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Einweg-Kolbenschieber für Sprengöl-Förderleitungen Die Erfindung befaßt
sich mit der Verwendung eines im einzelnen bekannten Absperrorgans in Gestalt eines
Kolbenschiebers, der insbesondere zum Absperren von Nitroglycerin und Trinitrotoluol
geeignet ist, d. h. den Vorzug aufweist, daß das durchströmende Sprengöl insbesondere
beim Schließen des Schiebers keine Pressung erfährt. Die bekannten Absperrorgane,
seien es Absperrventile oder -schieber, sind mit diesem Nachteil behaftet.
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Der erfindungsgemäß verwendete Einweg-Kolbenschieber ist wie folgt
gekennzeichnet: Der Schieber ist mit mindestens einem Ringdurchtritt ausgestattet
und besitzt einen kraftschlüssig und lösbar mit dem Kolbenschieber verbundenen Antrieb.
Der Antrieb ist nach Abstreifen eines Federringes von einem geteilten Klauenring
und Abheben eines Seegerringes von dem Kolbenschieber lösbar. Die Abdichtung des
Schieberkolbens zu seiner Bohrung erfolgt durch in die letztere eingelegte O-Ringe
und die Abdichtung der Schwenkteile auf dem zylindrischen Schiebergehäuse durch
O-Ringe.
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Dabei ist es besonders zweckmäßig, den Schieber in der Art zu verwenden,
daß er mit einem Druckmittel betätigt wird. Zu diesem Zweck ist vorteilhaft, im
oberen Teil des Schiebers einen Eintritt für ein beliebiges geeignetes flüssiges
oder gasförmiges Medium geschaffen, oberhalb dessen ein Kolben angeordnet ist, der
sich nach dem spezifischen Druckangriff des hydraulisch wirkenden Mediums unter
Überwindung einer entgegengesetzten Federkraft bewegt und infolge eines bestehenden
Kraftschlusses zu dem Schieberkolben diesen in eine Stellung bringt, in welcher
der Durchfluß für das durchströmende Medium durch das Schiebergehäuse frei ist.
Beim Aufhören des Zuflusses des flüssigen oder gasförmigen Mediums wirkt die Federkraft
im umgekehrten Sinne, und der Schieberkolben ist infolge der rückwirkenden Kraft
der Feder in die Schließstellung druckbar. Vorteilhaft ist der Schieberkolben mit
dem hydraulischen Antrieb über eine Stange, die mit dem Schieberkolben fest verbunden
ist, einen oberen Seegerring, eine Hubbegrenzung, einen Teller, einen unteren Seegerring
und infolgedessen mit dem Zylinder kraftschlüssig gekoppelt. Ferner werden der oder
die Rohranschlüsse für das Sprengöl zweckmäßigerweise schwenkbar angeordnet. Es
kann vorteilhaft sein, im Schiebergehäuse Heiz- oder Kühlmäntel vorzusehen, durch
die eine Beheizung oder Kühlung des Sprengöls möglich ist.
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Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäß verwendeten Schiebers
dient die Zeichnung, in der beispielsweise Ausführungsformen schematischwiedergegeben
sind.
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Nach Abb. 1 besteht der Einweg-Kolbenschieber aus einem an seinem
unteren Teil angeordneten Gehäuse 1 und dem darin befindlichen abgesetzten
Schieberkolben 2, d. h., der Kolben 2 weist die Einschnürung 3 auf, die die gleichdimensionierten
Kolbenteile 7 und 8 entstehen läßt. Es wird somit der Raum 4 gebildet, durch
den das flüssige oder gasförmige Medium hindurchströmen kann. und den es auch im
gezeichneten Schließzustand des Kolbenschiebers gemäß der Erfindung ausfüllt. Der
Schieberkolben 2 kann ein Spiel von etwa 0,5 mm gegenüber der ihn aufnehmenden Bohrung
besitzen. Die Abdichtung des Schieberkolbens 2 zu seiner Bohrung erfolgt durch in
die letztere eingelegte O-Ringe 5, die aber auch im Kolben selbst angebracht sein
können. Der O-Ring - auch »Toroid«- oder »Donut«-seal (=Dichtung) genannt - ist
ein vollkommen runder synthetischer Gummiring, mit kreisförmigem Querschnitt, in
einer Form vulkanisiert, also nahtlos. Er ist mit solcher Präzision gearbeitet,
daß die Toleranzen bezüglich Durchmesser und Querschnitt äußerst gering sind. Nach
der Zeichnung sind die Rohranschlüsse 6 senkrecht zur Schieberachse schwenkbar angeordnet.
Die Abdichtung der Schwenkteile 9 auf dem zylindrischen Schiebergehäuse 1 erfolgt
ebenfalls durch O-Ringe 10.
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Es ist möglich, oberhalb des soeben beschriebenen, das Medium absperrenden
bzw. durchlassenden Teiles einen hydraulischen Antrieb anzuordnen, der mit dem Kolbenschieber
2 gekoppelt ist. Der hydraulische Antrieb kann das Antriebsorgan über eine Fernsteuerung
darstellen. Ohne diese hydraulische Ausrüstung ist der erfindungsgemäße Schieber
ohne weiteres für eine Handbetätigung geeignet.
