DE1229802B

DE1229802B - Device for storing and supplying a pressurized liquid

Info

Publication number: DE1229802B
Application number: DEK48984A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Lochmann
Original assignee: Schanzlin & Becker AG
Current assignee: Schanzlin & Becker AG
Priority date: 1963-02-06
Filing date: 1963-02-06
Publication date: 1966-12-01

Description

Einrichtung zum Speichern.'und Zuführen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit - Die Erfindung bezieht sich auU eine- Einrichtung -jim Speichern und Zuführen einer - unter Druck Rtehenden Flümigkeit, bestehend aus einem Zylinder-, einem darin - beweglicheni die Flüssigkeit und ein Pruckmittel voneinander,-trennenden, Kolben und einer überwachungseinrichtung, die vor- Aufbrauch der zuzuführenden Flüssigkeiuselbsttätig Warnsignale abgibt.Device for storing and supplying a pressurized liquid - The invention relates to a device -jim storing and supplying a - pressurized liquid, consisting of a cylinder -, a movable therein - the liquid and a pressure medium from each other, -separating, piston and a monitoring device that automatically emits warning signals before the liquid to be supplied is used up.

Es ist bekannt, zum Speichern einer i uu#gg Druck siehen,den Flüssigkeit gasbetriebene Druckspeicher zu verwendeng,- die -zur Vermeidung -eitier Lösung des gespan»ten Gases in- der. , Flüssii!keit mit einem - Trennmittel, -beispielsweise ei.nem-.#o14e#"-,pinen-t Schwim-; pier oder einer Blase -versehen- sind; Ee..,jet -,ein der-"de#,aus7einemzylin. prtige#r.- Druckspeicher, bekannt dnscheni.- vertikal angeordneten -Beh ter- bestehti- in dessen Innerrr ein v.an.# dg - $peicherf14ssigkeit getra7-gmcr Schwimmer durch -ein- GaspQlster # mit, - Drucl, b,eaufschlagt - wird, Der Schwiipi#ei- ist an -,seinem unteren Eifde- mit einem Stößel -vergehen, der bei E reichen eines bestimmten, -.ininimglen...Fliigsigkeitsg#a-ndes auf ein im;Bodgn de Bebälter5 be ndliches federbelastetes Ventil-aufsetzt -und.,-diege--zuyVer7 meidung einer völligen Entleerung - -de-, Behältern gpblie,ßt.It is known to use gas-operated pressure accumulators to store a pressure in the liquid — to avoid dissolving the chipped gas inside. , Liquid with a - release agent, -for example a -. , from7einemzylin. prtige # R.- accumulator known dnscheni.- vertically arranged -Beh ter- bestehti- in its Innerrr a v.an. dg # - $ peicherf14ssigkeit getra7-GMCR float by -on- GaspQlster with #, - Drucl, b, eaufschlagt - will, The Schwiipi # ei- is on -, its lower Eifde- with a pestle -perish, which with E reach a certain, -inimglen ... Fliigsigkeitsg # a-nd on a; Bodgn de container5 located spring-loaded Valve-touches-and., - the - to avoid a complete emptying - - de-, containers gpblie, ß.

Da sich -der Druck des über dem Schwimmer befidlichen Gaspolsters jedoch immer mit dem Schwimmer- bzw. - Flüssigkeitsstand verändert, 'ist dieser Druckbehälter für #Ife Aufgaben ungeeignet, die die-Aufrechterlialtung eines konstanten Drückest verlangen.As -the pressure but always the befidlichen above the float gas cushion with the float or - changing fluid level, 'this pressure vessel is unsuitable for #Ife tasks that require constant-Aufrechterlialtung a Drückest.

