DE565706C

DE565706C - Control slide for connecting two pipeline systems and for the simultaneous regulation of the direction and volume of flow in one of these two systems

Info

Publication number: DE565706C
Application number: DE1930565706D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Dr Hermann Hort
Original assignee: Gesellschaft fuer Elektrische Apparate mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Elektrische Apparate mbH
Priority date: 1930-09-18
Filing date: 1930-09-18
Publication date: 1932-12-03

Description

Die Erfindung betrifft einen in einer Rohrleitung eingebauten Steuerschieber, der gleichzeitig an eine Druck- und an eine Saugleitung angeschlossen ist, beispielsweise an die Kreisleitung einer Pumpe, und der dazu dient, die Rohrleitung abwechselnd in dem einen oder anderen Sinne an die Pumpenleitung anzuschließen und gleichzeitig die Durchflußmenge der Rohrleitung zu regeln.The invention relates to a control slide installed in a pipeline, which at the same time is connected to a pressure line and a suction line, for example to the circuit line a pump, and which is used to alternate the pipeline in one or other sense to connect to the pump line and at the same time the flow rate to regulate the pipeline.

Um hydraulische Zylindermotoren beiderseitig an eine Druckflüssigkeitsleitung, z. B. an eine Flüssigkeitspumpe, anschließen zu können, sind zylindrische Kolbenschieber bekannt, welche bei axialer Verschiebung rund um ihre Mantelfläche verlaufende Kanäle miteinander verbinden, wobei diese Kanäle mit den beiden Kolbenseiten des zu steuernden Zylindermotors und mit der Druckflüssigkeitsleitung in Verbindung stehen. Diese Schieber ermöglichen jedoch nicht die obenerwähnte unmittelbare Verbindung zwischen zwei Ringleitungen und gestatten ferner keine einwandfreie Regelung der Strömungsmenge.In order to connect hydraulic cylinder motors on both sides to a hydraulic fluid line, e.g. B. cylindrical piston valves are known to be able to be connected to a liquid pump, which, when axially displaced, passages around their outer surface with one another Connect, these channels with the two piston sides of the cylinder motor to be controlled and with the hydraulic fluid line stay in contact. However, these slides do not allow the above-mentioned direct connection between two ring lines and also do not allow proper regulation of the flow rate.

Erfindungsgemäß besteht der Steuerschieber ebenfalls aus einem zylindrischen Gehäuse, welches jedoch senkrecht zur Achsrichtung unterteilt ist. An die so erhaltenen beiden Kammern des Gehäuses sind die Druck- und Saugleitung der Fördereinrichtung dauernd angeschlossen. Die Mantelfläche des Schiebergehäuses besitzt in für sich allein bekannter Weise durch Ringschieber verschließbare Schlitze, durch welche jede der beiden Kammern mit jedem der beiden Anschlußenden derjenigen Rohrleitung, deren Strömungsrichtung und -menge gesteuert werden soll, in Verbindung gebracht werden kann. Um jede der beiden Kammern des Schiebergehäuses sind zweckmäßig zwei Spiralgehäuse gelegt, von denen das eine mit dem einen Anschluß- 4" ende und das andere mit dem zweiten An^ schlußende in Verbindung steht. Die Ringschieber werden dann so gesteuert, daß jeweils eines der beiden zur Druck- und Saugkammer gehörenden Spiralgehäuse abgeschlossen ist, +5 während das andere teilweise oder ganz geöffnet ist, so daß die Rohrleitung stets in dem einen oder anderen Sinne durchflossen wird. Im folgenden ist die Erfindung beispielsweise für den Fall ausführlich beschrieben, daß der Steuerschieber zur Regelung der Strömung von Flüssigkeitsmassen gesteuerter Schlingertanks bei Schiffen dient. Fig. 1 zeigt den Einbau des Steuerschiebers in die Förderleitung einer solchen Tankstabilisierungsanlage, während die Fig. 2 und 3 im Längsund Querschnitt eine Ausführungsform des neuen Steuerschiebers darstellen. In Fig. 4According to the invention, the control slide also consists of a cylindrical housing, which, however, is subdivided perpendicular to the axial direction. To the two thus obtained The chambers of the housing are the permanent pressure and suction lines of the conveyor connected. The outer surface of the valve housing has in itself known Way by means of ring slides closable slots through which each of the two chambers with each of the two connecting ends of the pipeline whose direction of flow and amount to be controlled can be related. Around each of the two chambers of the valve body two spiral housings are expediently placed, one of which is connected to the one connection 4 " end and the other is connected to the second connecting end. The ring slide are then controlled so that each one of the two to the pressure and suction chamber belonging volute is closed, +5 while the other is partially or fully open so that the pipeline is always traversed in one sense or the other. In the following, the invention is described in detail, for example, for the case that the control slide for regulating the flow of liquid masses controlled Rolling tanks are used on ships. Fig. 1 shows the installation of the control slide in the delivery line of such a tank stabilization system, while FIGS. 2 and 3 show an embodiment of the represent the new control spool. In Fig. 4

