DE2720257A1

DE2720257A1 - Druckspeicher und druckstossdaempfer mit grosser druckmitteloeffnung

Info

Publication number: DE2720257A1
Application number: DE19772720257
Authority: DE
Inventors: Abduz Zahid
Original assignee: Greer Hydraulics Inc
Current assignee: Greer Hydraulics Inc
Priority date: 1976-05-19
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1977-12-01
Also published as: AU2485877A; ZA772706B; AU516493B2; FR2352173B1; JPS52140912A; CA1044994A; US4099545A; DE2720257C2; FR2352173A1; SE428045B; SE7705799L

Description

GEEER HYDRAULICS INC. Los Angeles, California (V.St.A.)

Druokspeicher und Druckstoßdämpfer mit großer Druckmittelöffnung

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher, der beim Pumpen von Schlamm, Kohleteilchen mitführendem Wasser usw. auch als Druckstoßdämpfer verwendet werden kann.

Beim Pumpen von Flüssigkeiten, die schleifend wirkende Peststoffe mitführen, in Systemen,welche Druckspeicher mit einer Blase und einem Ventil enthalten, kommt es häufig zu einem Auefall der Blase und/oder des Ventils infolge einer Schleifwirkung oder weil die Blase durch die Ventilöffnung herausgepreßt wird. Man hat schon versucht, das Verschlußstück des V_entils so zu führen, dass die Gefahr eines derartigen Ausfalls vermindert wird· Wenn an der Grenzfläche zwischen den beweglichen Teilen jedoch feste Teilchen vorhanden sind, kann man mit mechanischen Führungseinrichtungen keinen vollen Erfolg erzielen, da diese festen Teilchen zum Verklemmen führen können und die Ursache eines raschen Verschleißes sind.

Wenn ein Druckmittel durch ein Ventil schnell in ein mit einer Blase versehenes Druckgefäß, beispielsweise einen

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Druckspeicher, hinein oder aus diesem Druckgefäß herausströmt, kann es zu heftigen Querschwingungen der Blase kommen, so dass diese beträchtlich verformt wird. Wenn gleichzeitig der Druck in dem Flüssigkeitsraum schnell abfällt, kann die Blase infolge ihrer Verformung zwischen dem Verschlußstück des Ventils und dem Ventilsitz eingeklemmt und dadurch beschädigt oder zerstört werden·

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Erfindung einen verbesserten Druckspeicher mit einer neuartigen Ventileinrichtung schafft, die an dem mit dem Druckmittelkanal versehenen Ende des Druckspeichers eine vollkommene Abdichtung gewährleistet und sich außerdem dadurch auszeichnet, dass sie eine höhere Verschleißbeständigkeit besitzt und ein Herauspressen der Blase durch die Ventilöffnung verhindert.

Die Erfindung schafft einen Druckspeicher der beschriebenen Art, in dem eine mechanische Führung der Ventilteile nicht erforderlich ist.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines verbesserten Druckspeichers, der insbesondere einen großen Flüssigkeitskanal besitzt und als Druckstoßdämpfer in Fällen verwendbar ist, in denen Flüssigkeiten auftreten können, die schleifend wirkende Teststoffe enthalten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Druckspeichers der beschriebenen Art mit einer verbesserten Ventileinrichtung·

Zur Lösung dieser Aufgaben schafft die Erfindung einen Druckspeicher der beschriebenen Art mit einem Verschluß-

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stück, das einen Tragkörper besitzt, dbr vorzugsweise in dem geschlossenen Endteil der Blase eingepreßt ist und der an seinem untersten Ende ein starres Zentrierglied trägt, der an seinem unteren Rand eine komische Fläche besitzt, die mit einer zu ihr komplementären, konischen Fläche des Ventilsitzes derart zusammenwirkt, dass die Blase in Bezug auf den Flüssigkeitskanal zentriert wird, wobei der Tragkörper ferner eine Dichtscheibe oder einen Einsatz aus elastischem elastomerem Material trägt, das eine höhere Steifheit oder Durometerhärte besitzt als das Material der Blase, und diese Dichtscheibe oder dieser Einsatz zwischen der Blase und dem Zentrierglied angeordnet ist. Die Dichtscheibe besitzt eine radial über das Zentrierglied hinaus vorstehende Lippe, die ein Herauspressen der Blase oder eine Berührung zwischen der Blase und dem Zentrierglied verhindert und die von ihr benachbarten Teilen der Blase gegen Teile des Ventilsitzes angedrückt wird und dadurch die Abdichtung an der Flüssigkeitsöffnung bewirkt und/oder verbessert.