Es sind aber bereits Druckspeicher bekannt, bei denen mit Hilfe eines vom Druckbehälter aus hydraulisch und/oder pneumatisch betätigten Steuerorgans die > im 'Behälter herrschenden Druckverhältnisse ständig konstant gehalten werden. Es ist weiterhin bekannt, solche Druckspeicher mit überwachungseinrichtungen zu versehen, die - vor Aufbruch der Speicherflüssigkeit selbsttätig - Warnsignale abgeben. Mit Hilfe solcher überwachungseinrichtungen ist es möglich, rechtzeitig Maßnahmen gegen ein Ausbleiben der zuzuführenden Flüssigkeit Zu treffen. Diese Einrichtung kann beispielsweise bei Wellenabdichtungen von Strömungsmaschinen Verwendung finden, .bei denen durch Beaufschlagung der Sperrkammern von Stopfbüchsen oder Gleitringdichtungeii mit einer Flüssigkeit, deren Druck größer als der des abzudichtenden Mediums ist, ein Austritt dieses Mediums durch die Wellenabdichtung ins Freie Vermieden werden soll. Nachteilig war es bei allen bekannten Ausfährungen jedoch, daß bei Aufbrauch der Flüssigkeit der Druck rapide abgebaut wurde und daß, falls nicht ymgehend Maßnahmen gegen, e.,in,,-_Ausbleiben der zu# zu.führenden...Flüssigkeit getroff.en.,wurden, dies zu ,einem Ausfall der gesamten Anlage führen könnte.There are however already known accumulator, where the 'in' containers prevailing pressure conditions are constantly kept constant by means of a hydraulically operated from and / or pneumatically from the pressure vessel control member. It is also known to provide such pressure accumulators with monitoring devices which - automatically before the storage fluid breaks up - emit warning signals. With the help of such monitoring devices, it is possible to take measures in good time to prevent the liquid to be supplied from missing. This device can be used, for example, in the shaft seals of turbomachines, in which the leakage of this medium through the shaft seal into the open is to be avoided by exposing the locking chambers of the stuffing boxes or mechanical seals to a liquid whose pressure is greater than that of the medium to be sealed. However, it was disadvantageous in all known designs that the pressure was rapidly reduced when the liquid was used up and that, if not, measures were taken against, e., In the absence of the ... liquid to be supplied. , this could lead to a failure of the entire system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem M.angel abzuhelfen und die- 1.j.kAebssicherJieit durch geeignete.Maßnahmen. zu..erhöhen. Die Lösung dieser 'Aufgabe erfolgt dadurch, daß:der Kolben in an.-sich bekannter Weise aus zwei ineinander und- axial ver-. >chiebbar,angeordneten, einen-,mit der Druckflüssig.7 Jkei. gefüllten Raum.-einschließeAden Teilen besteht, von denen der äußere Kolben ..an. seiner dem Druck'. flüssigkeitsauslaß zugewandten # Stirnseite ein diese durchsetzendes Ventil aufweist,- dessen axiale Länge so bemessen ist, daß bei nahezu entleertem Speicher sich der äußere Kolben zuerstan einen federnden Anschlag anlegt und erst dann der Ventilstößel zur Anlage an einen festen Anschlag kommt. Durch das Anlegen des Kolbens an den federnden Anschlag Wird erreicht, daß der Druck der Flüssigkeit nur allmählich abfällt; diese geringe Druckherabsetzung wird aber bereits auf hydraulischem Wege auf die überwachungseinrichtung übertragen und dort zur Anzeige od. dgl * ausgenutzt. Es dient noch zur Erhöhung der Betriebssicherheit, daß die in dem vom äußeren und vom inneren Kolben gebildeten Raum befindlicheDruckflüssigkeitbeicineinweiterenDruckabfall als Reserve zur Verfügung steht.The invention is based on the object of remedying this deficiency and making the 1.j.kAebssicherJieit through suitable measures. to .. increase. This' problem is solved in that: the piston in a manner known per se consists of two mutually and axially connected. > Slidable, arranged, one, with the hydraulic fluid. 7 Jkei. filled space.-enclosing the parts of which the outer bulb .. its the pressure '. The front face facing the liquid outlet has a valve passing through it, - the axial length of which is such that when the reservoir is almost empty, the outer piston first rests against a resilient stop and only then does the valve stem come into contact with a fixed stop. By placing the piston against the resilient stop it is achieved that the pressure of the liquid drops only gradually; this low pressure reduction but already transferred by hydraulic means to the monitoring means and there od for display. exploited the like *. It also serves to increase operational reliability that the pressure fluid located in the space formed by the outer and inner piston is available as a reserve in the event of a further pressure drop.