*.) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: *.) The patent seeker stated as the inventor:

Dr.-Ing. Dr. Hermann Hort in Berlin-Charlottenburg.Dr.-Ing. Dr. Hermann Hort in Berlin-Charlottenburg.

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und 5 ist derselbe Steuerschieber mit einem besonders vorteilhaften Antrieb in Seitenansicht bzw. im Querschnitt dargestellt.and FIG. 5 is the same control slide with a particularly advantageous drive in a side view or shown in cross section.

In Fig. ι sind an den Seitenwänden des Schiffes ι die beiden Schlingertanks 2 angeordnet, die nach unten hin unmittelbar mit der See in Verbindung stehen. Die Lufträume dieser Tanks sind durch eine Leitung 3 verbunden, in welcher der Steuerschieber 4 eingebaut ist, der gleichzeitig mittels der Saugleitung 5 und der Druckleitung 6 an die Pumpe 7 angeschlossen ist, die stets in der gleichen Richtung umläuft und die Luft in der Kreisleitung 5, 6 in der durch Pfeile angedeuteten Richtung fördert. Der Steuerschieber 4 wird in noch zu erläuternder Weise so gesteuert, daß er die Saug- und Druckleitungen 5, 6 der Pumpe abwechselnd mit den beiden Anschlußenden der Rohrleitung 3 in soleher Weise verbindet, daß während einer vollen Schlingerbewegung des Schiffes 1 eine (der Größe des jeweiligen Schlingerwinkels) entsprechende Luftmenge aus dem Tank der einen Schiffsseite in denjenigen der anderen Schiffsseite und wieder zurückgefördert wird. Eine Ausführungsform des Steuerschiebers 4 ist in Fig. 2 im Längsschnitt und in Fig. 3 in Draufsicht, teilweise in dem in Richtung x-x geführten Querschnitt dargestellt.In Fig. Ι the two roll tanks 2 are arranged on the side walls of the ship ι, which are downwardly directly connected to the sea. The air spaces of these tanks are connected by a line 3 in which the control slide 4 is installed, which is simultaneously connected to the pump 7 by means of the suction line 5 and the pressure line 6, which always circulates in the same direction and the air in the circuit line 5 , 6 promotes in the direction indicated by arrows. The control slide 4 is controlled in a manner to be explained in such a way that it alternately connects the suction and pressure lines 5, 6 of the pump to the two connecting ends of the pipeline 3 in such a way that during a full rolling movement of the ship 1 one (the size of the respective roll angle) corresponding amount of air from the tank on one side of the ship is conveyed into that of the other side of the ship and back again. An embodiment of the control slide 4 is shown in Fig. 2 in longitudinal section and in Fig. 3 in plan view, partly in the cross section in the direction xx.

