DE2161951C

DE2161951C - Control device for maintaining a constant pressure in a feed line for a hydraulic pit lining

Info

Publication number: DE2161951C
Application number: DE19712161951
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Kowalski, Herbert, 4390 Gladbeck
Filing date: 1971-12-14
Publication date: 1973-07-26

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes in einer einen hydraulischen Grubenausbau mit Druckmittel speisenden Leitung, bestehend aus einer Schubkolbenpumpe, deren Kolbenkammer über ein Rückschlagventil mit einem Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung steht, und einem zwischen Pumpe und Speiseleitung angeordneten Überströmventil, wobei der Druck durch eine Regeleinrichtung konstant gehalten wird. Eine derartige Regelvorrichtung ist bekannt (vgl. Literaturstelle »Glückauf«, 94 (1958), Heft 37/38, Seiten 1244 bis 1245). Die bekannte Regelvorrichtung hat sich an sich bewährt, sie ist aber in regeltechnischer Hinsicht noch verbesserungsfähig. Bei hydraulischen Anlagen, die mit einer Vorrichtung der beschriebenen Gattung ausgerüstet sind, ist der Druckmittelverbrauch im allgemeinen gering, doch können plötzliche Änderungen des Druckmittelverbrauchs auftreten. Andererseits verlanet die Praxis aus ausbautechnischen Gründen eine sehr genaue Einhaltuni der vorgeschriebenen Drücke" Das bereitet jedoch Schwierigkeiten, auch wenn im Rahmen einer Regeleinrichtung steuerbare elastische Druckspeicherelemente verwendet sind, die als Blähkörper ausgeführt sind (vgl. Literaturstelle »Glückauf«, 95 (1^5^l>). Heft 5, Seite 282 und 283).The invention relates to a device for maintaining a constant pressure in a line feeding a hydraulic pit lining with pressure medium, consisting of a thrust piston pump, the piston chamber of which is connected to a pressure medium reservoir via a check valve, and an overflow valve arranged between the pump and the feed line, the Pressure is kept constant by a control device. Such a control device is known (cf. literature "Glückauf", 94 (1958), issue 37/38, pages 1244 to 1245). The known control device has proven itself, but it can still be improved in terms of control technology. In hydraulic systems that are equipped with a device of the type described, the pressure medium consumption is generally low, but sudden changes in the pressure medium consumption can occur. On the other hand, for technical development reasons, practice requires that the prescribed pressures be adhered to very precisely. "However, this creates difficulties, even if controllable elastic pressure storage elements are used within the framework of a control device, which are designed as inflatable bodies (cf. literature" Glückauf ", 95 (1 ^ 5 ^l >). Issue 5, pages 282 and 283).

■\usgehend von diesem Stand der Technik hegt der Fr'findune die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der" eingangs" beschriebenen Gattung auf einfache Weise den Druck in der mit Druckmittel zu speisenden Leitung sowie in den angeschlossenen hydraulischen Grubenausbauelementen konstant zuBased on this state of the art, the Fr'findune is based on the task of a device the "initially" described type in a simple manner to the pressure in the with pressure medium feeding line as well as in the connected hydraulic Pit lining elements are constantly increasing

