DE2912618A1

DE2912618A1 - Druckspeicher mit ausfallanzeige

Info

Publication number: DE2912618A1
Application number: DE19792912618
Authority: DE
Inventors: Abduz Zahid
Original assignee: Greer Hydraulics Inc
Current assignee: Greer Hydraulics Inc
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1979-10-04
Also published as: GB2018360A; FR2422055B1; SE7902722L; US4167201A; FR2422055A1; GB2018360B; CA1096751A; DE2912618C2

Description

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GREER HYDRAULICS, INC. Chatsuorth, California (V.St.A.)

Druckspeicher mit Ausfallanzeige

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckspeicher.

Zum Speichern won Energie und/oder zum Dämpfen uon Stoßen und Schuungungen in hydraulischen Systemen verwendet man häufig Druckspeicher bzu. Stoß- oder Schuingungsdämpfer. Ein bekannter Druckspeicher besitzt ein starres Druckgefäß in Form eines oben und unten abgerundeten Zylinders, der gewöhnlich an seinem oberen Ende einen Gasanschluß und an seinem unteren Ende einen Ölanschluß enthält.

In dem Druckgefäß ist eine elastisch dehnbare Blase aufgehängt, die das Innere des Druckgefäßes in zuei voneinander getrennte Räume unterteilt, von denen der eine mit dem Ölanschluß und der andere mit dem Gasanschluß in Verbindung steht.

Im Gebrauch ist der Ölanschluß mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Druckmittels verbunden, z.B. mit einer Druckleitung, die an eine Hydropumpe angeschlossen ist.

In den anderen Raum uird unter Druck stehendes Gas eingeleitete Uenn der Druck in der Druckleitung niedriger ist als der Druck in dem Gasraum, uird die Blase so stark gedehnt, daß sie den Ölanschluß dicht abschließt. Um den Verschleiß der Blase zu Vermindern, ist diese gewöhnlich mit einem Ventilkörper versehen.

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Uenn dagegen der Druck in der das Öl (oder eine andere Flüssigkeit) führenden Leitung höher ist als der Druck in der Blase, uiird das Gas in dem mit dem Gasanschluß in Verbindung stehenden Raum zusammengedrückt und das Ventil von seinem Sitz abgehoben, so daß Flüssigkeit durch den Ölanschluß in das Innere des Druckgefäßes fließen kann.

Da die Druckgefäße aus starren Fletallgefäßen bestehen, kann man nicht durch Besichtigung ihres Innenraums den Zustand der Blase kontrollieren, ohne den Druckspeicher auseinanderzunehmen.

In manchen Anwendungsfällen kann man eine

Funktionsstörung des Druckspeichers, die beispielsweise auf einen Riß der Blase zurückzuführen ist, ohne weiteres an den veränderten Betriebsbedingungen erkennen. In anderen Fällen, beispielsweise in einem System mit mehreren als Stoßdämpfer verwendeten Druckspeichern, ist ein Reißen der Blase eines gegebenen Druckspeichers nicht erkennbar. Ferner sind Druckspeicher oft in beträchtlicher Entfernung von der Steuereinrichtung oder der Steuerungszone angeordnet, z.B. in großen Abständen voneinander längs einer Ölleitung, und muß zum Feststellen eines Ausfalls der Blase der Druckspeicher an der Einbaustelle besichtigt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der

Schaffung eines Druckspeichers mit einer Blasenausfallanzeige·

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Druckspeichers mit einem in dem Gasanschluß angeordneten Sensor zur Blasenausfallanzeige.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in ■der Schaffung eines Druckspeichers, in dem zur Blasenaüsfall-

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anzeige ein Sensor vorgesehen ist, der auf Flüssigkeit anspricht und gegenüber Schaum relativ/ unempfindlich ist.

Die Erfindung hat außerdem die Aufgabe, einen Druckspeicher zu schaffen, in dem ein zur Blasenausfallanzeige dienender Sensor so angeordnet ist, daß eine unerwünschte Ansprache desselben weitgehend vermieden uird.

Zur Lösung dieser Aufgaben schafft die Erfindung einen Druckspeicher mit einem starren Gefäß und einer darin angeordneten, elastisch verformbaren Blase. Dieser Druckspeicher ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor vorgesehen ist, der einen Ausfall der Blase anzeigt und/oder automatisch darauf anspricht.

Die Erfindung betrifft allgemein einen verbesserten Druckspeicher mit einer Einrichtung zur Anzeige eines Ausfalls der Blase. Zu diesem Zweck ist in dem Druckspeicher ein Flüssigkeitssensor vorgesehen, der mit dem Gasraum des Druckspeichers in Verbindung steht. Uenn der Flüssigkeitssensor auf das Vorhandensein von Flüssigkeit anspricht, bedeutet dies, daß die Blase ausgefallen ist. Ein Ausfallanzeigesignal wird an eine Steuerungszone abgegeben und bewirkt dort die Betätigung eines Überströmventils oder die Auslösung einer anderen Funktion.