3' und 3" sind die Anschlußstutzen für die Verbindungsleitung 3 der Tanklufträume, während 5' der Saugstutzen und 6' der Druckstutzen der Pumpenleitung ist. Der Steuerschieber besteht im wesentlichen aus dem zylindrischen Gehäuse 8, das in der Mitte durch einen Stromlinienform besitzenden Steg 8' in eine obere, mit der Druckleitung der Pumpe in Verbindung stehende Kammer und in eine untere, mit der Saugleitung der Pumpe in Verbindung stehende zweite Kammer unterteilt ist. Oberhalb und unterhalb des Steges 8' sind zwei Reihen von gleichmäßig am Umfang des Gehäusemantels verteilten Schlitzen g^a und g^b bzw. g^c und g^d vorgesehen, durch welche die Kammern mit vier um das Gehäuse herumgelegten Spiralgehäusen io", io⁶, io^c und io^d- in Verbindung gebracht werden können. Eines der beiden Spiralgehäuse, die jeder Kammer zugeordnet sind, mündet in den Rohranschlußstutzen 3', während das andere in den gegenüberliegenden zweiten Rohranschluß 3" mündet. Um die Kammern gegenüber den Spiralgehäusen und damit gegenüber der Rohrleitung 3 abschließen zu können, sind drei verschiebbare Ringschieber 11, 12, 13 zwischen den Innenflächen der Spiralgehäuse und den Schlitzreihen des inneren Gehäuses 8 angeordnet. Diese Ringschieber besitzen in bekannter Weise Stege ii^a, I2^a, 13° und Schlitze 11⁶, i2^&, 13* von solcher Breite, daß sie die Schlitze g^a, g^b, g^c, g^d im Mantel des inneren Gehäuses 8 sowohl ganz öffnen als auch vollständig abschließen können. Die Ringschieber 11, 12, 13 werden über an ihrem Umfang angebrachte Schneckenradsegmente 14, 15, 16 und darin eingreifende Schnecken 14', 15', 16' über Getriebe von einem entsprechend dem Schlingerwinkel, der Schlingerwinkelgeschwindigkeit oder einer davon abgeleiteten Größe gesteuerten Motor 17 in periodische Drehbewegungen versetzt, und zwar derart, daß die Ringschieber 11 und 13 die Schlitze g^a und g^d abschließen, wenn der Ringschieber 12 die Schlitzreihen g^b und g^c teilweise oder ganz öffnet oder umgekehrt. Es ist also entweder die Druckkammer durch die Schlitze g^b mit dem Rohranschluß 3' verbunden, während die Saugkammer durch die Schlitze g^c mit dem Anschlußstutzen 3" verbunden ist, oder es ist die Druckkammer durch die Schlitze g^a mit dem Anschlußende 3" verbunden, während die Saugkammer durch die Schlitze g^d mit dem Anschlußende 3' der Rohrleitung 3 in Verbindung steht. Im ersteren Falle wird durch den Anschluß stutzen 3" Luft angesaugt und durch den Stutzen 3' herausgedrückt, während im zweiten Falle der Strömungsvorgang in umgekehrter Richtung erfolgt. Der Antrieb der Schnekken 14', 15' und 16' durch den Motor 17 erfolgt in der aus Fig. 2a ersichtlichen Weise über Kegelräder 18, ig, 20, 21 und Kupplungen ig', 20', 21' mittels der Wellen 19", 20" und 21". Um ein Klemmen der Ringschieber zu vermeiden, erfolgt ihre Einstellung nicht einseitig, sondern in der in Fig. 3 angedeuteten Weise an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen, so daß die Einstellung der Ringschieber durch reine Drehmomente bewirkt wird. Zu diesem Zwecke wird von der Welle 19" aus über Kegelräder 35 und 35' bzw. 36 und 36' eine Welle 37 angetrieben, auf welcher in nicht dargestellter Weise ebenso wie auf der Welle ig" eine Sehnecke zum Antrieb eines am Schieber befestigten Schnekkenradsegmentes angeordnet ist. Um möglichst große Durchtrittsflächen zwischen den Spiralgehäusen und den beiden Kammern des inneren Gehäuses 8 zu erhalten, können die Schlitze und Stege in dem zylindrischen Gehäuse 8 sowie in den Ringschiebern 11, 12, 13, abgesehen von einer kleineren Überdeckung, gleich groß gemacht werden, so daß die Schlitze g^a, g^b, g^c, g^d nur in der Nullstellung der Ringschieber 11, 12, 13 geschlossen sind. Dann ist es jedoch erforderlich, daß die Ringschieber nicht fortlaufend entsprechend den periodischen Bewegungen des Motors 17 gedreht werden, sondern nur abwechselnd, und zwar derart, daß die Regelung beispielsweise bei Ausschlägen des Schlingerwinkelzeigers nach links allein durch den Schieber 12 er-3 'and 3 "are the connecting pieces for the connecting line 3 of the tank air spaces, while 5' is the suction nozzle and 6 'is the pressure nozzle of the pump line 'is divided into an upper chamber connected to the pressure line of the pump and a lower chamber connected to the suction line of the pump. Above and below the web 8' are two rows of slots evenly distributed around the circumference of the housing jacket g ^a and g ^b or g ^c and g ^{d are} provided, through which the chambers can be brought into connection with four spiral housings io ", io ⁶ , io ^c and io ^d - placed around the housing. One of the two spiral housings, which are assigned to each chamber, opens into the pipe connection piece 3 ', while the other opens into the opposite, second pipe connection 3 " 11, 12, 13 arranged between the inner surfaces of the spiral housing and the rows of slots in the inner housing 8. These ring slides have, in a known manner, webs ii ^a , 12 ^a , 13 ° and slots 11 ⁶ , 12 ^& 13 * of such a width that they the slots g ^a , g ^b , g ^c , g ^d in the jacket of the inner housing 8 can both open completely and close completely Worms 14 ', 15', 16 'are periodically controlled by a motor 17 controlled according to the roll angle, the roll angle speed or a variable derived therefrom via gears cal rotational movements offset, in such a way that the ring slide 11 and 13 close the slots g ^a and g ^d when the ring slide 12 opens the rows of slots g ^b and g ^c partially or completely, or vice versa. Either the pressure chamber is connected to the pipe connection 3 'through the slots g ^b , while the suction chamber is connected to the connection piece 3 "through the slots g ^c , or the pressure chamber is connected to the connection end 3" through the slots g ^a , while the suction chamber ^is connected to the connection end 3 'of the pipeline 3 through the slots g d. In the former case, air is sucked in through the connector 3 "and pushed out through the nozzle 3 ', while in the second case the flow process takes place in the opposite direction. The drive of the screws 14', 15 'and 16' by the motor 17 takes place in the 2a by means of bevel gears 18, ig, 20, 21 and couplings ig ', 20', 21 'by means of shafts 19 ", 20" and 21 ". In order to avoid jamming of the ring slide, it is not adjusted on one side, but in the manner indicated in FIG. 3 at two diametrically opposite points, so that the setting of the ring slide is effected by pure torques. For this purpose, a shaft 37 is driven from the shaft 19 ″ via bevel gears 35 and 35 'or 36 and 36', on which, in a manner not shown, as well as on the shaft ig ″, a chord for driving a worm gear segment attached to the slide is arranged is. In order to obtain the largest possible passage areas between the spiral housing and the two chambers of the inner housing 8, the slots and webs in the cylindrical housing 8 and in the ring slides 11, 12, 13, apart from a smaller overlap, can be made the same size, see above that the slots g ^a , g ^b , g ^c , g ^{d are} only closed in the zero position of the ring slide 11, 12, 13. In this case, however, it is necessary that the ring slides are not rotated continuously in accordance with the periodic movements of the motor 17, but only alternately, in such a way that the control, for example, when the roll angle pointer deflects to the left, is only activated by the slide 12.

