DE2148868A1

DE2148868A1 - Hydraulic control system for controlling the level of liquid in a tank

Info

Publication number: DE2148868A1
Application number: DE19712148868
Authority: DE
Inventors: Wilson John E
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Current assignee: Viridian Inc Canada
Priority date: 1970-09-30
Filing date: 1971-09-30
Publication date: 1972-05-10
Also published as: CA938193A; AU452436B2; YU247171A; ZA716328B; PH10175A; DOP1971001901A; OA03917A; YU34820B; GB1313815A; FR2108716A5; AU3370671A

Description

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PATENTANWÄLTE
Dr. rer. nat. DIETER LOUIS
DipL-Phys. CLAUS PÖHLAU
Dipl-Ing. FRANZ LOHRENTZ
NÜRNBERQPATENT LAWYERS
Dr. rer. nat. DIETER LOUIS
Diploma Phys. CLAUS PÖHLAU
Dipl-Ing. FRANZ LOHRENTZ
NUREMBERQ

KESSLERPLATZ 1 _{12316 20 //} yy Sherritt Gordon Hines Limited, Toronto, Ontario, Canada

Hydraulisches Steuersystem zur Steuerung der Standhöhe von Flüssigkeit in einem TankHydraulic control system for controlling the level of liquid in a tank

Pie Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem, insbesondere ein Steuersystem für von Hydraulikmotoren angetriebene Pumpen und ein Durchfluflregelventil dafür.The invention relates to a hydraulic control system, in particular a control system for pumps driven by hydraulic motors and a flow control valve therefor.

Die Verwendung von Beruhigungsbehältern, Windkesseln od.dgl. zum Ausgleich von Durohflußsohwankungen von flüssigkeiten und Aufsohlämmungen in den Kreisläufen von Erzaufbereitungsund chemischen Anlagen ist bekannt. Der flüssigkeitsstand in derartigen Beruhigungsbehältern wird auf einem bestimmten Wert duroh Steuerung des Duroheat»«*e von förderpumpen eingehalten, die flüssigkeiten oder Aufschlämmungen aus einem solohen Behälter heraus oder in diesen hinein fördern, normalerweise haben diese Pumpen eine gleichbleibende bestimmte fördermenge je Umdrehung, so daß sich der Durchsatz duroh Steuerung der Pumpengesohwindigkeit steuern läßt.The use of calming tanks, air tanks or the like. to compensate for fluctuations in the flow rate of fluids and insulation in the ore processing circuits chemical plants is known. The liquid level in such calming tanks is on a certain Value duroh control of duroheat »« * e of feed pumps complied with, the liquids or slurries from a solohen Conveying containers out or into them, normally These pumps have a constant specific delivery rate per revolution, so that the throughput can be controlled by duroh the pump speed can be controlled.

Zur Regulierung der Pumpengesohwindigkeit werden im allgemeinen kostspielige und komplizierte elektrische Hoohge- To regulate the pump speed, expensive and complicated electrical high-voltage

