DE718378C

DE718378C - Druckabhaengiges selbsttaetiges Absperrorgan in Rohrleitungen

Info

Publication number: DE718378C
Application number: DES121405D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-02-23
Filing date: 1936-02-06
Publication date: 1942-03-10
Also published as: DE670328C

Description

Druckabhängiges selbsttätiges Absperrorgan in Rohrleitungen Zusatz zum Patent 670328 Im Hauptpatent ist ein druckabhängiges selbsttätiges Absperrorgan in Rohrleitungen beschrieben, insbesondere als selbsttätige Anlaufvorrichtung für Kreiselpumpen mit einem Kraftkolben, der Übereinen Steuerkolben und Ventile mit der Rohrleitung vor und hinter dem Verschluß verbunden ist. Das Kennzeichen besteht darin, daß der einmal durch Druckimpuls eingeleitete Öffnungs- , oder Schließvorgang des Kraftkolbens durch Veränderung der Rohrleitungsdrücke innerhalb der Steuergrenzen nicht unterbrochen werden kann, sondern bis zum Erreichen der Endstellung durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt- eine weitere Verbesserung eines derartigen Absperrorgans, und zwar in der Richtung, daß nicht mehr, wie im- Ausführungsbeispiel des Hauptpatents gezeigt, zwei Verbindungsleitungen für die Steuereinrichtung mit der Rohrleitung zum Messen des Differenzdruckes vor und hinter dem Verschluß erforderlich sind, sondern nur noch eine Verbindungsleitung. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mit Hilfe des Steuerkolbens und der Ventile die Differenzdrücke für den Kraftkolben durch den Rohrleitungsdruck und die Atmosphäre bzw. einen Unterdruck gebildet werden. Dadurch, daß die eine oder andere Seite des Kraftkolbens mit der Atmosphäre, die andere Kraftkolbenseite mit dem Druckmittel in der Rohrleitung in Verbindung gebracht wird, wird gleichzeitig der Vorteil erzielt, daß das Absperrorgan unabhängig von der Strömungsrichtung gesteuert werden kann.
Es wird weiterhin bei der Erfindung der Vorteil erreicht, daß es möglich ist, die Grerizen für die Umsteuerdrücke, die das Öffnen und Schließen des Absperrorgans bewirken, beliebig festzulegen und gleichzeitig zu vermeiden, daß die Umsteuergrenzen durch eine veränderliche Reibung der Steuerkolben, Kolbenstangen, Wandungen, Zylinder oder Stopfbuchsen infolge des Versetzens der Verunreinigungen des Wassers mit der Zeit unscharf werden.
In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Fig. z zeigt die Gesamtanordnung des Kraftkolbens mit der Steuereinrichtung. Fig. a eine Ansicht von oben darauf, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Steuereinrichtung mit Kraftkolben und einem anderen Absperrorgan und .
F'ig. 4. einen Schnitt durch die Steuereinrichtung und den Nebenauslaß senkrecht zur Bildebene nach Fig. 3. Das Absperrorgan in der Rohrleitung R. das in Fig. i als gesteuerte Rückschlagklappe und in Fig. 3 als Keilschieber wie im Hauptpatent gezeichnet ist, wird von dem Kraftkolben K bewegt, der mit der Steuereinrichtung St durch die Rohrleitungen rl,o und r; und die nuerschnittsregulierung für die Kolbengesch,vindigkeit in Nähe der Schließstellung v4 und r; verbunden ist. Die Steuereinrichtung St steht nur über die Verbindungsleitung r, unter dem Druck der Rohrleitung R und über den Rohransatz r-,1 unter dem Druck der Atmosphäre oder, wenn eine Rohrleitung sich daran anschließt, unter dein in dieser Rohrleitung herrschenden Unterdruck. Um die Rohrleitung R von Stößen zu .entlasten, ist noch ein Nebenausl.aßventil V vorgesehen, dessen Betätigungsvorrichtung G über die Rohrleitung r,2 mit der Steuereinrichtung St verbunden ist.
Im einzelnen ist die Steuereinrichtung St wie dies die Fig. 3 und d. zeigen ausgebildet. Es ergibt sich eine einfache Konstruktion und damit eine größere betriebliche Sicherheit als die im Hauptpatent dargestellte. Der Steuerkolben a., und der Schieberkolben a3, die die Ventile nach dem Hauptpatent ersetzen, sind in dem unter Rohrleitungsdruck stehenden Zylinder ZY vereinigt und durch -die Ventilzwischenwand vw voneinander getrennt. Entsteht vermittels des Druckwasseranschlusses in der Rohrleitung r, ein erhöhter Druck, so wirkt dieser zunächst auf .den Steuerkolben a, in der Weise, daß dieser so weit zurückgedrückt wird, bis die Spannung der Feder f1 gleich groß ist. Nach einer gewissen Wegstrecke nimmt der Stift p, den Bolzen 11 und damit den Abschlußkegel v, mit. Dieser tote Weg ist abhängig von der Länge des Schlitzes cs und bestimmt das Maß des Auseinanderrückens der Steuergrenzen für das Öffnen und Schließen des Kraftkolbens. Mit dein Lösen des Abschlußkegels v1 von seinem Sitz v,o in der Ventilzwischenwand vw vergrößert sich die auf den Kolben a, wirkende Irraft entsprechend der durch den Sitz abgedeckten Fläche. Der Abschlußkegel v, fällt zurück, bis er durch das Anschlagen des Stiftes p, an das andere Ende des Schlitzes c3 begrenzt wird. Sobald das Druckwasser durch den Durchlaß vio treten kann, wird durch dieses die Kraft der Fader f4 überwunden und der Schieberkolben a3 in die obere Endlage gebracht. Der geringe Druckabfall unterhalb des Kolbens a3, der .durch die relativ sehr enge Bohrung bs mit der Atmosphäre in Verbindung tritt, spielt dabei praktisch keine Rolle. 1@Iit Erreichen der oberen Endstellung ist die Unisteuerung durch den Kolben a3 erfolgt. Der untere Raum des Kraftkolbens ist nunmehr über dieRohrleitungen r,, ,bzW. 1-;, die Eindrehung I des Steuerkolbens u., mit der Rohrleitung r, bzw. R, also der Cberdruckseite, verbunden. Der obere Raum des Kraftkolbens ist über die Rohrleitungen r,o, die Eindrehung II des Steuerkolbens a3 mit der Rohrleitung r11, d. h. mit der Atmosphäre oder der Unterdruckseite, verbunden. Dadurch wird das Öffnen des Absperrorgans bewirkt. Das Absperrorgan verharrt so lange in dieser ƒffenstellurig, bis der hydraulische Druck in der Rohrleitung R unter die untere Umsteuergrenze heruntergeht.
