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Betätigungseinrichtung für Bodenventile von großräumigen Behältern,
insbesondere Kesselwagen Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Betätigungseinrichtungen
zum Öffnen und Schließen der Ablauforgane von großräumigen Behältern und betrifft
insbesondere die Betätigung von Bodenablaufventilen für Kesselwagen von einem Standort
wesentlich unterhalb seiner größtmöglichen Füllhöhe.
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Es sind für solche Behälter Bodenablaufventile mit zugehörigen Betätigungseinrichtungen
bekannt, die mittels einer etwa senkrecht über dem Bodenventil angeordneten und
das Behälterinnere bis durch die obere Behälterdecke durchdringenden Spindel den
Ventilkegel von einer über der Behälterdecke befindlichen Standfläche aus zu öffnen
und zu schließen gestatten. In dieser Anordnung ist zwar auch nach längerem und
gegebenenfalls sehr rauhem Betrieb ein zufriedenstellender Verschluß des Ablaufgehäuses
oder der Abfüllrohrläufe gegenüber dem Behälter zu erzielen; die Notwendigkeit des
Ersteigens des Behälters erschwert jedoch die Handhabung solcher Betätigungseinrichtungen.
Schließlich ist von der Ersteigung solcher Behälter aus Sicherheitsgründen dann
unbedingt abzusehen, wenn sie mit leicht entzündbarem oder explosivem Inhalt gefüllt
werden. Mit dem Zweck, die genannten Nachteile zu vermeiden, sind ferner bereits
Betätigungseinrichtungen geschaffen worden, die das Bodenablaufventil von großräumigen
Behältern
von einem Ort wesentlich unterhalb der größtmöglichen
Füllhöhe zu betätigen gestatten. Bei diesen bekannten Einrichtungen muß ein Betätigungsgestänge,
eine Spindel od. dgl. das unter dem Behälter befindliche Ablaufgehäuse oder die
Abfüllrohre in einer oder mehreren Stopfbuchsen durchdringen. Solche Stopfbuchsen
benötigen eine regelmäßige, sorgfältige Wartung, zumal dann, wenn leichtflüssige
Lösungsmittel im Behälter transportiert werden, die weichere Stopfbuchsen-Dichtungsmittel,
Fette, Harze oder andere synthetische Dichthilfsmittel sehr schnell lösen. Ferner
ist bei unter dem Behälter liegenden Stopfbuchsen stets eine verhältnismäßig bequeme
Möglichkeit zu unberechtigter Entnahme des Behälterinhalts gegeben.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden, und sieht eine
Betätigungseinrichtung für Bodenablaufventile großräumiger Behälter vor, die die
prinzipielle Vorteile der erwähnten bekannten -Einrichtungen innerhalb des - allgemeinen
Erfindungsgedankens und unter Hinzufügung verschiedener erfinderischer Merkmale
zusammenfügt. Demzufolge zeichnet sich die Erfindung aus durch einen unterhalb der
größtmöglichen Füllhöhe des Behälters zu betätigenden und über oberhalb der Behälterdecke
befindliche Umlenkrollen geführten Seilzug, der ein weiter unten liegendes, beliebiges
Absperrorgan mit oder ohne Zwischenschaltung weiterer Glieder. in hin- und hergehender
oder drehender Bewegung öffnet und schließt und die Behälterdecke durchdringt.
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Eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung für Bodenablaufventile
zeichnet sieh insbesondere aus durch einen über mindestens eine etwa senkrecht über
dem Bodenabläufventil und oberhalb der Behälterdecke befindliche Umlenkrolle geführten,
vorzugsweise zweistrangigen Seilzug, der denAbsperrkörper des Bodenablaufventils
gegenüber dem Druck der darauf lastenden Flüssigkeitssäule und/ oder dem Druck einer
oder mehrerer Ventilschließfedern entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung
einer steifen, durch den, Behälter geführten Hubstange von seinem Ventilsitz hebt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
einer Betätigungs-Vorrichtung für das Bodenventil eines Kesselwagens ir. Verbindung
mit den zugehörigen Zeichnungen, von denen Abb. 1 eine Betätigungseinrichtung mit
durchgehendem Seilzug für ein Bodenablaufventil zeigt, Abb. 2 eine ähnliche Betätigungseinrichtung
mit vom oberen Deckelverschluß des Behälters bis zum Absperrkegel des Bodenablaufventils
zwischengeschalteter Hubstange wiedergibt und Abb. 3 a und 3 b die Seilwindeeinrichtung
mit zugehörigem Gesperre sowie eine Möglichkeit zur Seilzugentlastung der Seilwindewelle
darstellt.
