DE2044399C3

DE2044399C3 - Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich von Mengenverlusten eines gasförmigen oder flüssigen Ausgleichsmediums

Info

Publication number: DE2044399C3
Application number: DE19702044399
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Trockeneis-Vertrieb & Co 6700 Ludwigshafen GmbH
Current assignee: Trockeneis-Vertrieb & Co 6700 Ludwigshafen GmbH
Priority date: 1970-09-08
Filing date: 1970-09-08
Publication date: 1974-07-18
Also published as: DE2044399B2; DE2044399A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich von Mengenverlusten eines gasförmigen oder flüssigen Ausgleichsmediums, das z. B. zum Schmieren, Kühlen und/oder Abdichten einer Welle von einem gasförmigen oder flüssigen Förderprodukts dient, bestehend aus einem Zylinder mit Anschlüssen und einem Steuerkolben, der das Förderprodukt von dem Ausgleichsmedium trennt, das unter gleichem oder höherem Druck als das Förderprodukt steht, wobei die Anschlüsse des Zylinders mit der das Ausgleichsmedium enthaltenden Leckagestelle und mit dem Förderprodukt in Verbindung stehen.

Auf dem Gebiet der Petro-Chemie und Erdölraffination werden bei Pumpen oder Rührwerken mit schwierigen Abdichtungsverhältnissen doppelte Gleitringdichtungen zur Abdichtung der Wellen zwischen Innenraum und Atmosphäre eingesetzt. Zwischen den beiden Dichtungen stehen Flüssigkeiten, sogenannte Vorlage- oder Ausgieichsflüssigke-ten an, die die Schmierung zwischen den Dichtflächen gewährleisten, die Reibwärme abführen und den Austritt des Förderproduktes verhindern. Vorrichtungen zum Ausgleich von Mengenverlusten des Ausgleichsmediums sind bekannt. Bei den Arten der Sperr-

¹S druckbildung wird zwischen Eigendruck des Eigengas- oder Flüssigkeitspolsters des Förderproduktes und zwischen Fremddruck eines Fremdgas- oder Flüssigkeitspolsters unterschieden. Die letztgenannten Vorrichtungen weisen gas- oder fJiissigkeitsbea ufschlagte Kolben, Membranen oder Blasen auf, wobei zwei völlig voneinander getrennte Räume vorhanden sind. Die eine Seite dieser Räume steht mit dem System in Verbindung, während der andere Raum das Medium enthält, das zum Ausgleich der auftretenden Verluste dient.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser An kann jedoch der Druck infolge der Volumenänderung wahrend des Ausgleichvorganges nicht konstant gehalten werden. Es sind auch Vorrichtungen bekannt, die mittels komplizierter pneumatischer oder hydraulischer Steuerorgane den Systemdruck konstant halten. Diese sind jedoch konstruktiv sehr aufwendig und erfordern prinzipiell eine stetig laufende Pumpe, die die Mcdiumverluste aus einem vorhandenen Medium-Vorratsbehältcr ausgleicht. Alle diese bekannten Vorrichtungen sind mit Überwachungsgeräten versehen, die hei einem kleinsten, noch vorhandenen Rest Volumen Warnsignale auslösen. Ein gemeinsamer Nachteil aller Vorrichtungen des Standes der Technik dieser Art besteht darin, daß der Druck fast schlagartig abgebaut wird, wenn die zur Verfugung stehende Menge an Ausgleichsmedium verbraucht ist. Obwohl dadurch ein Warnsignal ausgelöst wird, kann das plötzliche Ausbleiben der Ausgleichsflüssigkeit trotzdem zu einer Beschädigung der Anlage führen. Auch ist es beim Stand der Technik erforderlich, die verbrauchte Nachfüllflüssigkeit von Hand wieder nachzufüllen.

Zur Behebung des Nachteils bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art, der darin besteht, daß bei Aufbrauch der Flüssigkeil der Druck rapide abgebaut wird, wurde bereits eine Einrichtung zum Speichern und Zuführen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit geschaffen, die aus einem Zylinder, einem aus zwei Teilen bestehenden Kolben und einer Überwachungseinrichtung besteht, die vor Aufbrauch der zuzuführenden Flüssigkeit Warnsignale abgibt. Mit dieser bekannten Einrichtung wird zwar der Druck allmählich abgebaut, und es werden Warnsignale abgegeben, aber es erfolgt keine automatische Nachfüllung des Zylinders mit Ausgleichsflüssigkeit.

