DE2832957A1 - STEPLESS PRINTING OF HYDRAULIC STORAGE SYSTEMS - Google Patents
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Description
PATENTANWÄLTE F.W. HEM(VFRICH · GERD M1JLLER · D. GROSSE ■ F. POLLMEIERPATENTANWÄLTE FW HEM (VFRICH · GERD M 1 JLLER · D. GROSSE ■ F. POLLMEIER
Anmelder: 24.07.1978Applicant: 07/24/1978
Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft 304-10 bur-peSchloemann-Siemag Aktiengesellschaft 304-10 bur-pe
Steinstraße 13 - 8.2 632 4000 Düsseldorf 1Steinstrasse 13 - 8.2 632 4000 Düsseldorf 1
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Speicheranlage, bestehend aus einem oder mehreren miteinander verbundenen Druckbehältern, bei denen mindestens in einem Druckbehälter Betriebsflüssigkeit und ein unter Druck stehendes Gasvolumen vereinigt sind, dem ggf. eine oder mehrere gasgefüllte Druckbehälter zugeordnet sind.The invention relates to a hydraulic storage system, consisting of one or more interconnected pressure vessels, in which at least one pressure vessel Operating fluid and a pressurized gas volume are combined, possibly one or more gas-filled Pressure vessels are assigned.
Das Gasvolumen kann dabei direkt oder indirekt auf die Betriebsflüssigkeit einwirken. Im letzteren Fall ist das Gas von der Betriebsflüssigkeit entweder durch eine elastische Trennwand oder durch einen Kolben getrennt. Damit soll insbesondere bei Hydrauliköl als Betriebsflüssigkeit verhindert werden, daß bei Verwendung von Luft als Gasvolumen dieses von dem Hydrauliköl teilweise aufgenommen wird, verbunden mit all den bekannten Nachteilen.The gas volume can have a direct or indirect effect on the operating fluid act. In the latter case, the gas from the operating fluid is either elastic Partition wall or separated by a piston. This is intended to prevent hydraulic oil as the operating fluid in particular be that when using air as the gas volume this of the hydraulic oil is partially absorbed, associated with all the known disadvantages.
Das Gasvolumen steht dabei immer in einem bestimmten Verhältnis zum Nutzvolumen, also Flüssigkeitsvolumen, und zum Betriebsdruck. Abgesehen von der Volumenvergrößerung des Gasvolumens bei Entnahme des Flüssigkeitsvolumens ist das Gasvolumen und somit der Betriebsdruck unveränderlich. Es ist natürlich möglich, zum Zweck der Druckabsenkung einen Teil des Gasvolumens abzulassen. Das Wiedereinbringen des Gases ist jedoch nur in zeitraubender und teurer Weise mittels eines Luftkompressors möglich. Vielfach wird jedoch als Gasvolumen Stickstoff benutzt. Es wäre sehr teuer, wenn man dieses Gas zum Zweck der Druckabsenkung ablassen würde.The gas volume is always in a certain ratio to the useful volume, i.e. the liquid volume, and to the operating pressure. Apart from the volume increase in the gas volume when the liquid volume is withdrawn, the gas volume is and thus the operating pressure cannot be changed. It is of course possible to use a part for the purpose of reducing the pressure of the gas volume. However, the reintroduction of the gas is only time consuming and expensive by means of a Air compressor possible. In many cases, however, is called gas volume Nitrogen used. It would be very expensive to vent this gas to lower the pressure.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zu schaffen, die in einfacher, schneller und kostensparender Weise eine stufenlose Druckänderung ermöglicht.The object of the invention is therefore to create a device that can be used in a simple, quick and cost-saving manner allows a stepless change in pressure.
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PATENTANWÄLTE F.W. HEMV1FRICH · GERO MÜLLER ■ D. GROSSE · F. POLLMEIERPATENTANWÄLTE FW HEMV 1 FRICH · GERO MÜLLER ■ D. GROSSE · F. POLLMEIER
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der eingangs genannten Speicheranlage ein zusätzlicher Ausgleichsbehälter zugeordnet ist, der mit stufenlos veränderbarem Gasvolumen mit dem oder den unter Gasdruck stehenden Druckbehältern der Speicheranlage, und dessen unter Druck stehender Flüssigkeitsraum mit einer Sicherheitseinrichtung, einem Ablaßventil und einer Flüssigkeitspumpe verbunden ist.According to the invention, this is achieved in that the aforementioned storage system has an additional expansion tank is assigned to the continuously variable gas volume with the gas pressure vessel (s) of the Storage system, and its pressurized liquid space with a safety device, a drain valve and is connected to a liquid pump.
