DE2513846A1

DE2513846A1 - Kontrollvorrichtung fuer oeldruckspeicher

Info

Publication number: DE2513846A1
Application number: DE19752513846
Authority: DE
Inventors: Pierre Prabel
Original assignee: Cegelec SA
Current assignee: Cegelec SA
Priority date: 1974-04-02
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1975-10-16
Also published as: FR2270465A1; FR2270465B1; IT1034366B; IN144496B

Description

DIpL-In₀. JOroen WEINMIU-ER 2 7, Matt 1975 PATENT ASSESSOR

^-^! GmbH

DELLE-ALSTHOM

130, rue Leon Blum, 69611 VILLEURBANNE (Frankreich)

KONTROLLVORRICHTUNG FÜR ÖLDRUCKSPEICHER

Die Erfindung betrifft Öldruckspeicher, bei denen die Energie in Form eines komprimierten Gases, im allgemeinen Stickstoff, gespeichert und mit Hilfe einer Flüssigkeit, im allgemeinen Öl, weitergegeben wird und die einen Kolben enthalten, der zwischen Gas und Flüssigkeit liegt. Wenn das Gasvolumen aufgrund einer Druckerhöhung oder aufgrund von Leckverlusten einen vorbestimmten Mindestwert erreicht, muß ein Organ des Geräts eine Anzeige- oder Verriegelungsinformation übertragen. Damit kann überprüft werden, ob der Öldruckspeicher die garantierte Mindestenergie liefern kann. Bei der Parallelschaltung von solchen Öldruckspeichern kann auf diese Weise

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überwacht werden, daß kein Öldruckspeicher seinen Grundgasdruck verloren hat, und ggf. der fehlerhafte Öldruckspeicher identifiziert werden. Hierzu wird in einer bekannten Ausführungsform die Stellung des Kolbens mit Hilfe einer auf ihm befestigten, nach außen heraustretenden Stange oder mit einer magnetischen Vorrichtung, die auf dem Kolben befestigt ist und die Information durch das Öldruckspeichergehäuse hindurch nach außen überträgt, überwacht. Jedoch wird durch die nach außen heraustretende Stange der Raumbedarf des Öldruckspeichers erhöht, und die ziemlich komplizierte magnetische Vorrichtung ermöglicht es nicht, evtl. eine hydraulische Information direkt ohne Hilfsstromquelle zu übertragen. Außerdem kann bei diesen beiden Vorrichtungen nicht auf den Einbau eines Sicherheitsventils verzichtet werden, das notwendig ist, falls die Pumpe nicht stehenbleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine innere Kontrollvorrichtung für Öldruckspeicher zu schaffen, die für deren einwandfreies Arbeiten und die Informationsübertragung sorgt, ohne daß hierfür außen am Öldruckspeicher angebrachte Bauteile benötigt werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Kontrollvorrichtung für Öldruckspeicher von hydraulischen Anlagen, die einen beweglichen Kolben enthalten, der. eine Gas druckkammer von einer Kammer mit einer hydraulischen Flüssigkeit trennt, die mit dem Hydraulikkreislauf der hydraulischen Anlage in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Volumenbegrenzung der Gaskammer durch ein Entlastungsventil für die Flüssigkeit erreicht wird, dessen Öffnung durch eine anormale Stellung des Kolbens bewirkt wird.

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In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist im Innern des Öldruckspeichers zwischen der Klappe des Entlastungsventils und dem Kolben eine Stange angeordnet.

Diese Stange umfaßt vorzugsweise ein erstes Ende, das von dem Sicherheitsventil betätigt wird, und ein zweites Ende, das mit einem Anschlag versehen ist, der mit einer Schulter des Kolbens in Verbindung tritt, wenn dieser Kolben einen mit dem Volumen der Gaskammer kompatiblen maximalen Weg zurückgelegt hat.

Weiter ist es günstig, eine Auffangkammer für die freigegebene Flüssigkeit mit der Außenseite des öldruckspeichers über ein auf dem Kolben gleitendes Organ zu verbinden.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Figuren 1 bis 3 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Öldruckspeicher mit einer erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Variante einer erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Hydraulikanlage, die einen Öldruckspeicher mit erfindungsgemäßer Kontrollvorrichtung enthält.

Ein Mantel 1 des in Fig. 1 dargestellten öldruckspeichers wird an seinem oberen Ende durch einen Boden 2 und an seinem unteren Ende durch einen Boden 5 abgeschlossen. Im Innern des öldruckspeichers begrenzt ein Kolben 24, der im Mantel 1 gleiten kann, eine mit Gas gefüllte obere Kammer 25 und eine mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllte untere Kammer

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Der Boden 2 ist mit einer Dichtung 3 versehen und wird durch einen Ringflansch 4 gehalten. Zur Füllung befinden sich im Boden 2 eine Aufblasvorrichtung, die eine durch eine Feder 9 in ihrem Sitz gehaltene Kugel 8 umfaßt; die Feder 9 stützt sich auf ein Schließstück 10 ab. Im Betrieb wird die Dichtheit der Aufblasvorrichtung durch einen Stopfen 11 und eine Dichtung 12 gewährleistet.

