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Sperreinrichtung fur eine Hilfs-oder Notbetätigungs-
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Vorrichtung an durch Förderdruck betätigten Rohrabaperrorganen.
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Die Erfindung betrifft eine Sperreinrichtung für eine Hilfs-oder Notbetätigungsvorrichtung
an einem durch den Förderdruck betatibbaren Rohrabsperrorgan, bestehend aus einer
vorzugs -weise manuell druckerzeugenden Einrichtung die ein zusätzliches Verstellglied
betätigt das mittel- oder unmittelbar auf das Rohrabsperrorgan öffnend-oder schließend
einwirkt.
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Rohrabsperrorgane, insbesondere solche für Gasleitungen, werden haufig
mit dem Leitungsmedium unter Ausnutzung des Druckgefälles zwischen dem Leitungsüberdruck
und der freien Atmosphäre betätigt.
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Zur Erzeugung der Betätigungsarbeit aus dem Druckgefälle kann Rin
Zylinderantrieb, oder dergl., z.B. ein Antrieb aus einem durcn Gasdruck betriebenen
Rotationsmotor und einem mechani -schen Übersetzungsgetriebe dienen. Wegen des geringen
Her -stellungsaufwande werden Zylinderantriebe zunehmend bevorzugt.
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Weil die Betätigung eines Absperrorganes durch das Leitungsmedium
nur möglich ist, solange in der Förderleitung ein ausreichender ueberdruck zur Atmosphäre
gegeben ist, muß eine zusatzliche Notbetätigung vorgesehen werden, die das Betätigen
des Absperrorganes ermöglicht, wenn z.B. vor Inbetriebnahme eines leitungssystems
oder nach einem Rohrdruch kein tiberdruck in der Leitung besteht.
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Diese Notbetätigung muß ständig betriebsbereit sein. Sie darf aber
nicht die meist automatisch gesteuerte Betätigung durch das Leitungsmedium oder
ein zugeordn#tes Speicherdrucksystem behindern oder ausschließen.
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Es ist vorteilhaft, bei normalerweise durch Zylinderantriebe mit Hilfe
des Leitungsmediums zu betätigende Rohrabsperrorgane, die Notbetätigung durch Beaufschlagung
eines Hydraulikzylinaers der mittel-oder unmittelbar auf das Rohrabsperrorgan
einwirkt
mit einer manuell zu betätigenden Pumpe, z.B. einer nandpumpe, vorzunehmen. Dabei
mu.s es moglich@ei@@, uei nicht betatigter Notbetätigungspumpe den Kolben des vollständig
mit Hydraulikflüssigkeit gefullten Notbetätigungszylinder mit so geringem Widerstand
hin- und herzubewegen, daß eine automatis@n gesteurte Betätigung des Rohrabsperrorganes
durch einen vom Leitungsmedium beaufschlagten Kraftkolbenantrieb nicht beeintr@chtigt
wird.
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n£"s ist eine Handpumpe zur Notbetätigung von kraftKolbenbetätinten
Rohrabsperrorganen bekannt, die als Zahnradpumpe ausgebildet ist. Die Anderung der
Bewegungsrichtung des Stellkolbens wird durch anderung des Drehsinns der handkurbel
ohne Umsteuerventil erreicht. Die Pumpe kann in Verbindung mit Hydraukzylindern
mit einseitig herausgefuhrter Kolbenstanbe eingesetzt werden. Die beim Einschieben
der Kolbenstange von dieser verdrangte Druckflüssigkeitsmenge kann über ein federbelastetes
Überdruckventil in einen Vorratsbehälter entweichen. Beim Herausziehen der Kolbenstange
kann DruckflüssibKeit aurch ein Nachsaug - Ruckschlagventil in den Zylinder zuruckfließen.
Das Überdruckventil muß auf einen Druck eingestellt werden, der für die Überwindung
der bei einer Notbetätigung auftretenden Stellkräfte ausreicht. Bei Bewe -gung der
Kolbenstange des Hydraulikzylinders durch äußere Krafteinwirkung ist eine Kraft=
Kolbenstangen-Querschnitt x Einstelldruck, des Überdruckventils zu uberwinden, die
von dem durch das Leitungsmedium angetriebenen Betätigungszylinder zusätzlich zu
den übrigen Stellkräften aufzubringen ist.
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Der Betätigungszylinder ist entsprechend größer auszubilden unu aer
Verbrauch aus Leitungsmedium für eine Betätigung dadurch ebenfalls größer.
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Eine Zannradpumpe mit direktem Handkurbelantrieb und dadurch bedingt
sehr geringer Antriebsdrehzahl arbeitet mit betrachtlichem Schlupf, so daß Betätigungszeit
und Betätigungsarbeit erLeblich größer sind als bei einer mit gleichem Betätigungskrafteinsatz
betriebenen Kolben-Handpumpe.