halten. und /war ohne Hubverstellung der Schub-keep. and / was the thrust

kolbenpuinpe.piston pumpkin.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindung.-gemäß darin, daß sich das Überströmventil in einer <.'.n steuerbares elastisches Druckspeicherelement enthaltenen Druckkammer befindet und diese pumpenscüig abschließt, daß weiterhin eine in die Speiseleitung mundende zweite Öffnung der Druckkammer nut einem zweiten, gegen die Druckkammer im Schhvijsinne beaufschlagten Überströmventil geschlossen ,-·>. und daß das erste Überströmventil pumpenseitig nut einem doppelt boaufschlagbaren, 'inear verschiebbare η Steuerelement verbunden ist, dessen eine Sc;te über eine Istwert-Steuerleitung der Speiseleitung ι,-d dessen andere Seite über eine Soliwert-Steuerleitung mit einem Soiiwert-Druckmittelspcicher in Verbir dung steht, wobei der Sollvvert-Druckmittelspeiciici über eine Ladeleitung an- und abschaltbar mit Λΐ Speiseleitung verbindbar ist. Nach bevorzugter Auiuiirungsform der Windung soll das SteuerekiiKiii als Steuerkolhen ausgeführt sein. Im übrigen empfiehlt die Erfindung, daß die Istwert-Steuerleituüti und die Ladeleitung über eine Dreiwegebahn verbunden sind, dessen Betätigung »wohl von Hand a'.-auch automatisch in Abhängigkeit vom Druck in der Speiseleitung erfolgen kann. Nach einem weiter π Vorschlag der Erfindung soll das steuerbare elastische Druckspeicherelement in an sich bekannter Weise als Blähkörper ausgeführt sein.This object is achieved according to the invention in that the overflow valve is in a <. '. n controllable elastic pressure storage element contained pressure chamber is located and this pumpenscüig concludes that a second opening of the pressure chamber opening into the feed line continues to groove a second, against the pressure chamber in the Schhvijsinne pressurized overflow valve closed, - ·>. and that the first overflow valve groove on the pump side a double boom, 'inear displaceable η control element is connected, one of which is a gate Via an actual value control line of the feed line ι, -d the other side via a setpoint control line with a Soiiwert-Druckmittelstcicher in connec tion, wherein the Sollvvert-Druckmittelspeiciici Can be switched on and off via a charging line with Λΐ Feed line is connectable. According to the preferred embodiment the turn should be the SteuerekiiKiii be designed as a control piston. In addition, the invention recommends that the actual value Steuerleituüti and the charging line is connected by a three-way tram, the actuation of which "probably by hand a '- too automatically depending on the pressure in the Feed line can be done. According to a further π proposal of the invention, the controllable elastic Pressure storage element can be designed as an inflatable body in a manner known per se.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß bei der Vorrichtung nach Maßgabe des Druckmittelverbrauches in d^r Speiseleitung eine Verstellung der Fördermenge zum Zwecke der Konstanthaltung des Druckes in der Speiseleitung erfolgt, ohne daß eine Hubveränderung oder Hubverstellung der Schubkolbenpumpe durchgeführt wird.The advantages achieved with the invention are essentially to be seen in the fact that in the device according to the pressure medium consumption in d ^ r Feed line an adjustment of the delivery rate for the purpose of keeping the pressure constant in the Feed line takes place without a stroke change or stroke adjustment of the thrust piston pump being carried out will.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the invention is based on the embodiment shown in the drawing explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt schematises · eine erfindungsgemäße Anordnung.The single figure shows schematics · one according to the invention Arrangement.

Die in der Figur dargestellte Anordnung die nt zur Einstellung des Druckes bei hydraulischem Ausbau von Untertageräumen. Zur Anordnung gehören im grundsätzlichen Aufbau eine Schubkolbenpumpe 1,1 mit Schubkolben 1 und Kolbenkammer 2, Speiseleitung 3 mit angeschlossenen Ausbauelementen 4, von denen nur eines schematisch dargestellt ist und Überströmventil 5. Der Antrieb der Schubkolbenpumpe 1,2 ist im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt worden, da er nicht zur Erfindung gehört — Die Kolbenkammer2 ist über ein Rückschlagventile mit einem Druckmittelvorratsbehälter 7 in Verbindung gebracht. In diesem Druckmittelvorratsbehälter7 können zwar Leckleitungen der Speiseleitung 3The arrangement shown in the figure is the nt for setting the pressure in the hydraulic expansion of underground spaces. The basic structure of the arrangement includes a push piston pump 1, 1 with push piston 1 and piston chamber 2, feed line 3 with connected expansion elements 4, only one of which is shown schematically, and overflow valve 5. The drive of push piston pump 1, 2 is not shown in the exemplary embodiment, since it does not belong to the invention - the piston chamber 2 is connected to a pressure medium reservoir 7 via a check valve. In this pressure medium reservoir 7 leakage lines of the feed line 3 can