Der Erfindung liegt deshulb.die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich von Gas- oder Flüssigkeitsmengenverlusten vorzuschilagen, die diesen Ausgleich selbsttätig und unter Einhaltung des im Kreislauf herrschenden Druckes sowohl bei relativ niedrigen als auch bei relativ hohen Drücken ausführt.

Die Lösung dieser Aufgabe besieht erfindungsgemäß darin, daß der Steuerkolben an seinem Umfang mehrere Ringnuten und eine Bohrung für einen federbeaufschlagten Hilfskolben aufweist, wobei die Kolben Radiai- und Längsbohrungen haben, daß der Steuerkolben zwischen zwei Anschlägen des Zylinders um! der Hilfskolben zwischen 2wei Anschlügen des Steuerkolbens unter Bildung -.on Druckräumen hin iHid her verschiebbar sind, wobei der Steuerkolben inner dem Einfluß eines durch einen Druckanschluß /^geführten Druckmediums das Ausgleichsmedium .'lir Leckagestelle drückt und bei bestimmter Stellung ι!es Steuerkolbens durch einen Nachfüllanschluß Λ. usgieichsniedium nachströmt, und daß bei Erreichen lies unteren Anschlages durch den Steuerkolben der Druckanschluß geschlossen und der Druckraum durch .inen weiteren Anschluß entlüftet wird, wobei der Ϊ hlfskolben in seine Endlage innerhalb des Steuerkoli-cns läuft und der Druck des Ausgieichsmediums den SiL'uerkolben in die Ausgangslage verschiebt, der den Hilfskolben so lange mitnimmt, bis dieser an einem Nocken anlauft, wodurch bei Weiterlaufen des Steu- ·.■·. kolbens der Dnickanschluß freigegeben wird.

I-.ine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum EinsaTz in Anlagen :nit relativ kleinem Druck der Steuerkolben zusammen mit dem Hilfskolben um ISO" gedreht in den Zylinder eingesetzt und unverschieblich gehalten ist, wobei Ausgleichsmedium durch den weiteren Anschluß über eine Ringnut des Sicucrkolber; > und Bohrungen des Hilfskolbens gegen die Feder/ur Leckagesteile drückbar ist.

Heispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben. Dabei zeigt

Fig. I einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zum Leckausgleich in einer Anlage dient, in der ein relativ hoher Druck während des Λ usgle ich Vorganges konstant gehalten wird und /war in der Funktionsstellung, in der der Steuerkolbcn in seiner oberen Einstellung und der Hilfskolben in seiner unteren Endstellung relativ zum Steuerkolben stehen,

Fig. 2 eine Darstellung nach Fig. 1, in der Funktionsstellung, in der sich der Steuerkolben in seiner unteren Endlage und der Hilfskolben ebenfalls in seiner unteren Endlage befinden,

Fig. 3 eine Darstellung nach Fig. 1, in der Funktionsstellung, in der der Steuerkolben in seiner unteren Endlage und der Hilfskolben in seiner oberen Endlage relativ zum Steucrkolben stehen, und in der der Ausgleichvorgang beginnt,

Fig. 4 eine Darstellung nach Fig. 1, in der Funktionsstellung in der der Steuerkolben während seiner Aufwärtsbewegung gerade die Stellung innehat, bei der der relativ zum Sieuerkolhen in seiner'obersten Stellung befindliche Hilfskolben am Nocken im Zylinder anliegt,

Fig.? einen Längsschnitt des Stcuerkolbens in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zum Leckausgleich in einer Anlage dient, in der ein relativ kleiner Druck während des Ausgleiches konstant gehalten wird, wobei plötzliche Druckanstiege automatisch abgebaut weiden und /war in der Funktionsstellung, in der der Hilfskolben in seiner unteren Endlage steht und

Fig. 7 eine Darstellung nach Fig. (S in der Funktionsstellung, in der der Hilfskolben nach erfolgtem Ausgleich in hochgedrückter Stellung steht.

