DE1689011U - Selbsttaetiger druckgesteuerter zweiweg-kolbenschieber. - Google Patents

Description

J.M. Voith G.m.b.H. ($22/ 612/ A 2162} /

?Λ2 7 28 6 5-5.5.51

Antriebaanlage fur Terschlußorgane an 5o.hr— leitungen großen Durchmessers

Die Yersehlußorgane an Höhrleitungen mit großem. Durchmesser, insbesondere Sicherheitsklappai art Wasserkraftanlagen, werden vielfach, durch, einfach wirkende Druckzylinder betätigt. Bas !Druckmittel für den. Druckzylinder wird hierbei von siner Druekpiimpe geliefert* und die Steuerung des Druckmittel-- und -abflussea zum lazv* irom Druckzylinder erfolgt in. üblicher Weise durch einen, handbetätigten. Dreiweghahn^ eia Wechselventil aidgl Die Terifeadung- eolcher- handbetätigter Hahne oder Steuerventile hat-Ii sich, aber in. mehrfacher- Hinsichi? als nachteilig erwiesen, was aa. dem besonderes Beispiel einer ^ntriebsanlage «ir eine SchnellsehluSeinrichtiing axt. einer- Hochdruckrohrleitung (etwa gemäS dem Ausführungsbeispiel nach, unserer Abb,4) näher erläutert werden soll*

Sie Drehklappe dieser SchnellschliiSeinrichtung· mittels einea einfach beaufschlagten Brudekolbens gegez& das Sewieht eiaes Sebels geoffne-fe und ia der geöffnetes Stellung " äureii. ein* SperrMink* gehaltea, wobei im Uatfall durch eia, geeignetes. Mittel (Handbetätigung-,, Hubmagnet oder 3tau3ch.eibe) die Sperre gelost χωΜ durch, den, Gewiehtahehel als Klappe- wieder geschlossen; wird*- fber; einea handbetätigtes Breiweghaha wird der Zylinderdruckraum während der Hubbewegung· mit- der- Srucköl— pumpe? und in der Sperrsteliuog mit dent als Kicklaufbehalter- verwendeten zweiten 2ylinderraum aberhalb des Kolbens verbunden» Dadurch kann, das Ql während der schnellen Schließbewegung ungehindert aus dem Druckraum entweichen. Wird das Umschalten des Dreiweghahnes in die Sperrstellung vergessen, so wirkt die SchnellschlieSvorrichtung nicht. Sine weitere Sicherheitsvorrichtung ist daher erforderlich und besteht etwa darin, daS der

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Drehgriff am Dreiweghahn mit einem. Sewichtshebel versehen und derart vor der Ölpumpe angeordnet wird, daß beim Betätigen der Pumpe dieser Sewichtshebel mit einer Hand angehoben, und gehalten werden muß,, wobei der Dreiweghahn in Arbeitsstellung steht. Wird nach Beendigen, des Pump ens der Hahngewichtshebel losgelassen* so stellt er selbsttätig dönr.Sreiweghahn in Fallstellung:. Die Bedienungsperson muß also gleichzeitig mit der einen Hand, den Sewichtshebel am. Breiweghahn und mit der anderen Hand die Handpumpe betätigen. Die dabei auftretende Behinderung des Pumpens sowie der zusätzliche Einbau dea Hahnge— wichtshebels sind lästige Nachteile*

SemäS der Targeschlagenen. Neuerung wird nun. bei dem erläuterten Anwendungsbeispiel als auch bei ähnlichen Antrieben fur/ Terschlußorgane großer Eohrleitusgert der- Dreiweghahn. oder ein sonst übliches Weehselventil vorireilhaft durch, einen, nachstehend beschriebenen. Zveiweg-Kolbensckieber- ersetzt*. Bieser-Kolbenschieber wird tos dem zugef tOirtea. Bruckmittel selbst betätigt und ateuerte -chma. den Zu— und Abfloß zum bzw* vom Druckzylinder vollkommen, selbsttätig. Ein zusätzlicher Hahngewichts— hebel ist: dann überflüssig; bei. Anlagen, mit Handpumpen wird überdies die Behinderung beim Pompes vermieden* BeT Solbenschieber ia-fe dabei derart ausgebildet _r d&& eia ta. einem etwa zylindrischen. Sehäus» verschiebbarer/iSx%in^e-^ön einer- Belastungsfeder ο »dgl. in die eine Endatellußg- gedräcfet wird, und dabei die Terbindung: zwischen der Anschlußleitung: des Druckzylinders und der Zuflußleltun^ pperrt* voa einem durc& die Zuflußleituag: eintretenden. SrueJme&iuxEi. aber entgegen, der !Federkraft ia eine zweite verschoben werden: leans, und dann die Verbindung zwischen: Φβτ- AnschO-ußleitung dea- Druefezylinderar xmä der Ablauf leitung: sperrt j- f«i*«rhia besteht noch über einen oder mehrere Umgehungakanäle mit !deinem Querschnitt eine Terbindung zwischen den Säumen beiderseits des Schieberkolbens*

