 eine Stirnansicht des von Hand betätigbaren Steuerhebels des in Fig.2 gezeigten Anzeigesystems. In Fig. 1 verläuft innerhalb des Schiffskörpers eine Flüssigkeitsleitung94. Darin ist ein mit 96 bezeichnetes Absperrventil oder -schieber angeordnet. Es weist ein Gehäuse 97 auf, in dem ein Verschlußstück 98 beweglich ist.
Eine Spindel 100 trägt ein Kegelrad 102, das mit einem Kegelrad 104 im Eingriff steht. Das Kegelrad 104 kann durch einen hydraulischen Motor 106 gedreht werden. Die Spindel 100 erstreckt sich nach oben über das Kegelrad 102 hinaus in ein mit 108 bezeichnetes Gehäuse, das einen Teil einer nachstehend näher beschriebenen Stellungsanzeigeeinrichtung bildet.
Mit dem hydraulischen Motor 106 sind Flüssigkeitsleitungen 110, 112 verbunden. Diese stehen mit einem insgesamt mit 114 bezeichneten Steuerschieber in Verbindung.
Wie Fig. 2 zeigt, weist der Steuerschieber 114 ein Gehäuse 116 mit einer Bohrung 117 auf. Darin ist ein Schieberkolben angeordnet, der Bunde 120, 122 und 124 trägt. Damit wirken Öffnungen 126, 128 zusammen, die in der oberen Wand des Gehäuses 116 vorgesehen sind. Für das Einleiten des Druckmittels ist eine Öffnung 130 in der Mitte zwischen den Öffnungen 126 und 128 vorgesehen. Der Schieberkolben wird durch eine Schraubenfeder 131 in einer Neutralstellung gehalten, in der die Verbindung zwischen Öffnung 130 und den Öffnungen 110 und 112 durch den Bund 122 unterbrochen ist, so daß das Verschlußstück 98 in jener Stellung gehalten wird, in die es bewegt worden ist.
Das Druckmittel wird der Einlaßöffnung 130 von einer Leitung 135 über eine Leitung 134 zugeführt. Die Leitung 135 steht mit einem hydraulischen Akkumulator 136 in Verbindung. Durch eine von einem Motor 142 angetriebene Pumpe 140 wird dem Akkumulator 136 Flüssigkeit aus einem Behälter 144 über Leitungen 146 und 148 zugeführt. Der Behälter 144 nimmt die Flüssigkeit aus der Leitung 150 auf, die mit der Ablaufleitung 152 in Verbindung steht, welche, wie Fig. 2 zeigt, ihrerseits mit dem Steuerschieber 114 über eine Öffnung 154 und einen Kanal 156 oder 158 verbunden ist.
Die in Fig.2 dargestellte Anzeigeeinrichtung weist einen Handhebel 160 auf, der bei 162 am verlängerten Ende der Stange 118 gelenkig befestigt ist. Die Stange 118 ist in einer Führung 164 gelagert, die auf einem Gehäuse 166 angeordnet ist. Mit der Führung 164 ist ein Skalensegment verbunden, das durch die Arme 168, 170 und die Skala 172 gebildet wird. Der Handhebel 160 ist mit einem Zeiger 176 versehen. Die Skala 172 weist Endanschläge 177 und 179 auf, welche die Offen- bzw. Schließstellung des Verschlußstücks 98 anzeigen.
Die Anzeigeeinrichtung weist ein Gehäuse 166 auf, in dem ein Kolben 178 verschiebbar ist. Am Kolben 178 ist eine Stange 180 befestigt, die durch den Zylinder 166 vorsteht und deren äußeres Ende bei 184 gelenkig mit dem unteren Ende des Handhebels 160 verbunden ist. Die Stange 180 ist innerhalb des Zylinders 166 von einer Schraubenfeder 189 umgeben, die sich gegen den Kolben 168 und die Zylinderwand abstützt. Der Bewegung des Kolbens 178 nach links unter der Wirkung der Feder 189 wirkt ein Balg 190 entgegen, der sich gegen die Außenfläche des Kolbens 178 und .gegen eine Platte 192 abstützt, die an der Endwand 194 des Zylinders 166 befestigt ist. Mit dem Innenraum des Balgs 190 steht eine Rohrleitung 198 in Verbindung. Das entgegengesetzte Ende der Rohrleitung 198 ist im Gehäuse108 an einer Platte202 befestigt, die an einer Endwand 203 des Gehäuses 108 angeordnet ist. Ein zweiter Balg 204 befindet sich in einem zylindrischen Teil 206 des Gehäuses 108, so daß .der Balg 204 mit dem Balg 190 durch die Leitung 198 in Verbindung steht.
