DE2735607A1

DE2735607A1 - Steuerungsvorrichtung fuer absperrklappen

Info

Publication number: DE2735607A1
Application number: DE19772735607
Authority: DE
Inventors: Dietmar Baumann
Original assignee: Schmitz & Schulte
Current assignee: Schmitz & Schulte
Priority date: 1977-08-06
Filing date: 1977-08-06
Publication date: 1979-02-15

Description

VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler + 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alelc von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Setting, Köln

5 KÖLN l 5.8.1977 Sch/Sd

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

Schmitz & Schulte, Massiefen 1-5, 5093 Burscheid 1

Steuerungsvorrichtung für Absperrklappen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung für Absperrklappen, die durch hydraulische Mittel betätigt werden.

Es ist bekannt, Absperrklappen in der Weise zu betätigen, daß diese mittels einer Hydraulikeinheit, die aus einem Hydraulik-Hubzylinder und einer Pumpe für die Hydraulikflüssigkeit besteht, durch den anstehenden Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Hubzylinder in Offenstellung gehalten werden. Bei Vornahme eines Druckabfalls in dem Hubzylinder schließt die Klappe. Der Schließvorgang der Klappe wird im allgemeinen gedämpft, wobei beim Schließvorgang der Hydraulikzylinder zugleich auch als Dämpfer dient. Mittels Drosselventile kann der, Schließvorgang progressiv gedämpft werden, und zwar durch entsprechende Steuerung der Drosselventile in Abhängigkeit von der Stellung der Klappenscheibe.

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Telefon: (0221) 23 4541 - 4 - Telex: 8882307 dopa d - Telegramm: Dompatent Köln

Bei der hydraulischen Steuerungsvorrichtung werden als Verbindungsleitungen elastische Schläuche oder Stahlrohre verwendet. Hierbei besteht die Gefahr, daß ein Schlauch bzw. das Rohr platzen oder auch an der Verbindungsstelle abreißen kann. Deshalb verwendet man bei den Leitungen Rohrbruch-Sicherheitsventile, damit bei defektem Druckschlauch der Hubzylinder, der unter dem Druck zum Aufhalten der Klappenscheibe steht, nicht plötzlich druckfrei wird, was sonst die Beschädigung der Absperrklappe und das Entstehen von Folgeschäden nach sich ziehen kann. Die Schließgeschwindigkeit für diesen Notfall ist durch die Charakteristik des Sicherheitsventiles vorgegeben. Hierbei ist es möglich, daß das Sicherheitsventil seine Schließstellung erreicht hat, bevor die Klappenscheibe die Endstellung erreicht hat. Dies bedeutet, daß die Klappenscheibe mehr oder weniger geöffnet stehen bleibt, wodurch die Druckflüssigkeit in dem Hubzylinder unter Druck verbleibt. Erst wenn der Schaden vollkommen behoben ist und die Arbeitshydraulik in Gang gesetzt werden kann, kann weiteres Schließen der Klappenscheibe erreicht werden. Dies ist umständlich

und zeitaufwendig. ι

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Steuerungsvorrichtung der beschriebenen Art es mit einfachen Mitteln zu ermöglichen, daß der Hubzylinder nach Wirkung des Schnellöffnungsventils vollständig entleert werden kann, ohne daß man von der Reparatur des Defektes in der Hydraulikleitung abhängig ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bei Anordnung des Rohrbruch-Sicherheitsventils unmittelbar an dem Hydraulik-Hubzylinder der Kolben des Rohrbruch-Sicherheitsventils eine begrenzte Drosselstellung nicht überschreitet.

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Durch den unmittelbaren Anbau des Rohrbruch-Sicherheits- ! ventils an dem Hydraulik-Hubzylinder für die Drosselklap- i pe ist das Entstehen eines Rohr- oder Leitungsbruches zwi- I sehen dem Hubzylinder und dem Sicherheitsventil ausge- j schlossen. Durch die begrenzte Drosselstellung in dem KoI- ; ben ist die Möglichkeit geschaffen, daß der Hubzylinder danach allmählich leer werden kann, bis die Klappenscheibe die tatsächliche Schließstellung in dem Klappengehäuse erreicht hat. Bei einem Schaden am Hydrauliksystem, z.B.

durch Bruch einer Leitung oder Versagen eines Elementes, wirkt der Hubzylinder auch dann noch als Bremse, wenn die Hydraulikflüssigkeit an anderer Stelle des Systems unkontrolliert ausströmt. Das Sicherheitsventil drosselt zugleich seinen Strömungsquerschnitt bei Überschreitung einer bestimmten Durchflußgeschwindigkeit auf einen wesentlich kleineren Querschnitt. Ferner ist denkbar, daß sich bei übermäßig hoher Krafteinwirkung auf die Kolbenstange des Hubzylinders gegebenenfalls eine zu hohe Schließgeschwindigkeit ergeben würde. Mittels der erfindungsgemäßen Ausführung wird auch in diesem Fall ein zusätzlicher Bremseffekt erzielt.