Die Erfindung schafft somit einen verbesserten Druckspeicher und Druckstoßdämpfer, der einen großen Druckmittelkanal besitzt und mit besonderem Vorteil mit Flüssigkeiten verwendbar ist, die schleifend wirkende Feststoffe mitführen. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass an dem Flüssigkeitskanal eine verbesserte Ventileinrichtung vorgesehen ist, die auch unter der Einwirkung von schleifend wirkenden Feststoffen eine lange Gebrauchsdauer hat und die außerdem ein Herauspressen der Blasenanordnung durch den Flüssigkeitskanal und eine Beschädigung der Blase verhindert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beige-

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fügten Zeichnungen dargestellt. In diesen zeigt

Fig. 1 im Vertikalschnitt einen Druckspeicher gemäß der Erfindung und

Fig. 2 in größerem Maßstab im Vertikalschnitt die Ventilteile des Druckspeichers in der Schließstellung.

Der in Fig. 1 im V_ertikalschnitt dargestellte Druckspeicher 10 gemäß der Erfindung besitzt ein Gehäuse 11, an dessen oberem Ende einen mit einem Gaseinlaßventil 12 versehenen Gaskanal und am unteren Ende des Gehäuses einen Flüssigkeitskanal 13·

Da die Erfindung insbesondere das Verschlußstück 14 betrifft, werden die übrigen Teile des Druckspeichers nur kurz beschrieben.

Das Gehäuse ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel allgemein zylindrisch und besitzt in der üblichen Weise einen halbkugelförmigen oberen Endteil 15 und einen halbkugelförmigen unteren Enteil 16. Das Gehäuse kann aus Gehäuseteilen bestehen, die längs ringförmiger Schweißnähte 17 und 18 miteinander verschweißt sind. Das Gaseinlaßventil 12 kann bei 19 an dem oberen Ende des oberen Endteils 15 angeschweißt sein.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt das Gaseinlaßventil einen herausnehmbaren Ventileinsatz 20, der in einem zylindrischen Halsteil 21 mittels eines Spaltrings 22 festgelegt ist, der in einer Ringnut 23 sitzt. Bei dieser Ausbildung auf welche die Erfindung nicht eingeschränkt ist, kann man nach dem Auseinandernehmen von Bestandteilen des Gaseinlaßventils 12 die Blasenanordnung herausnehmen und wieder einsetzen.

Zum Tragen des Druckspeichers dient eine Halterung 24,

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-Wideren Bund 25 fest mit der nicht gezeigten Hauptflüssigkeit s leitung verbunden idb und die eine öffnung 26 besitzt, durch welche Druckmittel aus dieser Leitung in den Flüssigkeitskanal 13 eintreten können. Die Halterung besitzt ferner einen Flansch 29» der von mehreren Schrauben 28 durchsetzt ist, die in entsprechende Gewindebohrungen 30 geschraubt sind, die in dem Bodenstück 31 des Druckspeichers ausgebildet sind. Zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Druckspeichers und seiner Halterung kann man geeignetes Dichtungsmaterial 32 einspannen, um ein Lecken an dieser Stelle zu verhindern.

Der Flüssigkeitskanal 13 ist von einem ringförmigen Ventilsitz 33 begrenzt, der im wesentlichen die Form eines sich abwärts verjüngenden Kegelstumpfes hat. Es versteht sich, dass der Flüssigkeitskanal 13 dicht verschlossen ist, wenn der Druck in dem Gasraum um einen vorherbestimmten Betrag höher ist als der Druck in dem Flüssigkeitsraum und daher das Verschlußstück 14 abwärts gegen den Sitz gedrückt wird.

Iks Verschlußstück 14 ist an dem geschlossenen unteren Ende 34- der Blasenanordnung 35 vorgesehen. Diese besitzt einen offenen Endteil 36, der mit einer Ringnut 37 ausgebildet und an dieser mit einen Halteflansch 38 verbunden ist, der einen Teil des Gaseinlaßventils 12 bildet. Das offene obere Ende der Blasenanordnung 35 kann aber auch auf andere Weise so montiert sein, dass zwischen ihn und der Innenwandung des Gehäuses 11 die gewünschte Abdichtung vorhanden ist·

Die Blase 35 wird aus einem zähen, dehnbaren elastischen elaetoneren Material hergestellt, das von der Flüssigkeit,

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mit der es in Berührung kommt, nicht angegriffen wird, beispielsweise aus einem geeigneten Synthesekautschuk, und teilt das Innere des Druckspeichers in zwei Räume, und zwar in einen oberen Baum, der mit dem Gaseinlaßventil 12 in Verbindung steht, und einen unteren Raum, der mit den Flüssigkeitskanal 15 in Verbindung steht. Die Blase trägt an ihrem unteren Ende das Verschlußstück 14.