Die Wirkungsweise dieses Ztweiweg-Kolbenschiebers ist hierbei folgende: Bei genügendem Überdruck tritt das etwa von

einer Handpumpe gelieferte Druckmedium durch, die Zuflußleitung in. das Schiebergehäuse ein, preßt den/EQ&en^ein. seine aweite Sndstellung "und .kann, nunmehr über die Anschiußleitung in den Druckzylinder gelangen* Hort der Sustram des Druckmediums "und dessen überdruck auf, so drückt die Belastungsfeder ί&π Schieberkoiben in. seine erste Bndsteilung zurück, wobei die Umgehungs— Kanäle einen Umlauf des durch den. Sehleberkolben Trerdrängten Mediums von eines Gehäuseteil in den anderen ermöglichen» Die Anschlußleitung; (und damit der Druckzyiinderraum) ist jetzt wieder von der/ Zuflußleitung getrennt und mit der £bflu&Leitung; des Schiebers verbunden. Das Druckmedium Tram*, nunmehr zu. beliebiger Seit ungehindert aus dem Druckzylinder durch, den Kolbenschieber entifeichen*

Der oder die Omgehungskanäle sind: erf orderlich^ da sonst" bei gut dichtenden, kolben: und Druckleitungen; eine» selbsttätige üickstellung des Sehieberkolbens. nicht erfolgea könnte-. Die> iSöiEdnung mehrerer solcher Uatgehungskanäle- ist wohl möglich» Um aber einen, au großen DruckmittelTerlust durch dieselben zu. vermeiden* wird s»eckmaßigerweise nur ein. einziger Κάτμ*] mit kleinem Querschnitt» Terwendet* Andererseits darf: dieser Quer— schait-fe niehfc ssl MLein gewahl-fe werden^ da sonst di« SEickstell— ader Schliesszei-fe des Kalbensehieber^ sm -gpg# ist·*

Püa? Ventilsteuerun^eE, Ton. Kolbenmaachinen^ insbesoncLere Ton Dampfmaschinen^ wurde wohl bereits eine gleichartige Kolben— schieiierausbildung: Torgesehlagen.«· herbei handelte es sisk aber nicht nur um. ein. vollkommen anderes Inwendungsgebiet^. sonders auch, um grundsatzlich Tersehiedene ffetriebsverhältniss«» Bei. der VQrbekffHBtezL Steuerung erfalgfc ä*B eis. daaeraäeai ua€ äuSerst rasches umschalten. Bei unserer angemeldeten Einrichtung wird äagßgen. nur in. sehr großen z#L1?abständen. (bei den. Sichearheit3lsfex,g.s]a für Eehrleitungen. ζ JS* nur bei einem Rohrbruch) geschaltet, dafür bestehen aber hier besonders hohe Anforderungen in Bezug auf die Sicherheit»

• ' -η ττ ι. ι τ /-Unserer jtorgeschlassnen Einrichtung ... , ' Der Umgehungskanal/Sann na KolBen a@s^sKoXDeiiscn±et>ers^ö

,Vorgesehen und vorteilhaft als axiale Bohrung oder als längs— ^;nut am Kolbenmantel ausgebildet sein., Ss ist aber auch möglich, den Umgehungskanal im Schiebergehäuse anzuordnen und insbesondere als Längsnut an. der Zylinderinnenwand oder in Form von Bohrungen in der..Orehäusewan& auszubilden.,

