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Vorrichtung zum Füllen eines ölpneumatischen Akkumulators Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Füllen eines ölpneumatischen Akkumulators mit freiem
Kolben in einem ölpneumatischen Steuerantrieb, die einen Niederdruck-Flüssigkeitsbehälter,
eine Pumpe zum Beschicken des Akkumulators mit Flüssigkeit, einen AuslaBhahn, der
zwischen dem Zylinder des Akkumulators und dem Flüssigkeitsbehälter angebracht ist,
einen statischen Behälter und ein zwischen diesem, einer oder mehreren Füllflaschen
und dem Zylinder angeordnetes Ventil umfallt.
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Eine ölpneumatische Steuerung umfaflt im allgemeinen einen oder mehrere
Akkumulatoren, die aus einem Zylinder mit freiem Kolben und einem statischen Gasbehälter
bestehen,
der mit einem Hochdruckgas, gewöhnlich Stickstoffgas, gefüllt ist, ferner einen
oder mehrere Hydraulikzylinder, eine Pumpe, mit deren Hilfe die Akkumulatoren von
einem Niederdruok-Flüssigkeitsbehälter aus nachgeladen werden können, Ventile und
einen Auslaßhahn, der sich zwischen der Hochdruckleitung und dem Behälter befindet.
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Für den Benutzer ist es besonders vorteilhaft, wenn er die Vorfüllung
des Akkumulators, bevor er in Betrieb genommen wird, an Ort und Stelle vornehmen
oder bei etwaigem Ausströmen den Druck in letzterem wiederherstellen kann. Zu diesem
Zweck verwendet man bei den bekannten Verfahren eine Füllvorrichtung, die eine oder
mehrere durch Leitungen verbundene Druckgasflaschen, einen mit einem freien Kolben
versehenen Zylinder, eine Pumpe, einen Niederdruck-Flüssigkeitsbehälter und einen
im allgemeinen von Hand bedienbaren Verteiler umfaßt.
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Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs erwähnten Art besteht
das. Ventil aus einem einfachen, von Hand zu betätigenden Absperrventil. Der Füllvorgang
erfolgt in zwei Arbeitstakten. Zunächst wird der Zylinder mit der bzw. den Gasfüllflaschen
in Verbindung gebracht, wobei der statische Behälter abgesperrt und der Entleerungehahn
geöffnet
ist. Dann füllt sich der Zylinder mit Druckgas. Anschließend wird der Entleerungshahn
geschlossen, der Hahn der Füllflasche bzw. Füllflaschen gesohlossen und
der statische Behälter mit dem Zylinder in Ver-
bindung gebracht. Dieser
wird dann mit Hilfe der Pumpe mit Öl gefüllt, das das vorher angesaugte Gas
in den
statischen Behälter verdrängt. Nach einer Reihe von Vorgängen entleert
man das Gas aus der bzw. den Füllflaschen in den statischen Gasbehälter.
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Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Sperr-
hähne der
Flasche bzw. Flaschen bei jedem Vorgang geöffnet und geschlossen werden müssen.
Insbesondere kann diese Vorrichtung kaum auf automatischen Betrieb umgestellt werden,
da der Hahn der Füllflasche bzw. FUllflaechen fest mit diesen verbunden ist und
nicht mit der ölpneumatischen Steuerungsanlage.
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Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil der bekannten Vorrichtung dadurch
beseitigt, daß das Ventil ein selbsttätiges Steuerventil mit einem Hohlraum ist,
das
in ständiger Verbindung mit einem Gaoraum den Zylindern mit
freiem Kolben steht und in dem sich ein bewegliches Teil befindet,
das von einem Versohlußetttak überdeckt
ist, bei dessen Verschließen die Verbindung
zwischen
dem Hohlraum und dem statischen Behälter unterbrochen
ist, wobei der statische Behälter dann über zwei xüok*@ schlagventile, die vorzugsweise
in der Achse den beweg-
lichen Teils angeordnet sind, an die Füllflasche bzw.
-Flaschen angeschlossen ist und das zwischen den Venti-
len
befindliche Volumen ständig mit dem Hohlraum verbun-
den ist.
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Bei einer Speioherladeeinriohtung ist die Ver-
wendung eines
Rüokschlagventils zum Verhindern eines
Rückstromes vom Speicher zur Pumpe
bereite bekannt.