In seinem oberen, Druckgas enthaltenden Bereich ist der Ausgleichsbehälter mit dem vorhandenen Gasraum in den Gasdruckbehältern verbunden. Ist eine Druckerniedrigung de's Betriebsdruckes der hydraulischen Speicheranlage erwünscht, so geschieht dies durch Ablassen von Flüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter. Ist dagegen eine Erhöhung erwünscht, erfolgt ein Hineinfördern von Flüssigkeit in den Ausgleichsbehälter mittels der Flüssigkeitspumpe aus einem Flüssigkeitsbehälter.In its upper area, containing compressed gas, is the expansion tank with the existing gas space in the gas pressure tanks tied together. If it is desired to lower the operating pressure of the hydraulic storage system, this is done this by draining liquid from the expansion tank. If, on the other hand, an increase is desired, a will take place Conveying liquid into the expansion tank by means of the liquid pump from a liquid container.
Es ist somit möglich, stufenlos jeden gewünschten Betriebsdruck zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert einzustellen, ohne das hochgespannte Gasvolumen ablassen zu müssen, was insbesondere im Fall der Anwendung von Stickstoff als Gas sehr nachteilig wäre. Dabei entspricht der Maximalwert dem höchsten Betriebsdruck der Anlage und der Minimalwert dem niedrigsten zulässigen Flüssigkeitsstand im Ausgleichsbehälter.It is thus possible to continuously adjust any desired operating pressure between a maximum value and a minimum value, without having to release the highly stressed gas volume, which is particularly the case when nitrogen is used as the gas would be very disadvantageous. The maximum value corresponds to the highest operating pressure of the system and the minimum value corresponds to lowest permissible fluid level in the expansion tank.
Im Gegensatz zu einer abzulassenden Gasmenge im Falle einer Betriebsdruckverminderung läßt sich eine abgelassene Flüssigkeitsmenge durch eine Pumpe in kürzester Zeit wieder ersetzen. Durch dieses Verfahren können Speicheranlagen im Druck stufenlos gesteuert werden. Außerdem erlaubt es eine Anpassung an variable Produktionsprogramme und eine entsprechende Einsparung von Energie und Zeit. Ferner können Druckerhöhungen infolge Erwärmung im Betriebsdrucksystem durch entsprechendes Ablassen von Druckflüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter problemlos ausgeglichen werden.In contrast to an amount of gas to be discharged in the case of an operating pressure reduction, an amount of liquid which is discharged can be Replace with a pump in next to no time. This process enables storage systems to be continuously adjusted in pressure being controlled. It also allows adaptation to variable production programs and corresponding savings of energy and time. Furthermore, pressure increases as a result of heating in the operating pressure system can be caused by the corresponding Drainage of hydraulic fluid from the expansion tank problem-free be balanced.
Ein Beispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.An example of the invention is explained in more detail with reference to a drawing.
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PATENTANWÄLTE F.W. HEMWERICH - GE"O MÖLLER - D. CHQSSE - F. TOLLMEiERPATENT LAWYERS F.W. HEMWERICH - GE "O MÖLLER - D. CHQSSE - F. TOLLMEiER
Ein Hydraulikspeicher 1 ist als sogenannter Kolbenspeicher ausgebildet, wobei der Kolben 2 in unterer Stellung gezeichnet ist. Die obere Stellung ist strichpunktiert dargestellt. Mach unten führt die Hydraulikdruckleitung 3 zue Ferbraucher. Diese Leitung 3 ist auch über nicht dargestellte Wentile mit einer ebenfalls nicht dargestellten Hydraulikpuimipe zu« Auffüllen des Hydraulikspeichers 1 verbunden. Zwischen Kolben 2 und der Wandung des Hydraulikspeichers 1 sind zwei Abdichtungspackungen 4a und 4b vorgesehen, die eine Abdichtung zwischen dem oberen, mit Gas gefüllten Raum la gegen den unteren, mit Druckflüssigkeit gefüllten Baum Ib des Hydraulikspeichers 1 bewirken. Zwischen den Äbdichtungspackungen befindet sich eine sogenannte neutrale Zone 5, die normalerweise drucklos ist. Eine nach außen führende Leitung 6 zeigt an, ob ggf. eine der Abdichtungspackungen 4a und 4b undicht ist.A hydraulic accumulator 1 is a so-called piston accumulator formed, wherein the piston 2 is drawn in the lower position. The upper position is shown in phantom. At the bottom, the hydraulic pressure line 3 leads to consumers. This line 3 can also be "filled up" via valve valves (not shown) with a hydraulic pipe (also not shown) of the hydraulic accumulator 1 connected. Between the piston 2 and the wall of the hydraulic accumulator 1 are two sealing packs 4a and 4b are provided, which create a seal between the upper, gas-filled space la against the lower, cause tree Ib of hydraulic accumulator 1 filled with hydraulic fluid. Is located between the sealing packs a so-called neutral zone 5, which is normally depressurized. A line 6 leading to the outside indicates whether a the sealing packages 4a and 4b is leaking.
