DE2908165B1 - Umschaltklappe fuer ein Doppelpumpenaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umschaltklappe für ein aus zwei unabhängig voneinander zu betreibenden Kreiselpumpen bestehendes Aggregat, welche in einer die Auslässe der beiden Kreiselpumpen vereinigenden Kammer derart schwenkbar angeordnet ist, daß sie beim Lauf einer Pumpe den Auslaß der stehenden Pumpe verschließt und sich beim Lauf beider Pumpen in eine beide Auslässe freigebende Mittelstellung einpendelt.

Die druckseitig angeordneten Umschaltklappen in Doppelpumpenaggregaten dienen dem Zweck, eine Rückströmung durch die jeweils stehende Pumpe zu verhindern. Beim Abschalten der einen, laufenden Kreiselpumpe und Einschalten der anderen, stehenden Kreiselpumpe wird die Umschaltklappe durch die sich ändernden Druckverhältnisse von ihrem bis dahin eingenommenen Sitz abgehoben und nach einer Schwenkbewegung auf den anderen Sitz aufgelegt. Da diese Bewegung meist sehr heftig erfolgt, vollzieht sich der Pumpenwechsel bei ungedämpfter Umschaltklappe üblicherweise mit einem geräuschvollen Schlag, der nicht nur eine über die angeschlossenen Rohrleitungen weitergeleitete Lärmbelästigung, sondern oft auch eine Zerstörung der Umschaltklappe zur Folge hatte.

Eine gewisse Dämpfung der Umschaltbewegung und des Klappenschlages wurde bereits dadurch erreicht, daß die Umschaltklappe als Doppelklappe mit voneinander unabhängig beweglichen, durch Federn auf die Stutzenöffnungen der Pumpenauslässe gedrückte Einzelklappen ausgebildet war (DE-PS 15 28 649). Die Praxis und kontrollierende Geräuschmessungen ergaben jedoch, daß diese Lösung vor allem bei großen Doppelpumpenaggregaten noch eine unerträglich hohe Geräuschentfaltung mit sich brachte.

Eine deutliche Verminderung der Schaltschläge kann bei der Doppelklappe nur durch Verwendung einer relativ steifen Biegefeder erreicht werden. Da aber die jeweils geöffnete Klappe im Pumpenbetrieb mit der Federkraft gegen die Strömung anliegt, steigt mit zunehmender Federsteife zwangsläufig auch der hydraulische Widerstand. Das bedeutet also, daß mit der Geräuschminderung auch die Pumpenleistung reduziert wird.

Aufgrund der ständigen Schwingungen, denen die Feder während des Betriebes ausgesetzt ist, ist für diese im übrigen auch keine hohe Lebensdauer zu erwarten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umschaltklappe der eingangs genannten Art mit einer solchen Dämpfung zu versehen, die Umschaltschläge vermeidet und die keine Beeinträchtigung der Pumpenleistung hervorruft

to Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen gegenüber der Umschaltklappe schwenkbar angeordneten Dämpfungszylinder mit einem darin verschieblichen Kolben, welcher mittels eines durch eine Ausnehmung in der Wand des Dämpfungszylinders geführten Bolzens drehbeweglich mit der Umschaltklappe verbunden ist, wobei die Länge der Ausnehmung in der Wand des Dämpfungszylinders so bemessen ist, daß der Kolben erst gegen Ende jeder der beiden möglichen Schwenkbewegungen in einen geschlossenen Zylinderraum eintaucht

Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung, die die Förderflüssigkeit als Dämpfungsmedium benutzt, besitzt wesentliche Vorteile:

Da der drehbeweglich mit der Umschaltklappe verbundene Kolben erst gegen Ende des Schwenkvorganges in den geschlossenen Teil des Dämpfungszylinders eintaucht, ergibt sich nicht nur eine wirksame Dämpfung, sondern auch eine insgesamt schnelle Umschaltung.

Dies ist vor allem deshalb wichtig, weil bei einem Pumpenwechsel die auslaufende Pumpe nicht vom Förderstrom der eingeschalteten Pumpe gegen ihre Drehrichtung getrieben werden darf, wodurch Schäden an der Gleitringdichtung entstehen könnten. Die Pumpenaustrittsöffnung der auslaufenden Pumpe ist also geschlossen, bevor die eingeschaltete Pumpe durch das andere Pumpengehäuse fördern kann.

