DE3208342A1

DE3208342A1 - Motor zum verstellen von ventilelementen oder klappen an hochdruck-gasleitungen

Info

Publication number: DE3208342A1
Application number: DE19823208342
Authority: DE
Inventors: Erich 6000 Frankfurt Becker; Manfred Dr. 6200 Wiesbaden Kahrs; Lothar Kunze; Harald 6238 Hofheim Vogt
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1983-09-15

Description

Motor zum Verstellen von Ventilelementen oder Klappen an
Hochdruck-Gas leitungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Motor zum Verstellen von Ventilelementen oder Klappen an Hochdruck-Gasleitungen, insbesondere Erdgas-Fernleitungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach ausgebildeten Motor für den Verstellvorgang zu schaffen, der mit geringem Aufwand mit der für den Betrieb erforderlichen Energie versorgt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein für den Betrieb mit Hydraulikmedium vorgesehener Bydraulikmotor verwendet wird und daß der Hydraulikmotor direkt mit dem unter hohem Druck stehenden Fördermedium der Gasleitung betrieben wird. Dadurch, daß ein mit Hydraulikmedium betreibbarer Motor als Antrieb für die Verstellbewegung vorgesehen ist, kann ein Motor verwendet werden, der in Großserie hergestellt wird; es werden so aufwendige Sonderkonstruktionen unnötia. Dieser Motor ist mit der auf der gesamten Länge der Hochdruck-Gasleitung zur Verfügung stehenden Energie, nämlich der Energie des hochgespannten Gases betreibbar. Dadurch entfällt eine separa te Energieversorgung für den Antrieb für die Verstellbewegung, beispielsweise ein elektrisches Stromversorgungsnetz.
Darüberhinaus sind keine Druckregelventile erforderlich, da der Motor mit dem ungeminderten Druck des Fördermediums betrieben wird. Für die gesamte Stellbewegung wird der Motor nur während einer kleinen Zeitspanne betrieben. Aus diesem Grund kann auf eine separate Schmierung der gegeneinander gleitenden Motorteile verzichtet werden. Einge größere Wärmebelastung entsteht dadurch nicht, da eine Kühlung durch den starken Wärmeentzug durch das expandierende Gas erfolgt; Blockieren von bewegten Bauteilen aufgrund übermäßiger Wärmedehnung ist daher ausgeschlossen.
Durch die Verwendung eines Flügelzellenmotors steht vorteilhaft ein großes Anfahrdrehmoment zur Verfügung.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Bauteile, die Gleitbewegungen gegeneinander ausführen, korrosionsbeständig, insbesondere beständig gegen aggressive Fördermedien ausgeführt sind, so daß Betriebsstörungen aufgrund von Korrosionserscheinungen vermieden werden.
Gibt man den Bauteilen, die Gleitbewegungengegeneinander ausführen, Notlaufeigenschaften, so ist während der kurzen Betriebsdauer des Verstellmotors ein genügend geringer Reibkoeffizient dieser Reibpaarung sichergestellt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß Bauteile, die für den Betrieb als Hydraulikmotor erforderlich sind, entfallen. Dadurch wird der Motor einfacher und die Fertigungskosten werden geringer. Verzichtet werden kann z.B. auf die Ausbildung einer Leckölrückführung oder einer Lagerschmierung.
Dadurch, daß ein Gleit- oder Wälzlager für die radiale Lagerung des Drehkolbens im Gehäuse des Flügelzellmotors entfällt, ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau und eine Senkung der Fertigungskosten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Motors sind keine elastischen Dichtungen vorgesehen; die Gasleckagen werden hierdurch nicht vergrößert, da der insgesamt gleiche Gasaustritt nur auf weitere Stellen verteilt wird. Da der Motor an im Freien liegenden Leitungsabschnitten der Hochdruck-Gasleitung angeordnet ist, ist ein Gasaustritt im allgemeinen nicht schädlich. Statt. elastischer Dichtungen können zur Verkleinerung des Leckagevolumens an diesen Stellen in vorteilhafter Weise Labyrinthdichtungen oder metallische Dichtmittel vorgesehen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch den Motor, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Motor.
Der zentrisch im Flügelzellenmotor 30 angeordnete Drehkolben 1, an dem das mechanische Drehmoment abgenommen werden kann, besitzt eine Vielzahl von Schlitzen 2, in denen Flügel 3 radial verschiebbar angeordnet sind. Die einzelnen Zellen 4 werden gebildet, indem die Flügel 3, mit ihren radial äußeren Enden 5 gegen die Erhebungskurve des umgebenden Hubrings 6 gedrückt, in Umfanqsrichtung dichten und seitlich Deckel 7,8 mit dem Hubring verbunden sind, welche die Abdichtung in axialer Richtung vornehmen; radial nach außen werden die Zellen 4 von der Hubring 6 abgedeckt, nach innen vom Drehkolben 1, der zwischen den seitlichen Deckeln 7,8 mit kleinem Spiel für geringe Leckage eingepaßt und drehbar ist. Die Innenfläche des Hubrings 6 ist mit vier Erhebungskurvcn versehen, um einen Ausgleich der radial am Drehkolben wirkenden Kräfte und eine gute Ausnutzung des Bauraums zu erreichen.
Der Deckel 7 ist als Halteflansch 1o ausgebildet und der Deckel 8 als Steuerflansch 12. Der Halteflansch 1o dient zur Befestigung des Flügelzellenmotors 3o. Der Drehkolben 1 hat eine mittig angeordnete Bohrung, di..mi t , einer Evolventen-Innenverzahnung 31 versehen ist. Die radiale Fixieruny der drehfesten Teile des Flügelzellenmotors 30 und des Drehkolbens 1 zueinander erfolgt durch die Befestigung mittels Halteflansch lo und Aufstecken der Evolventen-Innenverzahnung 31 auf einen Wellenstumpf des anzutreibenden, verstellbaren Elements.
Die Bewegung des Drehkolbens 1 erfolgt dadurch, daß das in die sich vergrößernde Zelle 4' einströmende Druckmittel auf unterschiedlich große Flügelflächen wirkt und somit eine resultierende Umfangskraft erzeugt. Die der unter Hochdruck stehenden Zelle 4' benachbarte Zelle 4" übernimmt jeweil-s die Trennfunktion zu der anschließenden, sich beim Lauf des Drehkolbens verkleinernden Zelle 4' , aus der das Druckmittel zum Rücklauf ausgeschoben wird.
Während des Laufs wird der oberhalb und unterhalb der Flügel 3 wirkende Druck so gesteuert, daß sich in den Rasen mit abdichtenden Flügeln 3 eine resultierende Kraft ergibt, welche diese radial nach außen gegen den Hubring 6 drückt. Da in bestimmten Phasen die Druckkraft und die Fliehkraft nicht in der Höhe vorhanden sind, die nötig ist, um die Flügel 3 gegen den Hubring 6 zu drücken, sind zusätzliche Federn 9 in den Fußräumen 15 des Drehkolbens 1 vorgesehen.
Die Leitungen 16,17 für den Zu- bzw. Rücklauf des Druckmittels sind am Steuerflansch 12 ausgebildet. Die Steuerung des Druckmittels in die bzw. aus den Zellen 4 und der jeweilige Anschluß der unterhalb der Flügel 3 befindlichen Fußräume 15 des Drehkolbens 1 an den Zu-und Rücklaufdruck erfolgt über ein System von Kanälen und Steuernieren 18,19 im Steuerflansch 12 bzw. Halteflansch 10. Der Rücklauf endet zur Atmosphäre hin.
Der Motor gibt das Drehmoment über die Evolventen-Innenverzahmung 31 ab, die in der Zentralbohrung des Drehkolbens 1 angeordnet ist; er kann dabei in einfacher Weise auf eine Zentrierung bzw. Welle des anzutreibenden Ventilelements bzw. der Klappe gesteckt werden.
Der Motor ist durch geeignete Schaltung des Zu- und Rücklaufs reversierbar. Beschrieben sind die Verhältnisse für die in Fig. 1 mit einem durchyezogenen Pfeil gekennzeichnete Drehrichtung.
Leerseite