Bei einer an sich bekannten Ausführung eines Rohrbruch-Sicherheitsventils wird der Durchflußquerschnitt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des durchfließenden Mediums stetig verringert: Der Staudruck wirkt auf die Stirnseite ι eines Kolbens und bewirkt - gegen Federkraft - eine stetige Schließbewegung bei steigendem Durchfluß. Um vollkommenes Schließen zu verhindern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in die Stirnfläche des Kolbens eine Drosselbohrung vorzusehen, deren Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit von der gewünschten Schließgeschwindigkeit im Rohrbruchfall bemessen wird.

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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Rohrbruch-Sicherheitsventils, bei dem mittels eines Schiebers Querbohrungen mit seitlichen Auslässen im zylindrischen Gehäuse zusammenwirken, ist dafür zu sorgen, daß der Schieber mittels eines Anschlagringes im Verschiebeweg so begrenzt ist, daß stets ein begrenzter Durchfluß durch die Querbohrung und den Gehäuseauslaß gewahrt bleibt.

Die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung des Rohrbruch-Sicherheitsventils ist für verschiedene Bauarten von Absperrklappen geeignet, z.B. bei einer Pumpenrückschlagkläppe, bei der die Klappenscheibe für den Schließvorgang durch ein Fallgewicht gesteuert wird, weiterhin für eine i Absperrklappe, bei der das Fallgewicht durch eine mecha- ! nische Haltevorrichtung in der Höhe gehalten wird. Die Funktion bleibt erhalten, auch wenn das System infolge natürlicher Leckage von einzelnen Bauelementen leerlaufen würde, j

Das Sicherheitsventil mit der Drosselbohrung in dem Kolben ist auch bei einer Kipprückschlagklappe vorteilhaft anzuwenden. Hierbei wird die Anordnung des Sicherheitsventils zweckmäßig so getroffen, daß das betreffende Sicherheitsventil gemäß der Erfindung in einer Umführung des Dämpfungs Zylinders vorgesehen wird.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele nachstehend beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine hydraulisch gesteuerte und gewichtsbelastete Absperrklappe mit der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung im Schema.

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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Rohrbruch-Sicher- j heitsventils gemäß der Erfindung im Schnitt.

Fig. 3 stellt eine Kipprückschlagklappe mit der erfindungs-' gemäßen Steuervorrichtung im Schema dar.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung des Rohrbruch-Sicher-

heitsventils. '■

Die Absperrklappe 1 der Fig. 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in ! dem eine Klappenscheibe 3 um eine Achse 4 drehbar gelagert ist. Mit der Klappenscheibe 3 ist ein Hebelarm 5 drehfest | verbunden, an dem ein verschiebbares Schließgewicht 6 angeordnet ist.

Die Betätigung
schem Wege. Hi<
getriebene Pumj

der Klappenscheibe 3 erfolgt auf hydraulirzu ist eine durch einen Elektromotor ane 7 vorgesehen, deren Druckleitung 8 über ein Rückschlagventil 9 zu einem Hubzylinder 10 führt, dessen Kolben 11 über eine Kolbenstange 12 mittels einer Lasche 13 an dem Hebelarm 5 gelenkig angreift. Mit 14 sind ein überdruckventil, mit 15 ein Drosselventil und mit 16 ein Absperrventil (Schnellöffnungsventil) bezeichnet. Durch den in dem Hubzylinder 10 anstehenden Druck der Hydraulikflüssigkeit wird die gewichtsbelastete Klappenscheibe 3 in Offenstellung gehalten. Bei geöffnetem Absperrventil 16 und entsprechendem Druckabfall in dem Hubzylinder IO durch ein mehr oder weniger öffnen des Drosselventils 15 wird die Klappenschäibe 3 in die Schließstellung übergeführt.

Ein Rohrbruch-Sicherheitsventil 17 ist unmittelbar mit dem Gehäuse des Hubzylinders 10 verbunden, z.B. in die Gehäuse-

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wandung eingeschraubt. Dieses Sicherheitsventil der Fig.
2 weist einen an einem Ende durch eine Platte 19 geschlossenen Schieber 18 auf, der mit Durchflußöffnungen 20 versehen ist und in der zylindrischen Bohrung des Sicherheitsventils 17 gleitet. Er wird durch die Feder 23 über _;

dem Bund 18a in Offenstellung gehalten; bei entsprechend ^: hohem Durchsatz liegt die Platte 19 am Gehäuseeinsatz 21 >

an. Die Abschlußplatte 19 ist mit einer oder mehreren düsenartigen Bohrungen 24 von geringem Durchmesser versehen.