- In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann der innere Kolben an seiner der'Stirnwand des äußeren Kolbens zugewandten Seite einen federbelasteten Anschlag aufweisen, der bei nahezu entleertem Kolbeninnenraum zur Anlage an das Ventil in der Stirnwand des äußeren Kolbens kommt. Durch die damit verbundene weitere Druckabsenkung wird ein Anzeige-, Signal- und/oder Schaltorgan. betätigt, um' beispielsweise die Anlage automatisch abzuschalten. - In an expedient development of the invention, the inner plunger may at its der'Stirnwand of the outer piston facing side have a spring-loaded stop, which comes at almost emptied piston interior to bear against the valve in the end wall of the outer piston. The associated further pressure reduction becomes a display, signal and / or switching element. operated to 'automatically switch off the system, for example.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt , Fig. 1 die Gesamtanordnutig einer gperrflüssigkeitsbeaufschlagten doppelten Gleitringdichtung, die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung verbunden ist, F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung und-F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, das mit einer Zusatzeinrichtung versehen ist.An exemplary embodiment is illustrated using the drawing. It shows , Fig. 1 the overall arrangement of a barrier fluid acted upon double mechanical seal, which is connected to the device according to the invention, F i g. 2 shows an embodiment of the device according to the invention and FIG. 3 shows a further exemplary embodiment which is provided with an additional device.

Die Wellendurchführung einer Kreiselpumpe 1 wird durch eine doppelte Gleitringdichtung 2 zur Atmosphäre hin abgedichtet. In den Sperrkammerraum 3 dieser Dichtung wird mittels einer erfindungsgelh,äßdli# Einrichtung 4 über eine Zuführleitung 5 mit Absperrventil 51. Sperrflüssigkeit gedrückt, deren Druck einer Stickstäffflasche, 6 über ein auf den gewünschten Wert einstellbares Reduzierventil 7 und eine Zuführleitung e mit Absperrventil 71 entnommen wird. Der Sperrflüssigkeitsdruck wird hydraulisch über eine beliebig lange Meßleitung 9 auf ein Manometer 10 übertragen.The shaft duct of a centrifugal pump 1 is sealed off from the atmosphere by a double mechanical seal 2. In the sealing chamber space 3 of this seal, sealing liquid is pressed by means of a device 4 according to the invention via a supply line 5 with a shut-off valve 51 , the pressure of which is taken from a nitrogen bottle 6 via a reducing valve 7 , which can be set to the desired value, and a supply line e with a shut-off valve 71 . The barrier fluid pressure is transmitted hydraulically to a pressure gauge 10 via a measuring line 9 of any length.

Das erstmalige Auffüllen der erfindungsgemäßen Einrichtung 4 mit-Sp#rrflüssigkeit,-erfolgt bei geöffneten Ventilen 13 und 14 der Entlüftungsleitungen 11 und 12 über Auffülleitungen 15 und 16 bei geöffneten Ventilen 17 und 18. Das-Anschließen der.Zuführleitung 8 geschieht zwecknoCäßig unter kurzzeitigem öffnen' - einer" 19nflüftungsleifung 19 durch ein Ventil 20i Während des Betriebes kann Sperrflüssigkeit in die erfindungsgemäße Einrichtung 4 über die Auffülleitungen 15 und 16, nachgepreßt werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung 4 besteht aus einem Zylinder 21 und einem angeschraubten Deckel 22.- In -dem Zylinder 21 ist ein Kolben 23 frei beweglich angeordnet, der den -vom Stickstoff ausgeübten Druck auf die Sperrflüssigkeit überträgt.The initial filling of the device 4 according to the invention with-Sp # rrflüssigkeit, -erfolgt with open valves 13 and 14 of the vent lines 11 and 12 via Auffülleitungen 15 and 16 with open valves and 18. The connecting-17 der.Zuführleitung 8 happens zwecknoCäßig with brief open '- a "19nflüftungsleifung 19 through valve 20i barrier fluid can during operation in the inventive device 4 via the Auffülleitungen 15 and 16, are re-pressed, the device 4 according to the invention consists of a cylinder 21 and a bolted cover 22.- in -the cylinder. 21 a piston 23 is arranged to be freely movable, which transmits the -from nitrogen pressure applied to the sealing liquid.