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Deshalb wurde fur die hydraulische Notbetätigung für mit dem
leitungsmedium
betatigte Rohrabsperrorgane eine ventillgesteuerte Kolben-Handpumpe vorgesehen.
Diese pumpe hat bauartbe -dingt nur eine Förderrichtung. Zur Bestimmung der Stellrichtung
des Kolbens in dem Arbeitszylinder der Notbetätigung ist als Steuerglied desnalb
ein manuelles Wegeventil erforderlich.
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Das Wegeventil ist so auszubilden, das es sei nichtbetätigter Handpumpe
der bei Verstellung des Kolbens im Notbetätigunszylinder über den vom Leitungsdruck
beaufschlagten Kolben des Normalbetätigungszylinders verdrangten Druckflüssigkeit
ungehinderten Durchfluß bietet.
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Um die haufig automatisch übergeordnete Normalbetätigung nicht zu
behindern, sind Vorkehrungen zu treffen, die ein Verstellen des Wegeventils für
die Stellrichtungswahl aus der Umlaufstellung unmöglich machen, solange in der abzusperrenden
Leitung ein fur die Normalbetätigung ausreicoender Druck gegeben ist oder die automatische
Steuerung aus Druckspeichern betrieben WerQen kann.
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Zur Lösung der gestellten Aufgaben ist vorgesehen, daß in der Gesamteinrichtung
der Hilfs-und Notbetätigungsvorrichtung einein manuell betatigbaren Wegeventil fur
ein vorzugsweise druckbetätigtes zusätzliches Verstellglied ein über Rohrleitungen
oder Kanäle, mittel oder unmittelbar mit der Förderleitung in Wirkverbindung stehende
Sperreinrichtung derart zugeordnet ist, daß bei einem Mindestdruck in der Förderleitung
ein Sperrorgan der Arretiereinrichtung mit einem Sperrteil des Wegeventils in uie
und bei abgefallenden Druck, selDsLtai. aus der sperrenden Wirkverbindung tritt
und daß in Ruhestellung der Schieber des Wegeventils über Leitungsmittel dem zusätzlichen
Verstellglied eine drucklose Umlaufleitung zuordnet, und daß die manuelle druckerzeugende
Einrichtung mit einem Kolben versehen ist auf dem eine längsverschiebbare einen
radialen Durchaufschlitz bildene Kolbenbüchse im Zusammenwirken mit einer bundfläche
am Kolbenende ein Durchlaßventil bildet wobei der Hub ddr Kolbenhulse durch einen
im Kolben angeordneten Stift begrenzt ist.
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Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Pumpenzylinder fur
der Kolben verdrehbar und mit einer radialen Bohrung zur Aufnahme eines Ansaugstutzens
versehen ist und der Ansaugstutzen durch einen Einfullstutzen am Druckflüssigkeitsvorratsbekalter
einführ- und montierbar ist und daß der Kolben der Sperreinrichtunf mit zwei Richtungen
zwischen denen eine Nut und eine ins Freie fuhrenae radiale Bohrung in der Zylinder-Wandung
vorgesehen, wobei dem langsschieber und Kolben eine einstellbare Rcukstellfeder
zugeordnet ist.
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In Fig. 1 ist die Notbetätigung für mit dem Leitungsmedium betätigte
Rohrabsperrorgane schematisch dargestellt.
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Eine Förderleitung '1 steht durch das Leitungsmedium unter Druck.
In der Rohrleitung befindet sich ein Rohrabsperrorgan 2, z.b. ein Kugelbahn oder
eine Absperrklappe. In aem Rohrabsperrorgan ist ein nicht dargestellt Schließkörper
zu verstellen. Die Verstellung erfolgt uber ein mechanisches Getriebe 3, das z.E.
die geradlinige Schubbewegung eines vom Lei -tungsmedium beaufschlagten Kolbens
4 in einen leitungsmedium in eine Schwenkbewegung umwanuelt. Die Bewegung des Kolbens
4 wird durch kein Wegeventil 6 bestimmt, dem das leitungsmedium durch eine von der
Förderleitung 1 abzweigende Leitung Z zugeführt wird. Ein weiterer Kolben 8 in einem
Zylinder 9 wirkt uber eine Kolbenstange 10 zusatzlich auf das mechanische Getriebe
3. Es wird von einer Handpumpe 11 über ein mit einer Handbare 12b versehenes Wegeventil
12, 12a und eine Leitung 13 sowie eine Leitung 14 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt.
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Die Handpumpe 11 ist als doppelt wirkende Differentialkolbenpumpe
ausgebildet. Sie saugt, bei Bewegung eines Handhebels 17, die Druckflüssigkeit über
ein Saugventil 15 aus einem Vorratsbehälter 16 an und druckt sie über ein Druckventil
18 durch eine Leitung 19 zum Wegeventil 12.