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Der Vorteil der Ausführung gemäß der Erfindung besteht dagegen
darin, daß von den zwei Rüoksohlagventilen das eine den Rücklauf zur Füllflasche
sperrt und das
andere, das entsperrbar ist, den Rücklauf aus dem aufzufüllenden
Behälter sperrt. Einerseits dienen die beiden
Rücksohlagventile dazu, aus
der Vorrichtung eine Saus-und Druckpumpe zu machen, wobei die Pumpenergie von der
hydraulischen Pumpe geliefert wird und die Arbeitsphasen
durch den Auslaßhahn
reguliert werden. Andererseits wird dadurch, daß die beiden Rüokaohlagventile auf
dem beweg-
lichen Verschlußstück des Steuerventile montiert sind, ihre automatische
Eihsohaltung beim Anlegen des Verbindungsstutzens an die Druckgasflasche gewährleistet
und
somit das Versohlußstäck geschlossen. Wird der Stutzen jedoch
entfernt, so wird das Verschlußstäck geöffnet und die Ventile werden ausgeschaltet.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Ansohluß des Verbindungsstücke
einer Zeitung, die das Steuerventil mit der ?ällflasohe verbindet, selbsttätig das
meahanisohe Schließen des Versohlußetüokes betätigt.
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Weitere wesentliche Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung
beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen: Fig. 1 eine schematisch dargestellte
Füllanlage nach der Erfindung, Fig. 2 eine Einzelheit der Anlage nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine weitere Einzelheit der Fig. 1.
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In Fig. 1 ist die Gesamtheit des ölpneumatischen Steuerantriebs und
der erfindungsgemäßen Füllvorrichtung dargestellt.
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Aus Fig. 1 sind die Hauptelemente einer doppeltwirkenden ölpneumatischen
Steuerung mit einem Akkumulator
ersichtlich. Die Druckgasreserve
füllt ganz einen der
Räume eines Zylinders 2 eines Akkumulators und den eines
statischen Behälters 1 aus, der im allgemeinen aus einer Gasflasche besteht. letztere
ist mittels eines Steuerventils 24 und einer Zeitung 4 mit dem entsprechenden Gasraum
6 des Zylinders 2 verbunden. Der freie Kolben 5 des Zylinders 2 trennt diesen Gasraum
6 von einem Flüssigkeitsraum 7. Die Steuerung umfaßt auch einen unter Atmosphärendruck
stehenden Flüssigkeitsbehälter 8 und zwei Ventile 9 und 10, die einen doppeltwirkenden
Hydraulikzylinder 11 sowie eine Pumpe 12 und einen Auslaßhahn 13 speisen.
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Außer bestimmten Teilen, die dem normalen Betrieb der ölpneumatischen
Steuerung dienen, umfaßt die erfindungsgemäBe Füllvorrichtung das Steuerventil 24,
das eine Sonderausführung darstellt und nachstehend beschrieben ist, eine Füllflasche
14, die mit einem Hahn 15 versehen ist, und eine Verbindungsleitung 25.
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In Fig. 2 ist das Ventil 24 und die Zage seiner inneren Bauelemente
während der Füllung mit Hilfe der Füllflasche 14 dargestellt. Wie aus dieser Figur
ersichtlich, trägt der statische Behälter 1 einen Ventilkörper 26, auf den eine
Bodenmutter 27 aufgeschraubt ist. In
dem Körper 26 ruht ein vorzugsweise
konisch ausgebildetes Versohluflstüok 28 auf einem Sitz 29. Im Innern
des
VersohluBstüokes 28 stutzt sich die Kugel eines Rücksohlagventils 30 auf
einem Sitz 31 ab. Sie steht unter dem Druck einer Feder 32. Letztere stützt sich
auf einem durchbohrten Pfropfen 33 ab, der in das Versohlußetüok 28 eingeschraubt
ist und dessen Verlängerung 34 der Kugel als Anschlag dient. Im Innern eines Zylinders
35, der einen Ansatz des Versohlußstö.okes 28 bildet, ruht unter
der Einwirkung einer Feder 38 die Kugel eines Rüoksohlagventils 36 auf einem
Sitz 37. Die Feder 38 stützt sich auf einem durchbohrten Pfropfen 39 ab, der in
Gin Zylinder 35 eingeschraubt ist und dessen Verlängerung 40 als Anschlag für die
Kugel dient. Ein durch den Zylinder 35 radial gebohrter Kanal 41 verbindet den zwischen
den Kugeln der beiden RUoksohlagventile 30 und 36 befind-
lichen Raum
mit einem Hohlraum 42 des Ventilkörpern 26, der durch einen Kanal 43 und
die Leitung 4 mit dem Zylin-der 2 den Akkumulators in Verbindung steht.
