DE2435805B2

DE2435805B2 - Ringschieber

Info

Publication number: DE2435805B2
Application number: DE2435805A
Authority: DE
Inventors: Savo Dipl.-Ing. Laibach Rakcevic (Jugoslawien)
Original assignee: Titovi Zavodi Litostroj
Current assignee: Titovi Zavodi Litostroj
Priority date: 1973-08-02
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1978-04-13
Also published as: CH580773A5; AT337103B; SE7409884L; YU36801B; DE2435805C3; FR2239631B1; ATA619474A; JPS5918594B2; SU639464A3; FR2239631A1; JPS5072220A; DE2435805A1; CA1002506A; IT1016774B; YU210073A; RO64748A; SE397216B

Description

Die Erfindung betrifft einen Ringschieber, bestehend aus einem Gehäuse mit einem an einem Ende durch einen in Strömungsrichtung trompetenartig divergierenden Deckel verschlossenen, in seinem Mantel Durchflußöffnungen aufweisenden Zuflußrohr und mit einem sich in Abflußrichtung erweiternden Abflußrohr zum Umlenken der aus den Durchflußöffnungen austretenden Flüssigkeit und aus einem entlang der zylindrischen Außenmantelfläche des Zuflußrohres zum Verschließen der Durchflußöffnungen auf das verjüngte Teil des Abflußrohres zu verschiebbaren Zylinderhülse, deren Stellmittel in der Mittelachse des Gehäuses angeordnet und mit diesem über Tragrippen verbunden sind.

Bei einem bekannten Ringschieber wird die Zylinderhülse, die zum Verschließen der Durchflußöffnungen dient, durch Führungsbolzen geführt. Dieser Ringschieber ist nur in kleinen Abmessungen herstellbar, da es bei großen Abmessungen schwierig ist, die Führungsflächen zu bearbeiten, auf denen die Hülse gleitet. Der Ringschieber weist deshalb auch beidseits der Durchflußöffnungen separate Dichtungen auf. Die mechanischen Stellmittel zum Verschieben der Zylinderhülse sind im Innern des Gehäuses angeordnet. Lim diese Stellmittel montieren zu können, ist es erforderlich, daß das Gehäuse geteilt wird. Dies bedingt zwangsläufig Toleranzen, die nur durch die vorerwähnten Dichtungen aufgefangen werden können. Bei einer Störung der Stellmittel ist eine Demontage des Ringschieber

ίο erforderlich.

Es ist ein weiterer Ringschieber bekannt, dessen Zylinderhülse Teil eines doppelbeaufschlagbaren Kolbens eines Hydraulikmotors ist. Hier ist der Nachteil vorhanden, daß die zylindrischen Führungsflächen bei großen Abmessungen nur schwer bearbeitbar sind. Bei Deformationen, die insbesondere bei größeren Abmessungen vorkommen, ist eine einwandfreie Führung der Zylinderhülse nicht mehr gewährleistet.
Es besteht die Aufgabe, einen Ringschieber der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine sichere Führung der Zylinderhülse gewährleistet ist und ein stabiler Aufbau des Verschlusses erreicht wird, um auch größere Abmessungen des Ringschiebers beherrschen zu können.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die gute Führung der Zylinderhülse wird erreicht durch deren Einstückigkeit mit dem Kolben des einen Servomotors und die Kolbenstangenführung. Die Stabilität wird wesentlich verbessert durch die Einstükkigkeit des Zylinders dieses Servomotors und des trompetenförmigen Deckels mit dem Gehäuse. Zur Stabilität des Gehäuses tragen weiterhin die Hohlrippen bei, die den Vorteil bieten, daß durch sie Leitungen geführt werden können und bei großen Verschlußabmessungen der Raum zwischen den Servomotoren zu Reparaturzwecken zugänglich ist.