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In einer bevorzugten Ausführungsforfi wird die für das Bodenablaufventil
vorgesehene Öffnung der Kessel- bzw. Behälterwandung mit dem Ablaufgehäuse 1o fest
verbunden, das den Sitzflansch i1 in und unterhalb seiner Öffnung aufnimmt, wobei
damit an dieser Stelle gleichzeitig die notwendige Versteifung der Behälterwandung
erzielt wird. Mit dem Ablaufgehäuse io ist eine aufgesetzte, gekröpfteBrücke 12
verschweißt, deren oberer, waagerechter Teil als behälterfestes Widerlager für die
Ventilschließfeder 13 dient, wobei die letztere auch aus mehreren, konzentrisch
ineinandergesteckten Einzelfedern bestehen kann, um größere Sicherheit -gegen Ventilfederbrüche
zu erhalten oder der Gesamtfeder eine besondere Charakteristik zu geben. Das untere
Ende der Ventilschließfeder 13 stützt sich gegen den Federteller 14 des Absperrorgans
15 ab. Die Ausführungsfdrm des Absperrorgans wird in diesem Rahmen im allgemeinen
nicht näher zu betrachten sein.
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Indes ist für eine Betätigungseinrichtung des Bödenablaufventils eines
großräumigen Behälters mit wesentlich unterhalb seiner größtmöglichen Füll- oder
Behälterhöhe zu bedienenden Öffnungs-und Schließelementen zu fordern, daß sich die
Teile des Absperrorgans von unten her, d. h. ohne den Behälter ersteigen oder sogar
sein Inneres befahren zu müssen, ausbauen lassen. Wenn dieser Forderung an das Absperrorgan
mit wirkungsmäßig zugehöriger Betätigungseinrichtung nicht Rechnung getragen werden
kann,- sind die erfindungsgemäßen Vorteile der offenbarten Einrichtung wesentlich
geschmälert. Demzufolge ist für die in Abb. i offenbarte Ausführungsform folgende
Ausbaumöglichkeit des Absperrorgans 15 mit Federteller 14 und Ventilschließfeder
13 vorgesehen. Nach dem Abnehmen des Gehäusedeckels io läßt sich Sitzflansch 1i
des Absperrorgans 15 vom Gehäuse 1o lösen und durch die Deckelöffnung des Gehäuses
nach unten herausführen. Danach kann der Seilzug der Betätigungseinrichtung so weit
gelockert bzw. nachgelassen werden, daß die Teile des Absperrorgans 15, Federteller
14 und Ventilschließfeder 13 ebenfalls unterhalb der Deckelöffnung zugänglich werden
und nach dem Herausziehen des Splintbolzens 14b vom Seilzug gelöst und beispielsweise
zur Auswechslung von Dichtungen und zur Wartung voneinander getrennt werden können.
Für die Ausführungsart mit Hubstange gemäß Abb. 2 erfolgt der Ausbau der gleichen
Teile in ähnlicher Weise. Die Hubstange hat einen solchen Durchmesser, daß die an
ihrem oberen Ende befestigte Seilzugschlinge die Stopfbuchsenanordnung im oberen
Behälterdeckel passieren kann. Nach dem Lösen des Gehäusedeckels ioa und des Sitzflansches
11, wie oben beschrieben, werden wiederum sämtliche zum Absperrorgan 15 gehörenden
Teile einschließlich der Schließfeder 13 durch Lösen oder Zurückwinden des Seilzuges
gesenkt und der geschlitzte obere Teil des Absperrorgans 15 sowie auch ein geschlitzter
Bundring 17b dann seitwärts abgezogen. Danach können dann auch der Federteller 14
und die Ventilschließfeder von der Hubstange gezogen werden.