. In der Stimwand des Kolbens 23 ist ein Ventil 24 angeordnet, dessen Hub durch einen Sicherungsring 125 begrenzt wird. Ein innerer Kolben 26 überträgt den Stickstoffdruck der Zuführleitung 8 auf die in dein Raum 38 befindliche Sperrflüssigkeit. Gegen Herausrutschen aus dem Kolben 23 ist der innere Kolben 26 durch - einen Sicherungsring 27 geschützt. Im Deckel 22 ist mittels eines als Anschlag dienenden Bolzens 28, einer Scheibe- 29 und einer Mutter 30 eine durch eine Federplatte 31 geführte, Teller--feder 32 angeordnet. Die axialen Längen des federnden Anschlags 31 und des Ventilstößels 24 sind so bemessen, daß bei nahezu entleertem Raum39 sich der äußere Kolben 23 zunächst an den federnden Anschlag 31 anlegt und erst dann - der Ventilstößel 24 zur Anlage an den festen Anschlag 28 kommt. Ab- solute Dichtheit zwischen der Stickstoff- und der Sperrflüssigkeitsseite, von Kolben 23 und innerem Kolben 26 wird durch O-Ringe 33 und 34 gewährleistet. . A valve 24, the stroke of which is limited by a locking ring 125 , is arranged in the end wall of the piston 23. An inner piston 26 transmits the nitrogen pressure of the supply line 8 to the sealing liquid located in your space 38. Against slipping out of the plunger 23, the inner piston 26 by - a locking ring protected 27th A plate spring 32 guided through a spring plate 31 is arranged in the cover 22 by means of a bolt 28 serving as a stop, a washer 29 and a nut 30. The axial lengths of the resilient stop 31 and the valve tappet 24 are dimensioned so that when the space 39 is almost empty, the outer piston 23 first rests against the resilient stop 31 and only then - the valve tappet 24 comes into contact with the fixed stop 28. Abso- lute tightness between the nitrogen and the barrier liquid side of piston 23 and inner piston 26 is ensured by O-rings 33 and 34th

Das in der F i g. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem der F i g. 2 in Weiterbildung der Erfindung mit einer Zusatzeinrichtung versehen, dergestalt, daß sperrflüssigkeitsseitig vor dem inneren Kolben 26 sich gegen diesen abstützende Federn 35 angeordnet sind, die durch eine, Federplatte 36 geführt werden, wobei diese Federplatte 36 ihrerseits in einer Ausbohrung des inneren Kolbens 26 geführt und durch in Nuten derselben eingreifende Stiftschrauben 37 gegen Herausfallen aus dem inneren Kolben 2-6 gesichert ist. Die Federplatte 36 stützt sich nur gegen das Ventil 24, nicht aber gegen Teile der Vorderwand-- des Kolbens 23 ab.The in FIG. The embodiment shown in FIG. 3 is compared to that of FIG. 2 is provided in a further development of the invention with an additional device, such that on the barrier fluid side in front of the inner piston 26 there are arranged springs 35 which are supported against it and which are guided by a spring plate 36 , this spring plate 36 in turn being guided in a bore in the inner piston 26 and is secured against falling out of the inner piston 2-6 by studs 37 engaging in grooves thereof. The spring plate 36 is supported only against the valve 24, but not against parts of the front wall - of the piston 23 .