In diesem Falle des nicht genügenden Drukkes in der Rohrleitung r bzw. r, drückt die Feder f, den Kolben a, nach oben, der Abschlußkegel v, verschließt,die Öffnung v,, die Feder f,, drückt den Kolben a3 nach unten, wobei das im Raum unterhalb des Kolbens a.., befindliche Druckmittel, z. B. Druckwasser. durch die Bohrung b3 und die Rohrleitung r" in die Atmosphäre entweicht. Der Steuerkolben verbindet in dieser Stellung den oberen Raum des Kraftkolbens K über die Rohrleitung r1, die Eindrehung 1I des Steuerkolbens a3 mit der Rohrleitung r-, bzwr R, also dem Druckmittel. Der untere Raum des Kraftkolbens steht über die Rohrleitungen j-; bzw. r5, die Eindrehung I des Steuerkolbens a3 mit der Rohrleitung r11, also mit der Atmosphäre bzw. Unterdruckseite, in Verbindung. Dadurch wird das Schließen des Absperrorgans bewirkt.
Es ist in Fig. 3 weiterhin dargestellt, wie das Schließen unabbän;gig vom vorhandenen Druck willkürlich eingeleitet «-erden kann. indem mittels einer Stoßstange w, das Ventil v12 von Hand oder von ferne durch einen Magneten M, geöffnet wird und somit der Raum über dem Kolben a, mit der Atinosphäre über die Rohrleitung r,1 in Verbindung gebracht wird. Der entstehende Druckabfall bringt dann den Abschlußkegel v, in die Schließstellung. Wird der Kolben a, mit einer Membran j1T zur Trennung von Druckraum und Atmosphäre versehen, so erhält das zylindrische Gehäuse --y Schrägflächen FL, die in den Endstellungen des Kolbens a, der Zeirnbran IN unterdruckseitig eine feste Anlage geben, um ein Zerplatzen der :Membran zu vermeiden.
Fig. d zeigt einen Schnitt senkrecht zur B.il,debene der Fig. 3 durch die Anschlüsse der Rohrleitungen r,o und r7 an das Gehäuse des Steuerkolbens a3 bzw, der Steuer einrichtung St. Um ein langsames Öffnen und ein schnelles Schließen des Absperrorgans zu bewirken, ist in der Rohrleitung r" eine Zweiwegeleitung r,, bzw. r13 vorgesehen. Beim Öffnen wird die Kugel Kg durch den auf sie einwirkenden Strömungsdruck auf ihren Sitz gepreßt, so daß sie die Rohrleitung r-,o verschließt. Das Druckmittel kann nur durch die enge Rohrleitung r", deren Weite noch durch die Schraube Sch eingestellt werden kann, auf den Kraftkolben im Sinne eines langsamen Offnens wirken. Bei umgekehrter Druckmittelströmung aber wind die Kugel Kg von ihrem Sitz abgedrückt, und der ganze Querschnitt ,der Rohrleitung rlo steht im Sinne eines schnellen Schließens zur Verfügung.
Die Wirkungsweise des N ebenauslaßventils l' für die Rohrleitung im Zusammenhang mit der Steuereinrichtung St ist folgen:de Beim öffnungsvorgang ist die Rohrleitung rlo über die Eindrehung II des Steuerkolbens mit der Atmosphäre bzw. der Unterdruckseite verbunden. Sie wirkt über die Rohrleitung r14, die Eindrehung III, im Hilfskolben a4, die Rohrleitung r, .auf den Raum über dem Antriebskolben G. Da der Druck der Rohrleitung R auf die untere Kolbenseite wirkt, wird der Ventilteller T auf seinen Sitz gepreßt und das Ventil geschlossen gehalten.
Beim Schließvorgang des Absperrorgans, z. B. durch Stillsetzen der Pumpe, soll die umkehrende Wassersäule in der Druckrohrleitung R durch das Nebenauslaßventil einen Ausweg finden, um keinen Rohrschlag entstehen zu lassen, wenn ein anderer Rohrverschluß vordem Absperrorgan der rückläufigen Wassersäule plötzlich den Weg versperrt. Der Nebenauslaß bleibt nach Abschluß des Absperrorgans noch mehrere Sekunden offen, um die Druckwellen in der Rohrleitung ruhig abklingen zu lassen und schließt dann selbsttätig, wie ,dies jetzt beschrieben werden soll.
Beim Schließen besteht der Rohrleitungsdruck in der Rohrleitung ylo. Er drückt wieder über den schon beschriebenen Weg auf den Kolben G. Da derselbe Druck von der Rohrleitung R auf die andere Seite des Kolbens G wirkt, heben sich die beiden Drücke auf. übrig bleibt der Druck auf den Ventilteller, der sich infolgedessen von seinem Sitz entfernt und .den Nebenauslaß zur Atmosphäre öffnet. Das Wasser aus der Rohrleitung R fließt dann als Verlustwasser nur einige Sekunden ab, da der Nebenauslaß sofort durch folgende Steuerung wieder geschlossen wird: Bei der Schließbewegung des Absperrorgans (Fig. i und 3) wird eine mit dem Kraftkolben gekoppelte Welle W gedreht, an der eine kräftige Feder f5 befestigt ist, die gegen einen Stift St drückt. Der Stift ist am Kolben a4 befestigt, der seinerseits unter dem Federdruck einer schwächeren Feder f, steht. Der Kolben wird dadurch nach rechts gedrückt, so daß seine Eindrehung III dieRohr-Leitung rl, und rl, nicht mehr miteinander verbindet, sondern die Rohrleitung rh mit der Rohrleitung r-15, die mit der Rohrleitung r7 über ein Reduzierventil v11 in Verbindung steht. Die Rohrleitung r, ist aber in der Schließstellung mit der Atmosphäre verbunden. Dadurch kann der Rohrleitungsdruck wider einseitig auf den Kolben G des Nebenauslasses drücken und diesen schließen. Das Reduzierventil vll dient dabei dem Zweck, die Zeitdauer des Öffnens des Nebenauslasses zu bestimmen.