Der Zylinder 1 ist mit drei Anschlüssen versehen, nämlich einem Druckanschluß la, der mit einem konstanten Mediumdruck beaufschlagt wird, einem Nachfüllanschluß Ib, durch den das zum Ausgleich dienende Medium einströmt, einem Entlüftungsanschluß lc, der mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht und einem Ausgleichanschluß ld, der mit einem Anschlußgefäß 10 bzw. mit einer Leitung verbunden ist, die den Zylinder 1 mit der Stelle verbindet, an der der Leckverlust auftritt. An einem Ende weist der Zylinder eine Steuerplatte Ie auf, an der ein hervorstehender Nocken l/befestigt ist. Mit dem Flansch Ig kann die gesamte Vorrichtung auf bekannte Weise

•5 befestigt werden. Die Dichtung l/i dient zur Vermeidung von Druckverlusten im Druckraum IA:. Am anderen Ende ist der Zylinder 1 mit einer Abschlußpiatte 1/ verschlossen, in der das Hauptrückschlagventil 5 gemeinsam mit dem Ausgleichanschluß ld

^ao angebracht sind. In dem zylindrischen Innenraum des Zylinders 1 ist der Steuerkolben 2 angeordnet, der /wischen der Steuerplatte Ie und der Abschlußplatte Ii hin und her gleiten kann.

Auf seinem äußeren Umfang sind mehrere Ringnuten angebracht, nämlich eine erste Ringnut 2a, eine zweite Ringnut 2Zj, eine dritte Ringnut 2c, eine vierte Ringnut 3d und eine fünfte Ringnut Ie. Am einen Ende des Steuerkolbens ist der Nachfüllraum 2/ und am anderen Ende die zylindrische Bohrung 2s für einen Hilfskolben 3 angeordnet. Die zylindrische Bohrung Is geht gegen den Nachfüllraum 2/ zu in einen Federraum Zn über. Die erste Ringnut la ist mit einer eisten Radialbohrung 2g mit dem Nachfüllraum 2/ verbunden. Die zweite Ringnut Ib steht über die dritte Radialbohrung 2/ und der Axialbohrung Io sowie der zweiten Radialbohrung 2h mit dem Federraum 2/1 in Verbindung. Die dritte Ringnut 2c steht einerseits über die fünfte Radialbohrung 2/ mit der zylindrischen Bohrung 2s und andererseits über die vierte Radialbohrung 2/c mit der Axialbohrung 2c in Verbindung. Die vierte Ringnut Id ist über die sechste Radialbohrung 2g mit dem Entlüftungskanal Ir verbunden, der auf der Seite mündet, an der der Sicherungsring 12 angebracht ist. Die fünfte Ringnut Ie ist über die sechste Radialbohrung 2m mit der zylindrischen Bohrung 2s verbunden. Zwischen der vierten Radialbohrung 2k und der zweiten Radialbohrung 2Λ ist eine Kugel 9 federbelastet angeordnet, die nur in Strömungslichtung gegen die vierte Radialbohrung 2A: zu öffnet. Der Federraum 2« wird über die zweite Radialbohrung 2/j entlüftet.

Parallel zur Mittellinie des Zylinders 1 ist im Steuerkolben 2 ein Stößel 8 vorgesehen, der in einem Längskanal 2p gleitend angeordnet ist. Dieser Stößel weist einen konischen Absatz auf, der unter Federdruck gegen das obere Ende des, Längskanals 2p angepreßt wird. Das obere Ende des Stößels, das im Quer hnitt vermindert ist, liegt an der Ventilkugel 7 an, die ihrerseits an dem unleren Ende des Betätijumgskolbens 6anliegt. Die Bohrung, in der der Betäligungskolben hin und her gleitend angeordnet ist, hat Verbindung zu der Stirnseite des Steuerkolbens, an der der Sicherungsring 12 angebracht ist. Das untere Ende des Stößels 8 kann über die untere Stirnfläche des Steuerkolbens hervorstehen und wird beim Anlaufen gegen die Abschlußplatte Ii hochgedrückt. Das Hauptrückschlagventil, das federbelastet ist, öffnet nur in Richtung aus dem Zylinder heraus.

Die vierte Ringnut Id verbindet den Druckraum Ik über die siebte Radialbohrung 2q und den Entlüftungskanal Ir mit dem Entlüftungsanschluß lc. Dies ist dann der Fall, wenn der Steuerkolben 2 in seiner untersten Stellung steht. Dadurch ergibt sich ein Druckabfall im Druckraum IA:. Die Ausgleichsfeder 4 drückt den Hilfskolben 3 (Fig. 3) in seiner oberste Stellung, wodurch der Druckraum \k Verbindung zur Außenatmosphäre über den Lüngskanal 3c, den ersten Radialkanal 3d und die dritte Ringnut 2c erhält. Die Entlüftung erfolgt so über den Entlüftungsanschluß lc. Somit wird der Diuckraum Ik drucklos, da die Verbindung des Druckraumes Ik zu dein Druckanschluß le durch den Hilfskolben 3 unterbrochen ist.