Während des Passierens der Ausnehmung in der Zylinderwand verdrängt der Kolben die im Dämpfungszylinder befindliche Flüssigkeit vergleichsweise ungehindert. Daher vermögen er und die mit ihm verbundene Umschaltklappe sich sehr schnell zu bewegen. Beim Eintauchen in den geschlossenen Zylinderraum gegen Ende der Schwenkbewegung wird die in diesem Zylinderteil befindliche Flüssigkeit ausschließlich über den Spalt zwischen Kolben und Zylinderwand verdrängt. Die sich hieraus ergebende starke Verzögerung wird für ein gedämpftes Aufsetzen der Umschaltklappe auf dem Sitz des Pumpenauslasses genutzt.

so Da der Kolben auch zu Beginn des Schwenkvorganges im geschlossenen Teil des Dämpfungszylinders bewegt wird und damit der Schwenkvorgang verzögert eingeleitet wird, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Kreiselpumpen beim Einschalten jeweils mit geschlossenem Druckstutzen anlaufen.

Mit Kolben und Zylinder ausgestattete und aufgrund der bei Verdrängung eines Flüssigkeitsvolumens hervorgerufenen Bewegungsverzögerung wirkende Dämpfungseinrichtungen sind grundsätzlich bekannt. Sie

so wurden bisher vor allem bei Rückschlagklappen und -ventilen eingesetzt. Neben der Verwendung einer Fremdflüssigkeit, wie öl, als Dämpfungsmedium, wurde auch bereits die Förderflüssigkeit, die über Rohrleitung oder Nuten in den Zylinder geleitet wurde, für die Dämpfung genutzt (DE-PS 10 43 737).

Die Dämpfungszylinder waren immer ortsfest außerhalb des Ventil- oder Klappengehäuses angeordnet. Sie konnten ihre Wirkung daher nur innerhalb der durch

das Auf und Ab bzw. Vor und Zurück der Kolbenstange bestimmten Richtung entfalten. Für die Dämpfung von Rüekschlagklappen wurde ein den Dämpfungskolben, die Klappe und das Klappengehäuse miteinander verbindendes Hebeisystem benötigt Derartige, oftmals komplizierte Dämpfungssysteme wurden bisher lediglich bei solchen Klappen eingesetzt, die mit einem Sitz zusammenwirken. Für mit zwei Sitzen zusammenwirkende Umschaltklappen wurden diese Einrichtungen nicht genutzt.

Die bekannten Dämpfungseinrichtungen verfugen zum Teil auch bereits über Freälaufeinrichtungen oder ähnliche Vorkehrungen, die die kraftschlüssige Verbindung der Dämpfungseinrichtung mit der Rückschlagklappe während einer Teilbewegung der Klappe aufheben und dadurch eine unverzögerte Bewegung der Klappe über einen vorbestimmten Wegbereich erlauben. So ist die Kolbenstange einer bekannten Einrichtung {DE-PS 6 47 978) mit einem Schlitz ausgestattet, in dem ein mit dem Hebelsystem der Rückschlagklappe verbundener Gleitbolzen verschieblieh angeordnet ist.

Bei einer weiteren bekannten Dämpfungseinrichtung {DE-PS 8 52 323) wurde gar eine Trennung von Rückschlagklappe und Dämpfungseinrichtung dergestalt vorgenommen, daß der Dämpfungskolben über eine Kolbenstange und einen im KJappengehäuse gelagerten Hebel mit einem Nocken verbunden ist, auf den die Rückschlagklappe gegen Ende ihrer Schließbewegung auf trifft

Der Maßnahme, die Verbindung zwischen dem Dämpfungskolben über eine weite Strecke aufzuheben und erst gegen Ende der Schließbewegung zum Greifen zu bringen, haftet der beträchtliche Nachteil an, daß bei größerer Klappenbeschleunigung der Eingriff der miteinander wirkenden Teile mit einem heftigen Schlag erfolgt, der neben einer Lärmbelästigung auch einen erheblichen Verschleiß, wenn nicht die Zerstörung der betreffenden Teile zur Folge hat

Die erfindungsgemäße Umschaltklappe besitzt eine Dämpfungseinrichtung, die ohne ein Hebelsystem zur Verbindung von Dämpfungskolben und Klappe auskommt. Sie wirkt überdies in zwei Schließrichtungen der Klappe. Aufgrund der ständigen Verbindung zwischen Umschaltklappe und Dämpfungskolben sowie der dem Erfindungsgegenstand eigenen Freilaufeinrichtung wird außerdem der schädliche Schlag beim Greifen der Dämpfungseinrichtung vermieden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt zwei Schnittdarstellungen eines Gehäuses mit einer erfindungsgemäßen Umschaltklappe.

Die Fig. 1 stellt einen Schnitt gemäß der Linie D-E der F i g. 2 dar, während der in

Fig.2 gezeigte Schnitt der von A nach C verlaufenden Linie der F i g. 1 entspricht.

In einem Gehäuse 1 ist eine Umschaltklappe 2 mittels eines Bolzens 3 schwenkbar gelagert Die Umschaltklappe 2 wird verschwenkt zwischen den Sitzflächen zweier Kreiselpumpenauslässe 4 und 5, die in das Gehäuse ϊ münden. Das Gehäuse 1 wiederum besitzt einen Auslaß 6.