Die Erfindung wird aufgrund eines Ausführungsbeispieles und mit Bezug auf die Zeichnung, die einen Querschnitt durch den Ringschieber zeigt, erläutert.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß der Ringschieber aus einem zylindrischen Gehäuse 1, in dem in der Nähe eines Endes in der Zentralachse mittels mindestens zweier radial angeordneter überwiegend über die ganze Länge des Gehäuses verlaufender Hohlrippen 36, 36' ein Zylinder 10' eines Servomotors 30' angeordnet ist, dessen Boden 13 in einen in Strömungsrichtung trompetenartig divergierenden Deckel Γ" übergeht, der zum Umfang des Gehäuses 1 divergiert und sich dort mit der Wandung des Gehäuses verbindet und den Durchfluß der Flüssigkeit in axialer Richtung sperrt. Am Übergang des trompetenartigen Deckels Γ" in die Wandung des Gehäuses 1 ist im Mantel des Gehäuses am Umfang eine Durchflußöffnung 15 ausgeführt, die nur an zwei Stellen durch die erwähnten radial angeordneten Hohlrippen 36,36' unterbrochen wird, die sich mit dem Mantel des trompetenartigen Deckels Γ"

^bu und dem Boden 13 des Zylinders 10' verbinden, wobei der Zylinder auf jener Seite des trompetenartigen Deckels V" angebracht ist, die in der Richtung des Abflusses der Flüssigkeit liegt. Am anderen Ende des zylindrischen Gehäuses 1 ist ebenso in der Zentralachse

^hl mittels der angeführten radial angeordneten Hohlrippen 36,36' ein Zylinder 10 eines zweiten Servomotors 6' !angeordnet, der durch eine Steuerflüssigkeit beaufschlagt wird, die ihm aus einer in der Zeichnung nicht

dargestellten Vorrichtung für die Versorgung mit der Druckflüssigkeit zugeführt wird. Im Zylinder 10 des mit einem Deckel 7 bedeckten Servomotors 6' ist ein Kolben 6 angebracht, an dem mit einer Schraubverbindung 8 eine Kolbenstange 5 befestigt ist, dsren anderes Ende mittels einer Schraubverbindung 11 mit dem Zylinder 10' des Servomotors 30', der mit der Durchflußflüssigkeit beaufschlagt ist, angeordneten Kolben 30 verbunden ist. Der erwähnte Kolben 30 gehört zur Zylinderhülse 2, die aus einem zylindrischen Mantel 2' besteht, wobei dieser zylindrische Mantel 2' axial verschiebbar an das Ende des mit einer öffnung 15 am Umfang versehenen zylindrischen Gehäuses 1 aufgesteckt ist und eine feste Einheit zusammen mit dem erwähnten Kolben 30 des Servomotors 30' bildet. Hierbei ist die Zylinderhülse 2 mit öffnungen 34 versehen, die ihre Entlastung vom Einfluß der Durchflußflüssigkeit ermöglichen. Die Zylinderhülse 2 gleitet mit ihren Oberflächen 33 und 31 am Gehäuse 1 bzw. am Zylinder 10' zwecks Führung und Abdichtung.

Auf der Kolbenstange 5, die die beiden Kolben 6 und 30 der Servomotoren 6' und 30' verbindet, ist ein Zeiger 9 angeordnet, der durch die Hohlrippe 36 bzw. 36' über den Umriß des Gehäuses 1 ragt und die Feststellung der Lage der Zylinderhülse 2 ermöglicht und eine Drehung der axial verschiebbaren Teile 6,5,2 verhindert.

Der Raum 28 im Zylinder 10 des Servomotors 6' ist mittels der Rohrleitung 23 für die Zu- und Ableitungen der Steuerdruckflüssigkeit, die durch die Hohlrippe 36' geführt ist, an die in der Zeichnung nicht dargestellte Quelle der Steuerdruckflüssigkeit angeschlossen. Der Zylinder 10 des Servomotors ist mittels der Kanäle in der Wand des Zylinders und seines Bodens 14 und mittels des in der Hohlrippe 36 geführten Ausflußrohres 27 mit der Umgebungsatmosphäre für die Ableitung der Steuerflüssigkeit, die wegen einer eventuellen Undichtigkeit längs der Kolbenstange 5 oder längs des Kolbens 6 entweicht, verbunden.

Der Arbeitsraum 21 des Servomotors 30' wird mittels der Rohrleitung 22 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Auch in diesem Falle ist die Rohrleitung 22 durch die zugehörige Hohlrippe 36 geführt.

