DE1210735B

DE1210735B - Hydropneumatic spring for protective flaps in conveyor vessels, measuring pockets, etc. like

Info

Publication number: DE1210735B
Application number: DEQ689A
Authority: DE
Inventors: Harry Russell Clark; John Newsum
Original assignee: Qualter Hall and Co Sales Ltd
Current assignee: Qualter Hall and Co Sales Ltd
Priority date: 1961-01-20
Filing date: 1962-01-05
Publication date: 1966-02-10

Description

Hydropneumatische Feder für Schonklappen in Fördergefäßen, Meßtaschen u. dgl.Hydropneumatic spring for protective flaps in conveying vessels, measuring pockets and the like

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Feder für Schonklappen in Fördergefäßen, Meßtaschen u. dgl. mit einem hydraulischen Innenzylinder, auf dessen Kolbenstange die Schonklappe einwirkt, und mit einem konzentrisch dazu angeordneten Außenzylinder, in dem ein Schwimmkolben gleitet, der den Außenzylinder in einen Gasdruckraum und einen Flüssigkeitsdruckraum unterteilt, wobei die Flüssigkeitsdruckräume über einen Kanal mit eingebauter Drosselvorrichtung miteinander verbunden sind. The invention relates to a hydropneumatic spring for protective flaps in conveying vessels, measuring bags and the like with a hydraulic inner cylinder whose piston rod acts on the protective flap, and with one arranged concentrically to it Outer cylinder in which a floating piston slides that turns the outer cylinder into a Gas pressure space and a liquid pressure space divided, the liquid pressure spaces are connected to one another via a duct with a built-in throttle device.

Die bekannten hydropneumatischen Federn dieser Art, die als Stoßdämpfer oder hydraulische Stempel u. dgl. Verwendung finden, sind so ausgebildet, daß das Gas im Gasdruckraum beim Ausschub der Kolbenstange unter Einwirkung einer äußeren Last entspannt und zugleich das Flüssigkeitspolster in den Flüssigkeitsdruckräumen vom Druck entlastet wird. The well-known hydropneumatic springs of this type, which act as shock absorbers or hydraulic rams and the like. Use are designed so that the Gas in the gas pressure chamber when the piston rod is pushed out under the action of an external Load relaxes and at the same time the liquid cushion in the liquid pressure chambers is relieved of pressure.

Es ist daher mit diesen Vorrichtungen nicht möglich, die Verstellung einer in einem Fördergefäß od. dgl. angeordneten und die Kolbenstange der Feder bei der Senkbewegung auf Zug beanspruchenden Schonklappe über den Druck im Gasdruckraum des Zylinders so zu steuern, daß die Schonklappe mit einer konstanten und weitgehend beliebig einstellbaren Kraft in der Ruhelage gehalten und ihrem Abschwenken bei Überschreiten einer Grenzbelastung ein stetig ansteigender Widerstand entgegengesetzt wird.It is therefore not possible with these devices to adjust one arranged in a conveying vessel or the like and the piston rod of the spring during the lowering movement, the protective flap, which is subject to tensile stress, is controlled by the pressure in the gas pressure chamber of the cylinder so that the protective flap with a constant and largely any adjustable force held in the rest position and their pivoting If a limit load is exceeded, a steadily increasing resistance in the opposite direction will.

Bekannt sind auch Federn für die Steuerung der Stellbewegungen von Schonklappen für Fördergefäße u. dgl., bei denen auf der Kolbenstange eines zwischen der Schonklappe und der Wand des Fördergefäßes angeordneten Hydraulikzylinders eine Schraubenfeder liegt, die die Schonklappe in der aufgeschwenkten Stellung hält und beim Einschub der Kolbenstange des als Bremszylinder wirkenden Hydraulikzylinders zusammengedrückt wird. Bei Entlastung der Schonklappe wird diese unter der Wirkung der Rückstellkraft der Feder wieder in die Ausgangslage zurückgeschwenkt. Es liegt auf der Hand, daß die Anordnung einer Schraubenfeder, die wegen der auftretenden hohen Kräfte sehr stark sein muß und daher verhältnismäßig groß baut, nachteilig ist. Zudem besteht die Gefahr, daß die Feder im Betrieb so stark verschmutzt, daß die Schonklappe nach dem Entleeren des Gefäßes nicht mehr vollständig in die Schließstellung zurückgeschwenkt wird. Also known are springs for controlling the adjusting movements of Protective flaps for conveying vessels and the like, in which on the piston rod one between the protective flap and the wall of the conveying vessel arranged a hydraulic cylinder Coil spring is that holds the protective flap in the pivoted position and when inserting the piston rod of the hydraulic cylinder acting as a brake cylinder is squeezed. When the protective flap is relieved, it is under the effect the restoring force of the spring is pivoted back into the starting position. It lies obvious that the arrangement of a coil spring that occurs because of the high forces must be very strong and therefore builds relatively large, disadvantageous is. In addition, there is a risk that the spring will become so dirty during operation that the protective flap is no longer fully in the closed position after the container has been emptied is pivoted back.

