DE627300C - Sicherheitsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zur automatischen Betätigung des Absperrorganes einer Leitung für Flüssigkeiten oder Gase, um im Falle eines Leitungsbruches o. dgl. Flüssigkeits- oder Gasverluste zu verhüten.

Es sind Sicherheitsvorrichtungen bekannt, bei denen die automatische Betätigung des Absperrorganes durch Stauscheiben oder ähnliche Einrichtungen erfolgt, bei denen also die Auslösung des Absperrorganes vorgenommen wird, wenn die Geschwindigkeit der Flüssigkeits- bzw. Gasströmung ein zugelassenes Maß überschreitet. Diese Sicherheitsvorrichtungen bringen Nachteile ^niit sich, wenn, wie z. B, in Wasserkraft- und Wasserversorgungsanlagen, in der Leitung willkürlich betätigte Regulierorgane, wie Schieber, Klappen, Ventile, Leitapparate

u. dgl-, welche die Flüssigkeits- bzw. Gasmenge regeln sollen, vorhanden sind. Sind nämlich die betreffenden Sicherheitsvorrichtungen so eingestellt, daß sie ansprechen und das Absperrorgan auslösen, wenn die Regulierorgane der Flüssigkeits- bzw. Gasmenge alle vollständig offen sind, so wird, wenn die genannten Regulierungsorgane ganz oder zum Teil geschlossen sind, eine Auslösung des Absperrorganes im Falle eines Rohrbruches erst dann eintreten, wenn die Bruchstelle so groß ist, daß durch dieselbe so viel Flüssigkeit bzw. Gas austritt, daß die normalerweise maximal durch die Leitung fließende Flüssigkeits- bzw. Gasmenge überschritten wird.

Durch die Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die Auslösung des Absperrorganes in unmittelbarer Abhängigkeit von dem Öffnungsgrade der der Leitung angeschlossenen Regulierorgane, wie Schieber, Klappen, Ventile, Leitapparate u. dgl., erfolgt. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, daß die Auslösung sofort beim Überschreiten der eingestellten Ausflußmenge oder mit einer gewissen regelbaren Zeitverspätung stattfindet. Gegebenenfalls kann auch die Zwischenschaltung eines gewissen regelbaren Totweges in der Auslösung vorgesehen werden.

Die neue Sicherheitsvorrichtung hat gegenüber bekannten Einrichtungen, bei welchen in der Leitung zwei Meßvorrichtungen eingebaut sind, deren Meßwerte verglichen werden und durch welche das Absperrorgan ausgelöst wird, wenn die Meßwerte am Anfang und am Ende der Leitung einen gewissen Unterschied aufweisen, den Vorteil, daß eine besondere Meßvorrichtung am Ende der Leitung entbehrlich ist.

Die bekannte Sicherheitsvorrichtung mit zwei Meßvorrichtungen hat ferner den großen Nachteil, daß die nach der unteren Meßvorrichtung vorhandenen Schieber, Turbinen-

oder Pumpengehäuseund Verbiiidungsröhren zwischen letzteren Teilen durch die Sicherheitsvorrichtung nicht erfaßt werden, so daß ein Bruch irgendeines dieser Teile auf das Absperrorgan der Leitung wirkungslos, ist. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung werden dagegen außer der ganzen Leitung sämtliche an letztere angeschlossenen und Unter Druck stehenden Stücke, wie Reguliei'-organe, Gehäuse, Verbindungs rohre u. dgl., gegen Bruch gesichert.

Sollte die Leitung z. B. mehrere Wasserturbinen mit regulierbaren Leitapparaten und gußeisernen Gehäusen speisen, so wird ein Bruch an einem der Turbinengehäuse ebenfalls das Schließen des Absperrorganes der Leitung zur Folge haben und dies bei-jedem beliebigen Öffnungsgrad des Leitapparates der Turbine im Moment des Bruches." ao In der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden .Zeichnungen ist .eine ..beispielsweise Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf eine Wasserleitung schematisch dargestellt.
Abb. ι zeigt die Gesamtanordnüng.