zurückgeführt sein, im übrigen handelt es sich jedoch nicht um ein geschlossenes System, bei dem Saugseite und Druckseite der Pumpe miteinander in Form eines geschlossenen Kreises in Verbindung stehen Das Überströmventils besitzt ein doppeft beaufschlagtes Steuerelements. Dieses als Steuerkolbcn ausgebildete Steuerelemente ist einerseits über eine Istwert-StenerleitungQ an die Speiseleitung angeschlossen, andererse.ts über eine Sollwen-Sicuerleitung 10 an einen Sollwert-Druckmiuelspeicher 11 Der Soüwcrt-Druckmittelspeicher 11 steht seinerseits über eine Ladeleitung 12 mit der Speiseleitung 3 in Verbindung, und zwar an und abschaltbar Zwischen Speiseleitung 3 und Übersiröm\enii! 5 ist über ein Überströmventil 13. eine Druckkammer 14 zwKchenyeschaltet. wobei sich in der Druckkammer 14 ein vom Druck in der Druckkammer 14 gesteuertes elastisches Druckspeicherelement 15 zum Fördcrvolumenausgleich befindet. Bei der dargestellten Ausführungsform des elastischen Drucksprichereiementes 15 als Blähkörper ist das elastische Druckspeicherelement 15 in der beschriebenen Weise vom Druck in der Druckkammer gesteuert. Es besteht aber auch die Möglichkeit, hier mit einem Kolben, einer Rollmembran od. dgl. zu arbeiten, die entsprechend druckbelastet sind. Dieses elastische Druckspeicherelement 15 konnte auch vom Schubkolben 1 der Schubkolbenpumpe 1,2 gesteuert sein, was jedoch nicht dargestellt worden ist. Im Ausfülirungsbeispiel i.t die Istwert-Steuerleitung9 mit der Ladeicitun« 12 über einen Dreiwegehahn 16 verbunden bzw. veru'.igt. be returned, but otherwise it is not a closed system on the suction side and pressure side of the pump are in communication with each other in the form of a closed circuit The overflow valve has a double-acted control element. This as a control piston trained controls is on the one hand via a Actual value star line Q connected to the feed line, anderserse.ts via a Sollwen security line 10 to a setpoint pressure medium accumulator 11 The Soüwcrt pressure medium accumulator 11 is for its part via a charging line 12 to the feed line 3 in Connection, on and off between Feed line 3 and Übersiröm \ enii! 5 is about a Overflow valve 13, a pressure chamber 14 between Kchenyeschwitches. wherein in the pressure chamber 14 controlled by the pressure in the pressure chamber 14 elastic Pressure storage element 15 for compensation of the conveying volume is located. In the illustrated embodiment of the elastic pressure speaking element 15 as an inflatable body is the elastic pressure storage element 15 controlled in the manner described by the pressure in the pressure chamber. But it also exists the possibility here with a piston, a rolling diaphragm or the like. To work, which are correspondingly pressure-loaded. This elastic pressure storage element 15 could also be controlled by the thrust piston 1 of the thrust piston pump 1,2, which, however has not been shown. In the example i.t the actual value control line 9 with the charge request «12 connected or veru'.igt via a three-way valve 16.

Zur Erläuterung der Funktionsweise sei angenommen, daß der schon erwähnte Drei'vegehahn 16 zu- !iKhst die in der Figur links oben angedeutete Stellenaufweist. Bei dieser Stelling saugt dei Sehubk>!benl über das Rückschlagventife aus dem nrucknuttelvorratsbehälter? Druckmittel an und i!:^;ickt es über das Überströmventils in die Druckkammer 14. Der hier angeordnete Blähkörper 15, der zunächst nur etwa atmosphärischen Druck beinhaltet, wird dabei so weit zusammengedrückt, bis die Federkraft des Überstrom^!!,Is 13 überwunden ist und die restliche Flüssigkeit über das t berströmventil 13 in die Speiseleitung3 gedruckt wird. Der Vorgang wiederholt sich bei weiteren Hüben der Schubkolbenpumpe 1,2 ;.ind der Diutk in der Speiseleitung steigt an. Wegen der beschriebenen stellung des^Dreivvegehahnes 16 werden außerdem der Steuerkolben 8 beidseitig und der Sollwert-Druckrnittelspeicher 11 mit dem Speis.Ieitungsdruck beaufschlaft. Wird nun hei Erreichen eines vorgegebenen Nenndruckes der Dreiwejehahn 16 in die in der I₁-sur eingezeichnete Stellung gedreht, so andern sie, die Verhältnisse. Der Druck in der Speiseleitung kann zwar noch ansteigen, der Steuerkoiben 8 wirdTo explain the mode of operation, it is assumed that the three-way valve 16 already mentioned has the positions indicated at the top left in the figure. With this position, the Sehubk>! Benl sucks in via the non-return valve from the nrucknuttel reservoir? Pressure medium on and i !: ^; ickt it through the overflow valve into the pressure chamber 14. The inflatable body 15 arranged here, which initially only contains about atmospheric pressure, is compressed until the spring force of the overflow ^ !!, Is 13 is overcome and the remaining liquid over the t overflow valve 13 is printed in the feed line 3. The process is repeated with further strokes of the piston pump 1, 2; .ind the pressure in the feed line increases. Because of the described position of the three-way valve 16, the control piston 8 and the setpoint pressure medium reservoir 11 are also supplied with the feed pressure on both sides. If the three-way valve 16 is now turned into the _{position shown in the I 1} -sur when a predetermined nominal pressure is reached, the situation will change. The pressure in the feed line can still rise, the control piston 8 will

ίο jedoch nur noch einseitig von diesem Spe.seleitun^- druck beaufschlagt, während aul de,- anderen Seuc ■A-'T die Sollwerf-Steuerlcitung IO der m dem Snjiwert-Druckmittelspeicher 11 gespeicherte Sollwert wirkt Im Sollwert-Druckmiuelspeicher 11 mag sie;iίο only one side of this Spe.seleitun ^ - acted upon, while aul de, - other Seuc ■ A-'T the setpoint control line IO of the m the Snjiwert pressure medium storage setpoint stored in the setpoint pressure medium storage 11 it likes; i

is ein Speichervolumen Luft befinden, um im Rahm,η der vorkommenden Betrkbsverhiiltnisse jede gewitschte SoIIwert-Speicheruna \or/unehmen. 1st druckdifferenz /wischen Speiseleitung3 und Soüwer,-Druckmittelspeicher 11 so ,roß. daß der Steuerkol·is a storage volume of air to be stored in the cream, η of the prevailing operating conditions any desired Desired storage unit \ or / unehmen. 1st pressure difference / between feed line3 and Soüwer, pressure medium storage 11 so, great. that the control piston