Vom gasgefüllten Kopfteil 1a des Hydraulikspeichers 1 fuhrt eine Leitung 7 zu mehreren Gasspeichern 8, die jeweils über Absperrventile 9 einzeln von der Leitung 7 absperrbar sind. Am Boden der Gasspeicher 8 befinden sich Entlüftumgs- bzw. Entwässerungsventile 10.From the gas-filled head part 1a of the hydraulic accumulator 1 leads a line 7 to a plurality of gas reservoirs 8, each of which can be individually shut off from the line 7 via shut-off valves 9. At the Venting or drainage valves are located at the bottom of the gas storage tank 8 10.
In der Leitung 7 zwischen dem Hydraulikspeicher 1 und den Gasspeichern 8 ist ein Sicherheitsventil 11 vorgesehen, das Gas abbläst, falls im Gassystem ein unzulässig hoher Druck entsteht. In Fortsetzung der Leitung 7 hinter den Anschlüssen zu den Gasspeichern 8 führt eine Leitung 112 über ein Absperrventil 13 zu einem Ausgleichbehälter 14, der ebenfalls als Druckspeicher ausgebildet ist. Dieser Ausgleichsbehälter 14 ist über Absperrventile 15 mit einem Flüssigkeitsstamdanzeiger 16 ausgerüstet.In line 7 between hydraulic accumulator 1 and the gas accumulators 8 a safety valve 11 is provided which blows off gas if an impermissibly high pressure arises in the gas system. In continuation of the line 7 behind the connections to the gas reservoirs 8, a line 112 leads via a shut-off valve 13 to an expansion tank 14, which is also used as a pressure accumulator is trained. This expansion tank 14 is connected to a liquid level indicator 16 via shut-off valves 15 equipped.
Vom Boden des Ausgleichsbehälters 14 führt eine Leitung 18, an die ein Entlüftungs- bzw. Entwässerungsventil 17 angeschlossen ist, zu einer Sicherheitseinrichtung 19 {strichpunktiert dargestellt} . Die Sicherheitseinrichtung 19 besteht dabei aus eine» Absperrventil 20, einem Rückschlagventil 21 und eine» elektrohydraulischen Schnellschlußventil 22. Die SicherBieitseiiniricla-A line 18, to which a venting or drainage valve 17 is connected, leads from the bottom of the expansion tank 14 to a safety device 19 (shown in phantom). The safety device 19 consists of a "shut-off valve 20, a check valve 21 and an" electrohydraulic quick-closing valve 22. The safety device
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PATENTANWÄLTE" F.W. HEMr/ERICH -GERD MÖLLER ■ D. GROSSE · F. POLLMEIERPATENTANWÄLTE "F.W. HEMr / ERICH -GERD MÖLLER ■ D. GROSSE · F. POLLMEIER
tung 19 dient nur dazu, bei zu niedrigem Flüssigkeitsstand im Ausgleichsbehälter 14 den Ablaß zu stoppen dadurch, daß das ständig mittels Elektromagnet erregte und damit offene Schnellschlußventil 22 geschlossen wird. Dadurch wird auf alle Fälle verhindert, daß Gas aus dem Ausgleichsbehälter 14 entweicht.Device 19 only serves to stop the drain when the liquid level in the expansion tank 14 is too low by the fact that the constantly excited by means of electromagnet and thus open quick-action valve 22 is closed. This will by all means prevents gas from escaping from the expansion tank 14.
Von hier aus führt eine weitere Leitung 23 zu einer Flüssigkeitspumpe 24 mit den erforderlichen, hier nicht weiter dargestellten Armaturen, die mit einem Flüssigkeitsbehälter 25 verbunden ist. Eine die Flüssigkeitspumpe 24 umgehende, mit einem Ablaßventil 26 versehene Leitung 27 führt von Leitung 23 ebenfalls zum Flüssigkeitsbehälter 25.From here another line 23 leads to a liquid pump 24 with the necessary fittings, not shown here, which are connected to a liquid container 25 is. A line 27 which bypasses the liquid pump 24 and is provided with a drain valve 26 also leads from line 23 to the liquid container 25.