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bin Überdruckventil 20 schutzt die Handpumpe vor Überlastung.
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Das Wegeventil 12 ist in der Umlauf-Mittelstellung des Längsscnieters
12a dargestellt. Es wird uurch ein Zentrierfeder 21
in die Mittelstellung
gebracht.
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Die in dem Hydraulikzylinder 9 eingeschlossene Druckflüssig -Keit
kann bei Bewegung des Kolbens d über den vom Leitungsmedium beaufschlagten Kolben
4 uber Leitung 13, eine Nut 22 im Längsschieber 12a des Wegeventils '12, einen Verbindungskanal
23, eine weitere Nut 24 im Längsschieber 12a und Leitung 14 frei umlaufen. Die von
der Kolbenstange 10 verdrangte mehr oder weniger große Druckflüssigkeitsmenge kann
durch einen undem tiefsten Flüssigkeitsstand im Vorratsbehältar mündenden Austritt
25 am Verbindungskanal 23 ausgetauscht werden.
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Ein Verriegelunskolben 26 kann mit einem Zapfen 27 in eine Nut 28
des Wegeventils-Längsschiebers 12a eingreifen, wenn er uber leitungen , 29 mit einem
so hohen Druck des Mediums aus aer Förderleitung 1 oder einen nicht dargestellten
Druckspeicher beaufschlagt wird, daB die Kraft einer entsprechend abgestimmten Ruckstellfeder
30 überwunden wird. enn der Zapfen 27 des Verriegelungskolben 2t in die Nut 2d des
Wegeventil-Långsschiebers 12a eingreift, kann das Wegeventil 12 nicht aus der Umlauf-Mittelstellung
heraus verstellt werden Eine Storung der automatischen Verstellung über Kolben 4
ist damit ausgeschlossen.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Handpumpe 11 zur Notbetätigung
von mit dein Leitungsmedium betätigten Rohrabsperrorganen beschrieben.
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Fig. 2 zeigt im Einzelnen eine vorteilhafte Ausführung einer Handpumpe
im Lanbsschnitt.
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Der Druckflüssigkeits-Vorratsbehälter 1£ (Fig.'l) besteht aus einer
Flanscnplatte 31a, einem mantel 31b und einem Flansch 31.
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In eine Bonrung im Flansch 31 ist ein Pumpenzylinder 32 eingesteckt.
Der während der Montage um eine Langsachse noch verdrehbare Pumpenzylinder 32 stützt
sich mit einem Bund 33 in einer Ausdrehung des Flansches -3lab und'wird von einem
Ventilblock 34 gehalten. Der Ventilblock 34 ist mit nicht dargestellten Schrauben
am Flansch 31 befestigt.
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Ein Ansugstutzen 35 mit eingebautem Ansaugventil 36 ist radial in
den Pumpenzylinder 32 eingeschraubt. Zur Montage wird
er, bei entsprechend
verstehten Pumpenzylinder 32 durch einen Einfullstutzen 37 am Druckflüssigkeits-Vorratsbehälter
16 eingeführt. Die Lange der Ansaugstutzens 35 ist so abgestimmt,daß er beim Anfassen
seines Außengewindes in der Gewindebohrung des Pumpenzylinders 32 noch in der Durchgangsbohrung
des Einfullstutzens 37 geführt wird.
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Eine Austauschleitung 38 steht mit dem Ventilblock 34 in Verbindung.
Sie mündet mit ihrem Austritt 25 dicht über dem Grund des Vorratsbehalters 16 damit
fast der gesamte Behälterinhalt bei Bedarf in den Stellzylinuer 9 (Fig.1) uber den
Verbindungskanal 23 der Notbetätigung nachgesaugt werden kann.
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Im Pumpenzylinder 32 befindet sich eine hulsenförmiger Kolben 39 der
mit einer Kolbenstange 4G einen Durchlaßspalt 39a bildet und hin und her bewegt
weruen Kann. Der Kolben 39 kann sich gegenüber der Kolcenstange 40 begrenzt axial
bewegen, dabei wirkt eine Flache 41 am Bund der Kolbenstange gegen den Kolben 39
als Durchlaijventil, das sich öffnet, wenn die Kolbenstange in den Pumpenzylinder
hineingedruckt wird, während es sich beim Herausziehen der Kolbenstange schließt.
Die Bewegung des Kolbens 39 zur Kolbenstange 40 wird durch einen Stift 42 begrenzet.