Das Verschlußstück 14 kann einen Tragkörper 39 aufweisen, der aus Metall oder einem ähnlichen, starren und beständigen Material besteht und vorzugsweise in einer entsprechend ausgebildeten Vertiefung im unteren Endteil 24 der Blase 35 eingepreßt oder eingeklebt ist.

Der Tragkörper 39 besitzt einen radial abstehenden Kopf 40, der zum Festhalten des Tragkörpers 39 in eine Ringnut am unteren Ende der Blas· eingreift.

Zum Festlegen des Tragkörpers 59 an der Blase besitzt diese ferner einen die obere Fläche 45 des Tragkörpers 39 abdeckenden, kreisscheibenförmigen Teil 42 und einen unter der Unterseite 45 des Tragkörpers 45 einwärtsragenden« ringförmigen Halteteil 44.

Der Tragkörper 39 besitst einen verdickten oberen Schaftteil 46, der mit einer abwärtsgekehrten Schulter 47 auegebildet ist. Der Tragkörper kann eine zweit· abwärtsgekehrte Schulter 48 aufweisen. Der ia Durchmesser kleinere untere Schaftteil 51 des Tragkörpore 39 durchsetzt ein· Öffnung 50 einer kreisförmigen Dichtscheibe 49, deren

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obere Fläche 52 an der abwärtsgekehrten Schulter 47 des oberen Schaftteils 46 anliegt.

Zum Festlegen der Dichtscheibe 49 dient ein starres Zentrierglied 53, das eine zentrale Gewindebohrung 54 besitzt, die auf das Außengewinde 55 des Schaftteils 51 geschraubt ist. Das Zentrierglied 53 wird auf dem Schaftteil 51 festgezogen, bis die obere Fläche 56 des Zentriergliedes an der abwärtsgekehrten Schulter 48 des Tragkö'rpers 39 angreift, so dass die Dichtscheibe 49 zwischen an sie angrenzenden Teilen festgelegt ist. Um ein Lockern des Zentriergliedes 53 zu verhindern, kann man einen Splint 57 durch eine Querbohrung 58 des Tragkörpers stecken.

Das Zentrierglied 53 besitzt an seinem Außenumfang eine konische Ringfläche 53, die zu dem Ventilsitz 33 komplementär ist. Ferner ist der radial am weitesten auswärtsliegende Teil 60 der Dichtscheibe 49 in der Verlängerung der konischen Fläche 59 des Zentriergliedes abgeschrägt.

Der obere Rand 61 des Zentriergliedes ist abgerundet, damit er nicht in die Dichtscheibe 49 einschneiden kann.

Deutlich erkennt man, dass die Dichtscheibe 49 im Durchmesser größer ist als das Zentrierglied 53» so dass die Dichtsiieibe radial auswärts über das Zentrierglied vorsteht.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich die Wirkungsweise der Einrichtung ohne weiteres.

Wenn der Druck in dem Raum zwischen der Blase und dem Gaseinlaßventil 12 höher ist als der Druck in dem Flüs-

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sigkeitsraum zwischen der Blase und dem Flüssigkeitskanal, bewirkt der Gasdruck, dass sich die Blase ausdehnt und das Verschlußstück 14 fortschreitend zu dem Ventilsitz 33 hin bewegt. Das sich dem Ventilsitz nähernde Verschlußstück wird von den zueinander komplementären, konischen Flä-*chen des Zentriergliedes 53 und des Sitzes 33 in eine zentrale Stellung über dem Kanal 15 geführt.

In der Schließstellung des Verschlußstückes kann zwischen der konischen Fläche 59 des Zentriergliedes 53 und dem Ventilsitz 33 eine teilweise oder vollständige Abdichtung vorhanden sein. Wenn jedoch ein oder mehrere von der Flüssigkeit mitgeführte, feste Teilchen zwischen den einander gegenüberliegenden, starren Flächen des Zentriergliedes und des Ventilsitzes eingeklemmt sind, können diese Teile nicht satt und vollkommen dicht aneinanderliegen.

