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Anlage zur Regelung des Wasserdruckes für tiefliegende , Entnahmestellen,
insbesondere für den Grubenbetrieb Im Grubenbetrieb ist es bekannt, den tiefliegenden
Sohlen das erforderliche Wasser aus höheren Sohlen oder von über Tag zuzuleiten.
Bei der großen Länge der im Schacht verlegten Zuführungsleitungen ist es erforderlich,
den hohen Wasserdruck wesentlich zu verringern. Die hierzu bisher verwendeten Armaturen,
wie z. B. Druckminderventile, sind aber nicht betriebssicher genug. Sie grenzen
den Druck nicht gleichmäßig ab und versagen leicht bei plötzlich auftretenden Druckstößen.
Diese Störungen werden dann unmittelbar in die für den geringeren Druck bemessenen
Verteilungsleitungen übertragen und können zu Zerstörungen der Leitungen und ihrer
Armaturen führen.
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Die Nachteile der bekannten Anlagen werden erfindungsgemäß dadurch
beseitigt, daß die Wasserzuleitung in einen mit Verteilungsleitungen ausgerüsteten
Sammelbehälter mündet und ein selbsttätig schließendes Absperrventil mit einem im
Öffnungssinn flüssigkeitsgesteuerten Abschlußkörper besitzt, dessen Steuerraum an
die Wasserzuleitung oberhalb des Absperrventils (durch eine Steuerleitung angeschlossen
ist, in welcher mindestens ein vom Flüssigkeitsstand des Behälters gesteuertes Regelventil
angeordnet ist. Der Sammelbehälter wird im Schacht in einer solchen Höhe oberhalb
der Sohle angeordnet, daß nur die erforderliche Druckhöhe, z. B. 6 at, erzielt wird.
Der in der Zuleitung herrschende Druck wird mithin nicht auf den Wasserbehälter
und die dort angeschlossenen Ableitungen übertragen. Zur Beibehaltung der erforderlichen
Wassermenge in dem Behälter ist in der Wasserzuleitung der Abschlußkörper vorgesehen,
welcher gemäß der Erfindung in Abhängigkeit
vom -Wasserstand des
Behälters. durch den in der Wasserzuleitung herrschenden Druck gesteuert wird. Hierzu
ist lediglich ein in der Steuerleitung anzuordnendes einfaches Hilfsventil erforderlich,
zu dessen Betätigung eine geringe Kraft genügt. Die Verwendung,des Druckes "der
Zuleitung zur Öffnung des .Hauptabsperrventils führt insgesamt gesehen zu einer
einfachen Bauart der Anlage und, auch zur größeren Betriebssicherheit, da komplizierte
Steuermechanismen für die Betätigung des unter hohem Druck stehenden Absperrventils
nicht erforlich sind.
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Das für die Steuerleitungvorgesehene Regelventil (Hilfsventil) kann
verschieden .ausgebildet sein. Es kann mit einer Lüftvorrichtung versehen sein,
um bei Erreichung des erforderlichen Höchstwasserstandes im Behälter durch Entlüftung
der Steuerleitung ein Schließen des Hauptabsperrventils in der Wasserzuleitung herbeizuführen.
Eine vorteilhaftere Ausführungsform besteht aber darin, daß in der Steuerleitung
zwischen Regelventil und dem Abschlußkörper des Absperrventils der Hauptleitung
ein besonderes Lüftventil angeordnet ist. Diesen beiden Ventilen wird .dann zweckmäßig
ein gemeinsamer Schwimmer zugeordnet; welcher diese beiden Ventile im zeitlichen
Abstand öffnet oder aber sie freigibt, wobei sie sich selbsttätig schließen. Das
Absperrventil bleibt hiierbei auch nachdem Schließen des Regelventils so lange geöffnet,
bis durch das besondere Lüftventil das in der Steuerleitung befindliche Wasser in
den Behälter abgelassen wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung beeteht darin, d.aß die ,in der
Steuerleitung vorgesehenen einfachen Ventile unimittelbar am Sammelbehälter angeordnet
werden, während- das Hauptabsperrventil in einem beliebigen Abstand vom Sammelbehälter,
und zwar an einer leicht zugänglichen Stelle in die Wasserzuleitung eingebaut werden
kann..
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Als Hauptabsperrventil ist besonders ein solches geeignet, bei. welchem
der Abschlußkörper mit einem Vorlüftventil ausgerüstet ist und wobei die Steuerstange
des Ventils mit einem Kolben in einem Zylinder des Ventilgehäuses geführt ist. Das
Vorlüftventil ist hierbei durch eine Feder im Schließsinn belastet. Durch dieses
Ventil wird ein langsames Öffnen ermöglicht, und andererseits wird dumch das Zurückdrücken
der Steuerflüssigkeit aus dem Zylinder auch das @ Schließen des Ventils verlangsamt,
so daß auch hier kein harter Wasserschlag eintritt.. Der Abschlußkörper einschließlich
des Steuerkolbens befindet sich vollständig innerhalb des Ventilgehäuses, so daß
Abdichtungen durch Stoffbuchsen vermieden sind.
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Die Anlage nach (der Erfindung kann so ausgebildet sein, daß oberhalb
jeder Sohle ein; Auffangbehälter vorgesehen. wird, dem entsprechende Schaltuni Steuermittel
zugeordnet sind. Die Anlagekanin auch außerhalb des Grubenbetriebes Verwendung finden.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung belspielsweise veranschaulicht.
