DE446956C - Hydraulisch bewegtes Absperrorgan, das seine Schliessbewegungen durch einen mitgefuehrten Drosselkoerper selbst steuert - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
13. JULI 1927

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47h GRUPPE

Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 2₃.Jumic)2y.

The English Electric Company Limited in London.

Hydraulisch bewegtes Absperrorgan, das seine Schließbewegungen durch einen mitgefuhrten Drosselkörper selbst steuert.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. September 1924 ab.

Die Priorität der Anmeldung in England vom 22. Dezember 1923 ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch bewegtes Absperrorgan derjenigen bekannten Gattung, das seine Schließbewegungen durch einen mitgefuhrten Drosselkörper selbst steuert, und besteht darin, daß der Drosselkörper den Durchflußwiderstand durch Veränderung der Länge des Drosselweges regelt. Das Absperrorgan ist hauptsächlich für große hydraulische Kraftanlagen bestimmt, wo es z. B. in Gestalt eines Kolbenschiebers den Hauptabschluß bewirkt. Dieser Kolbenschieber hat meistens ein nach Tonnen bemessenes Gewicht, und seine Bewegung muß so gesteuert werden, daß die Geschwindigkeit

immer durch seine Stellung bestimmt wird. Aus Betriebs- und Sicherheitsrücksichten müssen diese Ventile in möglichst kurzer Zeit geschlossen werden, andererseits ist es wichtig, daß der Abschluß zuletzt sehr langsam erfolgt, um Beschädigungen des Schiebers sowie seiner Sitzflächen und der Leitung sowie anderer Teile der Anlage durch Ansteigen des Druckes zu vermeiden. Die ίο ser Aufgabe genügt die Erfindung, indem der Drosselkörper den Durchflußwiderstand durch Veränderung der Länge des Drosselweges regelt. Am zweckmäßigsten erfolgt die Ausführung der Erfindung in der Weise, daß dem Druckflüssigkeitsraum des Absperrorgans die Druckflüssigkeit mittels eines anilin angeschlossenen Gehäuses zugeführt wird, dessen Druckflüssigkeitseinlaß von dem im Gehäuse dicht geführten Gewinde einer vom Absperrorgan mitgeführten Schraubenspindel als Drosselkörper gesteuert wird. Um gleichzeitig mit der Länge auch den Querschnitt des Durchlasses für die Druckflüssigkeit veränderlich zu machen, kann der Gewindegang der Schraubenspindel in Gestalt und bzw. oder seinen Abmessungen von Punkt zu Punkt über die Länge des Schraubenspindelgehäuses geändert werden. Die Erfindung soll nachstehend beispielsweise an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert werden, in denen

Abb. ι im Schnitt einen Teil eines Hauptschiebers für die Steuerung der Zuleitung einer Wasserturbine zusammen mit einem Regelschieber zeigt, der ein Einstellglied in der Form einer Schraubenspindel besitzt. Diese dient dazu, schrittweise die Schließbewegung des Hauptschiebers gemäß der Erfindung zu verzögern.

Abb. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab den Teil der Abb. 1, der den Regelschieber darstellt.

Abb. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab den Gewindegang der Spindel.

Die äußere, runde Wandung des Schiebers ■ist mit ι bezeichnet und ein zweiteiliges Mittelstück mit 2, dessen beide Teile durch Rippen 3 mit den äußeren Teilen des Schiebers verbunden sind. Die mit dem rechtsseitigen Ende des Mittelstücks 2 verbundenen Rippen 3 sind an dem rohrförmigen Stück 6 befestigt. Das Wasser fließt durch den Schieber von links nach rechts in Abb. 1. Wenn es das Mittelstück 2 erreicht, fließt es durch den ringförmigen Durchlaß 4, der durch die Stücke 1 und 2 gebildet wird. Der bewegliche Teil des Schiebers, durch den der Flüssigkeitsstrom geregelt wird, ist der Ringkörper 5, der achsial längs des Rohrstückes 6 gleiten kann. Der Ringkörper 5 ist an seinem äußersten rechten Ende verdickt und mit Dichtungsstulpen versehen, so daß er als doppeltwirkender Kolben 11 in einem ringförmigen Zylinder mit Zylinderräumen 7 und 8 für die Arbeitsflüssigkeit wirkt. Wenn der Raum 7 mit einer Druckleitung und Raum 8 mit einem Auslaß verbunden sind, bewegt sich der Ringkörper 5 nach links, und die Schließbewegung beginnt. Sie ist beendet, sobald das Ende 9 des Ringkörpers 5 den Ring 10 auf dem Mittelstück 2 erreicht. In umgekehrter Weise erfolgt das öffnen durch Verbinden des Raumes 7 mit einem Auslaß und des Raumes 8 mit einer Druckleitung.