Im Rahmen der Erfindung befindet sich der

Flüssigkeitssensor in dem Gasanschluß, insbesondere in einem Stöpsel oder Einsatz, der auch das Gaseinfüllventil tragen kann. Vorzugsweise ist zwischen dem Flüssigkeitssensor und dem Gasraum eine Drosselstelle vorgesehen und ist der Flüssigkeitssensor in einem erweiterten Raum angeordnet, so daß die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten Ansprache des Flüssigkeitssensors, insbesondere auf ein oder mehrere Schaumbläschen, nur sehr gering ist.

Ein Ausführungsbeispiel ofer Erfindung wird nach-

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ORIGINAL INSPECTED

stehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 im Uertikalschnitt teilweise schematisch einen Druckspeicher gemäß der Erfindung und

Fig. 2 in größerem Naßstab ebenfalls im Uertikalschnitt die Anordnung des Sensors im Bereich des Gaseinfüllkanals.

Der Druckspeicher 1o besitzt ein Gefäß 11, das am einen Ende mit einem Gasanschluß 12 und am andern Ende mit einem Ölanschluß 13 versehen ist. Der Ölanschluß kann mit einer Leitung 14 verbunden,werden, die eine unter Druck stehende Flüssigkeit führt, beispielsweise mit der Druckleitung einer Pumpe oder dergl. Zu diesem Zweck kann ein T-Stück 15 vorgesehen sein, das mit einem Hals 16 verschraubt ist, der im Bereich des ülanschlusses 13 von dem Druckgefäß abwärts vorsteht. Auf entgegengesetzten Seiten des T-Stückes 15 sind in der Leitung 14 zwei Uentile 17, 18 angeordnet, die erforderlichenfalls eine Abtrennung des Druckspeichers ermöglichen. Der Ölanschluß 13 ist mit dem üblichen koniafcien Uentilsitz 19 versehen.

Das Innere des Druckgefäßes 11 ist durch eine darin angeordnete Blase 2o aus einem ausdehnbaren elastomeren Material, beispielsweise Neopren, in zwei Räume geteilt,, und zwar in einen Ölraum 21, der mit dem Ölanschluß 13 in Uerbindung steht, und einen Gasraum 22, der mit dem Gasanschluß 12 in Uerbindung steht.

In an sich bekannter Weise kann die Blase in dem Gehäuse des Druckspeichers mit Hilfe von verschiedenartigen Einrichtungen so angeordnet werden, daß sie die Räume 21, 22 voneinander trennt« In der dargestellten Ausführungsform wird die Blase von dem Stöpsel 23 getragen₉ der in dem Gasanschluß 12 angeordnet ist»

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Aus der Fig. 2 erkennt man, daß der Stöpsel 23 einen gewindetragenden zylindrischen Körper 24 besitzt, an den eine aufuärtsgekehrte Schulter 25 und ein radial ausuärtsgerichteter Flansch 26 anschließen. Zum Festlegen des Stöpsels dient ein Schraubring 27, der mit dem Gewinde des Körpers 24 v/erschraubt ist und die Schulter 25 gegen die Innenwandung des den Gasanschluß 12 umgebenden Uandteils des Gefäßes 11 drückt. Dabei drückt der Schraubring 27 gegen die Ringfläche 28, die den Gasanschluß außen umgibt. Zwischen den Flächen kann einer oder können mehrere O-Ringe (nicht gezeigt) angeordnet sein, um eine Abdichtung zu gewährleisten.

Der Flansch 26 kann zum Verankern oder Festlegen des Mündungsteils 29 der Blase 2o dienen. Zu diesem Zweck besitzt die Blase 2o eine Verdickung 3o mit einer den Flansch 26 passend aufnehmenden Ringnut 31.

Die Blase kann eine aufuärtsgerichtete Ringlippe 32 haben, die unter Vorspannung an der auswärtsgekehrten Schulter 33 des Druckgefäßes angreift, so daß die Blase mit dem den Gasanschluß umgebenden Teil des Gefäßes 11 verbunden ist und dicht an ihm anliegt.

Vorzugsweise besitzt die Blase oben einen

Steg 34, der an der abwärtsgekahrten Fläche 35 des Stöpsels 23 anliegt« Dieser Steg 34 ist v/on zwei Ausnehmungen 36, 37 durchsetzt, die mit den Stöpsel23 durchsetzenden Drosselkanälen 38, 39 in Verbindung stehen.

In dem mit dem Drosselkanal 39 in Verbindung stehenden Bohrungsteil 41 ist ein Gaseinfüllventil 4o montiert. Dieses besteht aus einem Schrader-Ventil oder einem ähnlichen bekannten Rückschlagventil, durch das unter Druck stehendes Gas in den Raum 22 eingeleitet werden kann, das aber eine Rückströmung des Gases durch das Ventil nach außen verhindert.