»» hen 8 in Richtung /um Überströmventil 5 hin bewe,· wird, so wird dieses Überströmventil 5 daran gehir dert. sich ganz zu schließen. Das heißt, daß je nach Größe des' Spaltes zwischen diesem Überströmven :ii 5 und seinem Sitz 17 ein mehr oder weniger grolvr»» Hen 8 move towards / around overflow valve 5, · is, this overflow valve 5 is attached to it changes. to close completely. That means that depending on Size of the 'gap between these overflow vents : ii 5 and its seat 17 a more or less grolvr

is Teil des Druckmittels wahrend des Saughubes dt Schubkolbens 1 aus der Druckkammer 14 in die Ko! benkammer2 zurückströmen kann. Über das Rück schlagventil6 wird auf diese Weise weniger D:uv^l mittel angesaugt, mil dem Erfolg, daß die Förde:is part of the pressure medium during the suction stroke dt thrust piston 1 from the pressure chamber 14 into the Ko! benkammer2 can flow back. In this way, less D: uv ^l medium is sucked in via the non-return valve6, with the result that the fjord:

menge der Schubkolbenpumpe 1.2 geringer win! Nur die Menge, die von der Schubkolbenpumpe 1,1 aus dem Druckmittelvorratsbehäiter? tatsächlich an gesaugt wird, kann in die Speiseleitung 3 gedrüek· werden. Die durch das Überströmventil 5 zurückge strömte Flüssigkeitsmenge wird benötigt, um den Druck in der Druckkammer 14 auf genau den Wc;· zu bringen, der in der Speiseleitung3 herrscht, denn nur in diesem Zustand ist es möglich, das Überstrom ventil 13 zu öffnen. Steigt die Druckdifferenz zwiquantity of the piston pump 1.2 less win! Only the amount that is supplied by the piston pump 1, 1 from the pressure medium reservoir? is actually sucked on, can be pressed into the feed line 3. The amount of liquid flowing back through the overflow valve 5 is required to bring the pressure in the pressure chamber 14 to exactly the same level as that in the feed line 3, because only in this state is it possible to open the overflow valve 13. If the pressure difference between

sehen Sollwert-Druckmittelspeidier Il und Speiseleitung 3 so stark an, daß der Steuerkolben 8 das Überströmventils so hoch hebt. d~ß keine Behinderung des Rückströmens der Flüssigkeit aus der Druckkammer 14 in die Kolbenkammer 2 eintritt, so ist di<Pumpenleistung gleich Null. Das Druckmitte! pulsiert insoweit nur noch zwischen Druckkammer 14 und Kolbenkammer 2.see setpoint pressure medium feeder II and feed line 3 so strong that the control piston 8 lifts the overflow valve so high. d ~ ß no handicap of the backflow of the liquid from the pressure chamber 14 into the piston chamber 2, then di <pump output equals zero. The print center! to that extent only pulsates between pressure chamber 14 and piston chamber 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for maintaining a constant pressure in a hydraulic one Pit lining with pressure medium feeding line, ordering from a thrust piston pump, their Koibenkanimer via a check valve is in communication with a pressure medium storage tank, and one between the pump and the feed line arranged overflow valve, whereby the pressure is constant-hooked by a control device v \ ird. characterized, that the overflow valve (5) in a a controllable elastic pressure storage element (15) revealing pressure chamber (14) is located and dioe; 'Lniipe; i ^ itig aiv.chliel.il, dali continue a second opening leading into the feed line (3) the pressure chamber (14) with a second, against the pressure chamber (14) in the closing direction open the overflow valve (13) ^ close is. and that the Lbeisii> mventi! (5) on the pump side mn is connected to a linearly displaceable control element (8) that can be acted upon twice, one side of which via an actual value Sleuerleitmig (9) with the feed line (3) and its other side via a setpoint control line (10) a Solh.-.- it pressure medium storage (II) in connection stands, with the setpoint pressure medium storage (II) to and from a loading line (12) Can be switched off and connected to the feed line (3) is.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the control is designed as a control piston (8).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that di; Actual value control line (9) and the charging line (12) connected via a three-way valve (16) s <rid.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the controllable elastic Pressure storage element (IS) is designed in a known manner as an inflatable body.