Es sind ferner zur Abstützung von in einem Fördergefäß od. dgl. angeordneten Schonklappen Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen ein an dem Gefäß abgestützter und mit seiner Kolbenstange an der Schonklappe angreifender Hydraulikzylinder an einen Gasdruckzylinder so angeschlossen ist, daß das Abschwenken der Schonklappe gegen die Druckrichtung des Gases und das Zurückschwenken der entlasteten Schonklappe unter Einwirkung des Gasdruckes erfolgt. Auch diese bekannte Vorrichtung ist so ausgebildet, daß beim Abschwenken der Schonklappe die Kolbenstange eingeschoben und beim Zurückschwenken der Schonklappe die Kolbenstange wieder ausgeschoben wird. Hierbei ist im übrigen der Gasdruckraum, welcher den Kraftspeicher der hydropneumatischen Feder bildet, von dem eigentlichen Schwenkzylinder getrennt und mit diesem über Leitungen verbunden. Es liegt auf der Hand, daß eine solche Anordnung schon wegen der zu verlegenden Druckmittelleitungen und der dadurch bedingten Gefahr der Leckverluste unzweckmäßig ist. There are also to support od in a conveying vessel. The like. Arranged Protective flaps devices become known in which a supported on the vessel and with its piston rod engaging the protective flap hydraulic cylinder a gas pressure cylinder is connected in such a way that the protective flap can be swiveled away against the direction of pressure of the gas and the pivoting back of the relieved protective flap takes place under the action of gas pressure. This known device is also the same designed that the piston rod is pushed in when the protective flap is pivoted away and when the protective flap is swiveled back, the piston rod is pushed out again. Here is the rest of the gas pressure chamber, which is the energy storage of the hydropneumatic Forms spring, separated from the actual pivot cylinder and with this over Lines connected. It is obvious that such an arrangement is already due the pressure medium lines to be laid and the resulting risk of leakage is inexpedient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine klein bauende hydropneumatische Feder von einfacher und robuster Ausführung zu schaffen, die im Einsatz unabhängig von einer äußeren Druckmittelquelle ist und so ausgebildet ist, daß sie bei einer Zugbeanspruchung ihrer Kolbenstange die in einem Fördergefäß, einer Meßtasche einem Bunker od. dgl. eingebaute Schonklappe mit einer konstanten und einstellbaren Kraft in der aufgeschwenkten Stellung hält und die dem Einschwenken der Schonklappe unter Belastung durch das auf ihr ruhende Haufwerk einen mit der Einschwenkbewegung zunehmenden Widerstand entgegensetzt, derart, daß sich die Eicschwenkgeschwindigkeit der Schonklappe der jeweiligen Belastung durch das zufließende Haufwerk selbsttätig anpaßt. Außerdem soll die Feder so ausgebildet sein, daß ein zu schnelles Zurückschwenken der Schonklappe in ihre hochgeklappte Lage vermieden wird, da dies zu Erschütterungen innerhalb des Fördergefäßes führen kann. The invention is based on the object of a compact hydropneumatic To create a spring of simple and robust design that is independent in use is from an external pressure medium source and is designed so that it is at a Tensile stress on your piston rod in a conveying vessel, a measuring pocket Bunker or the like. Built-in protective flap with a constant and adjustable Holds force in the swiveled open position and the swiveling in of the protective flap under load from the pile resting on it one with the pivoting movement opposed increasing resistance, such that the Eicschwenk Speed the protective flap of the respective load by the inflowing debris automatically adapts. In addition, the spring should be designed so that it swings back too quickly the protective flap in its raised position is avoided, as this can cause vibrations can lead within the bucket.

Gemäß der Erfindung ist bei einer die Kolbenstange während der Senkbewegung auf Zug beanspruchenden Schonklappe das kolbenstangenseitige Ende des Innenzylinders als Flüssigkeitsdruckraum ausgebildet, der durch den Kanal mit dem Flüssigkeitsdruckraum am entgegengesetzten Ende des Außenzylinders verbunden ist. According to the invention, one of the piston rods is during the lowering movement the end of the inner cylinder on the piston rod side, which is subject to tensile stress designed as a liquid pressure space, which through the channel with the liquid pressure space is connected at the opposite end of the outer cylinder.