Das Gehäuse 1 ist auf der Seite des Servomotors 6' mit einem Flansch Γ ausgestattet, der durch eine Schraubverbindung mit dem entsprechenden Flansch 4 des Zuflußrohres 16 fest verbunden ist, während es auf der Seite des Servomotors 30' mittels der sich verbreitenden Einsteckmündung 1" mit seiner Umfangsfläche 19 verschiebbar in das Abflußrohr 3 gesteckt ist, das gewöhnlich in die Wand 18 des Maschinensaales oder des Dammes einbetoniert ist. Das Abflußrohr 3 ist an seinem stromabseitigen Ende mit einem Anschlußteil 17 ausgestattet.

Der Ringschieber hat folgende Wirkungsweijt:

Die Zylinderhülse 2 befindet sich in einer Stellung, in der die Durchflußöffnung 15 ganz geschlossen ist. Mit gestrichelten Linien 38 ist die Lage der Zylinderhülse 2 eingezeichnet, in der die Durchflußöffnung 15 ganz geöffnet ist. Wenn die Zylinderhülse 2 in geschlossener Lage ist, herrscht im Raum 28 des Servomotors 6' konstanter Druck der Steuerflüssigkeit, der die Oberfläche 29 des Kolbens 6 des Servomotors 6' derart beaufschlagt, daß sie eine größere Kraft zum Schließen des Verschlußkörpers 2 erzeugt als die Steuerflüssigkeit im Raum 21 des Servomotors 30'. Deswegen wird die Durchflußöffnung 15 durch die Zylinderhülse 2 geschlossengehalten.

im Falle, daß der Druck der Steuerflüssigkeit im Raum 28 des Servomotors 6' absinkt, so daß die auf den Kolben 30 des Servomotors 30' einwirkende Kraft größer wird als die Druckkraft auf den Kolben 6 des Servomotors 6', öffnet die Zylinderlinse 2 die Durchflußöffnung 15. Dabei fließ» die Steuerflüssigkeit unter Druck in den Raum 21 des Servomotors 30' und gleichzeitig wird die Steuerflüssigkeit aus dem Raum 28 des Servomotors 6' herausgedrängt. Von der Größe der öffnung der Durchflußöffnung 15 sind der Wasserdurchfluß sowie die Menge der Steuerflüssigkeit, die dabei aus dem Raum 28 des Servomotors 6' herausgedrängt wird, abhängig. Diese ausgedrängte Steuerflüssigkeit, deren Druck von der durch die Steuerflüssigkeit auf den Kolben 30 des Servomotors 30' ausgeübten Druckkraft abhängig ist, kann man für gleichzeitige Betätigung anderer Verschlüsse, wie beispielsweise des Leitapparats einer Turbine, verwenden.

Einen Druckabfall der Steuerflüssigkeit im Raum 28 des Servomotors 6' kann man dadurch vermeiden, daß eine Verdrängung der Steuerflüssigkeit und damit ein weiteres Öffnen der Durchflußöffnung 15 verhindert wird. Das Schließen der Durchflußöffnung 15 erfolgt dadurch, daß die Steuerflüssigkeit in den Raum 28 des Servomotors 6' zugeführt wird. Dadurch wird die Steuerflüssigkeit aus dem Raum 21 des Servomotors 30' so lange herausgedrängt, bis die Zylinderhülse 2 die Durchflußöffnung 15 mit der Oberfläche 20 am Gehäuse 1 ganz verschlossen hat. Daraus folgt, daß mit der Steuerdruckflüssigkeit die Durchflußöffnung 15 derart geschlossen werden kann, daß man diese in den Raum 28 des Servomotors 6' zuführt. Die Steuerflüssigkeit im Raum 21 des Servomotors 30' versucht dauernd, die Durchflußöffnung 15 zu öffnen. Das Öffnen erfolgt, sobald die Ableitung der Steuer-Druckflüssigkeit aus dem Raum 28 des Servomotors 6' stattfindet.