Der Boden 5 ist mit einer Dichtung 6 versehen und wird auf dem Mantel 1 mit Hilfe eines Ringflansches 7 gehalten. In den Boden 5 ist ein Entlastungsventil 13 eingebaut, das eine durch den Druck in ihrem Sitz gehaltene Klappe und eine Stange 14 enthält, die zur Betätigung der Klappe bestimmt ist. Das der Klappe gegenüberliegende Ende der Stange 14 weist einen Anschlag 15 auf. Die Klappe und die Stange 14 sind nicht starr miteinander verbunden; wenn die Klappe in ihrem Sitz ruht, besteht ein Spiel 17, über das die Mitnahme der Klappe durch die Stange erfolgt. Der Boden 5 enthält zwei mit einer Hydraulikanlage, wie sie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, verbundene Kanalisierungen, eine Kanalisierung 19, die mit dem zu betätigenden Gerät und mit dem Pumpkreis verbunden ist, und eine Kanalisierung 20, die der Auslaßöffnung des Entlastungsventils entspricht.

Der Kolben 24 trennt das in der Kammer 25 enthaltene Gas von der Flüssigkeit der Kammer 26. Die Abdichtung des Kolbens wird gegenüber der Kammer 25 durch eine Dichtung 27 und gegenüber der Kammer 26 durch eine Dichtung 28 erreicht. Auf dem Kolben sitzt eine zylindrische Hülle 32, die mit diesem Kolben fest

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verbunden ist und eine Innenkammer 31 begrenzt, die im unteren Teil des Kolbens in einer Schulter 50 und schließlich in einer verschließbaren Öffnung 51 mündet. Eine Dichtung 33 sorgt für die Dichtheit zwischen dem Kolben 24 und der Hülle 32.

In Fig. 1 weist der Öldruckspeicher eine Vorrichtung zum Auffangen von durch die Dichtungen 27 und 28 möglicherweise austretender Hydraulikflüssigkeit auf. Zu diesem Zweck ist eine um den Kolben 24 herum angeordnete, ringförmige Auffangkammer 29 über eine Kanalisierung 30 mit der Kammer 31 verbunden. Im Innern der Kammer 31 und um die Stange 14 herum ist eine zur Hülle 32 konzentrische zylindrische Führung 16 angeordnet, die am Boden 5 befestigt ist. Die Öffnung 51 des Kolbens steht mit der Führung 16 in Gleitverbindung, und eine Dichtung 34 sorgt für Dichtheit zwischen den Kammern 26 und 31. Die Führung 16 weist eine Innenkammer 22 auf, die durch den Boden 5 über eine Kanalisierung 21 in ein hier nicht dargestelltes Auffangorgan mündet; zwischen dem Boden 5 und der Führung 16 sorgt eine Dichtung 23 für Dichtheit. Beim Normalbetrieb, bei dem der Anschlag 15 auf dem oberen Ende der Führung 16 ruht, sorgt eine Öffnung 52 für die Verbindung zwischen den Kammern 31 und 22. Die in der Kammer 29 festgestellten Druckflüssigkeitslecks können so durch die Kanalisierung 21 nach aufeinanderfolgendem Durchlaufen der Kammern 31 und 22 abgeschieden werden. Eine Dichtung 18 sorgt für Dichtheit auf der Stange 24 und zwischen dem Entlastungsventil 13 und der Kammer 22,

Im Fall der Variante des in Fig. 2 dargestellten Öldruckspeichers wird das Auffangen von durch die Dichtungen 27

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und 28 austretender Lecks nicht durchgeführt. In diesem Fall können die Führung 16, die Leitungen 21 und 30 sowie die Dichtungen 18, 23 und 34 fortgelassen werden. Die Kammer 31, die mit der Kammer 22 dann zusammenfällt, mündet direkt in die Kammer 26. Im übrigen sind für funktionsgleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.