Wenn in den bekannten Druckspeichern der Spalt zwischen dem Verschlußstück und dem Ventilsitz genügend groß ist, bewirkt der Luftdruck in dem Gasraum, dass Teile der Blase in diesen Spalt gepreßt werden, so dass die Blase stärker verschleißt und sogar reißen kann. In dem erfindungsgemäßen Druckspeicher dagegen bewirkt der von der Blase ausgeübte Druck, dass die elastische Dichtscheibe 49 abwärts ausgelenkt wird, so dass sie mit den das Zentrierglied 53 umgebenden Teilen des Ventilsitzes 33 in Berührung gelangt und dadurch die gewünschte Abdichtung erzielt wird, selbst wenn das Verschlußstück gegenüber der Vertikalachse des Druckspeichers etwas gekippt ist.

Wenn aus irgend einem Grunde, z.B. infolge des Vorhandenseins eines besonders großen festen Teilchens zwischen dem Rand der Dichtscheibe und dem Ventilsitz 33, ein Teil der Blase doch herausgepreßt wird, können die herausge-

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preßten Teile der Blase nicht an dem gehärteten Material des Zentriergliedes sondern nur an der Dichtscheibe angreifen, die a us einem Material besteht, das einerseits elastomer, andererseits aber härter ist als das Mateial der Blase.

Wenn der Druck in dem Flüssigkeitskanal höher ist als der Druck im Gasraum, wird das Verschlußstück 14 in der üblichen Weise von seinem Sitz abgehoben.

Man erkennt aus der vorstehenden Beschreibung, dass der Druckspeicher gemäß der Erfindung eine verbesserte Ventileinrichtung besitzt, die in Druckspeichern mit großen
Flüssigkeitskanälen besonders vorteilhaft ist, insbesondere bei Flüssigkeiten, die feine feste Teilchen mitführen. In den gemäß der Erfindung ausgebildeten Druckspeichern hat dfe Blase eine viel längere Gebrauchsdauer.

Claims

Patentansprüche;

IIJ Druckspeicher und Druckstoßdämpfer mit großem Druckmittelkanal, insbesondere zur Verwendung beim Pumpen von Flüssigkeiten, die schleifend wirkende, Feststoffe mitführen, gekennzeichnet durch ein starres Gehäuse, das am einen Ende mit einem Gaseinlaßventil versehen und am anderen Ende mit einem Druckmittelkanal ausgebildet ist, der von einem im Querschnitt kreisförmigen konischen Ventilsitz umgetren ist, eine in dem Gehäuse vorgesehene Blasenanordnung, die das Innere des Gehäuses in einen mit dem Gaseinlaßventil in Verbindung stehenden Gasraum und einen mit dem Druckmittelkanal in Verbindung stehenden Flüssigkeitsraum unterteilt und die eine am einen Ende offene und am anderen Ende geschlossene, dehnbare, elastomere Blase aufweist, eine in dem Gehäuse vorgesehene Halteeinrichtung, die das offene Ende der Blase in dichter Anlage an dem Innenumfang des Gehäuses hält, und ein Verschlußstück, das von dem geschlossenen Ende der Blase getragen wird und relativ zu dem Flüssigkeitskanal zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbar ist, wobei dieses Verschlüßstück einen Tragkörper aufweist, der mit dem geschlossenen Ende der Blase verbunden ist, ferner ein montiertes, dem Ventilsitz gegenüberliegendes, starres Zentrierglied, das im Querschnitt kreisförmig ist und eine zu dem Sitz komplementäre, konische Fläche sowie eine der Blase zugekehrte, obere Fläche besitzt, und eine zwischen dem geschlossenen Ende der Blase und der oDeren Fläche des Zentriergliedes angeordnete, kreisförmige Dichtscheibe, die im Durchmesser größer ist als die obere Fläche des Zentriergliedes und aus einem elastischen elastomeren Material besteht, das eine höhere Duro-

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ORIGINAL INSPECTED

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meterhärte besitzt als das Material der Blase.
2. Druckspeicher und Druckstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radial am weitesten außenliegende Fläche der Dichtscheibe zu dem Ventilsitz komplementär konisch ausgebildet ist und in der Schließstellung des Verschlußstückes von Teilen des geschlossenen Endes der Blase gegen Teile des Ventilsitzes gedruckt wird.
3· Druckspeicher und Druckstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper einen radial abstehenden Kopf besitzt, um den das geschlossene Ende der Blase herumgeformt ist, um den Tragkörper mit der Blase zu verbinden.
4. Druckspeicher und Druckstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper einen gewindetragenden Schaftteil besitzt, der sich zu dem Flüssigkeitskanal hin erstreckt, undÄass das Zentrierglied eine auf den genannten Schaftteil aufgeschraubte Gewindeöffnung besitzt.

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