Claims

PATENT ANSPRL"CFIE: i. Druckabhängiges selbsttätiges Absperrorgan in Rohrleitungen, irrbesondere als selbsttätige Anlaufvorrichtung für Kreiselpumpen mit einem Kraftkolben, der über einen Steuerkolben und Ventile mit der Rohrleitung verbunden ist und bei dem der einmal durch Druckimpuls eingeleitete Offnungs- oder Schließvorgang bis zum Erreichen seiner Endstellung durchgeführt wird, nach Patent 670 3z8, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Verbindungsleitung der Steuereinrichtung mit der Rohrleitung vorgesehen ist und mit Hilfe des Steuerkolbens und der Ventile die Differenzdrücke für den Kraftkolben durch den Rohrleitungsdruck und die Atmosphäre bzw. einen Unterdruck gebildet werden.
2. Absperrorgan ,lach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (al) und die als Schieberkolben (a3) ausgebildeten Ventile in einem unter Röhrleitungsdruck stehenden Zylinder vereinigt und durch eine Ventilzwischenwand (vz) in ihm voneinander getrennt sind.
3. Absperrorgan nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Steuer- und Schieberkolben durch Federn. (f1, f4) in die eine Steuerlage gedrückt werden und der Steuerkolben so an einem Ende ausgebildet ist, daß er die Ventilzwischenwand verschließen kann. q.
Absperrorgan nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben von seiner Feder durch eine Abdichtungsmembran (M) getrennt ist, die sich gegebenenfalls an einen besonders ausgebildeten Sitz (FL) in ihren Endstellungen anlegt.
5. Absperrorgan nach Anspruch i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Kraftkolbenseite eine Zweiwegeleitung (Ylo, Yls) vorgesehen ist, in deren einem Weg ein selbsttätiges Ventil (Kg) und in ,fieren anderem Weg eine Reguliervorrichtung (Sch) vorgesehen ist.
6. Absperrorgan nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei willkürlicher Steuerung von Hand oder von ferne ein Ventil (z-12) den Zylinderraum zwischen dem Steuerkolben und der Zylinderventilzwischenwand mit der Atmosphäre verbindet.
7. Absperrorgan nach Anspruch r bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerkolben und Schieberlcolheti beim Schließen ein mit der Rohrleitung verbundenes Auslaßven:til (r11) so steuern, d,aß Druckstauungen nach vollendetem Schließen des Absperrorgans eine Zeitlang in die Atmosphäre abgeleitet werden.