Durch einen mit nicht dargestellten Schrauben befestigten Deckel 7 ist das Gehäuse 1 verschlossen.

Gegenüber der Umschaltklappe 2 ist ein um einen Bolzen« schwenkbarer Dämpfungszylinder 9 angeordnet Der Dämpfungszylinder 9 umschließt einen Kolben 10, der mittels eines über eine Ausnehmung 11 in der Wand des Dämpfungszylinders 9 geführten Bolzens 12 mit der Umschaltklappe 2 drehbeweglich verbunden ist Die Länge der Ausnehmung 11 ist so bemessen, daß dem Dämpfungszylinder 9 an seinen beiden Enden noch durch den Kolben 10 verschließbare Räume verbleiben.

Die Wirkungsweise der dargestellten Umschaltklappe und der Dämpfungsemrichtung ist folgende:

Solange die in den Auslaß 4 fördernde Kreiselpumpe in Betrieb ist und die andere Kreiselpumpe stillsteht, bleibt die Umschaltklappe 2 aufgrund des durch die laufende Kreiselpumpe aufgebauten Druckes in der in der Zeichnung dargestellten Lage.

Wird nun die bis dahin laufende Kreiselpumpe ab- und die bis dahin stehende Kreiselpumpe eingeschaltet, so wird die Umschaltklappe 2, bedingt durch die sich ändernden Druckverhältnisse in den Auslassen 4 und 5 und im Gehäuse 1, von ihrem Sitz abgehoben, verschwenkt und auf den anderen Sitz aufgelegt Dieser Vorgang läuft in mehreren Schritten ab:

Beim Anfahren der in den Auslaß 5 fördernden Kreiselpumpe bleibt die Umschaltklappe 2 zunächst geschlossen. Der sich im Auslaß 5 aufbauende Druck muß zunächst den Widerstand überwinden, der durch die Sogwirkung des im geschlossenen Teil des Dämpfungszylinders 9 befindlichen Kolbens 10 aus seiner Endlage heraus bewegt wird, wird zunächst durch den im geschlossenen Teil des Dämpfungszylinders 9 entstehenden Unterdruck Flüssigkeit über den Ringspalt zwischen Kolben und Zylinderwand angesaugt Die Umschaltklappe 2 wird dadurch bedingt mit geringer Geschwindigkeit von ihrem Sitz abgehoben.

Tritt nun der Kolben 10 voll in den Bereich der Ausnehmung 11 ein, so vermag die von ihm verdrängte und hinter ihm in den Dämpfungszylinder eintretende Flüssigkeit ohne nennenswerten Widerstand über die Ausnehmung 11 zu strömen. Die Umschaltklappe 2 wird also beschleunigt bewegt.

Gegen Ende der Umschaltbewegung tritt der Kolben 10 wieder in einen geschlossenen Teil des Dämpfungszylinders 9 ein. Nun muß der Kolben 10 während seiner Weiterbewegung die in diesem Zylinderteil befindliche Flüssigkeit über den Ringspalt zwischen ihm und der Zylinderwand verdrängen. Seine Bewegung wird dadurch erheblich verzögert. Die mit ihm verbundene Umschaltklappe 2 setzt gedämpft auf dem Sitz des Auslasses 4 auf.

Die Umschaltung in der anderen Richtung erfolgt entsprechend. Bei Förderung beider Kreiselpumpen wird sich die Umschaltklappe 2 in der von ungedämpften Umschaltklappen gewohnten Weise in einer Mittelstellung einpendeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Umschaltklappe für ein aus zwei unabhängig voneinander zu betreibenden Kreiselpumpen bestehendes Aggregat, welche in einer die Auslässe der beiden Kreiselpumpen vereinigenden Kammer derart schwenkbar angeordnet ist, daß sie beim Lauf einer Pumpe den Auslaß der stehenden Pumpe verschließt und sich beim Lauf beider Pumpen in eine beide Auslässe freigebende Mittelstellung einpendelt, gekennzeichnet durch einen gegenüber der Umschaltklappe (2) schwenkbar angeordneten Dämpfungszylinder (9) mit einem darin verschieblichen Kolben (10), welcher mittels eines durch eine Ausnehmung (11) in der Wand des Dämpfungszylinders (9) geführten Bolzens (12) drehbeweglich mit der Umschaltklappe (2) verbunden ist, wobei die Länge der Ausnehmung (11) in der Wand des Dämpfungszylinders (9) so bemessen ist, daß der Kolben (10) erst gegen Ende jeder der beiden möglichen Schwenkbewegungen in einen geschlossenen Zylinderraum eintaucht