Am äußeren Umfang weist der Steuerkolben mehrere Dichtringe 14 auf, die zur Abdichtung während des Betriebszustandes dienen. Im Federraum In ist die Ausgleichfeder 4 vorgesehen, die als Druckfeder den Hilfskolben 3 gegen den Sicherungsring 12 drückt. Dieser Hilfskolben weist eine erste Hilfskolbennut 3a auf, die über den ersten Radialkanal 3d und den Längskanal 3c mit dem zweiten Radialkanal 3e verbunden ist, der in die zweite Hilfskolbennut 3b mündet, während der Längskanal 3c an der Stirnseite des Hilfskolbens in den Raum Ik mündet. Auch der Hilfskolben ist mit mehreren Dichtringen 3/ auf seinem äußeren Umfang versehen.

In den Fig. 1 bis 4 sind die verschiedenen Betriebsstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, beim Einsatz in einer Anlage, bei der Leckverluste automatisch unter Einhaltung eines konstanten Druckes Pa ausgeglichen werden. Dieser konstante Druck Pa herrscht im Druckanschluß Ια. Das Druckhaltemedium kann über eine Leitung bei entsprechender Stellung des Steuerkolbens 2 und des Hilfskolbens 3 in den Druckraum lit des Zylinders 1 einströmen. Am entgegengesetzten Ende des Zylinders ist das Hauptrückschlagventil 5 angebracht, durch das die jeweils erforderliche Leck-Ausgleichsmenge des Mediums durch den Ausgleichsanschluß ld in das Anschlußgefäß 10 bzw. zu der Stelle der Anlage fließen kann, an der der Leckverlust auftritt. Durch den Nachfüllanschluß Ib kann das Medium einströmen, das die Leckverlustmenge ersetzt. Dei Druck des Mediums im Nachfüllanschluß Ib braucht nicht so groß wie der konstant zu haltende Druck Pa der Anlage zu sein. Es muß jedoch etwas größer sein als der Druck im Entlüftungsanschluß lc, der auch direkt mit der Außenatmosphäre verbunden sein kann. Die sich während der einzelnen Funktionsstellungen der Vorrichtung einstellenden Drücke sind in folgender Weise bezeichnet:
P₁ = Druck im Nachfüllraum 2/
P₂ = Druck im Anschlußgefäß 10 = Druck P₁
P₃ = Druck im Druckraum lk> P₄
P₄ = Druck im Entlüftungsanschluß lc
P₅ = Druck im Nachfüllanschluß \b< P,
P₆ = Druck im Federraum 2m = Atmosphärendruck

In Fig. 1 befindet sich die Vorrichtung in der Funktionsstellung, in der sich die maximal mögliche Leckausgleichsmenge im Zylinder 1 befindet. Diese kann dann stetig unter Einhaltung des Druckes Pa durch den Ausgleichsanschluß ld abgegeben werden. In dieser Stellung besteht Verbindung zwischen ucrr> Druckanschluß Ια und dem Druckraum \k über die fünfte Ringnut 2e im Steuerkolben, die sechste Radialbohrung 2m, die zweite Hilfskolbennut 3b im Hilfskolben und dem Längskanal 3c. Im Druckraum \k herrscht somit der Druck P₃ = Pa. Die zweite Ringnut Ib im Steuerkolben befindet sich im Bereich des Entlüftungsanschlusses Ic, so daß im Federraum 2n des Steuerkolbens jetzt der Druck P₆ = P₄ herrscht, wodurch der Druck P₃ im Druckraum auf den Hilfskolben voll wirksam wird.