In baulich zweckmäßiger Ausgestaltung weisen der Innenzylinder und der konzentrische Außenzylinder voneinander getrennte Wandungen auf, wobei der Verbindungskanal der Flüssigkeitsdruckräume zwischen diesen Wandungen liegt. Vorteilhaft ist ferner eine Anordnung, bei der der Innenzylinder und der Außenzylinder an beiden Stirnseiten durch je eine gemeinsame Abdeckplatte abgeschlossen sind, wobei die die Kolbenstange des Innenzylinders führende Abdeckplatte ein Einfüllventil für die Füllung der Zylinderkammer des Außenzylinders mit Gas aufweist, während die andere Abdeckplatte mit einem Einfüllventil für die Druckflüssigkeit und außerdem mit einem Entlüftungsventil versehen ist. In a structurally expedient embodiment, the inner cylinder and the concentric outer cylinder on separate walls, the connecting channel the liquid pressure spaces between these walls lies. It is also advantageous an arrangement in which the inner cylinder and the outer cylinder on both end faces are completed by a common cover plate, which is the piston rod of the inner cylinder leading cover plate a filling valve for filling the cylinder chamber of the outer cylinder with gas, while the other cover plate with a filler valve for the hydraulic fluid and is also provided with a vent valve.

Da bei der erfindungsgemäßen Feder der Schwimmkolben ebenso wie der die Kolbenstange tragende Kolben beim Abwärtsschwenken der Schonklappe sich nach oben verschiebt, befindet sich das komprimierte Gaspolster oberhalb des Schwimmkolbens. Falls Leckflüssigkeit an dem Schwimmkolben vorbei in den Gasdruckraum gelangen sollte, so wirkt diese als eine zusätzliche Dichtung. Sie verringert außerdem die Reibung an dem Schwimmkolben. Wenn andererseits Gas aus dem Gasdruckraum in den unterhalb des Schwimmkolbens befindlichen Flüssigkeitsdruckraum gelangt, so wird dieses beim Rückhub, d. h. beim Hochschwenken der Schonklappe in den Gasdruckraum zurückgedrückt. Since in the spring according to the invention of the floating piston as well as the the piston carrying the piston rod moves downwards when the protective flap is pivoted downwards moves up, the compressed gas cushion is above the floating piston. If leakage liquid should get past the floating piston into the gas pressure chamber, so this acts as an additional seal. It also reduces friction on the floating piston. If, on the other hand, gas from the gas pressure space in the below of the floating piston located liquid pressure chamber, this is when Return stroke, d. H. when swiveling up the protective flap pushed back into the gas pressure chamber.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. The drawing shows an embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt die erfindungsgemäße hydropneumatische Feder; Fig. 2 zeigt die Feder gemäß Fig. 1 in Seitenansicht in Verbindung mit einem Fördergefäß und einer darin eingebauten Schonklappe. Fig. 1 shows the hydropneumatic according to the invention in longitudinal section Feather; Fig. 2 shows the spring according to FIG. 1 in side view in connection with a Conveyor vessel and a protective flap built into it.

Aus Fig. 1 ist der Aufbau und die Arbeitsweise der hydropneumatischen Feder zu entnehmen, während F i g. 2 die Feder in Verbindung mit einem Skip- oder Fördergefäß bekannter Ausführung zeigt. From Fig. 1 the structure and mode of operation of the hydropneumatic Spring to be taken, while F i g. 2 the spring in connection with a skip or Conveyor vessel of known design shows.

Die hydropneumatische Feder ist hier mit dem einen Ende 5 an dem Fördergefäß und mit dem anderen Ende an einer Konsole 6 einer Schonklappe 7 angelenkt, die um ein Gelenk 8 schwenkbar in dem Fördergefäß aufgehängt ist.The hydropneumatic spring is here with one end 5 on the conveying vessel and hinged at the other end to a bracket 6 of a protective flap 7, which is around a hinge 8 is pivotally suspended in the bucket.