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Der Stöpsel 23 besitzt eine zweite zylindrische Bohrung 42, dBren Achse zu der Hauptachse des Druckgefäßes 11 parallel ist und die mit dem Drosselkanal 38 in Verbindung steht und eine viel größere Querschnittsfläche hat als der Drosselkanal 38.

In der Bohrung 42 ist ein Flüssigkeitssensor 43 montiert, beispielsweise indem ein Schaft 44 des Sensors mit einem Gegengewinde 45 in der Bohrung verschraubt ist.

Der Sensor ist vorzugsweise ein Ultraschallsensor. Geeignete Sensoren werden von der National Sonics Corporation, 25o Marcus Boulevard, Happauge, New York, hergestellt. Beispielsweise kann man den im Bulletin 1o1-F der genannten Firma beschriebenen. Sensor verwenden. Von der genannten Firma sind jedoch auch andere geeignete Ultra-Bchallsensoren erhältlich. So hat sich auch das Modell 31o-S als brauchbar erwiesen. Diese an sich bekannten Sensoren sprechen auf das Vorhandensein von Flüssigkeit an und können dabei zwischen Flüssigkeit einerseits und Blasen ader einem Schaum andererseits unterscheiden.

Im Rahmen der Erfindung können zum Erfassen des Vorhandenseins von Flüssigkeit auch andere als Ultraschallsensoren verwendet werden, doch wird angenommen, daß Ultraschallsensoren die für den vorliegenden Zweck amjbesten geeigneten, bekannten Sensoren sind.

Der Sensor besitzt einen Leiter 46, der mit einem Relais oder dergleichen verbunden werden kann, das bei seiner Erregung einen Stromkreis schließt oder ein Ventil betätigt, z.B. die Ventile 17, 18, oder eine andere erwünschte Funktion ausführt.

Die Verwendung eines Drosselkanals 38 und einer den Sensor 44 aufnehmenden, erweiterten Bohrung 42 vermindert

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die Gefahr einer uneruünschten Ansprache des Sensors. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Drosselkanal trachtet, in der Richtung der Bohrung 42 wandernden Schaum zu verdichten oder zu verflüssigen. Eine derartige unerwünschte Ansprache könnte darauf zurückzuführen sein, daß die Blase gelegentlich winzige Mengen Kondensat oder dergleichen enthält, das bei heftigen oder plötzlichen Druckveränderungen einen Schaum bilden kann, der aus dem Raum 21 in die Bohrung 42 gelangt.

Die normale Uirkungsueise des Druckspeichers ist bereits beschrieben worden.

Uenn die Blase reißt, tritt Flüssigkeit durch die Blase und wird diese Flüssigkeit durch die Öffnung 36 der Blase und den damit fluchtenden Kanal 38 in dem Einsatz in die Bohrung 42 gedrückt. Uenn die Flüssigkeit in die Meßstrecke 47 des Sensors eintritt, gibt dieser ein Signal ab, das zum Auslösen eines Steuervorganges oder einer Anzeige herangezogen werden kann.

Das dargestellte und vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann vorn Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden. Daher ist die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt.

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Claims

Patentansprüche:

( ^Druckspeicher, gekennzeichnet durch ein druckfestes Gefäß, das am einen Ende einen Ölanschluß und am anderen Ende einen Gasanschluß besitzt und in dem eine elastisch dehnbare Blase montiert ist, deren Mündung-steil den Gasanschluß umgibt und die den Innenraum des Gefäßes in zuei Räume teilt, won denen der erste mit dem Dianschluß und der zueite mit dem Gasanschluß in Verbindung steht, durch einen in dem Gasanschluß angeordneten Stöpsel, der ein Gaseinfüllventil enthält, das mit dem zueiten Raum in 1/erbindung steht, und in dem ein Flüssigkeitssensor montiert ist, der mit dem zueiten Raum in Verbindung steht und geeignet ist, den Eintritt von Flüssigkeit in den zueiten Raum zu erfassen.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stöpsel einen Drosselkanal zuischen dem zueiten Raum und dem Flüssigkeitssensor begrenzt.
3. Druckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitssensor in einem Bohrungsteil angeordnet ist, der mit der Hauptachse des Gefäßes axial fluchtet und im Durchmesser uesentlich größer ist als der Querschnitt des Dross8lkanals.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stöpsel einen seituärtsgerichteten Flansch besitzt,, der den ihn umgebenden Mündung st eil der Blase gegen die Innenuandung des den Gasanschluß umgebenden Teils des Gefäßes drückt, und daß die Blase zuei Öffnungen besitzt, die das Ventil bzu. den Drosselkanal mit dem zueiten Raum verbinden®

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