Hach einer Weiterbildung "wird bei möglichst lEleiner Schließzeit ein trotzdem !deiner Druckmittelverlust durch den Umgehungskanal dadurch, erreicht, daß der Querschnitt dieses Kanals durch, den. Schieberkolben oder dure& dessen ZusaBimenwirken mit anderen. Bauelementen gesteuert -wird., Tarteilhaft erfolgt die Steuerung derart,. daß der Umgehungskanal in der die Abflußleitung; absperrenden Bndstellung- des Schieberkolbens teilweise verschlossen wird.· Ber in dieser Kolbenstellung· freibleibende restliche Kanalquerschnitt: läßt. dann, nur wenig Brück— mittel entweichen* genügt aber vollauf zum Einleiten der Eückatellbewegung» !Fach einer geringen. Bewegung des Schieberkolbens aus der Endstellung wird der Umlaufkanal ganz freigegeben* so daß die weitere Schieberbewegung: schneller· vor sich geht.»

Ees weiterea ist es günstig* wenn der Umgehungskanal ±31 &&£: die Zuflußlexturtg; absperrenden, Sndstellung des Schieber— kolbens gans verschlossen wird.. In. Euhesteliungr des Schiebers ist dann die 2uf!umleitung vollkomaen abgesperrte

las gänzliche oder- teilweis« Terschließext des IM-gehungskanaXa erXalgiE isweekmäSSff dureit am SehlEuse oder/und am Eoibea des Eblbenschieljerai vorgesehene Dichtflächen.* die in den. Kalbenendstellungert au» Anliegen, koxamen und dann die- ffiindungCen) des Umgehungskanala gana baw«. teilweise verschließen« lie 33ichtfläehen können in. vorteilhafter Weise von Stirnflächen von im Schiebergehäuse oder am Schieberkolben befestigten Anschlägen (Anschlagstiften od*dgl.) gebildet werden,.an bzw«, mit denen der Schieberkolben in seinen -^dstellungen anliegt und die die Mndungen des im Kolben angeordneten Umgehungskanals ganz oder teilweise abdecken. Der Schieberkolben kann aber auch in den

Sndstellungen an Schultern der Grehäuseirmenwand aunt Anliegen kommen, wobei bei jeweils? anliegendem Schieberkolben die Schulter nahe der ZufluBöffnung- die den. TJmgehungskanal bildende Hirt od* dgl* ganz absperrt, und die Schalter am. anderen. Ende die Hut mit A π anahm a einer Kerbe abschließt.

In den. Zeichnungen, ist die BTeuerung näher erläutertV Hierbei zeigen, die Abbildungen. 1 bis 5 verschiedene Aiisführungs— formen Ton Zweiire^sEiilbeiiachiebern* In. Abb* 4 ist eine gemäß der Feuerung ausgebildete Tollständige Antriebsanlage für eine Sicherheitsklappe einer Wasserkraftanlage: dargestellt*

Die BezugsnuBnaern be&auten hierbeii X das- Sehäuse des Kolbenschieber^ Z den/lS:n!ren>^r5 die Belastungsfeder^ hier als Schraubenfeder ausgeführt_r 4 die Artsehlußleitong zu, dem Brückzylinder¹ der Antriebsanlagö',- 5 dier ZufluSleitung CSintritta— öffnung) für das Ton der Bruekquelle koiaiaende Brucksiediam-t δ die " "Ablaufleitung und 7 den Fmgehungskanal* In. dem Beispiel nach. Abfe*. 1 is-t dieser Kanal als konzentrische Bohrung: im Schieber— kolben. angeQiMnetv wobei die Steuerung: der Kanalöffnunges. in. dem KolbenendstelluiigeHi durch, ebenfalls konzentrisch liegende Begrenzungsstifte 8 und 9 erfolgte Baait der Kanal iiL der* zweites Sa^stellua^ aicht gaßät yerscitlossea -siiri^ 1&% greazungsstift E die> Querkerbe 12 Torgesehen*

Eine andere. Ausbildung dea Kalbenschiebers zeigt Abb» Z. „ nach: der aick der Kolben mit des als axxale Kolbennut ausgebildeten. Kanal in den Endlagen; direkt gegea Biehtungaflächea: 10 und 11 des Gehäuses anlegt und dadurch die Jfut teil¥eise bzir* ganz TersehlieSt* Ber Sehieberkolbeit ist hierbei, im der aweiten Endstellung- gezeichnet ^ gestattet alaa üem bei. 3 eintretenden. Bruckmediua den BurehfluiJ über² den Anschluß- 4 zum Bruckzylinder· line zusätzliche Brosselscheibe 13 regelt die ^fluggeschwindigkeit durch die Ablaufleitung= £■-. - In AxBb* 5 ist eine weitere Schieberausführung dargestellt, bei der der tfingehungskanal 7 als Fut im Gehäuseteil ausgebildet und durch Abdecken durch ά&χ Kolben gesteuert wird.