Bei einem Defekt in dem Hydrauliksystem, insbesondere beim

Bruch eines elastischen Verbindungsschlauches für die Hy- ;

draulikflüssigkeit oder bei Abreißen desselben oder bei '

sonstigem Versagen eines Steuerungselementes, spricht das ]

Rohrbruch-Sicherheitsventil 17 an und geht aufgrund der '

unterschiedlichen Druckverhältnisse vor und hinter dem

Sicherheitsventil 17 in vorbestimmter Weise mehr oder we- ;

niger in die Schließstellung. Dies kann geschehen, bevor .'

die Klappenscheibe 3 ihre Schließstellung erreicht hat, j wobei das Fallgewicht noch auf die Klappenscheibe zur Durchj führung des Schließvorganges wirksam ist. Dabei wirkt der j

i Hubzylinder 10, 11 als Bremse für ein weiteres langsames j Schließen der Klappenscheibe 3 infolge der in dem Sicher- j heitsventil 17 angeordneten Düsenbohrungen 24, die einen | minimalen Durchfluß auch bei geschlossenem Sicherheitsven-

til 17 erlauben. Auf diese Weise wird mit Sicherheit auch
der Hubzylinder 10, 11 allmählich entleert. Auch bei Entstehen einer übermäßig hohen Kraft auf die Kolbenstange
12 durch irgendwelche Vorgänge bei der Absperrklappe kann
sich eine zu hohe Schließgeschwindigkeit ergeben. Das Rohr-

bruch-Sicherheitsventil 17 mit den Düsenbohrungen 24 führt
hierbei denselben Bremseffekt wie vorstehend beschrieben
aus.

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Fig. 3 veranschaulicht eine Kipprückschlagklappe 32 mit der bei 33 außerhalb der Mitte gelagerten Klappenscheibe 34. Der Hebelarm 35, der mit der Klappenscheibe 34 drehfest verbunden ist, ist über ein Gestänge 36 mit einer Kolbenstange 37 eines Kolbens 38 verbunden, der in einem Zylinder 39 gleiten kann. Bei dieser Anordnung befindet sich das Rohrbruch-Sicherheitsventil 17 in einer Umführung 4O des Zylinders 39. Die Umführung kann hierbei unmittelbar in dem Gehäuse des Zylinders 39 eingearbeitet sein. Wenn die Schließgeschwindigkeit zu groß wird, tritt das Rohrbruch-Sicherheitsventil einerseits durch die Verringerung des Durchflußquerschnittes bei verschobenem Kolben 21 und andererseits bei geschlossenem Sicherheitsventil zusätzlich durch die Düsenbohrungen 24 in die gewünsch-j

te Dämpgungs- und Bremsfunktion. !

Fig. 4 veranschaulicht eine andere Ausbildung eines Rohr- j bruch-Sicherheitsventils 45. Dieses weist ein Gehäuse 46 auf, in dem ein Schieber 47 unter der Wirkung einer Feder 48 steht. Der Schieber ist mit Querbohrungen 49 versehen, die mit Auslässen 50 des Gehäuses 46 zusammenwirken. Der Schieber ist an seiner freien Stirnseite mit einer öffnung 51 versehen. Mit 52 ist ein Anschlagring bezeichnet, durch den der Weg des Schiebers 47 begrenzt wird, und zwar in der Weise, daß die Bohrungen 49, 50 sich nicht vollständig abdecken können, sondern stets eine Durchströmöffnung verbleibt. Auch bei dieser Ausbildung des Rohrbruch-Sicherheitsventils wirkt dieses als Bremse, wenn die Hydraulikflüssigkeit an anderer Stelle des Systems unkontrolliert ausströmt. Der Hubzylinder für die Drosselklappe kann danach allmählich bis zur Schließstellung der Klappenscheibe entleert werden.

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Claims

Ansprüche

1. Steuerungsvorrichtung für Absperrklappen, die mittels _;

einer Hydraulikeinheit, bestehend aus Hydraulik-Hubzy- !

linder und elektrisch angetriebener Druckflüssigkeits- ■

pumpe, durch den anstehenden Druck der Hydraulikflüs- i

sigkeit in Offenstellung gehalten werden und bei Druck- ι

abfall in Schließstellung übergehen, wobei der Schließ- j

Vorgang der Klappenscheibe mittels Drosselventil ge- i

dämpft wird und wobei in der Hydraulikleitung ein Rohr- ■

bruch-Sicherheitsventil vorgesehen ist, dadurch gekenn- !

zeichnet, daß bei Anordnung eines Rohrbruch-Sicherheits-j ventile (17) unmittelbar an dem Hydraulik-Hubzylinder
(10) der Kolben (21) des Rohrbruch-Sicherheitsventils
(17) mindestens eine Drosselbohrung (24) aufweist.

2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Sicherheitsventils
(45) mit einem unter Federdruck stehenden Schieber (47),
dessen Querbohrungen (49) mit Auslässen (50) im Gehäuse (46) des Sicherheitsventils zusammenwirken, der j Schieber (47) mittels eines Anschlagringes (52) so weg- j begrenzt ist, daß stets ein Durchfluß durch Querbohrung
und Gehäuseauslaß gewahrt ist, wobei die Drosselbohrung
(51) sich im Schieber befindet.

3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (17) an dem Hubzylinder (10) bei einer fallgewicht-gesteuerten Absperrklappe (1) (Pumpenrückschlagklappe) vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Steuerungsvorrichtung für eine Kipprückschlagklappe mit Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Dämpfungsvorrichtung als Zylinder (39) mit Umführung (42) ausgebildet ist, und daß in dieser Umführung (42) als Dämpfungsorgan das Rohrbruch-Sicherheitsventil (17) angeordnet ist.

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