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schwindigkei te-Synchronmotor en verwendet, die in H,eih· mit Untersetzungsgetrieben für variable Drehzahlverhältnis se geschaltet sind, oder es werden Gleichstrom/Wechselstrom-Transformatoren und zugehörige Rheostaten sowie Gleichstrommotoren eingesetzt. Diese Einrichtungen erfordern jedoch erhebliche Kapitalinvestitionen, bedingen gleichzeitig platsraubende und komplizierte Anordnungen und einen er- ^ hebliohen und diffizilen Wartungsaufwand.speed synchronous motors are used in H, eih · with Reduction gears for variable speed ratios se are switched, or there are direct current / alternating current transformers and associated rheostats and DC motors used. However, these facilities require significant capital investment, condition at the same time Cumbersome and complicated arrangements and an enormous and difficult maintenance effort.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Steuersystem vorzuschlagen, das mit der erforderlichen Betriebssicherheit arbeitet, jedoch erheblich einfacher und billiger hinsichtlich seiner Erstellung und Wartung ist. IrfindungsgsmäS wird dies erzielt durch ein hydraulisches Steuersystem, das gekennzeichnet 1st duroh eine von einem lly« draulikmotor angetriebene förderpumpe zur Einspeisung in oder Entnahme von flüssigkeit aus dem Tank, ein in den Hydraulikkreislauf des Hydraulikmotors eingeschaltetes Druckregelventil und durch einen flUsslgkeitsstandanzeiger für die flüssigkeit im Tank, der das Druckregelventil betätigt | und dadurch den Durchsatz der förderpumpe in Abhängigkeit vom flüssigkeitsstand im Tank regelt.Proceeding from this, the invention is based on the object of proposing a control system with the required Operational safety works, but is considerably simpler and cheaper in terms of its creation and maintenance. IrfindungsgsmäS this is achieved by a hydraulic control system which is characterized by one of a lly « hydraulic motor driven feed pump for feeding into or withdrawal of liquid from the tank, a pressure control valve connected to the hydraulic circuit of the hydraulic motor and by a liquid level indicator for the liquid in the tank that operates the pressure control valve | and thereby the throughput of the feed pump as a function of regulates the liquid level in the tank.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dairdi® Verwendung eines Hydraulikaotors sum Antrieb für eine dvrpumpt in Verbindung alt einem SurohfluS«Druokregelv@iitll_e das duroh den flüssigkeitestandhöh^niBeeser betätigt •in einfaches und positiv arbeitendes Syßtem zur erhaltung eine? konstanten Druokhöh® in einem BeruhigtM/p behälter oder In «ine» filtertanJc ®ralelbar ist. Das ®o geschaffene Hydrauliksystem ist la Betrieb sehr und spricht gut auf die StandhSh«netsu«rung an.It has surprisingly turned out that a hydraulic motor is used as a drive for a dvrpumpt in connection with a surohfluS «Druokregelv @ iitll _e that actuates the fluid level he ^ niBeeser • in simple and positive working system to maintain a? constant Druokhöh® in a calming M / p container or in «ine» filter tanJc ® can be delivered. The hydraulic system is created ®Ò la mode and very responds well to the StandhSh "Netsu" tion.

let ββ sehr einfach und billig und trotede» im Betrieb zuverlässig.let ββ very simple and cheap and trotede »in operation Reliable.

Weiter« Torteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten AusfUhrungsbeispielB anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprlichen.Next «Door Parts and Features of the Present Invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment based on the enclosed Drawings as well as from other sub-claims.

Ee zeigentEe shows

Tig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Hydrauliksteuereyetems, aus der die Zuordnung der einseinen Teile hervorgeht;Tig. 1 is a partially cut-away view of a device according to the invention Hydraulic control systems from which the assignment of the parts is evident;

Fig. 2 eine teilweise gesohnittene DetaiIdaretellung des FlÜBsigkeitsstandanzeigers gemäß Fig. 1, geschnitten länge der Linie 2-2 in Fig. 3# undFig. 2 is a partially isolated detail of the liquid level indicator according to Fig. 1, cut length of line 2-2 in Fig. 3 # and

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig. 2 gezeigte Detail« teilweise geschnitten längs der Linie 3-3 in Fig.FIG. 3 is a top view of the detail shown in FIG. partially sectioned along the line 3-3 in Fig.

Das «rfindungsgemäße Hydrauliksteuereystern nach Fig. 1 umfaßt im wesentlichen einen Beruhigungstank 10 mit einer Aus* laßleitung 12, die an die Saugseite einer Kreiselpumpe 14 angeschloseen ist. Die Druckseite 17 der Pumpe 14 ist mit einer Förderleitung 16 verbunden. Die Pumpe 14 wird angetrieben von einem Hydraulikmotor 18, der mit der Pumpe 14 über eine Welle 20 direkt gekoppelt ist.The hydraulic control system according to the invention according to FIG. 1 comprises essentially a calming tank 10 with an outlet line 12 which is connected to the suction side of a centrifugal pump 14 is connected. The pressure side 17 of the pump 14 is with a delivery line 16 connected. The pump 14 is driven by a hydraulic motor 18 that works with the pump 14 is coupled directly via a shaft 20.