folgt, während die Schieber ii und 13 in ihrer Nullstellung stehenbleiben, und daß bei Ausschlägen des Schlingerwinkelzeigers nach rechts die Steuerung allein durch die Ringschieber 11 und 13 bewirkt wird, während der Ringschieber 12 in seiner Nullstellung stehenbleibt. Dies kann bei der gezeichneten Antriebsweise einmal dadurch erreicht werden, daß die Kupplungen 19' und 21' bzw. 20' in Abhängigkeit von der Richtung der Ausschläge des Schlingerwinkelzeigers selbsttätig ein-und ausgeschaltet werden, indem sie beispielsweise als Elektromagnetkupplungen ausgebildet sind, die bei Kontaktgabe des Schlingerwinkelzeigers nach der einen oder anderen Seite eingeschaltet werden. Statt dessen könnte eine derart alternierende Einstellung der Ringschieber 11, 12 und 13 auch durch die in Fig. 3 beispielsweise dargestellte Anordnung des Schnekkenradsegmentes 14 und der Schnecke 14' erzielt werden. Die Schnecke 14' ist zu diesem Zweck in einer axialen Nut auf der Welle 19" verschiebbar befestigt und wird durch die Feder 22 gegen einen Bund 23 der Welle gedrückt. Das Schneckenradsegment 14 stützt sich einerseits gegen einen Anschlag 24° und andererseits gegen eine Feder 25, die ihrerseits gegen einen Anschlag 24* anliegt.follows, while the slide ii and 13 in their Stop at zero position, and that after deflections of the roll angle pointer right the control is effected solely by the ring slide 11 and 13, during the Ring slide 12 remains in its zero position. This can be done in the case of the type of drive shown once achieved that the couplings 19 'and 21' or 20 'in Depending on the direction of the deflections of the roll angle pointer automatically in-and be switched off, for example by being designed as electromagnetic clutches, which is switched on when the rolling angle pointer makes contact to one side or the other will. Instead, such an alternating setting of the ring slide could be used 11, 12 and 13 also by those in Fig. 3, for example The illustrated arrangement of the worm wheel segment 14 and the worm 14 'achieved will. For this purpose, the worm 14 'is in an axial groove on the shaft 19 " slidably attached and is pressed by the spring 22 against a collar 23 of the shaft. The worm wheel segment 14 is supported on the one hand against a stop 24 ° and on the other hand against a spring 25, which in turn rests against a stop 24 *.