Anhand der Fig. 3, die ein Beispiel einer Hydraulikanlage darstellt, wird die Arbeitsweise des Entlastungsventils und der Anzeige- bzw. Verriegelungsorgane der Vorrichtung zur Wiederverfugbarmachung der Energie in einem öldruckspeicher

35 erläutert. Dieser Öldruckspeicher ist über die Leitung 19 an einen Druckregler 36 sowie an eine durch einen Motor 38 angetriebene Pumpe 37 angeschlossen; die Pumpe 37 ist über den Filter 40 mit einem Vorratsbehälter 39 verbunden. Die Kanalisierung 20 des Entlastungsventils führt in den Behälter 39, wobei eine Vorrichtung 41 durchlaufen wird, die das Strömen der Flüssigkeit in der Kanalisierung 20 feststellt. An die Kanalisierung 19, die mit dem zu betätigenden Gerät 42 verbunden ist, kann evtl. ein Manometer 43 angeschlossen werden, das eine Sichtanzeige für den Druck liefern soll, sowie ein Sicherheitsventil 44, das in den Behälter 39 mündet. Die elektrische Anlage wird durch eine Stromquelle 45 gespeist. Der Druckregler

36 ist mit einem Relais 46 verbunden, das einen Sofortkontakt enthält, der den Unterbrecher 47 des Motors 38 betätigt. Darüber hinaus enthält das Relais 46 einen beim Schließen verzögerten Kontakt 48, der an einen Anzeige- und Verriegelungsschaltkreis 49 angeschlossen ist.

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Bei einem Oldruckspeicher, in dem es sich bei dem Druckgas um Stickstoff und bei der Übertragungsflüssigkeit um Öl handelt, ist die Arbeitsweise wie folgt : Bei einer gegebenen Umgebungstemperatur ist der Druck des Stickstoffs in der Kammer 25 der dieser Temperatur entsprechende normale Aufblasdruck; die Kammer 26 ist ohne Öldruck und der Kolben 24 stößt an den Boden 5, wie es in den Figuren 1 und 2 dargestellt wird.

Wird die elektrische Anlage an der Stelle 45 unter Spannung gesetzt, befindet sich der Kontakt des Druckreglers 36 in Schließstellung, da der Öldruck Null oder sehr gering ist. Dieser Kontakt steuert über das Relais 46 das Schliessen des Unterbrechers 47 und das Anlaufen des Motors 38 der Pumpe 37. Wenn der der Öffnungsstellung des Kontakts des Ölreglers 36 entsprechende Öldruck erreicht ist, unterbricht dieser Kontakt die Speisung des Relais 46, und der Sofortkontakt dieses Relais öffnet den Unterbrecher 47 des Motors 38.

Bei normalen Betriebsbedingungen wird, wenn der Druck den vorgesehenen Wert erreicht, die Pumpe angehalten, der Kontakt des Druckreglers 36 wird geöffnet und der Kolben 24 des Öldruckspeichers 35 mit der Hülle 32 befinden sich in Hochstellung, wie es in Fig. 3 gezeigt wird; diese Stellung wird in den Figuren 1 und 2 gestrichelt angedeutet.

Öffnen und Schließen des Kontakts des Druckreglers 36 werden in Abhängigkeit vom Öldruck gesteuert, welcher durch das ölvolumen bestimmt ist, den man bei gegebener Temperatur im Öldruckspeicher unterbringen will.

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Die Verzögerung des beim Schließen verzögerten Kontakts 48 des Relais 46 wird so eingestellt, daß die Verzögerungszeit mindestens gleich der oberen Toleranzgrenze der für das Füllen des im normalen Betrieb befindlichen Öldruckspeichers notwendigen Zeit ist.

Der Hub, der die Stellung des Kolbens 24 vom Anstoßen des Anschlags 15 an den Kolben trennt, hängt von den beim Betriebsdruck zulässigen Toleranzen, vom Ölvolumen und von der Temperatur ab, die ihrerseits von den Anwendungsund Installationsbedingungen abhängt.

Das Entlastungsventil spricht an, wenn die Pumpe infolge eines Betriebsfehlers entweder des Druckreglers 36 oder des Relais 46 nicht anhält. Der Kolben 24 geht dann über seine normale Stellung hinaus und trifft mit seiner Schulter 50 auf den Anschlag 15 auf. Das Spiel 17 der Mitnahmevorrichtung der Stange 14 für das Entlastungsventil 13 verschwindet; die Klappe des Ventils öffnet sich und das durch die Pumpe 37 geförderte Öl fließt über die Kanalisierung 20 in den Behälter

Das Entlastungsventil 14 spricht außerdem an, wenn der Druck des Stickstoffs abfällt, beispielsweise infolge eines Lecks, wodurch eine Öldruckminderung hervorgerufen wird. Wenn diese Öldruckabnahme den Wert erreicht, der dem Schließen des Kontakts des Druckreglers 36 entspricht, so schaltet dieser Druckregler die Pumpe 37 über das Relais 46 und den Unterbrecher 47 ein. Der Kolben 24 überschreitet dann seine normale Hochstellung, trifft auf den Anschlag 15 auf und läßt das Spiel verschwinden; die Mitnahme der Stange 14 nach oben gibt die

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Klappe des Ventils zur Öffnung frei. Das durch die Pumpe 37 geförderte Öl fließt dann in den Behälter 39 ab.