Eine Vorrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsstandee, die im Ganzen mit 22 bezeichnet ist, ist an einer Wand 24 des Tankes 10 so befestigt, daß ein Schwimmerarm 26 durchA device for monitoring the liquid level, which is designated as a whole with 22 is attached to a wall 24 of the tank 10 so that a float arm 26 through

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dit Wand 24 hinduroh ragt und alt einer Ventilanordnung au deren Betätigung in Verbindung steht. Die Ventilanordnung 28 wird nachfolgend im Einzelnen unter Besugnahne auf die figuren 2 und 3 noch näher erläutert.dit wall 24 protrudes from behind and is connected to a valve arrangement whose actuation is connected. The valve arrangement 28 is described in detail below under Besugnahne Figures 2 and 3 explained in more detail.

line Hydraulikpumpe 30, normalerweise eine Hydraulikpuape mit Druckausgleich, die unabhängig vom Strömungsdurchsatz flüssigkeit unter konstantem Druok zur Ventilanordnung liefert, besitzt eine AuslaBleitung 32, die mit der Ventilanordnung 28 in Verbindung βtent. Auf diese Weise regelt das Ventil 28 duroh entsprechende Steuerung des flüssigkeitsdurohsateee den Druok der duroh eine Leitung 34 zu dem Hydraulikmotor 18 strömenden flüssigkeit ein. An den Auelaß des Hydraulikmotors 18 1st eine Leitung 36 angesohlossen, die die entlastete flüssigkeit einem Sumpf 38 zuführt, der als Reservoir für die Pumpe 30 dient. Damit ist der Hrdraulikkreialauf gesohloesen.line hydraulic pump 30, usually a hydraulic pump with pressure equalization that is independent of the flow rate fluid under constant pressure for valve assembly has an outlet conduit 32 which communicates with the valve assembly 28 in connection with βtent. In this way, the valve 28 regulates the appropriate control of the liquid duration the Druok of duroh a line 34 to the hydraulic motor 18 flowing fluid. A line 36 is connected to the outlet of the hydraulic motor 18, which supplies the relieved fluid to a sump 38 which serves as a reservoir for the pump 30. In order to the Hrdraulikkreialauf is closed.

Oem&e der Dareteilung in den figuren 2 und 3 umfaßt die Einrichtung zur überwachung des flUssigkeltsetandes den bereits erwähnten Sohwimmerarm 26, der duroh die Wand 24 des Sänke* 10 hindurohragt und der schwenkbar an Lasohen 40, Ale einen Stift 42 tragen, befestigt 1st. Sin Snde de· eohwimmerarmes 26 trägt einen Schwimmer 44 und das gegenüberliegende Snde dieses Armes ragt duroh ein in der Wand 24 ausgebildetes Loch 46 hinduroh, ist bogenförmig gekrümmt (vergleiche flg. 2) und wirkt mit diesem gekrümmten feil als Betätigungskurve für einen nockenstößel 48 des Ventils 28. Das Ventil 28 ist in der Sähe dee gekrümmten teils 49 des Schwimmeraruee 26 durch einen Winkel 52 unter Verwendung von Schrauben 54 od.dgl. befestigt. Der Winkel 52 ist seinerseits an der Wand 24 bei 56 verschweißt.OEM & e of the presentation in Figures 2 and 3 includes the Device for monitoring the liquid level already mentioned Sohwimmerarm 26, which through the wall 24 des Sänke * 10 hindurohragt and swiveling at Lasohen 40, ale wearing a pin 42, attached 1st. Sin Snde de eohwimmerarmes 26 carries a float 44 and that opposite end of this arm protrudes through a hole 46 formed in the wall 24 and is arcuate curved (compare flg. 2) and acts with this curved file as an actuation curve for a cam follower 48 of the valve 28. The valve 28 is curved in the sowing dee part 49 of the swimmer area 26 through an angle 52 using screws 54 or the like. attached. The angle 52 is in turn welded to the wall 24 at 56.