Abb. 2 stellt eine Einzelheit der Abb. ι dar. In den Zeichnungen ist ιοί eine Wasserleitung, die die beiden Abzweigleitungen iö6 und 107 speist. In diesen Abzweigleitungeri befinden sich zwei Klappen 108 und 109, durch die die durch sie hindurchgehende Wassermeiige geregelt werden kann. Eine mittelbare.Messung der Wassermenge in der _J Leitung;ioi erfolgt durch diejenige des Wasserstoßes auf die Stoßplatte 104. Die Stoßplatte 104 ist mit einer Feder 93 durch eine Welle 99 und einen Hebel 94 verbunden. Die von der Feder ausgeübte Zugkraft,; die, der' Wirkung des Wasserstoffes auf die' Stoßplatte 104 entgegengesetzt ist, ist von der Stellung der Klappen je 08 und 109- der Abzweigungen io6"und 107 abhängig. Die Summe der Öffnungen dieser Klappen wird bei der dargestellten AusführüHgsforBi mit Hilfe eines Drahtseiles 112 gemessen, welches über zwei feste Rollen 113, und; 114 geführt und durch zwei bewegliche Rollen 110 und in mehr oder weniger angezogen wird. Die Rollen no ■ und in werden durch die beweglichen Teile der Klappen! io8 und 109 so· bewegt, daß gemäß; der auf der Zeichnung dargestellten Anordnung das- Schließen der Klappen ein He-. bett,des Gewichtes. 120 urad das öffnen dieser Klappen ein Sinken des Gewichtes 12a hervorruft. Die Stellung des Gewichtes» gibt also (mit Rücksicht auf einen, entsprechenden Maßstab) die Summe der öffnungen der bei-

dfen- Klappen an. -.;... ' :

Der untere Teil des Drahtseiles·.! 12 ist mit-Anschlägen 115.. und 116 veisehen, die mit Hilfe eines. Hebels 117, der in seiner normalen mittleren Stellung durch Federn zurückgebracht wird, auf die Kontakte 118 und 119 wirken, wodurch der Stromkreis von zwei Elektromagneten 81 und 82 geschlossen werden kann. Der Kern dieser Elektromagnete wirkt durch den Lenker 84 auf ein Sperrklinkengetriebe, welches zwei am Ende 90 eines Hebels 88 angebrachte Klinken 91 tragt. Das gleiche Ende 90 tragt ferner einen kleinen Hebel 89* gegen welchen die zwei Klinken 91- in deren Mittelstellung durch zwei Federn beidseitig gepreßt werden. Das Ende des Hebels 29 hat das Profil eines Radzahnes und wird in dem entsprechenden Schlitze eines festen Führungsstückes 87 geführt. Wird der eine Magnet erregt, so wird der HebeJ 88 in entsprechender Richtung versetzt (siehe. Abb. 2), während das Ende des kleinen Hebels 89 von dem Schlitze zurückgehalten und um den Punkt 90 gedreht wird, wodurch -die eine Klinke zwischen zwei Zähnen des Stellrades 83 geschoben wird, -weich letzteres eine Winkelbewegung erfährt, deren Größe durch; den Hub des Magneten festgesetzt wird. Eine Bremse 121 hat den Zweck, die ganze Vorrichtung bei ungestörtem Betrieb in Ruhestellung zu halten. - Eine Nockenscheibe- 85, die auf die Feder 93 durch den Hebel 92 wirkt, wird vom Stellrad 83 durch die Welle 86 angetrieben. Die Spannung der Feder 93 wird also ^jiur dann geändert, wenn, durch die Anschläge 115 und 116 die'Kontakte.118 oder 119 geschlossen werden. Inzwischen bleibt die Federspannung, konstant, und also auch ihre Wirkung, auf den Hebel 94. Solange die vom Wasser strom in. der Leitung 10 ί auf die Stoßplatte 104 ausgeübte Stoßkraft die erwähnte Federspannung nicht überwindet, stößt der Hebel 94 unter dem Anschlag 122 an und bleibt die Auslösevorrichtung des Gewichtes io-S in Ruhestellung, Wird dagegen die EederspaTtnung durch den Wasserdruck auf die Stoßplatte überwunden, wächst also die Wassermenge in der Leitung 101 über den entsprechend der Summe der öffnungen der beiden Klappen 108 und? 109 zulässigen Betrag, so wird die Welle 99' gedreht» der Lenker 97 und der Haken 96 gezogen und das Gewicht 105 befreit, wodurch die Drehklappe 1Θ2.; durch den ,Hebel 103 geschlossen wird. Auf der schematischen Darstellung der Abb. ι sind nur zwei Anschläge 115 und 116 vorgesehen, die den Endstellungen der Klappen loS^und109 entsprechen; es ist aber klar,. daß mehrere Anschläge entsprechend verschiedenen Punkten des Hubes dieser Klappen vorgesehen, weiden können. Der Abstand zwischen· den Anschlägen kann je nach den Betriebsbedingungen konstant, veränderlich oder einstellbar sein..