Abb* 4 zeigt die "besonders günstige Anwendung der -Steuerung bei dem bereits eingangs erwähnten Beispiel des hydraulischen Antriebes einer Sicherheitsklappe für Wasserrohrlei— tungen. Es stellen, hierbei dar: 14 den ölhydraulisehen einfach wirkenden, Druckzylinder, 15 den. selbsttätigen Zweiweg-Kolben— schieber, 4,. 5 und 6 die Sin— und Austrittsöffnungen des Kolbenschiebers entsprechend Abb» 1 - 5, 16 die handbetätigte Ölpumpe, 17 einen an der- 21appenach.se befestigten Gewichtshebel, 18 die Sicherheitsklappe,.. 19 die Wasserrohrleitung». 2Q die Sperrklinke für die KlappenverrLegelung* 21 das. Terbindungsgestänge zum Auslösefallhebel 22 ₁ 22 einen; den. Auslösehebel haltenden; Hockenhebel^ 24 einen Hebel für Handbetätigung- und 25 einen weiteren. Hebel mit einer in die Rohrleitung ragenden,, bei zu starker Wasserströmung: bewegten. Stauscheibe* Sie beiden; letzteren Hebel 24* 25 sind mit dem Ifaekenhebel 23 drehfest: verbunden* Sin. ferngesteuerter- Hubmagnet; 26 greift ebenfalls, am Hockenhebel 25 an* Burch; Handbetätigung,, übergroße Wasserströmung oder durefc elektr&aeit* iernsteuerung kann demnach der jfocken. am Hebel 23 bewegt und der* Hebel 22 au Fall gebracht werden,, so daß das Gestänge 21 die- Sperrklinke 20 freigibt und., dem Sewiehtshebel IT das Schließen der- Sicherheitsklappe er— Ber Schieberlolbea "befindet aloh Merbei in. seiner

untersten Stellung und ermöglicht dem Drucköl den Umlauf rom untersten in den obersten 2ylinderraum entsprechend den geatricheltea

; Seiaäs» der BarsteiXung: ia. i.bii,4 durch Betätigung der- Handpumpe in- die zweite Entstellung- gedrückt _t; ao daß- da» Öl entsprechend ü.&m voll gezeichneten Pfeilen in &en Irucks^linder eintreten kann»

Im praktischen Betrieb wird es vorkommen, daß beim Öffnen der Klappe der Bruckkolben etwas über die Sperr— stellung hochgedrückt wird· Auch nach Beendigung des Pumpens bleibt dann das Öl infolge der Karbenbelastung durch den Gfewichtshsbel unter Brück« Der Umgehungskanal T erfüllt hier

eine weitere Aufgabe, Ladern, er das Qi gana langsam in die '-AbXaufXeitung entweichen läßt _t bis der Gewichtshebel 17 in der Sperrstellung durch die Sperrklinke 20 gehalten und der Bruckkolben entlastet wird* "Die Olfüllung iat nunmehr drucklos,, so daß der Schieberkqlhen infolge der- Feder in die erate Stellung C^allstellungi) zurückgeht und den Ärbeita— Zylinder mit der Ablaufleitung Terbindet* Bei Schnellschluß der Slagpe kann nunmehr das durch den ÄrbeitskoiOen verdrängte Ö ungehindert durch den. Kolbenschieber entweichen.

den 26*4.54

Claims (1)