Nach der Abb. 1
besteht der hydraulische Teil aus dem Zylinder 11 mit dem Rohranschluß 12, dem Kolben
13 mit dem Dichtungsring 14, der auf einer hohlgebohrten Kolbenstange 15 befestigt
ist, die ihre zweite Führung in dem Vorsprung 16 hat und nach außen durch
den Dichtungsring 17 abgedichtet ist. Im oberen Teil trägt die Kolbenstange 15 die
öffnungshubbegrenzung 18 mit der Gummiauflage 19 und darüber die Schließhubbegrenzung
20 mit der Gummiauflage 21. Als Abstützung für die Begrenzung dienen die Teller
22 und 23, die im Zylinder durch die Seegerringe 24 gehalten werden. Der untere
der beiden ist zugleich Federteller und stützt die zylindrische Schraubenfeder 25
ab, die ihr Widerlager im Teller 26 des Kolbens 13 hat. Der Kraftschluß des hydraulischen
Antriebs geht über die Stange 27, die mit dem Schieberkolben 2 fest verbunden ist,
den Seegerring 28, die Hubbegrenzung 20 mit der Gummiauflage 21 zum Teller 22 an
den unteren Seegerring 24 und somit an den Zylinder 11, der vermittels der geteilten
Klauenringe 29, die durch den Federring 30
zusammengehalten werden, am Gehäuse
1 befestigt ist, zum Schieberkörper 2.
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Die Funktion des Schiebers ist folgende: Durch den spezifischen Druckangriff
eines beliebigen geeigneten flüssigen oder gasförmigen Mediums unter den Kolben
13, das durch den Anschluß 12 zugeführt wird, bewegt sich der Kolben 13 nach überwindung
der Kraft der Feder 25 mit der Hubbegrenzung 18
und der Gummiauflage 19 gegen
den Federteller 23. Da über den Seegerring 28 ein Kraftschluß zum Kolben 2 besteht,
wird dieser mitgezogen und gibt damit den Durchfluß frei. Wird der Druck unter dem
Kolben 13 weggenommen, so drückt die Kraft der Feder 25 den Kolben 13 und
den mit diesem in Verbindung stehenden Schieberkolben 2 in die Schließstellung.
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Der Vorzug der beschriebenen Kolbenschieberkonstruktion als Absperrorgan
beruht, wie bereits erwähnt, darauf, daß beim Absperren des Mediums dieses, auf
Grund des im Kolbenelement abgesetzten zylindrischen Teiles, das beim geöffneten
Schieber als Durchströmquerschnitt dient, keine Pressung erfährt. Ebenso bedingt
diese Gestaltung keine Krafteinwirkung des Mediums auf die Differentialkolbenfläche,
weder im geöffneten noch im geschlossenen Zustand.
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Der Kolbenschieber eignet sich zum Absperren sämtlicher flüssiger
Medien, die die Abdichtung nicht angreifen. Im besonderen ist er für das Absperren
von Nitroglyzerin od. dgl. entwickelt, da Kolben und Kolbenschiebergehäuse nie miteinander
in Berührung kommen und-wie erwähnt-keine Druckausübung auf das explosible Medium
erfolgt. Durch die zusätzliche Konstruktion eines Schmierfilmträgers im Gehäuse,
der auf dem Kolben gleitet, oder eines Öl-bzw. Fettraumes, der durch zwei Dichtungsringe
gebildet wird, können auch Gase abgedichtet werden. Eine Absperrung gegenüber Vakuum
wird mit diesem Organ ebenfalls einwandfrei erreicht.
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Zur Funktion des Schiebers ist zu erwähnen, daß bei Unterbrechung
des Druckmediums der Schieber vermittels der Federkraft sofort geschlossen wird.
Erfolgt die Steuerung des Druckmittels über ein Elektromagnetventil, so schließt
sich der Schieber, bei Ausfall des Stromes, ebenfalls sofort.
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Bei der konstruktiven Gestaltung ist von dem Standpunkt ausgegangen
worden, daß die beiden Gruppen, Schieber und hydraulischer Antrieb, sowie jede Gruppe
für sich leicht zu montieren sind. Zum Beispiel ist nach dem Abstreifen des Federringes
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von dem geteilten Klauenring 29 und dem Abheben des Seegerringes 28 der
hydraulische Antrieb von dem Kolbenschieber getrennt und ohne weiteres abnehmbar.
Der Schieber ist dann auch ohne die hydraulische Ausrüstung für Handbetätigung geeignet.
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Soll nun noch der Schieber gereinigt werden, so sind nur die Seegerringe
31 zu lösen. Es entsteht somit ein freier Zutritt zu dem Kolben, oder man kann ihn
aus dem Schiebergehäuse ziehen. Das Schiebergehäuse selbst ist nach Abnehmen der
Seegerringe 32 leicht aus den Schwenkteilen 9 herauszuziehen. 33 ist ein Zwischenring
als Abstandhalter zwischen den Schwenkteilen 9. Ferner können nach Lösung der Seegerringe
34 die Schwenkteile 9 von der Rohrverbindung abgezogen werden.
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In den Abb. 2 und 3 bezeichnen gleiche Bezugsziffern dieselben Teile
wie in der Abb. 1. In der Abb.2 sind lediglich zum Unterschied gegenüber Abb. 1
die Rohranschlüsse 35 als nicht schwenkbare Teile wiedergegeben, während die Abb.
3 noch Heiz-bzw. Kühlmantel 36 zeigt, mittels deren eine Beheizung des durchströmenden
Mediums durchgeführt werden kann.