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Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung zwei verschiedene
Anordnungen im Schacht; Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung das Zusammenwirken
der Steuer- und Schaltmittel; Fsg.4 und 5 zeigen im Längsschnitt die Ventilkörper.
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Wie aus den Fig. i und 2 zu erkennen ist, wird den unteren Sohlen
i über eine im Schachte verlegte Hauptleitung 3 das Wasser von einer hochgelegenen
Stelle, z. B. von über Tag, zugeleitet. Oberhalb jeder Sohle ist in einem Abstand
von z. B. 6o m ein Wasserbehälter 4 vorgesehen, in welchen die Zuleitung einmündet.
Das aus -dem Behälter 4 kommende Wasser erhält auf diese Weise bei Erreichender
nächstfolgenden Sohle einen Druck von etwa 6 at. Wie aus Eig. i zu erkennen ist,
kann die von dem Sammelbehälter 4 ausgehende Leitung auch mit dem nächsttiefer liegenden
Behälter verbunden sein. Eine andere Möglichkeit zeigt Fi.g. 2, wo aus einer besonderen
Hauptleitung 5 jeweils die `in den Behälter 4 mündende Leitung 3 abgezweigt ist.
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Die Steuerung des Wasserzulaufs zum Behälter ist aus Fig. 3 zu erkennen.
Oberhalb des Behälters. 4 ist in der Zuleitung 3 ein Hauptabsperrventil 6 angeordnet,
dessen Aufbau später beschrieben ist. Der Abschlußkörper ,dieses Absperrventils
6 wird durch einen der Zuleitung über die Leitung 7 entnommenen Teilstrom des Wassers
geöffnet. In der Leitung 7 ist ein später beschriebenes Regelventil 8 angeordnet.
Hinter dem Ventil 8 ist an den Teil 711 der Steuerleitung ein Lüftventil 9 angeschlossen,
von welchem eine Leitung io in den Behälter 4 mündet. Beide Ventile 8 und 9 besitzen.
Steueransätze n und 12, welche durch einen Schwimmer 13 in Abhängigkeit vom Wasserstand:
gegen die Wirkung einer Rückstellfeder .geöffnet werden können.
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Die Betriebsweise ist etwa folgende: Sämtliche Ventile 6, 8 und 9
sind zunächst geschlossen. Beim Erreichen des tiefsten Wasserstandes ,im Behälter
4 wird durch den Schwimmer 13 der Ansatz ii des Regelventils 8 eingedrückt und damit
über die Leitung 7, 7a das Hauptventil 6 geöffnet. Der Behälter 4 füllt sich nunmehr,
und der Schwimmer 13 gibt das Ventil 8 wieder frei, so (daß sich dieses schließt.
Durch den Druck in der Leitung 711 bleibt das Ventil 6 zunächst noch geöffnet. Erst
nach Erreichen des Höchstwasserstandes im Behälter wird der Ansatz 12 des Ventils
9 eingedrückt und (dieses geöffnet, wodurch die Leitung 7" sich über die
Leitung 1o in den Behälter entleert. Das Ventil 6 schließt sich teils unter der
Einwirkung des Wassers, teils unter der Wirkung einer Feder. Die Steuerung der Ventile
8 und 9 durch den Schwimmer 13 ist einfach und. erfordert nur geringe Kräfte. Das
Öffnen des Ventils 6 erfolgt jedoch unter Ausnutzung des hohen Wasserdruckes der
Leitung 3 über die Steuerleitung 7.
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Wie aus Fig. q. zu erkennen ist, kann das Regelventil 8 aus einem
einfachen Gehäuse 14 gebildet sein, in. welchem ein gegen,die Wirkung einer Feder
15 zu öffnender Ventilkörper 16 axial verschieblich geführt ist. Der Ventilkörper
16 besitzt in der Verlängerung seiner Achse einen aus dem Gehäuse hinausgeführten
Steueransatz il, welcher mit dem Schwimmer zusammenarbeitet. Das Lüftventil 9
entspricht
im Aufbau genau dem Regelventil 8.
Beide Ventile sind so übereinander angeordnet,
.gegebenenfalls sogar durch ein gemeinsames Gehäuse verbunden, daß das Öffnen durch
den Schwimmer im zeitlichen Abstand erfolgen kann.
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Das Hauptabsperrventil6 entspricht in seinem Aufbau der Fig. 5. Dem
Abschlußkörper 17 ist ein Vorlüftv.entil 18 zugeordnet, welches gegen die Feder
ig durch axiales Verschieben der Steuerstange 2o geöffnet wird. Dadurch läßt sich
dann auch der Ventilkörper 17 mit geringem Kraftaufwand von seinem Sitz abheben.
Auf dem dem Ventilsitz abgekehrten Ende der Stange 2o ist ein Kolben -2i angeordnet,
der sich in dem zylinderförmigen Steuerraum 22 .des Ventilgehäuses führt. Das Verschieben
des Kolbens 21 erfolgt durch die über .die Leitung 7" zugeführte Flüssigkeit. Die
Feder ig wirkt einem plötzlichen Aufstoßen des Ventils entgegen, und andererseits
wird durch den sich zurückführenden Kolben 21 die Schließbewegung verlangsamt. Hierdurch
werden Stöße sowohl beim Öffnen als auch beim Schließers des Ventils gering gehalten.