Eine Antriebsart, die in sehr einfacher Weise und mit geringem Kraftaufwand die alternierende Einstellung der Ringschieber 12 bzw. 11 und 13 ermöglicht, ist in Fig. 4 und 5 dargestellt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, erfolgt der Antrieb durch drei Kurvenscheiben 26, 27, 28, die auf einer von dem Motor 17 über Kegelräder 18 angetriebenen Welle befestigt sind. In die Schlitzführungen dieser Kurvenscheiben greifen Zapfen 26', 27', 28' ein, die an Ringen 29, 30 und 31 befestigt sind. An diese Ringe sind in der aus Fig. 5 für den obersten Schieber 11 ersichtlichen Weise beiderseits um am Schiebergehäuse befestigte Zapfen 31 und 31' drehbare Winkelhebel 32 und 32' angelenkt, an denen im Schiebergehäuse verschiebbare Stangen 33 und 33' angreifen. Diese Stangen 33 und 33' sind durch Zughebel 34 und 34' gelenkig mit den Ringschiebern 11, 12 oder 13 verbunden. Die beiden Kurvenscheiben 26 und 28 haben gleiche Kurvenführungen, die teilweise aus einem Kreisbogen und teilweise aus einer spiralförmigen Kurve bestehen. Die mittlere Kurvenscheibe ist an sich grundsätzlich gleichartig ausgebildet, jedoch spiegelbildlich zu den beiden äußeren angeordnet. Durch diese Ausbildung der Kurvenscheiben wird, wie ohne weiteres ersichtlich, eine alternierende Einstellung der Ringschieber erreicht, weil der Zapfen 26' keine Verschiebung des Ringes 11 bewirkt, solange er in den kreisförmigen Teil der Schlitzführung eingreift.A type of drive that can be used in a very simple manner and with little effort alternating adjustment of the ring slide 12 or 11 and 13 is possible in FIGS. 4 and 5 shown. As can be seen from Fig. 4, the drive is carried out by three cam disks 26, 27, 28, which are on a shaft driven by the motor 17 via bevel gears 18 are attached. Pins 26 ', 27', 28 'engage in the slot guides of these cam disks attached to rings 29, 30 and 31. These rings are shown in FIG. 5 for the uppermost slide 11 evident manner on both sides attached to the slide housing Pin 31 and 31 'pivoted angle lever 32 and 32', on which in the Attack the slide housing sliding rods 33 and 33 '. These rods 33 and 33 'are articulated to the ring slides 11, 12 or 13 by pull levers 34 and 34 '. the the two cam disks 26 and 28 have the same cam guides, some of which are made up of consist of an arc of a circle and partly of a spiral curve. The middle The cam disk is basically designed in the same way, but is a mirror image of it the two outer ones. This training of the cam disks is how easily seen, an alternating setting of the ring slide achieved because of the Pin 26 'does not cause any displacement of the ring 11 as long as it is in the circular part the slot guide engages.