Zur Betätigung des Balgs 204 ist mit diesem ein Kolben 208 verbunden, der eine Schrägfläche 210 aufweist, welche mit einer Schrägfläche 212 zusammenwirkt, die auf einem senkrecht beweglichen Gleitstein 214 vorgesehen ist. Der Gleitstein 214 ist in einem Zylinder 216 in vertikaler Richtung verschiebbar und trägt an seinem unteren Ende eine Gewindestange 218. Diese erstreckt sich durch einen unteren rohrförmigen Teil 220 und steht mit einer Mutter 224 in Gewindeeingriff, die am oberen Ende der Spindel 100 angeordnet ist. Bei Drehung der Spindel 100 wird die Gewindestange 218 auf- und abbewegt, wodurch der Gleitstein 214 in Richtung des Pfeiles F-0 bewegt wird. Die Bewegung des Gleitsteins 214 bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 208 und eine entsprechende Bewegung des Balgs 204. Der Balg 190 spricht auf die Bewegung des Balgs 204 an, wodurch der Kolben 178 und die Stange 180 bewegt und hierdurch der Gelenkpunkt 184 verlagert wird. Durch die Verlagerung des Gelenkpunktes 184 wird der Handhebel 160 längs der Skala 172 bewegt, wobei der Zeiger 176 die Stellung des Verschlußstücks 98 anzeigt.
Für die Beschreibung der Arbeitsweise der in Fig. 1 bis 3 dargestellten hydraulischen Anlage sei zunächst angenommen, daß sich das Verschlußstück 98 in seiner voll geöffneten Stellung befindet und in seine Schließstellung oder in irgendeine Stellung zwischen der voll offenen und voll geschlossenen Stellung bewegt werden soll.
Die Bedienungsperson der Anlage bewegt den Handgriff 160, gesehen in Fig. 2, im Uhrzeigersinn und bringt ihn in die voll geöffnete Stellung, an,der er am Anschlag 179 anliegt. Dies hat zur Folge, daß der Schieberkolben gegen die Wirkung der Feder 131 nach rechts bewegt wird, wodurch die Öffnung 126 und die Leitung 110 mit der Öffnung 130 und der Leitung 132 in Verbindung gebracht werden. In dieser Stellung fließt das Druckmittel durch die Leitung 134 in die Leitung 110 und dann in den Motor 106, um diesen in der gewünschten Richtung zu drehen. Gleichzeitig mit der beschriebenen Bewegung des Schieberkolbens wird die Öffnung 128 durch den Bund 124 freigegeben, so daß diese mit dem Kanal 158 und der Öffnung 154 in Verbindung gebracht wird. In dieser Stellung tritt das Druckmittel aus dem Motor 106 über die Leitung 112 in die Leitung 152 aus, die es zu dem Behälter 144 zurückführt.
Wenn sich das Verschlußstück 98 zu schließen beginnt, bleibt das Gelenk 162 des Schieberkolbens im Stillstand, so daß eine Bewegung der Stange 180 eine Schwenkbewegung des Handhebels 160 um das Gelenk 162 bewirkt, wobei der Zeiger 176 die Stellung des Verschlußstücks 98 während seiner Bewegung anzeigt. Wenn das Verschlußstück 98 schließt, d. h. sich nach abwärts bewegt, wird .die Spindel 100 so bewegt, daß die Stange 218 nach oben geht. Dabei wird auch der Gleitstein 214 bewegt, so daß der Kolben 208 nach einwärts bewegt wird, was zur Folge hat, daß sich der Balg 204 ausdehnt und Flüssigkeit aus dem Balg 190 angesaugt wird. Die Feder 189 drückt den Kolben 178 nach links, wodurch der Balg 190 zusammengedrückt und die Kolbenstange 180 nach links bewegt wird. Das Gelenk 184 wird daher fortlaufend nach links verlagert und der Handhebel 160 um seinen Schwenkpunkt 162 verschwenkt, so daß er sich in Richtung zum Anschlag 179 bewegt, der die Schließstellung anzeigt.