Das Einstellglied des Hauptschiebers ist eine Spindel 12, die auf einem Teil ihrer Oberfläche ein Schraubengewinde 13 trägt, welches vorzugsweise quadratisches Profil besitzt und in einem Zylinder 14 von solcher Weite sitzt, daß die Schraubengänge sich an die Zylinderwand anlegen, die Schraube sich aber im Zylinder noch frei zu verschieben vermag. Durch Veränderung der Länge des im Zylinder 14 liegenden Gewindeabschnitts wird der Widerstand für den Durchgang der Flüssigkeit durch den Zylinder eingestellt. Der Zylinder 14 bildet im allgemeinen einen Teil einer Kammer, in dem die ganze Spindel eingeschlossen ist. Er besitzt öffnungen für den Zu- und Abfluß der Flüssigkeit an den beiden Enden des Teiles, der den beim Regelungsvorgang wirksamen Teil der Spindel einschließt. In diesem Fall ist der Zylinder 14 so angeordnet, daß sein eines Ende sich unmittelbar in den Raum 7 entleert. Ein schwächerer Teil der Spindel 12 erstreckt sich durch einen Teil des Zylinders 14, ragt aus ihm hervor und ist in geeigneter Weise an dem Kolben n des Ringkörpers 5 so befestigt, daß die Spindel 12 sich mit ihm bewegt. Hierdurch kommt ein größerer oder kleinerer Teil des Gewindes in dem Maß in die Bahn der Druckflüssigkeit, wie sich der Kolben 11 vorschiebt.

In dem vorliegenden Beispiel ist der Zylinder 14 in den Endflansch 15 des Hauptschiebers eingeschraubt, und sein äußeres Ende wird durch eine Kappe 16 abgeschlossen, die auf das Ende des Zylinders aufgeschraubt ist und ein Gehäuse für die Spindel 12 bildet. Die Spindel 12 wird an dem Ende, das dem ' Raum 7 zugewandt ist, schwächer gemacht oder mit einem Teil von kleinerem Querschnitt verbunden, so daß ihr mit Gewinde versehener Teil nur mit einer kleinen Länge bei der Offenstellung des Ringkörpers 5 im Zylinder 14 bleibt, wie in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Druckflüssigkeit tritt in den Zylinder 14 dicht an seinem äußeren Ende durch Führungskanäle 17 ein.

Um eine ganz bestimmte Art und Weise der Steuerwirkung zu erzielen, kann gleich-

zeitig mit der Länge auch der Querschnitt des beschränkten Regelungsdurchlasses ver ändert werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß das Gewinde 13 der Spindel 12 eine veränderliche Tiefe oder Weite erhält. Eine andere Möglichkeit für die Veränderlichkeit des Durchlasses liegt darin, die Steigung des Gewindes 13 veränderlich zu machen, so daß die Zahl der Schraubengänge auf die Längeneinheit wechselt. Alle diese Veränderungen sind klar aus der \'ergrößerten Ansicht der Spindel in Abb. 3 ersichtlich. Hier ist die Tiefe des Gewindes ganz links am größten, wo die geringste Drosselwirkung für die Flüssigkeit erforderlich ist. Die Tiefe nimmt fortschreitend ab, bis sie ganz rechts am geringsten ist. Außerdem sind die Steigung und die Weite des Gewindeganges links größer als rechts. Das Gewinde kann entweder unmittelbar in • lie Spindel 12 eingeschnitten sein, oder eine Anzahl von Buchsen, die jede auf ihrer Außenseite einen Teil des Gewindes tragen, können auf die Spindel aufgeschoben und in ihrer Lage durch einen Bolzen gehalten werden.