An Stelle der Kurvenscheiben könnten natürlich auch andere kinematische Steuergetriebe, beispielsweise Steuernocken, verwendet werden.Instead of the cam discs, other kinematic control gears could of course also be used, for example control cams can be used.

Der Regelvorgang in dem beschriebenen Steuerschieber ist, wie ohne weiteres ersichtlich, kinematisch umkehrbar. Es können also, ohne an der Steuerung der Ringschieber irgend etwas zu ändern, auch die Rohranschlußstutzen 3 und 3" mit der Druck- bzw. Saugleitung in Verbindung stehen, während die Rohrleitung 3, deren Strömung hinsichtlich Richtung und Menge geregelt werden soll, an die Stutzen 5' und 6' angeschlossen ist.The control process in the control slide described is, as is readily apparent, kinematically reversible. The pipe connection pieces can also be used without changing anything on the control of the ring slide 3 and 3 "are in communication with the pressure or suction line, while the pipeline 3, the flow of which in terms of Direction and amount to be regulated, is connected to the nozzle 5 'and 6'.

Der Errindungsgegenstand kann überall dort verwendet werden, wo ein Zweiwegehahn zur Verbindung zweier Rohrleitungen dient, insbesondere dann, wenn der Zweiwegehahn keine genügend genaue Regelung der Durchflußmenge ermöglicht oder etwa zu große Strömungsverluste verursacht. Solche Verwendungsmöglichkeiten sind z. B. vorhanden bei Rohrpostanlagen, bei Sandstrahlgebläsen, beim Reinigen von Filtern usw.The Errindungsartikel can be used wherever a two-way tap to Connection of two pipes is used, especially when the two-way valve does not allows sufficient precise regulation of the flow rate or about excessive flow losses caused. Such uses are e.g. B. present in pneumatic tube systems, in sandblasting, when Cleaning filters, etc.

Claims

Patent claims:

1. Control slide for connecting two pipeline systems and for simultaneous Control of the direction and volume of flow in one of these two systems, in particular for controlling the liquid masses of rolling tanks, characterized in that it consists of an im consists of essentially cylindrical housing subdivided perpendicular to the axial direction, the two chambers of which are directly connected to the one pipeline system, and that its outer surfaces have in a known manner closable by rotatable ring slide slots through which each of the two chambers with each of the two connection ends of the other pipeline system can be associated.

2. Control slide according to claim 1, characterized in that each chamber is surrounded by two volute casings, one of which is in one connection end and the other opens into the second connection end of the pipeline.

3. Control slide according to claim 1 and 2, characterized in that the two middle, according to different chambers leading spiral housing slots can be closed by a common ring slide, the two Volute casing with different pipe connection ends are in connection.

4. Control slide according to claim 2 or 3,

characterized in that the two outer spiral casings and the two middle spiral casing closing ring slide each adjustable in this way are that the two outer volute casings are always closed when the middle ones are partially or fully open and vice versa.

5. Control slide according to claim 4, characterized in that the drive of the Ring slide takes place at two diametrically opposite points.

6. Control slide according to claim 1 to 5, characterized in that at his Use for the periodic control of the liquid masses of rolling tanks the drive of the ring slide of one common driving force takes place, which in a manner known per se as a function is controlled by the respective roll angle.

7. Control slide according to claim 6, characterized in that in the drive device the ring slide automatically depending on the direction of deflection of the roll angle pointer engageable and disengageable clutches are switched on, so that the setting of the ring slide alternately and only takes place during half of a full rolling period.

8. Control slide according to claim 6, characterized in that on the drive shaft Cams are attached, each of which adjusts the ring slide via linkage.

9. Control slide according to claim 8, characterized in that on the drive shaft two cams with the same slot guides for driving the two outer ring slides and one third cam with one to the slot guides of the first two cams mirror-inverted slot guide for driving the inner ring slide are arranged.

1 sheet of drawings