Die hydropneumatische Feder weist einen Innenzylinder 9 und einen darin arbeitenden Kolben 10 mit Kolbenstange 11 auf. Konzentrisch zu dem Innenzylinder 9 sind zwei Rohre 12 und 13 angeordnet, die zusammen einen Außenzylinder 14 bilden, in dem ein ringförmiger Schwimmkolben 15 gleitet, der einen Gasdruckraum und einen Flüssigkeitsdruckraum voneinander trennt. Der Ringraum zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder bildet eine Durchlaßleitung 16 für den Fluß des hydraulischen Mediums zwischen dem Innenzylinder 9 und dem Flüssigkeitsdruckraum des Außenzylinders 14. Dieser Flüssigkeitsdruckraum liegt auf der rechten Seite des Kolbens 15 und ist über eine Öffnung 15a mit der Leitung 16 verbunden. Einstellbare Drosselventile 17 regeln den Fluß des hydraulischen Mediums zwischen dem Zylinder 9 und dem Kanal 16. The hydropneumatic spring has an inner cylinder 9 and a piston 10 working therein with piston rod 11. Concentric to the inner cylinder 9, two tubes 12 and 13 are arranged, which together form an outer cylinder 14 form, in which an annular floating piston 15 slides, a gas pressure chamber and a Liquid pressure chamber separates from each other. The annulus between the inner cylinder and the outer cylinder forms a passage 16 for the flow of the hydraulic Medium between the inner cylinder 9 and the fluid pressure chamber of the outer cylinder 14. This fluid pressure space is on the right side of the piston 15 and is connected to the line 16 via an opening 15a. Adjustable throttle valves 17 regulate the flow of the hydraulic medium between the cylinder 9 and the channel 16.

Die Kolbenstange 11 ist mit einem Verbindungsstück 18 versehen, in dem sich ein Gelenkauge für den Anschluß der Konsole der Schonklappe 7 befindet. Eine Abdeckplatte 19 verschließt das eine Ende der beiden Zylinder 9 und 14 und der Durchflußleitung 16. Sie trägt ebenfalls ein Verbindungsstück 20 mit Gelenkauge, das für den Anschluß mit dem Fördergefäß dient. Der Kolben 10, die Kolbenstange 11 und der Kolben 15 sind in bekannter Weise abgedichtet, um Verluste des hydraulischen Mediums zu vermeiden. The piston rod 11 is provided with a connecting piece 18, in which is a hinge eye for connecting the console of the protective flap 7. A cover plate 19 closes one end of the two cylinders 9 and 14 and the flow line 16. It also carries a connector 20 with a hinge eye, which is used for connection to the bucket. The piston 10, the piston rod 11 and the piston 15 are sealed in a known manner to avoid losses of the hydraulic Avoid medium.

Die das andere Ende der Zylinder 9 und 14 verschließende Abdeckplatte 21 weist ein Einfüllventil 22 für das Einfüllen des Gases auf. Ein ähnliches Einfüllventil (nicht dargestellt) für das Einfüllen des hydraulischen Mediums in die verschiedenen Flüssigkeitsräume befindet sich an der Abdeckplatte 19. The cover plate closing the other end of the cylinders 9 and 14 21 has a filling valve 22 for filling in the gas. A similar filler valve (not shown) for filling the hydraulic medium into the various Liquid spaces are located on the cover plate 19.

Außerdem weist der Hydraulikzylinder an seiner höchsten Stelle ein (nicht dargestelltes) Entlüftungsventil bekannter Ausführung auf.In addition, the hydraulic cylinder shows at its highest point (not shown) vent valve of known design.

Bevor die Vorrichtung in Benutzung genommen wird, muß sie mit Gas und hydraulischem Medium geladen werden. Ein inertes Gas, wie beispielsweise Stickstoff, wird durch das Einfüllventil 22 in den Gasdruckraum eingeführt, und zwar mit einem vorbestimmten Druck, der sich nach der kleinsten Kraft richtet, die der Kolben 10 aufzunehmen hat. Before the device is put into use, it must gas and hydraulic medium. An inert gas, such as nitrogen, is introduced through the filling valve 22 into the gas pressure chamber, with a predetermined pressure, which is based on the smallest force that the piston 10 has to include.

Dann wird durch das genannte Flüssigkeitseinfüllventil ein hydraulisches Medium, wie beispielsweise Mineralöl, eingeführt, bis der Zylinder und die Kanäle gefüllt sind. Während des Einfüllens kann die Luft durch das genannte Entlüftungsventil entweichen, welches sich an der entgegengesetzten Seite des Hydraulikzylinders befindet. Sobald der Hydraulikzylinder gefüllt ist, wird das Entlüftungsventil geschlossen und noch eine weitere festgesetzte Flüssigkeitsmenge eingeführt, um eine gewisse Reserve für etwaige Leckverluste zu haben. Der Zylinder ist jetzt betriebsfertig. Then, through said liquid filling valve, a hydraulic Medium, such as mineral oil, is introduced up the cylinder and the channels are filled. During the filling process, the air can pass through the vent valve escape, which is located on the opposite side of the hydraulic cylinder. As soon as the hydraulic cylinder is filled, the vent valve is closed and introduced yet another fixed amount of liquid to a certain extent To have reserve for any leakage losses. The cylinder is now ready for use.