Der zylindrische Mantel 2' des Verschlußkörpers 2 ist während des Durchflusses von der durchströmenden Flüssigkeit entlastet, weil auf beiden Seiten des erwähnten zylindrischen Mantels 2' annähernd der gleiche Druck herrscht. Durch die relativ schmale Führung des zylindrischen Mantels 2' am Gehäuse 1 werden entstehende Deformationen auch bei außerordentlich großen Durchmessern des Verschlusses (z. B. in geschlossener Lage des Verschlußkörpers 2) keine Probleme des Stockens bei gleitender Führung des Verschlusses verursachen. Ein zusätzliches Führen der axialen Verschiebung der Zylinderhülse 2 mittels des Kolbens 30 (der als Einheit zusammen mit dem angeführten Verschlußkörper ausgeführt ist) im Zylinder 10' des Servomotors 30' stellt keine Schwierigkeiten dar, weil der Durchmesser des Zylinders bzw. Kolbens verhältnismäßig klein ist. Es ist deswegen nicht schwer, die gewünschten Toleranzen zu erfüllen, um ein entsprechendes gleitendes Führen der Zylinderhülse 2 ohne Risiko von Stocken wegen eventueller Deformation zu erzielen. Da ein Einfluß der Deformationen auf ein zufriedenstellendes Führen der Zylinderhülse 2 durch die konstruktive Lösung ausgeschlossen ist, ist es

Wi nicht nötig, die gegeneinander sich bewegenden Organe übermäßig zu dimensionieren. Dies resultiert in einer verhältnismäßig leichten Konstruktion auch bei den größten Durchmessern des Durchflusses. Da eine verhältnismäßig kleine Kraft zum Überwinden der

ⁿ > Reibung notwendig ist, weist der Schieber eine sehr gute Steuerungsempfindlichkeit auf.

Im Ringschieber gibt es keinen »im Schatten liegenden Raum« mit Hinsicht auf die Strömung der

durchfließenden Flüssigkeit am Übergang des Durch- Gehäuse t bzw. aus seiner verbreiterten Einstec

flußdurchmessers des Gehäuses 1 zum größeren Abflußrohr 3 auch bei der kleinsten öffnung der Zylinderhülse 2. Deshalb verlaufen die Stromlinien der strömenden Flüssigkeit auch am Übergang vom kleineren auf den größeren Durchmesser, d. h. aus dem dung 1" zum Abflußrohr 3 untereinander ann: »parallel« und lösen sich nicht von der Wand ab, < bewirken keine Verwirbelung und keine d entstehende Unterdrücke.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ringschieber, bestehend aus einem Gehäuse mit einem an einem Ende durch einen in Strömungsrichtung trompetenartig divergierenden Deckel verschlossenen, in seinem Mantel Durchflußöffnungen aufweisenden Zuflußrohr und mit einem sich in Abflußrichtung erweiternden Abflußrohr zürn Umlenken der aus den Durchflußöffnungen ausströmenden Flüssigkeit und aus einem entlang der zylindrischen Außenmantelfläche des Zuflußrohres zum Verschließen der Durchflußöffnungen auf das verjüngte Teil des Abflußrohres zu verschiebbaren Zylinderhülse, deren Stellmittel in der Mittelachse des Gehäuses angeordnet und mit diesem übe^r Tragrippen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel aus zwei hydraulischen, hintereinander angeordneten Servomotoren (6', 30') bestehen, die miteinander über eine Kolbenstange (5) verbunden sind, daß der Kolben (9) des ersten Servomotors (6') in einem Zylinder (10) geführt ist, der über Tragrippen mit dem Zuflußrohr des Gehäuses verbunden ist, und daß der Kolben (30) des zweiten Servomotors (30') als Einheit mit der Zylinderhülse (2) und der Zylinder (10') dieses Servomotors (30') zusammen mit dem trompetenartigen Deckel (!'") als Teil des Gehäuses (1) ausgebildet sind.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, stromaufwärts angeordnete Servomotor (6') als Schließorgan und der zweite Servomotor (30') als Öffnungsorgan für die Zylinderhülse (2) an getrennte Druckmittelquellen angeschlossen sind.

3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Servomotoren (6', 30') mit dem Gehäuse (1) verbindenden Tragrippen als Hohlrippen (36, 36') ausgebildet sind, welche sich in axialer Richtung im wesentlichen entlang des ganzen Gehäuses (1) erstrecken.

4. Verschluß nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Hohlrippen (36, 36') die Anschlußleitungen (22, 23, 27) für die Servomotoren (6', 30') geführt sind.