Die Wirkungsw-eise der Anlage'ist folgende: Nachdem auf die schon beschriebene Art die Kammern 38 und 39 der Einrichtung 4 mit Sperrflüssigkeit gefällt -L sind, wird sich der Stickstoffdruck über den Kolben 26, die im Raum 38 befindliche Reserveflüssigkeit und den Kolben 23 auf die imRaum 39, der Zuführleitung 5 und dem Sperrkammerraum 3 befindliche Sperrflüssigkeit übertragen. Das Ventil 24 ist geschlossen. Tritt nun an der Wellenabdichtung oder den - Leitungen eine Undichtigkeit auf, so wird sich der Kolben 23 in Richtung auf den federbelasteten Anschlag 31 zu bewegen.# Der Druck in den Kammein 38 und 39 bleibt- vorerst 'konstant, der Kolben 16 bewegt sich relativ- zum-Ko- Iben 2Y nicht. Bei weiterer Entnähnie, von Sperrflüssigkeit aus dem RaÜnt 39 wird der Kolben 23 schließlich auf den federl belasteten-Ahschlag 31 aufsetzen. Durch die nun dem-Kolben 23 entgegenwirkende Xraft der Feder 32 wird der -Sperrflüssigkeitsdruck abgesenkt, über das mit einem nicht gezeichneten Minimalkontakt versehene Manometer 1.0 tritt ein Signal in Tätigkeit. Ist die Feder 32 um: ein bestimmtes, korthruktiv festgelegm tes Maß gestaucht worden, trifft das Ventil 24 auf den Bolzen '28 -und wird geöffnet. Der Kolben 23 bleibt stehen, Während- sich Aer- Kolben 26 in Richtung auf 'das, Ventil 24 bewegt. -Aus dem Raum 38 strömt nun über die Bährungen 4« 5#6rrflüssiigkeit in den Raum 39;- in dem- in der F i-g. 2 geicigten Ausführungsbeispiöl trifft#der Kolbän#.26#-,wenn nicht rechtzeitig in beschriebener Art -Sperfflüssigkeit nach-r gedrückt worden ist, schließlich auf einen Vorsprung in der Stirnwand des Kolbens 23, die Sperrflüssigkeitsabdichtung wird drucklos und versagt.The mode of operation of the system is as follows: After the chambers 38 and 39 of the device 4 have been filled with sealing liquid in the manner already described, the nitrogen pressure is increased via the piston 26, the reserve liquid in the space 38 and the piston 23 transferred to the barrier liquid located in the space 39, the supply line 5 and the barrier chamber space 3. The valve 24 is closed. Now enters the shaft sealing or - a leak on lines, then the piston will move 23 in the direction of the spring-loaded stop 31 # The pressure in the Kammein 38 and 39 bleibt- time being 'constant, the piston 16 moves relatively. - not to the Ko- ben 2Y. With further removal of sealing liquid from the space 39 , the piston 23 will finally touch the spring-loaded stop 31 . The force of the spring 32, which now counteracts the piston 23 , lowers the barrier fluid pressure, and a signal is activated via the manometer 1.0 , which is provided with a minimum contact (not shown). If the spring 32 has been compressed by a certain, corthructively fixed amount, the valve 24 hits the bolt 28 - and is opened. The piston 23 stops, while the aer piston 26 moves in the direction of the valve 24. -From the room 38 now flows through the currents 4 "5 # 6rrriquid in the room 39; - in which the Fig. 2 shown exemplary embodiment, # the Kolbän # .26 # - if the sealing fluid has not been pressed in in the manner described in good time, finally hits a projection in the end wall of the piston 23, the sealing fluid seal is depressurized and fails.

Im Ausführungsbeispi#I der F i g. -3 trifft während der Bewegung des inneren Kolbens 26 dieser in bestimmter Stellung auf den wachsenden Widerstand der sich -über die- Federplatte 36 gegen das geöffnete Ventil 24 abstützenden. Federn 35. Dabei tritt nochmals ein allmähliches Absinken -des Sperrflüssigkeitsdruckes ein, wodurch über einen -weit eren, nicht ge- zeichneten Minimalkontakt des Manometers 10 eine die abzudichtende Maschine1 abschaltende Sicherheitseinrichtung betätigt wird.In the embodiment example # I of FIG. -3 , during the movement of the inner piston 26, it encounters the growing resistance of the spring plate 36 supporting itself against the opened valve 24 in a certain position. Springs 35. In this case, again a gradual decrease occurs -des barrier liquid pressure a, thereby over a -wide older, not the subscribed minimal contact of the pressure gauge 10 is a sealed Machine1 the disengaging safety device is actuated.

Claims

Claims: 1. Device for storing and supplying a pressurized liquid, consisting of a cylinder, a piston movable therein, separating the liquid and a pressure medium, and your monitoring device, which automatically emits warning signals before the liquid to be supplied is used up characterized in that the piston consists, in a manner known per se, of two parts (23, 26) which are arranged axially displaceably one inside the other and a space (38) filled with the pressure fluid, of which the outer piston (23) at its pressure fluid outlet (5 ) facing the end face has a valve (24) penetrating this, whose. axial length is such that when the reservoir is almost empty, the outer piston first rests against a resilient stop (31) and only then does the valve stem come into contact with a fixed stop (32) .

2. Device according to claim 1, characterized denotes Ge, that the inner piston (26) has on its side facing the end wall of the outer piston (23) side a spring-loaded stop (36) at near room (38) entleertern on to the plant the valve (24) comes. Contemplated publications: USA. Patents No. 2347379, 2555640, 2592613, 2754847, 2979070..