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Die Kolbenstange 40 wird mit einem Hebel 43 bewegt, der mit einem
Zapfen 44 mit der Kolbenstange verbunden ist. Der hebel 43 stutzt sich uber eine
Lasche 45 und einen Bolzen 4t am Ventilblock 34 ab. Der Kolbenhub wird beim hineindrucken
der Kolbenstange durch Anschlag einer Ecke 47 am Hebel 43 am Ventilblock 34 begrenzt.
Als hubbegrenzung beim Herausziehen der Kolbenstange ist eine Buchse 48 vorgesehen,
an die der Stift 42 anacnlagt.
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Die Pumpe fördert sowonl beim Hineindrücken als auch beim Herausziehen
der Kolbenstange 40 uLer das Druckventil 18(Fig.1 und 3). Beim Hineindrucken der
Kolbenstange wird eine Flussigkeitsmenge =(Kolbenstangenquerschnitt x Hub) verdrangt,
beim Herausziehen der Kolbenstange ist die Fördermenge =(Zylinderquerschnitt - Kolbenstangenquerschnitt)
x Hub. Durch entsprechende Abstimmung von Kolbenstange und Zylinderbohrung ist eine
gleichmäßige Förderung der Pumpe während eines Doppelhubes
erreichbar.
Die Pumpe saugt nur beim Herausziehen der Kolbenstange an.
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In Fi. 3 ist eine vorteilhafte Ausbildung eines Wegeventiles 12 (Fig.
1) für die Steuerung der Notbetätigung im einzelnen dargestellt. Ein Langsschieber
49 in einer zylindrischen Bohrung im Ventilblock 34 wird durch aie Zentrierfeder
21 genau in der Mittelstellung gehalten wenn keine Schaltkraft auf ihn ausgeubt
wird. Die Zentrierfeder 21 ist zwischen einer Scheibe 51 und einer Scheibe 50 eingespannt.
Die Scheiben 50 und 51 sind auf einem Zapfen 52 am Längsschieber 49 axial beweglich.
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Die Scheiben 50 und 51 sowie Zentrierfeder 21 werden von einer Scheibe
53 und einer Schraube 54 am Längsschieber 49 vorgespannt gehalten.Die Scneibe 50
stutzt sich am Ventilblock 34 ab, Scneibe 91 an einer in den VentilblocK eingeschraubten
Verschlußschraube 55. Eine Buchse )6 begrenzt den duß des Längsschiebers 49.
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flur Bewegung des Langssctliebers ist ein Hebel 12b (Fig. 1 u.3) vorgesehen,
der mit einem Kugelzapfen 5d in eine Bohrung im Langsschieber 49 eingreift. Der
Hebel 12b ist um einen Zapfen 59 schwenkbar, der in einem Lagerblock t gelagert
ist.
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Der Langsschieber 49 weist eine Nut d auf in die der Verrielungskolben
26 mit einem Zapfen 27 eingreift, wenn an der Anschlußverschraubung 61 über die
Leitungen 7, 7a (Fig.1) ein so noher Druck ansteht, da die Vorspannkraft der Ruckstellfeder
30 überwunden wird. Der Verriegelungskolben ab ist in eine in den Ventilblock eingesetzten
Buchse 2 geführt.
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Er ist mit zwei Dichtungen versehen. Die Richtung 63 wirkt gegen die
von der handpumpe geförderte Druckflüssigkeit, die Dichtung 64 gegen das auf den
Verriegelungskolben wirkende Medium. Sollten geringere Mengen des die Verriegelung
bewirkenden Mediums an der Dichtung 64 vor@eigelangen, so können sie durch eine
ilut L5 im Verriegelungskolben und eine Bohrung be im Ventilblock direkt oder über
eine Abfuhrtleitung ins Freie austreten.
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An den Anschlußgewindebohrungen 67 und 68 können die Leitungen 13
und 14 zum Stellzylinder 9 der Notbetätigung (Fig.1)
angeschlossen
werden.
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In der gezeichneten Mittelstellung des Langsschiebers 49 stenen die
Anschlüsse t7 und Ld über Bohrungen t9 und 70 und eine dazwischen liegende nicht
eingezeichnete Verbindungsbohrung untereinander und durch die Austauschleitung 38
(Fig.2) mit dem Vorratsbehälter in Verbindung, so daß beim Eintauchen oder herausziehen
der Kolbenstange 0 des Stellzylinders 9 (Fig.1) uie sich verandernde Druckflüssigkeitsmenge
in den Vorratsbehalter 16 der Handpumpe verdrangt oder ihm wieder entnommen werden
kann.
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wird in der iittelstellung des'Langsscniebers 49 die Handpumpe betätigt,
so kann die Druckflüssigkeit aus der mittleren Nut 57 des langsschiebers 49 nicht
entweichen. Sie wird dann uber das überdruckventil 18 (Fig. 1 u. 3) in den Vorratsbehälter
16 zurückgeführt.