Jede Verbindung zwischen dem Druckraum \k und dem Nachfüllraum 2/ bzw. dem Raum zwischen Steuerkolben und der Abschlußplatte Ii ist jetzt unterbrochen. In diesem Raum herrscht jetzt der Druck P₁ = Pa und im Anschlußgefäß 10 der Druck P₂ = Pa. Ergibt sich nun, ausgehend von dieser Funktionsstellung im Anschlußgefäß 10 bzw. in der mit diesem verbundene Leitung ein Leckverlust, so stellt sich momentan dort ein Druck P₂-< Pa ein, wodurch eine entsprechende Mediummenge durch das Hauptrückschlagventil 5 in das Anschlußgefäß fließt. Durch die

^ao dabei entstehende Druckdifferenz bewegen sich der Steuerkolben 2 und der Hilfskolben 3 gemeinsam in Richtung des Hauptrückschlagventils, wobei der Hilfskolben in seiner unteren Endlage relativ zum Steuerkolben verbleibt. Nach dieser Ausgleichsbewe-

^a5 gung herrschen wieder in den erwähnten Räumen die Drucke: P₁ = Pa, P₂ = Pa, P₆ = P₄.

Treten weitere Leckverluste auf, so bewegen sich der Steuerkolben und der Hilfskolben in der geschilderten Weise gemeinsam abwärts. Dadurch gelangt die dritte Ringnut 2c des Steuerkolbens in den Bereich des Entlüftungsanschlusses Ic. Das Überströmen von Medium aus dem Nachfüllraum 2/ durch den Längskanal 2p und die fünfte Radialbohrung 2/ im Steuerkolben in den Entlüftungsanschluß lc wird aber verhindert durch den Betätigungskolben 6, der infolge des Druckes P₃ = Pa die Ventilkugel 7 gegen die Öffnung des Längskanals 2p preßt.

Während der nachfolgenden Ausgleichsbewegungen erreicht schließlich der Steuerkolben seine untere Endlage, so daß er und der Hilfskolben in der in F i g. 2 gezeigten Funkiionsstellung stehen. Bei dieser Stcl lung herrscht im Nachfüllraum 2/ immer noch der Druck P₁ Pa, und das Abstrüsr m des darin befind liehen Mediums in die Leitung d Nachfüllanschiusses 1 ft wird durch das Rückschlagventil 11 verhindert. Gleichzeitig wird der Stößel 8 durch die Abschlußplatte Ii nach oben gedrückt, wodurch zunächst die Ventilkugel 7 von ihrem Dichtsitz hochgehoben wird. Der Nachfüllraum 2/ wird dadurch über die dritte Ringnut 2c entlüftet, und der Steuerkolben 2 erreicht schlagartig seine unterste Stellung, wodurch der Stößel 8 weiter nach oben gedrückt wird und dichtet den Längskanal 2p mit seinem konischen Schaftübergang ab. Hierbei wird die Ventilkugel 7 aus ihrer bisherigen Dichtstellung hochgehoben. Die fünfte Ringnut 2e ist außerhalb des Bereiches des Druckanschlusses la gelangt, so daß plötzlich die Verbindung zwischen Druckanschluß la und Druckraum Ik durch den Hilfskolben 3 unterbrochen ist. Da gleichzeitig die vierte Ringnut 2d, die über eine siebte Radialbohrung 2q mit dem Entlüftungskanal 2r verbunden ist, in den Bereich des Entlüftungsanschlusses Ic gelangt ist, sinkt der Druck P₃ ab auf P₄. Infolge dieses Druckabfalles überwiegt die Federkraft der Ausgleichsfedcr 4 und drückt den Hilfskolben nach oben, wobei der Steucrkoiben zunächst in seiner unteren Endlage verbleibt. Der Hilfskolben wandert weiter nach oben, wobei der Druckraum IA: fortwährend über die vierte

Ringnut Id entlüftet wird. Liegt der Hilfskolben oben an dem Sicherungsring 12 an, so ist die in Fig. 3 gezeigte Funktionsstellung erreicht.

Die Entlüftung des Federraumes In bei der untersten Stellung des Steuerkolbens 2 erfolgt über die zweite Radialbohrung lh, die Axialbohrung Io, die vierte Radialbohrung 2k, die dritte Ringnut 2c und den Entlüftungsanschluß Ic, während in der obersten Stellung diese Entlüftung über die zweite Radialbohrung 2/i, die Axialbohrung Zo, die dritte Radialbohrung 2i, die zweite Ringnut 2b und den Entlüftungsanschluß Ic erfolgt.

In der in Fig. 3 gezeigten Funktionsstellung herrschen im Druckraum lic der Druck P₃ = P₄ und im Nachfüllraum 2/der Druck P₁ = Pa. Deshalb wird der Steuerkolben so weit nach oben gedrückt, bis der Druck P₁ = P₅ beträgt. Dann öffnet das Rückschlagventil 11, und das Nachfüllmedium strömt mit dem Druck P₅ > P₄ in den Nachfüllraum 2/ und drückt den Steuerkolben weiter nach oben.