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Der Federteller 14 ist in seiner Mitte gemäß Abb. i mit zwei Ansätzen
14" versehen, durch die ein Splintbolzen 14b hindurchgesteckt wird, der eine lose
oder feste Seilscheibe 14, trägt. Wird die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung
so ausgeführt; daß ein über die Seilscheibe 14, gelegter Seilzug
16
an dieser Stelle keine Relativbewegung gegenüber der Seilscheibe ausführt, genügt
der dem jeweiligen Seilstrangdurchmesser als zulässig zugeordnete Seilkauschenradius
auch für die Seilscheibe 14,. In der anderen Ausführungsform nach Abb. 2 ist der
Federteller 14 in der Mitte mit einer dem Durchmesser einer Ventilhubstange 17 entsprechenden
Bohrung versehen, beispielsweise vom oberen Ende dieser Hubstange her auf diese
aufgeschoben und an deren .unterem Ende durch den Pilz 17, mit Bundring z76 gesichert.
Der obengenannten unmittelbar am Federteller angebrachten Seilscheibe 14, der Abb.
i entspricht in diesem Falle die Seilscheibe 17d der Abb. 2, wobei auch für deren
Durchmesser hinsichtlich der Dauerfestigkeit des daran angreifenden, gegenüber der
Seilscheibe bewegten oder nicht bewegten Seilzuges 16 das bereits oben Gesagte gilt.
Seilzug 16 oder Ventilhubstange 17 treten ferner durch eine Bohrung 12" im waagerechten
Teil der Brücke 12 hindurch, die an dieser Stelle zweckmäßig mit einer an- oder
eingesetzten Führungsbuchse 12b versehen wird. Vorzugsweise etwa senkrecht über
dem Bodenablaufventil ist die obere Behälterdecke mit einer Öffnung 18 nebst Randverstärkung
i9 versehen. Sie wird mit einem Deckelflansch 20 verschlossen und besitzt eine gegenüber
dem hindurchgeführten Seilzug 16 bzw. der Ventilhubstange 17 abdichtende Stopfbuchsenpackung21
mit Stopfbuchsbrille2l, In der Ausführungsform gemäß Abb. i mit bis an den Federteller
14 geführten, vorzugsweise zweistrangigem Seilzug 16 wird auf diesen Seilzug zweckmäßig
ein rundes Rohr 22 von der notwendigen Länge aufgeschoben, das z. B. aus Kupfer
oder Messing besteht, an seinem oberen Ende einen Bund 22Q besitzt und mit dem Seilzug
16 verlötet wird, um die Abdichtung der Stopfbuchsenpackung 2i gegenüber dem jeweiligen,
zusammengesetzten Seilzuggesamtquerschnitt zu erleichtern bzw. zu vereinfachen.
Der Bund 22" verhindert bei einem Riß des Seilzuges 16 ein Herabgleiten des Rohres
22 und des freigewordenen Seilendes in das Behälterinnere.
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Mit dem Deckelflansch 20 ist ein Paar etwa senkrechter Rollenausleger
23 vorzugsweise fest verbunden, die auf einem Splintbolzen 24" mindestens eine Seilumlenkrolle
24, gegebenenfalls auch eine weitere Rolle 25,:25" zwischen sich aufnehmen, wobei
die Seilumlenkrolle 24 mit ihrer senkrechten Seilnutentangente beispielsweise etwa
lotrecht über dem Bodenablaufventil angeordnet wird. Es sei an dieser Stelle erwähnt,
daß sich die Wahl der Rollendurchmesser 24 und 25 nach dem jeweiligen Durchmesser
eines Stranges des Seilzuges 16 richtet, wobei kleinere Seildurchmesser auch nur
kleineRollendurchmesser erfordern. Da insbesondere bei Eisenbahnkesselwagen die
größtmögliche Bauhöhe wegen des Bahnprofils keineswegs überschritten werden darf,
und andererseits bereits durch die Höhe des Behälters nahezu ausgenutzt ist, wird
ein zweistrangiger Seilzug 16 über kleine Rollendurchmesser zu vorteilhaft geringeren
Bauhöhen der Betätigungseinrichtung führen. Die freien Enden des Seilzuges 16 werden
gegebenenfalls unter Einschaltung weiterer, nicht näher dargestellter Umlenkrollen
und gegebenenfalls nach Einführung in Schutzrohre od. dgl. von der Rolle 25 bis
an den für eine Handbetätigung vorgesehenen Ort unterhalb der größtmöglichen Füllhöhe
bzw. unterhalb des Kessels oder Behälters herabgeführt und dort an einer Seilscheibe
26 mit Seilklemmstück 26b festgelegt. Die kreisbogenförmige Seilscheibe 26 mit Seilklemmstück
26b ist beispielsweise mittels Kerbstift 26" auf der Seilwindewelle 27 befestigt.