Der obere
Teil den Zylinders 35 ist unter Bildung eines bewegliohen
Teils 44 abgesetzt, das in der Bodenmutter 27 gleitet..-Das Ende der Leitung
25 der Füllvorrichtung umiaBt ein Verbindu.ngestüok 45, dessen unteres
Ende, wenn es in
die Bodenmutter 27
eingeschraubt wird, den Zylinder 44
nach unten stößt und das versohlußstüok
28 mit seinem
Sitz 29 in Berührung bringt.
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Fig. 1 und 2 lassen erkennen, wie das Füllen den
statischen
Behälters 1 erfolgt. Bei stillstehender pumpe 12 und geöffnetem AuslaBhahn
13 öffnet man den Hahn 15.
Das Druckgas aus der Füllflasche
14 hebt die Kugeln der
Rückechlagventile 30 und 36 von ihren Sitzen
ab und füllt
einerseits den statischen Behälter 1 durch die
Öffnungen des Pfropfens 33 und andererseits den Gasraum 6 durch
die
Kanäle 41 und 43 des Hohlraums 42 und durch die Leitung 4, was die Verdrängung
des freien Kolbens 5 nach
unten bewirkt. Der Hahn 13 wird gesohloasen
und die Pumpe 12 in Betrieb gesetzt. Die Flüssigkeit des Behäl+gre
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wird in den Flüssigkeitsraum 7 gefördert, bewegt den
Kolben
5 nach oben und verdichtet das Gas in dem Gas-
raum 6, der Zeitung
4 und dem Hohlraum 42. Infolge des
Druckes wird die
Kugel des Rüoksohlagventils 36 gegen
ihren Sitz 37 geprellt,
dagegen die Kugel des RUckschlagventils 30 von ihren Sitz 31 abgehoben und
das Gas in dem statischen Behälter 1 weiter komprimiert. Wenn
der
freie Kolben 5 seine höchste Stellung erreicht hat, wird durch Öffnen
des Hahnes 13 die Flüssigkeit des Flüseig-
keiteraumes 7
in den Behälter 8 übergefUhrt, in dem das Gas der Füllflasche 14 den Kolben
5 nach unten bewegt. Der Druck in dem statischen Behälter 1 bleibt bestehen, denn
da er höher ist als derjenige in der Füllflasche 14 drückt er die Kugel des
Rüoksohlagventils 30 auf ihren Sitz 31. lach dem Schließen der Hähne 13 und
15 wird durch Inbetriebsetzen der Pumpe 12 der freie Kolben 5 verschoben, das Gas
des Gasraumes 6 komprimiert, die Kugel des Rüoksahlagventils 36 auf ihren Sitz 37
gedrückt, das Rückschlagventil 30 geöffnet und der Druck in dem statischen
Behälter 1 weiter erhöht. Der Vorgang wird solange wiederholt, bis der gewünschte
Druck in dem Gasraum 6 und damit im statischen Behälter 1 erreicht ist.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, gleitet bei in Betrieb befindlichem Akkumulator,
wenn die Füllflasche sowie das Verbindungsstück 45 der Zeitung 25 abgetrennt sind,
das bewegliche Teil 44 des Zylinders 35, in dem das VersohlußstIiok 28 befestigt
ist, unter dem Druck, der auf den Querschnitt des beweglichen Teils 44 ausgeübt
wird, nach oben, bis der ringförmige Absatz zwischen dem Zylinder 35 und
dem beweglichen Teil 44 an der Bodenmutter 27 zur Anlage gelangt.
Bei dieser Verschiebung hebt eich das Versahlußstüok 28 von seinem Sitz 29 ab, gelangt
in die
in Pig. 3 gezeigte Stellung und stellt die Verbindung zwischen
dem statischen Behälter 1 und dem Gasraum 6 her. Dann wird das Verbindungsstück
45 durch einen vollwandigen Pfropfen 46 ersetzt, der mit einer an der Mutter 27
anliegenden Dichtung 47 versehen ist. In diesem Zustand ist der Akkumulator betriebsbereit.
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Man sieht, daß bei der erfindungsgemäßen Füllvorrichtung außer den
für den normalen Betrieb des ölpneumatischen Steuerantriebs notwendigen Elementen
nur eine Flasche, die das Füllgas enthält, und ein Spezialventil verwendet wird.
Man erhält auf diese Weise eine Vorrichtung, deren Selbstkostenpreis viel geringer
ist als der einer herkömmlichen Füllvorrichtung und deren Raumbedarf sehr eingeschränkt
ist.
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Ferner wird durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Ventils eine
automatische Füllung erreicht; insbesondere bleibt der Hahn der Füllflasche während
des gesamten Füllvorganges geöffnet.