Bei dieser Bewegung erfolgt die weitere Entlüftung über den Längskanal 3c, die erste Hilfskolbennut 3«, die fünfte Radialbohrung 2/ und die dritte Ringnut 2c. Der Druckanschluß la ist zwar jetzt mit der fünften Ringnut 2e verbunden, doch ist die sechste Radialbohrung 2m noch durch den Hilfskolben verschlossen. Der Steuerkolben wandert weiter nach oben, bis der Hilfskolben von dem Nocken l/des Zylinders angehalten wird. Dann ist die in F i g. 4 gzeigte Funktionsstellung erreicht.

Ausgehend von der Betriebsstellung gemäß Fi g. 4 wird der Steuerkolben allein weiter nach oben bewegt, wodurch der Hilfskolben die Ausgleichsfeder 4 zusammendrückt. Die Entlüftung des Federraumes 2« erfolgt dabei über die zweite Radialbohrung 2h, die Axialbohrung 2o und die dritte Ringnut 2c, wobei die Kugel 9 von ihrem Dichtsitz hochgehoben wird. Während dieser Steuerkolbenbewegung gerät die erste Hilfskolbennut 3a außerhalb des Bereichs der fünften Radialbohiung 21, so daß dann die weitere Entlüftung des Druckraumes Ik beendet ist. Die Entlüftung des Federraumes 2n erfolgt jetzt über die zweite Ringnut 2b. Nach einer weiteren Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens gelangt dieser in seine obere Endlage, wodurch eine Verbindung zwischen dem Druckanschluß la und dem Druckraum \k über die zweite Hilfskolbennut 3b hergestellt ist. Im Druckraum Ik stellt sich sodann der Druck P₃ = Pa und im Nachfüllraum 2/der Druck P₁ = Pa ein. Der Hilfskolben wird dadurch noch in seine untere Endlage gedrückt, wobei die restliche Entlüftung des Federraumcs in der erwähnten Weise erfolgt. Der Betätigungskolben 6 drückt infolge des Druckes Pa die Ventilkugel 7 auf ihren Dichtsitz, wonach die in F i g. 1 gezeigte Ausgangsstellung erreicht ist. Da der Druck P, im Nachfüllraum jetzt größer ist als der Druck P₅, schließt das Rückschlagventil 11 automatisch. Nun kann der Vorgang des Leckausgleiches analog in der geschilderten Weise beginnen.

Die Verbindung der zylindrischen Bohrung 2s mit der dritten Ringnut 2c erfolgt über die achte Radialbohrung 2z, die versetzt zur fünften Radialbohrung 2/ angeordnet ist.

In den F i g. 6 und 7 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Einsatz in einer Anlage gezeigt, bei der Leckverluste bei einem sehr kleinen Mediumdruck ausgeglichen werden, wobei gleichzeitig eventuell auftretende unerwünschte Druckstöße automatisch durch Entlüften an die Außenatraosphäre abgebaut

ίο werden. Für diesen Einsatzzweck wird einfach der Steuerkolben mitsamt dem Hilfskolben im Zylinder umgekehrt eingesetzt und durch einen Distanzring 13 in seiner oberen Endlage festgehalten. Der Hilfskolben gleitet während des Betriebs zwischen dem Siche-

•5 rungsring 12 und seiner jeweiligen, vom Druck und der Kraft der Ausgleichsfeder bestimmten Endlage hin und her. Bei dieser Betriebsweise kann das Hauptrückschlagventil 11 im Steuerzylinder entfallen. Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform kann

»o ohne weiteres in die in den Fig. 6 und 17 gezeigte umgebaut werden. Dadurch ergibt sich in der Praxis der Vorteil, beide Ausführungsformen aus den gleichen Elementen zusammensetzen zu können.