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Übertragung der Stellung der Klappen auf elektrischem Wege. Es versteht sich von selbst, daß besonders im Falle kürzerer Leitungen die Übertragung auch direkt durch den Seilzug 112 vor sich gehen könnte, oder daß auch eine pneumatische oder hydraulische Übertragung möglich ist. Auch die Summierung der Stellungen der Klappen könnte in anderer Weise erfolgen, z. B. auf elektrischem oder hydraulischem Wege. Ferner können naturgemäß an Stelle der Feder 93 andere Mittel vorgesehen sein, die dem Wasserdruck im Normalfalle das Gleichgewicht halten, z. B. Gegengewicht o. dgl.

Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die Auslösung des Absperrorganes sofort beim Überschreiten der gerade zulässigen Belastung der Stauscheibe erfolgt. Zweckmäßig wird jedoch eine Vorrichtung vorgesehen, die bewirkt, daß die Betätigung des Absperrorganes mit einer gewissen regelbaren Zeitverspätung oder unter. Zwischenschaltung eines gewissen regelbaren Totweges geschieht.

Die Erfindung kann für Anlagen mit offenen oder geschlossenen Leitungen und für jedwelche tropfbare oder dampf- bzw. gasartige Flüssigkeit ,zur Verwendung kommen. Sie bezieht sich sowohl auf eine Kraft- als ,auch auf eine Pumpen- oder Verteilungsanlage.

Die Betätigung des Absperrorganes könnte auch durch eine andere Einrichtung als eine Stoßplatte geschehen, z. B. mittels eines Differentialmanometers, eines Venturirohres usw. Diese Einrichtungen könnten je nach den Ortsverhältnissen und den Betriebsbedingungen statt nach, vor dem Absperrorgan und noch weit von letzterem entfernt angebracht werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur automatischen Betätigung der Absperrorgane einer Leitung für Flüssigkeiten oder Gase, an welche noch ein oder mehrere Regulierorgane angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung des Absperrorganes in unmittelbarer Abhängigkeit von dem öfTnungsgrad der Regulierorgane sofort öder mit einer gewissen regelbaren Verspätung, gegebenenfalls auch unter Zwischenschaltung eines gewissen regelbaren Totweges, stattfindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Auslösung des Absperrorganes durch eine-Stauscheibe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druck auf die Stauscheibe eine äußere Kraft, z. B. eine Feder, entgegenwirkt, deren Größe in Abhängigkeit von dem Öffnungsgrad der Regulierorgane eingestellt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle mehrere Verbraucherleitungen mit einer entsprechenden Anzahl von Regulierorganen die Öffnungsgrade letzterer auf mechanischem, hydraulischem oder elektrischem Wege summiert werden und die Größe der dem Staudruck entgegenwirkenden Kraft von der genannten Summe abhängt.

Hierzu r Blatt Zeichnungen