Eine andere Möglichkeit, die Art der Steuerwirkung zu ändern, liegt darin, den regelnden Teil der Spindel 12 so anzuordnen, daß er nicht während des ganzen Hubes wirksam ist. Dies kann dadurch geschehen, daß das Gewinde 13 bis zu einem gewissen Betrage auf der linken Seite des schraubenförmigen Teiles der Spindel 12 (z. B. bis zu der gestrichelten Linie 19 in Abb. 2) weggeschnitten wird, so daß das Wasser frei durch den Führungskanal 17 in die Kammer 7 fließen kann, bis der Ringkörper 5 um einen ganz bestimmten Betrag vorgeschritten ist, bei dem der mit Gewinde versehene Teil in den Zylinder 14 eintritt. Die Stelle in dem Hub des Ringkörpers 5, bei dem dies stattfindet, kann einstellbar gemacht werden. Dies kann durch eine Anordnung geschehen, die eine Verschiebung des mit Gewinde versehenen Teils der Spindel 12 gegenüber dem Zylinder 14 ermöglicht, zusätzlich zu der Verschiebung, die eintritt, wenn die Vorrichtung in Tätigkeit kommt.

Wenn man den Hauptschieber öffnen will, wird die Druckflüssigkeit zum Führungskanal 18 (Abb. 1) geleitet und der Führungskanal 17 mit einem Auslaß verbunden. Dann fängt der Ringkörper 5 an, sich ganz langsam in der Öffnungsrichtung zu verschieben, da das Wasser zum Auslaß nur ganz langsam durch die vielen Gewindegänge herausfließen kann, die jetzt in dem Zylinder 14 zwischen dem Führungskanal 17 und dem Raum 7 liegen. In dem Maße, wie die Üffnungsbewegung fortschreitet und immer weniger Gewindegänge in Wirksamkeit sind, wird sie schneller und schneller.

Wenn es wünschenswert ist, kann eine Anzeigevorrichtung für die Lage des Ringkörpers 5 angebracht werden. Diese könnte etwa durch eine zweite zur Spindel 12 parallele Spindel gebildet werden, die durch eine Pakkung im Gliede 15 hindurchläuft und mit ihrem inneren Ende an dem Kolben 11 befestigt ist. Ihr äußeres Ende würde mit einem Zeiger versehen werden, der über einer festen Skala läuft.

Übrigens sind andere bauliche Abänderungen möglich, deren eine darin liegen kann, daß der Zylinder 14 das Gewinde auf seiner Innenseite trägt, und daß er dann mit einer glatten, nicht mit Gewinde versehenen Spindel von geeignetem Durchmesser zusammenwirkt. Überdies kann die gegenseitige Ver-Schiebung zwischen Spindel 12 und Zylinder durch Verschiebung des Zylinders anstatt der Spindel erzeugt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch bewegtes Absperrorgan, das seine Schließbewegtingen durch einen mitgeführten Drosselkörper selbst steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper den Durchflußwiderstand durch Veränderung der Länge des Drosselweges regelt.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckflüssigkeitsraum (7) des Absperrorgans (5) die Druckflüssigkeit mittels eines an ihn angeschlossenen Gehäuses (14, 16) zugeführt wird, dessen Druckflüssigkeitseinlaß (17) von dem im Gehäuse (14) dicht geführten Gewinde einer vom Absperrorgan (5) mitgeführten Schraubenspindel. (12) als Drosselkörper gesteuert wird.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Länge auch der Querschnitt des Durchlasses für die Druckflüssigkeit dadurch veränderlich gemacht wird, daß sich der Gewindegang der Schraubenspindel (12) in Gestalt und bzw. oder seinen Abmessungen von Punkt zu Punkt über die Länge des zylindrischen Spindelgehäuses (14) ändert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.