In Fig. 6 ist die Funktionsstellung gezeigt, bei der

»5 der Hilfskolben 3 von der Ausgleichfeder 4 in seine untere Endlage gegen den Sicherungsring 12 gedruckt wird. Der Anschluß 101a ist blind und wird bei dieser Betriebsweise nicht benötigt. Durch den Nachfüllanschluß 101c tritt das Medium, das für den Leckausgleich benötigt wird, in den Zylinder ein. Im Anschlußgefäß herrscht hierbei ein Druck P₂ < Pa, da in der Leitung, die mit dem Anschlußgefäß verbunden ist bzw. im Anschlußgefäß selbst ein Leckverlust auftritt. Im Nachfüllanschluß 101c herrscht dagegen der Druck P₅ = Pa. Infolgedessen strömt so lange Medium in das Anschlußgefäß, bis auch P₂ = Pa ist. Währenddessen herrscht im Federraum 2n der Druck P₆ = Pa, da eine Verbindung über die zweite Radialbohrung 2h, die Axialbohrung Io und die zweite Ringnut 2b mit dem Nachfüllanschluß 101c besteht. Dieser Druck P₆ bewirkt zusammen mit der Ausgleichfeder 4 diese untere Endlage des Hilfskolbens. Das Medium fließt über die dritte Ringnut 2c, die fünfte Radialbohrung 21, den ersten Radialkanal 3d und den Längskanal 3c und durch den Ausgleichanschluß WId so lange in das Anschlußgefäß 10, bis überall der Druck Pa des Systems herrscht, der, wie bereits erwähnt, sehr klein ist.

Dann ist der Ausgleichvorgang abgeschlossen, und der Druck Pa drückt den Hilfskolben so weit nach oben, daß die erste Hilfskolbennut 3a oberhalb der fünften Radialbohrung 2/ gela'ngt. Das im Federraum 2 π befindliche Medium strömt dabei über die zweite Ringnut 2b ab. Die in Fig. 7 gezeigte Funktionsstellung ist damit erreicht. Treten nun plötzliche Druckstöße im System auf, die abgebaut werden sollen, so schiebt sich der Hilfskolben weiter aufwärts, wobei die zweite Hilfskolbennut 3 b in den Bereich der sechsten Radialbohrung 2m gelangt, über die das Medium in den Entlüftungsanschluß 101b abfließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409629/125

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich von Mengenverlusten eines gasförmigen oder flüssigen Ausgleichmediums, das z. B. zum Schmieren, Kühlen und/oder Abdichten einer Welle von einem gasförmigen oder flüssigen Förderprodukt dient, bestehend aus einem Zylinder mit Anschlüssen und einem Steuerkolben, der das Förderprodukt von dem Ausgleichsmcdium trennt, das unter gleichem oder höherem Druck als das Förderprodukt steht, wobei die Anschlüsse des Zylinders mit der das Ausgleichsmedium enthaltenden Leckagestelle und mit dem Förderprodukt in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (2) an seinem Umfang mehrere Ringnuten (2a bis 2e) und eine Bohrung für einen federbeaufschlagten Hilfskolben (3) aufweist, wobei die Kolben Radial- und Längsbohrungen haben, daß der Steuerkoiben zwischen zwei Anschlägen des Zylinders und der Hilfskolben zwischen zwei Anschlägen des Stcuerkolbens unter Bildung von Druckräumen (IA-, 2/; Ik, In) hin und her verschiebbar sind, wobei der Steuerkolben (2) unter dem Einfluß eines durch einen Druckanschluß (la) zugeführten Druckmediums das Ausgleichcmedium zur Lekkagestelle drückt und bei bestimmter Stellung des Steuerkolbens durch einen Nachfüllanschluß (Ib) Ausgleichsmedium nachströmt, und daß bei Erreichen des unteren Anschlags durch den Steuerkolben (2) der Druckanschluß (la) geschlossen und der Druckraum (Ik) durch einen weiteren Anschluß (Ic) entlüftet wird, wobei der Hilfskolben in seine Endlage innerhalb des Steuerkolbens läuft und der Druck des Ausgleichsmediums den Steuerkolben in die Ausgangslage verschiebt, der den Hilfskolben (3) so lange mitnimmt, bis dieser an einem Nocken (1/) anläuft, wodurch bei Weiterlaufen des Steuerkolbens (2) der Druckanschluß (la) freigegeben wird,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einsatz in Anlagen mit relativ kleinem Druck der Steuerkniben zusammen mit dem Hilfskolben um 180° gedreht in den Zylindereingesetzt und unverschieblich gehalten ist, wobei Ausgleichsmedium durch den weiteren Anschluß (Ic) über eine Ringnut (2b) des Steuerkolbens (2) und Bohrungen (3c, 3d) des Hilfskolbens (3) gegen die Feder (4) zur Leckagestelle drückbar ist.