1. £Α2728Ρ*ίζι/

   IT 140€/47ff m ' ^{rJ J}' ^O'W Zu. Brief vom 26,4

   J«tt. Voith, a*aub.2L ' (422/ 612/ A 2162) -<f

   Saltat

   1* Antriebsanlage für ?erscalui3Qrgane an Roibrleitungen grollen Burehraesaara* Inabesondere für Sciinellaehlußorgane an ¥as~ sericrstfbaniageii^ ajit einfach ictrk-eiidextt*-- vorzugsweise durch ein» Handßumge beliefertem Druckzylinder,, dadurch gekenn— zeichnet* daü die Anaehlußieituag (4) des Druckzylinders (14} j durch eines. Zweiweg^Salbenaciiieber wä& in einem etwa ay- S

   lindrischen t3eho.ua·- (1) Teracniabbaxen Sciiisberiiolben (2) aelbat— § tätig: gesteuert wird,, welcher Scniöberkalben ?on einer Belastungs-1 feä«r iJl o.dgl., in die ein« Endlage gedrückt wird, in der er eine j swiaciisn der. Anscitlußleituag·. (4) und. einer Ablauf— S

   aerst«llt_r und τσα eine» durch, eise SufluSlei— j

   tuag: (5) eiatra-feeaden SrucJcaeai^aa entgegen &er Federkraft. in ein« zm&tm Sndst^llimg; versciioben. werden üsseä und. dann eine zwiaciien der: inscnli£iSIett^3^ (4) und der ZuTIuS-

   leitung C5) berstellt». sowie weiteriain gekennzeichnet durch, einen oder meiirer« Unigeiiungalcanäle (7) mit kleiaem Querschnitt» über die ein» Verbindung zwischen den Bäumen: beiderseits des ScMeberkolben*

   lntrisbfsanlage nach Äaspxuch I_t dadurclt -ge&ennÄeichnet*. daS der Umgchungelcanal CfI ia Schiebericolben angeordnet und vorzugawela* ala axiale Sohruug oder ala Läüganut am Koibenoantel

   Äntriebaaalag* iiacÄ Änaf rucii i_t dad^roit gekeonaeicisnet_t der ümgehungakanal ClI <&& Senäuse de» Slolbenacliiebera angeordnet und Toramgeweiae al» Μα£ρΕΕαα% aa dessen ZyXinderinnenwand

   als Bokrung in deaaen Qehäuaevand ausgebildet ist }

   4« Antriebsianlage nacn eines ά,&τ Ansprüche 1 bis % dadurch gekennasalcbxiet» da0 der Sffnungaq,uersciHiitt des Hisgenungskanala durch UQXL Schieberkolben odar durch dessen Zusammenwirken mit anderen Bauelementen (8_f> % XQ_P 11} gesteuert wird»

   -2-

   5r Antriebsanlage nach. Anspruch, 4, dadurch, gekennzeichnet daß der Umgehungskanal. in. der die Abflußleitung: absperrenden. Bttdstelluiig des Schieberkalbens teilweise verschlossen ist..- . .

   6» Antriebsanlage nack Anspruch: 4 oder 5^ dadurch, gekennzeichnet, daß der ümgelmngskan al in. der ύχ&. "Zuflußleit-ung: absperrenden. SndstelXiing' des Sehieberkolbens ganz .Terschlossea ist"»

   7· Antriebsanlage: nach, einem der Ansprtleiie Φ bis 6* dadureh. gekennzeichnet, dai3 am Kolbensehiebergehätise oder/und aia Schieber— kolben; besondere Dichtfläciieit vorgesehen; sin&> die die? Win.— dimgen; des üiagehangskanais i·^ den; ^ldsrteXiungen; des Schis— ljerlEQl.beiia ganz oder teilweise Terschüeßen.»

   8. Aatriebsanlager nach. Anspruch: 7* dadurch, gekennzeichnet^ daß die* Sichtflächen τοη den. S-feimflachea von. im ITolbenscnieberge— MiiS« sd&r am Schieberfeolben; befestigtrem Anschlägen (S_t 9} gefeildet -srerden,= an "bisr* mit denen der Schieb-erkolben; in seinen. Ends-teliungen; anliegtf= "wobei die IMndtuigen des Sm Schieberkalben angeordneten TfingehTi""gg^^^l.ff ganz, oder teiXweise· ab— gedeckfe sind«

   Antriebsanlage= nach; Anspruch. 7_r dadurch, gekennzeichnet^ daßder SckLeberkalben im den Endsteilungeni an Schultern CiQ s H-I €er-^; (iehäuseianenwan£ dea Eoibenschiebers zqse Anliegen kommt_F wobei bei jeweils annagendem Sehieberkolben die Schulter ζΧΙ.1 ctea? '^yfXnS^f"fitMtg di^ den liSagehungskaisal,

   feaar« i^ SeniftfeerkorlttoE gBns atesgerj*,, und &£.#_ anderes '

   Heidenheim, den 26,4*54
   Li/He