Ihr Seilnutendurchmesser wird bei vorgegebenem Verdrehwinkel der Seilwindewelle
27 durch den geforderten Hub des Absperrorgans 15 im Bodenablaufventil bestimmt.
Die Seilwindewelle 27 ist in rahmen- oder fahrgestellfesten Trägern, Bügeln 28 od.
dgl., etwa in der Nähe ihrer Enden gelagert. Sie ist bei Kesselwagen beispielsweise
quer zur Fahrtrichtung und gegebenenfalls von einer bis zur anderen Wagenlängsseite
hindurchgehend angeordnet und beispielsweise in axialer Richtung etwas verschiebbar.
Auf jeweils nur ein oder in besonderen Fällen auch auf beide Enden der Seilwindewelle
27 sind Naben 29 aufgesetzt und durch Befestigungsmittel, wie z. B. Kerbstifte 29"
gegen Verdrehen gesichert, wobei die Naben an ihrer Stirnseite wiederum mit Betätigungshebeln
30 fest verbunden sind. Um verschiedene Verdrehwinkel der Seilwindewelle 27 mit
jeweils entsprechendem Öffnungshub des Absperrorgans 15 im Ablaufventil, insbesondere
auch den größten Öffnungshub gegenüber der Rückstellkraft der Ventilschließfeder
13 festhalten zu können, ist ein vorzugsweise selbsthemmend ausgebildetes Gesperre
nötig. Es besteht beispielsweise mit dem Vorteil einer stufenlosen Fixierung aus
einer Band- oder Konusbremse oder einfacher auch aus einem Rastsegment 31, in das
eine Kante oder eine rückseitige Nase des Betätiä angshebels 30 unter der
Kraft einer Feder in jeder vorgesehenen Öffnungsstufe einfällt. In der Ausführungsform
gemäß Abb. 3 stützt sich beispielsweise eine Druckfeder 32 einerseits gegen den
rahmen- oder fahrzeugfesten Bügel 28 und andererseits gegen die auf der Seilwindewelle
27 befestigte Seilscheibe 26 ab und gev@ährleistet dadurch den Kraftschluß zwischen
Betätigungshebel 30 und Rastsegment 31. Diese Art des Zusammenwirkens zwischen
Gesperre 30, 31 und zugehöriger Feder 32 ist sowohl für Betätigungseinrichtungen
mit nur einem einzigen Betätigungshebel 3o als auch bei von Wagenlängsseite zu Wagenlängsseite
durchgehender Seilwindewelle 27 an Kesselwagen mit je einem Betätigungshebel 3o
an jeder Wagenseite anwendbar, die dann nur ein Rastsegment 31 zu besitzen brauchen.
Es ist leicht einzusehen, daß dabei jener Betätigungshebel 3o., der nicht mit einem
Rastsegment 31 zusammenwirkt, gegen den Druck der Feder 32 etwas gedrückt oder gestoßen
werden muß, um das Gesperre 30, 31 auf der anderen Seite zu lösen. Demzufolge könnte
das Bodenablaufventil bei eingerasteter Öffnungsstellung durch einen unbeabsichtigten
Stoß gegen diesen Betätigungshebel 30 geschlossen werden, so daß es zweckmäßig
ist, an
dieser Stelle der Einrichtung eine beispielsweise Behälter-
oder fahrgestellfeste Schutzvorrichtung, ein Schutzgitter, Schutzblech od. dgl.
vorzusehen.
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Das Rastsegment 31 stellt beispielsweise einen Viertelbogen
eines Kreisringes dar, wobei sich bei Anordnung der Schließstellung des Betätigungshebels
30 in die waagerechte und der Öffnungsstellung in die senkrechte Lage gleichzeitig
eine besonders sinnfällige und damit narrensichere Kennzeichnung der Betätigungslage
des Absperrorgans im Bodenablaufventil ergibt. Miteinem Dreiviertel-bzw. 27o°-Bogen
wäre praktisch der gleiche Zweck zu erreichen, wobei jedoch andere Übersetzungsverhältnisse
zum Absperrorgan 15 hin gewählt werden müssen. Die Rasten bzw. Rastkerben des Rastsegments
31 besitzen vorzugsweise nur schwache Steigung in Öffnungsrichtung des Absperrorgans
15 und eine derart starke Steigung in dessen Schließrichtung, daß einerseits gegenüber
der Kraft bzw. dem Druck der Ventilschließfeder 13 und der auf dem Ventilkegel lastenden,
somit gleichsinnig wirkenden Flüssigkeitssäule Selbsthemmung sicher erreicht ist,
die aber andererseits durch eine Zusätzliche, in Schließrichtung wirkende Handkraft
ohne übergroße Kraftentfaltung überwunden werden kann.