Sobald im Betrieb die Kraft auf die Kolbenstange 14 den vorbestimmten Mindestbetrag übersteigt, schiebt sich die an dem Kolben 10 angeordnete Kolbenstange 11 aus, wobei eine bestimmte Menge des hydraulischen Mediums durch die Drosselventile 17 in die Leitung 16 und den gasfreien Flüssigkeitsdruckraum auf der einen Seite des Schwimmkolbens 15 hinüberfließt, der sich dabei so verschiebt, daß das Gas im Raum 14 komprimiert wird. As soon as the force on the piston rod 14 reaches the predetermined level during operation Exceeds the minimum amount, the piston rod arranged on the piston 10 pushes itself 11 from, with a certain amount of the hydraulic medium through the throttle valves 17 into the line 16 and the gas-free liquid pressure space on one side of the floating piston 15 flows over, which moves so that the gas in the Space 14 is compressed.

Wenn die äußere Kraft auf den Kolben nachläßt, bewirkt das den Kolben 15 belastende komprimierte Gas einen Rückfluß der Flüssigkeit in den Zylinder9, so daß der Kolben 10 und die Kolbenstange 11 in ihre ursprüngliche Stellung zurückgeschoben werden. When the external force on the piston subsides, it causes the piston 15 onerous compressed gas causes the liquid to flow back into the cylinder9, so that the piston 10 and the piston rod 11 are pushed back to their original position will.

Die Verschiebegeschwindigkeit wird wiederum durch die Drosselventile 17 gesteuert. The displacement speed is in turn controlled by the throttle valves 17 controlled.

Zweckmäßig wird für die hydropneumatische Feder ein inertes Gas verwendet, um jede Explosionsgefahr auszuschließen. Die Gaszuführung befindet sich geschützt innerhalb der Vorrichtung. An inert gas is expediently used for the hydropneumatic spring, to exclude any risk of explosion. The gas supply is protected inside the device.

Durch die bei der Ölverdrängung auftretende Gaskompression läßt sich die Bewegung der Schonklappe in beiden Richtungen mit Hilfe der Drosselventile genau steuern.The gas compression that occurs when the oil is displaced allows the movement of the protective flap precisely in both directions with the help of the throttle valves steer.

Die Anordnung wird zweckmäßig so getroffen, daß im Fall von Gas- oder Ölverlusten, die zu Druckverlusten führen, neues Öl und Gas auf einfache Weise nachgefüllt werden können. Ein Druckmesser kann mit der Feder verbunden sein, um die Überwachung des Systems zu erleichtern. The arrangement is expediently made so that in the case of gas or oil leaks that lead to pressure drops, new oil and gas in a simple manner can be refilled. A pressure gauge can be connected to the spring in order to facilitate the monitoring of the system.

Claims

Claims: 1. Hydropneumatic spring for protective flaps in conveying vessels, Measuring pockets and the like with a hydraulic inner cylinder on its piston rod the protective flap acts, and with an outer cylinder arranged concentrically to it, in which a floating piston slides, which the outer cylinder in a gas pressure chamber and divided a fluid pressure chamber, the fluid pressure chambers via a Channel with built-in throttle device are connected to one another, characterized in that that in one the piston rod (11) during the lowering movement on train claiming Nice- flap (7) the end of the inner cylinder (9) on the piston rod side as a fluid pressure chamber is formed, which through the channel (16) with the liquid pressure chamber on the opposite End of the outer cylinder (13) is connected.

2. Spring according to claim 1, characterized in that the inner cylinder and the concentric outer cylinder have walls (9, 12) which are separate from one another and the connecting channel (16) lies between these walls (9, 12).

3. Spring according to claim 1 and 2, characterized in that the inner cylinder (9) and the outer cylinder (13) on both ends by a common cover plate (19, 21) are completed, the piston rod (11) of the inner cylinder (9) leading cover plate (21) a filling valve (22) for filling the cylinder chamber (14) of the outer cylinder (13) with gas, while the other cover plate (19) with a filling valve for the hydraulic fluid and also with a vent valve is provided.

Considered publications: German Patent Specifications No. 723 809, 841 086; French Patent No. 1,213,388; British patent specification No. 632,497: U.S. Patent No. 2,170,029.