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Sine leicht verformbare fülle 58 au· Gummi» ffeopren od.dgl. umgibt einen feil des Schwimmerarme· 26 in dar Mähe der Wand 24 und ist mit deren Innenfläche durch Klebung verbunden. Daduroh wird eine flüssigkeit«dichte Abdichtung dee Schwimmerarmeβ 26 in der Tankwandung geaohaffen, die ein Lecken aueeohließt. Its easily deformable filler 58 made of rubber, proprene or the like. surrounds a part of the float arms 26 near the wall 24 and is bonded to its inner surface. Daduroh creates a liquid-tight seal on the float arms 26 thrown in the tank wall, which leaked a leak.

Im Betrieb wird der Motor 18 mit einar unter Druck atehenden fflüaaigkeit, beiapielaweiaa öl, durch die Hydraulikpuape 30 veraorgt. Dae Drucköl wird Über die Leitung 32 «um Ventil 28 mit einem Druck von beiapielaweiae 100 atü gefördert, ao daß der Motor 18 bei voll herauaragendem Hockenatößel 48 dea Ventile 28 ungedroaaelten Zuatrom an Druokflüaaigkeit erhält und daher mit maximaler Drehzahl und maximalem Durohaats arbeitet.In operation, the engine 18 is operated with one under pressure fflüaaigkeit, beiapielaweiaa oil, through the hydraulic pump 30 taken care of. The pressure oil is supplied via line 32 ″ to valve 28 with a pressure of beiapielaweiae 100 atü promoted, ao that the engine 18 with fully protruding squat tappet 48 dea valves 28 undroaaelten addition to Druokflüaigkeit receives and therefore works at maximum speed and maximum Durohaats.

Fällt der TlUsaigkeitaatand 60 im tank 10 ab, ao eohwenkan der Schwimmer 44 und der Sohwimmerarm 26 nach unten» bringen daduroh die Kurve 49 um die von dem Stift 42 gebildete Schwenkachse zum Ansteigen und bewirken damit die aeitliche Verschiebung dea nockenstößel« 48 in Riohtung auf daa Ventil 28* Diese Verschiebung aohliefit das Ventil 28 und verringert damit den Durohatrom von Plüeeigkeit durch die Leitung 34, ao daß der Flüaeigkeltadruck vor dem Motor 18 verringert wird. Dement apreohend fällt die Drehzahl dae Motora 18 ab, waa in einer Verringerung der Xntnahme au· dem Tank 10 reaultiert, woraufhin der ilüaaigkeltaatand 60 wieder seinen gewünschten Wert erreicht.If the TlUsaigkeitaatand 60 in the tank 10 drops, ao eohwenkan the float 44 and the float arm 26 therefore bring the curve 49 downwards about the pivot axis formed by the pin 42 to increase and thus cause the lateral displacement of the cam follower «48 in direction of the valve 28 * This Shift aohliefit the valve 28 and thus reduced the Durohatrom von Plüeeigkeit through line 34, ao that the Flüaeigkeltadruck before the engine 18 is reduced. Denial The speed of the motor 18 drops accordingly, waa in one A reduction in the withdrawal from the tank 10 results, whereupon the ilüaaigkeltaatand 60 returns to its desired value achieved.

Die Empfindlichkeit der aua Ventil 28 und Hydraulikmotor 18 beatehenden Anordnung iat außerordentlich fein und daa Ansprechen praktiaoh unmittelbar, waa in einem exakten Anaprechen auch der Pumpe 14 auf Schwankungen im ilüaaigkeitaatand dea Tankea resultiert.The sensitivity of the aua valve 28 and hydraulic motor 18 The breathing arrangement is extraordinarily fine and the response is practical and immediate, waa in an exact addressing also the pump 14 for fluctuations in the ilüaaigkeitaatand dea Tankea results.