Claims

Dr. M. Kahrs -9 L. Kunze -6 H. Vogt -5 E. Becker -1 Patentansprüche Motor zum Verstellen von Ventilelementen oder Klappen an Hochdruck-Gasleitungen, insbesondere Erdgas-Fernleitungen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein für den Betrieb mit Hydraulikmedium vorgesehener Hydraulikmotor verwendet wird und daß der Hydraulikmotor direkt mit dem unter hohem Druck stehenden Fördermedium der Gasleitung betrieben wird.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß als Hydraulikmotor ein Flügelzellenmotor (30) vorgesehen ist.
3. Motor nach einem oderbeiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t,daß Bauteile, die Gleitbewegungen gegeneinander ausführen, korrosionsbeständig, insbesondere beständig gegen ein aggressives Fördermedium' ausgebildet sind.
4. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Bauteile, die Gleitbewegungen gegeneinander ausführen, Notlaufeigenschaften aufweisen.
5. Motor nach einem ouer mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß für den Betrieb mit Hydraulikmedium erforderliche Bauteile entfallen.
6. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß keine elastischen Dichtungselemente vorgesehen sind.
7. Motor nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß Labyrinthdichtungen vorgesehen sind.
8. Motor nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß metallische Dichtmittel vorgesehen sind.
9. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Gleit- oder Wälzlager für die radiale Lagerung des Drehkolbens (1) im Gehäuse des Flügelzellenmotors (30) entfällt.