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Bei besonders hohen Behältern oder auch bei höheren spezifischen Gewichten
des jeweiligen Behälterinhalts sind die über den Seilzug 16 auf die Seilwindewelle
27 ausgeübten Kräfte so groß, daß bei. nur einfacher Gleitlagerung besonders des
stärker belasteten Wellenendes in den Trägern oder Bügeln 28 die axiale Verschiebung
der Seilwindewelle 23 zur Aus- oder Einrastung des Gesperres 30, 31 unzweckmäßig
große Kräfte erfordert. Es ist daher zweckmäßig, eine Rolle 33 Behälter- oder fahrgestellff
st in größtmöglicher Nähe des die genannten Kr xfte übertragenden Seilzuges 16,
bzw. der Seilscheibe 26 so anzuordnen, daß die belastete Seilwindewelle 27 sich
dagegen abstützt und bei ihrer axialen Verschiebung darauf abrollt (Abb. 3). Mit
etwa der gleichen Wirkung kann statt der Rolle 33 auch ein Schwinghebel vorgesehen
sein, der bei ebenfalls verringerter Reibung ein Stützlager für die genannte Seilwindewelle
27 bildet.
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Die Möglichkeit der Verwendung bestimmter Übersetzungsverhältnisse
für die erfindungsgemäße Seilzugbetätigung zwischen Betätigungshebel 30 undAbsperrorgan
15 ist weiter oben bereits berührt worden. Mit nur geringer Änderung der bisher
beschriebenen Einrichtung ergibt sich beispielsweise ein dieser gegenüber etwa im
Verhältnis 1 :2 wirkendes Kraft-Weg-Verhältnis dann, wenn nur eines der freien Seiltugenden
an der Seilscheibe 26 im Seilklemmstück 26b festgelegt, das andere an dieser Stelle
bisher festgelegte Seilzugende hingegen nicht über die Seilscheibe 26 geführt, sondern
an zweckmäßiger Stelle Behälter- oder fahrgestellfest, d. h. nicht beweglich festgehalten
wird. Um den gleichen Hub des Absperrkörpers 15 auszuführen, ist dann »bei halber
Kraft am Betätigungshebel 3o der doppelte -Verdrehwinkel der Seilwindewelle 27 nötig,
die demzufolge ein längeres Rastsegment 31 erfordert, beispielsweise ein solches
von 27o°-Bogenmaß. Da bei dieser Anordnung der Seilzug auf der Seilscheibe 1q.,
bzw. 17,1 abrollt, ist für diese ein bis auf das erforderliche Maß vergrößertet
Durchmesser notwendig. Ferner sind jeweils nebeneinanderliegende Rollenpaare 2q.,
25 vorzusehen. Die Stopfbuchsenanordnung2i, 21" der Ausführungsart gemäß Abb. i
mit auf den Seilzug 16 aufgelötetem Rohr 22 wäre in diesem Falle etwa so zu verändern,
daß jeder Strang des Seilzuges durch eine eigene Stopfbuchse geführt wird, wobei
beide Stopfbuchsen für einen zweistrangigen Seilzug unmittelbar nebeneinander liegen
können.
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Es ist leicht einzusehen, -daß der allgemeine Erfindungsgedanke einer
Seilzugbetätigung für Bodenablaufventile großräumiger, insbesondere hoher Behälter
in noch anderer Weise vielfältig variiert werden kann. Insbesondere ist es ferner
möglich, durch eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung mit Seilzug bei Hinzufügung
von Zwischengliedern statt der unter der Schließfederkraft des Absperrorgans ausgeführten
Hubbewegung auch ein mittels Drehbewegung zu öffnendes und zu schließendes Absperrorgan
zu betätigen. wobei letzteres nicht unbedingt in einer etwa horizontalen Öffnung
der Bodenwandung des Behälters anzuordnen ist, sondern sich auch-in einer geneigten
oder senkrechten, seitlichen Wandung befinden kann.