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Die vorstehende Beschreibung dee erfindungsgenäßen Hydraulikeystems und seiner Wirkungsweise let swar im Zusammenhang nit einer Pumpe erfolgt, deren Saugeeite In Verbindung mit den Behälter steht, in dem der Flüssigkeitsanxeiger bzw. daa Überwachungegerät angeordnet let. Beim Ausführungebelapiel fördert aomit die Pumpe Plüaeigkeit oder Aufaohlämnung «ua des Sank, deaaen Stand überwacht werden aoll. Selbatveratändlioh kann jedoch, auch die Druckseite der Pumpe in Verbindung mit dem Sank atehen, in dem der Flüssigkeitsstand geateuert werden aoll» d.h. in den die Pumpe Flüssigkeit oder Aufschlämmung hineinfördert« wie daa beiapielaweiae bei einem filtertank, in dem eine konstante Druokhöhe auf· reohterhalten werden soll, der Pail iat. Die Ventilanordnung kann aomit in gleicher Weise ao angeordnet sein, das die linspeieung des Fördermedium« in den Sank bei gleichseitiger Auf recht erhaltung einea vorbeatimmten flttaaigkeitaatandea erfolgt.The above description of the hydraulic system according to the invention and its mode of operation let swar in connection with a pump, whose suction side in connection with the container in which the liquid detector or let the monitoring device arranged. When executing The pump thus promotes fluidity or Aufaohlämnung «Among other things, the sank, deaaen stand aoll be monitored. Selbatveratändlioh However, the pressure side of the pump can also be in connection with the sink in which the liquid level is all are controlled "i.e. into which the pump delivers liquid or slurry" as daa beiapielaweiae with a filter tank in which a constant pressure height is should be preserved, the Pail iat. The valve arrangement can be arranged ao in the same way that the feeding of the conveyed medium "into the sink at the same time In order to maintain a pre-determined flttaaigkeitaatandea he follows.

Der erfindungsgemäße Vorschlag ergibt eine Reihe von wesentlichen Vorteilen· So kann beispielsweise der Flüssigkeitsstand in einem Sank bei einem Minimum an Plüaeigkeitaatandaohwankungen durch eine einfache und relativ billige Vorrichtung überwaoht werden, die auf Orund ihrer konstruktiven ühkomplisiertheit auch sehr betriebssicher arbeitet und wartungsfrei 1st*The proposal according to the invention results in a number of essentials Advantages · For example, the fluid level in a sink can fluctuate with a minimum of fluidity be overpowered by a simple and relatively cheap device based on orund their constructive ühkomplisiertheit also works very reliably and maintenance-free 1st *

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Claims

New patent claims

Hydraulic control system for controlling the level of liquid in a JDaOk, characterized by a A feed pump (H) driven by a hydraulic motor (18) for feeding into or withdrawing liquid from the tank (10), one in the hydraulic circuit (32, 34t 36, 38) of the hydraulic motor (18) Pressure control valve (28) and a liquid level indicator (22) for the liquid in the tank (10), the the pressure control valve (28) is actuated and thereby the throughput of the feed pump (H) as a function of the liquid level regulates in the tank (10).

2. Control system according to claim 1, characterized in that the tank (10) is a calming tank or a FiI-

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is tertank.

3. Control system according to claim 1 or 2, characterized in that the control valve (28) is set so that "when liquid is withdrawn from the tank (10) and the liquid level rises or falls in fc the tank (10) corresponding to an increase or decrease in the pressure upstream of the hydraulic motor (18) and "during delivery in the tank (10) and a rise or fall in the liquid level in the tank (10) corresponding to a fall or rise in the pressure occurs in front of the hydraulic motor (18).

4 · Control system according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the liquid level indicator (22) has a swivel-mounted float arm (26) with a float (44) at its end, at the other end of which a curve (49) is formed, which at Vertical movements of the float (44) means a substantially horizontal movement of one arranged next to the curve (49) Valve body of the valve (28) and, accordingly, its opening and closing.

5. Control system according to claim 4 »characterized in that the slide of the continuous flow control valve has a cam follower (48 * which is in contact with curve (49)

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and through this in the sense of an opening or closing of the valve (28) is actuated.

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