In diesen beiden Fällen begrenzt das Abfliessen des Öls den Weg des Kolbens 24, der nicht die der Öffnung des Entlastungsventils 13 entsprechende Stellung überschreiten kann, da dieses Ventil eine höhere Durchflußleistung aufweist als die Pumpe.

Außerdem schließt sich, wenn die normale Zeit für die Wiederherstellung des Ölvolumens überschritten ist, der Kontakt 48 und überträgt an der Stelle 49 eine elektrische Information zur Anzeige oder zur Verriegelung. Ferner kann durch den Detektor 41, der den Öldurchfluß durch die Kanalisierung 20 feststellt, eine hydraulische Information zur Anzeige oder zur Verriegelung erzeugt werden.

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Das Entlastungsventil 13 setzt das Sicherheitsventil,

da es ein gefährliches Anwachsen des Drucks verhindert. Wenn man jedoch eine sehr starke Erhöhung der Umgebungstemperatur in Rechnung ziehen muß, dann kann man ein zusätzliches Sicherheitsventil 44 anbringen, um im Ölkreis jeglichen auf eine sehr starke Erhöhung der Umgebungstemperatur zurückzuführenden Überdruck zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mehrere Vorteile auf :

Im Falle von Gasaustritt ermöglicht es die Vorrichtung, für einen gegebenen Druck das Mindestgasvolumen festzulegen, das der Grenze entspricht, bis zu der die Anlage eingesetzt werden kann.

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Das Entlastungsventil 13 kann das Sicherheitsventil ersetzen, da es die Druckzunahme des Gases begrenzt, selbst wenn die Pumpe nicht anhält.

Das durch das Entlastungsventil gesteuerte Entweichen kann die Übertragung einer Information durch eine rein hydraulische Vorrichtung ermöglichen, wie beispielsweise durch den Detektor 41, ohne daß eine elektrische Spannungsquelle zur Hilfe genommen werden muß; eine solche elektrische Stromquelle ist dagegen bei bekannten Vorrichtungen, die mit einem berührungslosen Kontakt arbeiten, erforderlich.

Gemäß der Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt wird, wird die Verbindung zwischen der Außenseite der Hülle 32 und der Auffangkammer 39 für die Lecks des Kolbens 24 mit Hilfe einer gleitenden zylindrischen Führung 16 hergestellt, die vollkommen im Innern des Öldruckspeicherraums angeordnet ist, wodurch der Raumaufwand im Vergleich zur Vorrichtung mit einer nach außen tretenden Stange verringert wird.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 liegt die Dichtung 34, mit der der Kolben gegenüber der Führung 16, auf der er gleitet, abgedichtet wird, mit seinen beiden Seiten in der Hydraulikflüssigkeit, wodurch Lecks verringert werden, was gegenüber der bestehenden Vorrichtung mit nach außen tretender Stange ein Vorteil ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Kontrollvorrichtung für Öldruckspeicher von hydraulischen Anlagen, die einen beweglichen Kolben enthalten, der eine Gasdruckkammer von einer Kammer mit einer hydraulischen Flüssigkeit trennt, die mit dem Hydraulikkreislauf der hydraulischen Anlage in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Volumenbegrenzung der Gaskammer (25) durch ein Entlastungsventil (13) für die Flüssigkeit erreicht wird, dessen Öffnung durch eine anormale Stellung des Kolbens bewirkt wird.

2 - Kontrollvorrichtung gemä Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Entlastungsventil (13) um ein Sicherheitsventil in der Hydraulikanlage handelt.

3 — Kontrollvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entweichen der Flüssigkeit durch das Entlastungsventil ein Indiz zur Feststellung des anormalen Betriebs des Öldruckspeichers darstellt.

4 - Kontrollvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die entweichende Flüssigkeit auf einen Detektor -(41) einwirkt, der den Flüssigkeitsdurchfluß feststellen kann.

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5 - Kontrollvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Öldruckspeichers eine Stange(14) angeordnet ist, die mechanisch die Klappe des Entlastungsventils (13) und den Kolben (24) im Fall eines anormalen Betriebs verbindet.

6 - Kontrollvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange ein erstes Ende aufweist, das mechanisch an das Entlastungsventil (13) angekoppelt ist, und ein zweites Ende, das mit einem Anschlag (15) versehen ist und mit einer Schulter (50) des Kolbens (24) in Berührung tritt, wenn der Kolben eine mit dem Volumen der Gaskammer (25) kompatible maximale Verschiebung durchgeführt hat.

7 - Kontrollvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange

(14) mit Spiel (17) mit der Klappe des Entlastungsventils (13) verbunden ist.

8 - Kontrollvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auffangkammer (29) für Flüssigkeitslecks mit der Außenseite des Öldruckspeichers über eine auf dem Kolben (24) gleitende zylindrische Führung (16) verbunden ist.

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