Wenn die Bedienungsperson den Handhebel 160 zu irgendeinem Zeitpunkt während des Schließvorganges freigibt, führt die Feder 131 den Schieberkolben in eine Neutralstellung zurück, in welcher die Verbindung zwischen den Öffnungen 130 und 126 oder 128 durch den Bund 122 unterbrochen ist. Der Handhebel 160 wird daher geringfügig nach rechts bewegt, bleibt jedoch in der Zwischenstellung, bis die Bedienungsperson den Handhebel erfaßt und den Kolbenschieber wieder nach rechts bewegt, um die Rückstellwirkung der Feder 131 zu überwinden. Hieraus ergibt sich, daß das Verschlußstück 98 in jeder gewünschten Stellung lediglich durch Loslassen des Handhebels 160 festgestellt werden kann. Ferner ergibt sich, daß im Betrieb der Anlage die Bedienungsperson den Handhebel 160 ständig mit einem gleichmäßigen Druck halten muß, um -die Wirkung der Feder 131 zu überwinden, wodurch die Öffnung 130 entweder mit der Öffnung 126 oder mit der Öffnung 128 in Verbindung gebracht wird, wobei jedoch der Druck, den die Bedienungsperson ausübt, nicht so stark sein darf, daß die Bewegung des Handhebels unter der Wirkung der Folgeanzeigeeinrichtung verhindert wird.
Die Öffnung des Verschlußstücks 98 wird in analoger Weise bewerkstelligt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydraulischer Fernantrieb für Absperrventile u. dgl. mit einem Stellmotor, der durch einen mit einem Handhebel einstellbaren Steuerschieber gesteuert wird, und Anzeige der Stellung des Verschlußstücks des angetriebenen Ventils od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der einerseits mit dem Steuerschieber (114) verbundene Handhebel (160) andererseits mit einem Einstellglied (178) in Verbindung steht, dessen Stellung über eine Fernübertragung (198) von der Stellung des Verschlußstücks (98) des angetriebenen Ventils (96) od. dgl. abhängig ist, und daß der Handhebel (160) über einer die Stellung des Verschlußstücks (98) anzeigenden Skala (172) läuft.
2. Fernantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Handhebel (160) mittels eines Bolzens (162) gelenkig mit einer auf den Steuerschieber (114) einwirkenden Stange (118) und mittels eines weiteren Bolzens (184) mit einer von dem Einstellglied (178) betätigten Stange (180) verbunden ist.
3. Fernantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bolzen (162) die feste Drehachse für die von dem Einstellglied (178) bewirkte Schwenkung des Handhebels (160) über der Skala (172) bildet und daß der zweite Bolzen (184) die feste Drehachse für die Schwenkung des Handhebels (160) zum Zwecke der Verstellung des Steuerschiebers (114) bildet.
4. Fernantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellglied ein in einem Zylinder (166) verschiebbarer Kolben (178) dient, der unter dem hydraulischen Druck eines von dem Vorschlußstück (98) betätigten Kolbens (208) steht.
5. Fernantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (166) über eine Leitung (198) mit einem am Ventil (96) u. dgl. angeordneten, den Kolben (208) führenden Zylinder (206) derart in Verbindung steht, daß die Verstellung des Kolbens (208) einen proportionalen Ausschlag des Kolbens (178) bewirkt.
6. Fernantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (208) durch eine am Verschlußstück (98) angeordnete Spindel (100) bewegt wird.
7. Fernantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Zylinder (166 bzw. 206) zwischen den Kolben (178 bzw. 208) und den Anschlüssen der Leitung (198) zusammendrückbare Bälge (190 bzw. 204) angeordnet sind. B.
Fernantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (114) selbsttätig in die neutrale Stellung zurückkehrt, in der sämtliche Anschlüsse voneinander getrennt sind.
9. Fernantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bewegung des Verschlußstücks (98) bewirkende Spindel (100) mittels einer Gewindehülse eine Gewindespindel (218) umgreift, die ihrerseits über einen Gleitstein (214) mittels einer schiefen Ebene (212) auf eine schiefe Ebene (210) des Kolbens (208) einwirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 627182, 640088, 884 895; österreichische Patentschrift Nr. 107 212; britische Patentschriften Nr. 436 892, 589 095; USA.-Patentschriften Nr. 959 802, 2 499 318, 2 610 022, 2 649108, 2 698 717, 2 709 062.