Ein Kontaktmanometer 28 ist mit entsprechendem Absperrventil an die Leitung 18, die vom Ausgleichsbehälter -14 zur Sicherheitseinrichtung 19 führt, angeschlossen. Das Kontaktmanometer 28 dient dazu, jeden gewünschten Druck innerhalb des Ausgleichsbehälters 14 zwischen einem maximalen und minimalen Flüssigkeitsstand einzustellen. Ein Geber 29a ist dabei für die Überwachung des maximalen Druckes, entsprechend einem höchsten Flüssigkeitsstand, und ein Geber 29b für die Überwachung des minimalen Druckes, entsprechend einem niedrigsten Flüssigkeitsstand vorgesehen. Dieser Geber 29a bewirkt also eine Abschaltung der Flüssigkeitspumpe 24 bei Überschreiten der maximalen Füllstandshöhe im Ausgleichsbehälter 14, während der Geber 29b bei der Gefahr des ünterschreitens des niedrigsten Flüssigkeitsstandes im Ausgleichsbehälter 14 das Schnellschlußventil 22 schließen läßt.A contact manometer 28 is connected to the line 18 with a corresponding shut-off valve, which runs from the expansion tank -14 to the safety device 19 leads, connected. The contact manometer 28 is used to measure any desired pressure within the expansion tank 14 between a maximum and minimum liquid level to adjust. A transmitter 29a is for monitoring the maximum pressure, corresponding to a highest one Liquid level, and a sensor 29b for monitoring the minimum pressure, corresponding to a lowest liquid level intended. This transmitter 29a thus causes the liquid pump 24 to be switched off when the maximum value is exceeded Filling level in the expansion tank 14, while the transmitter 29b controls the quick-acting valve 22 if there is a risk of the liquid level falling below the lowest level in the expansion tank 14 lets close.
Bei gewünschter Druckerhöhung im Kolbenspeicher 1 fördert die Pumpe 24 Flüssigkeit in den Ausgleichsbehälter 14. Sollte das Schnellschlußventil 22 über den Geber 29b infolge Erreichens des niedrigsten Flüssigkeitsstandes im Ausgleichsbehälter 14 geschlossen sein, erfolgt die Druckflüssigkeitszufuhr von der Pumpe 24 unter Umgehung des geschlossenen Schnellschlußventils 22 über das Rückschlagventil 21 in den Ausgleichsbehälter 14. Ein Ablassen von Druckflüssigkeit erfolgt durch öffnen des Ventils 26.When the pressure increase in the piston accumulator 1 is desired, the Pump 24 liquid into the expansion tank 14. Should the quick-acting valve 22 be reached via the transmitter 29b as a result the lowest liquid level in the expansion tank 14, the hydraulic fluid is supplied from the Pump 24 bypassing the closed quick-acting valve 22 via the check valve 21 into the expansion tank 14. Pressure fluid is drained off by opening valve 26.
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PATENTANWÄLTE F.W. HEMVERICH · GE17Q MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIERPATENTANWÄLTE FW HEMVERICH · GE 17 Q MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER
Der Steuermann der Anlage ist also in der Lage, durch Ablassen oder Hinzuführen von Druckflüssigkeit aus dem bzw. in den Ausgleichsbehälter 14 eine stufenlose Druckeinstellung des Kolbenspeichers 1 zu erreichen.The helmsman of the system is thus able to drain or add hydraulic fluid from or into the expansion tank 14 a stepless pressure adjustment of the piston accumulator 1 to achieve.
Das der Sicherheitseinrichtung 19 zugeordnete Absperrventil 20 ist immer geöffnet. Dies Absperrventil 20 wird nur geschlossen, falls Reparaturen an der Pumpe 24 oder an den nachfolgenden Armaturen erforderlich sind. Ferner ist in der Leitung 30 hinter der Flüssigkeitspumpe 24, die in die Leitung 2 3 mündet, ein Druckbegrenzungsventil 31 als Sicherheitsventil vorgesehen.The shut-off valve 20 assigned to the safety device 19 is always open. This shut-off valve 20 is only closed if repairs to the pump 24 or the following fittings are required. Furthermore, in the line 30 is behind the liquid pump 24, which opens into the line 23, a pressure relief valve 31 is provided as a safety valve.
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