DE965372C

DE965372C - Hydraulische Steuervorrichtung fuer Absperrarmaturen mit einem mit dem Verschlussstueck verbundenen Kolben

Info

Publication number: DE965372C
Application number: DES34507A
Authority: DE
Inventors: Louis Auguste Carriol
Original assignee: S A T A M SA Appareillages Mec; Societe Anonyme pour Tous Appareillages Mecaniques SATAM
Current assignee: S A T A M SA Appareillages Mec; Societe Anonyme pour Tous Appareillages Mecaniques SATAM
Priority date: 1953-02-09
Filing date: 1953-07-25
Publication date: 1957-06-06

Description

AUSGEGEBEN AM 6. JUNI 1957

S 34507 XII/ 47 g

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung· für Absperrarmaturen mit einem mit dem Verschlußstück verbundenen Kolben, dessen eine Stirnfläche ständig dem Flüssigkeitsdruck in der Hauptleitung vor der Absperrarmatur, dessen zweite Stirnfläche hingegen dem an, einer beliebigen Stelle in einer vor der Absperrarmatur abgezweigten Nebenleitung herrschenden Flüssigkeitsdruck unterworfen, ist.

Steuervorrichtungen, bei denen ein das Verschlußstück tragender, hydraulisch oder pneumatisch betätigter Kolben so beaufschlagt wird, daß sich die auf den Kolben einwirkenden Kräfte aufheben und durch Abfluß der hinter dem Kolben befindlichen .Menge des Mediums das Verschlußstück schließlich von seinem Sitz abheben, sind bekannt, hatten aber bisher den Nachteil, daß der Druckverlust in der Nebenleitung nicht eingeregelt werden konnte, so daß es auch nicht möglich war, daß der Abschlußkörper in seiner Schließstellung festgehalten oder in diese selbsttätig zurückgeführt wird, wenn die Durchflußmenge des Leitungssystems unter einem im voraus bestimmten Grenzwert liegt oder darauf absinkt.

709 532/231

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch, gelöst, daß der Druckverlust in dem Teil der Nebenleitung, der vor der Stelle liegt, an der die Nebenleitung in zwei Teilleitungen zerlegt wird, derart geregelt wird, daß bei einem bestimmten* Grenzwert der Durchflußmenge in der Hauptleitung die auf den Kolben einwirkenden Kräfte sich aufheben und daß von. den, zwei Teilleitungen, eine die Flüssigkeit so lange austreten läßt, bis der Kolben ίο das Verschlußstück des Hauptventils von seinem Sitz abhebt und die Teilleitung absperrt, während gleichzeitig die zweite Teilleitung über ein Hilfsventil mit der Abflußleitung verbunden wird.

Diese Ausführung gemäß der Erfindung gestattet ein außerordentlich, exaktes Arbeiten der selbsttätig wirkenden Steuereinrichtung, wobei jede Flüssigkeitsbewegung in dem Leitungssystem so lange verhindert wird, wie die Flüssigkeitsmenge nicht gleich oder 'größer ist als ein bestimmter, im voraus einstellbarer Grenzwert.

Die weitere Ausbildung· dieser Erfindung geht aus der folgenden Beschreibung hervor. Die Erfindung ist in. den. Zeichnungen dargestellt, und. zwar zeigen

Fig. ι bis 3 je ein Schema einer gemäß der Erfindung ausgestalteten Absperrvorrichtung,

Fig. 4 die Gesamtansicht einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch das Hauptventilgehäuse der Fig. 4.

Bei der in Fig. 1 schematisch, dargestellten hydraulischen. Steuervorrichtung sind mit 1 und 2 der oberhalb und. der unterhalb des Verschluß-Stücks 3 des Hauptventils gelegene Teil eines Leitungssystems bezeichnet. 4 ist ein mit dem Verschlußstück 3 verbundener Kolben, der in einem Zylinder 5 gleitet, 6 eine durch dein Kolben 4 gesteuerte Vorrichtung, welche ihrerseits das Verschlußstück 3 dergestalt steuert, daß es sich öffnet, sobald der Kolben, 4 seine tiefste Stellung verläßt, 7 eine von dem Teil 1 des Leitungssystems abzweigende Nebenleitung, welche in den Zylinder 5 oberhalb des Kolbens 4 mündet, 8 eine Verstelleinrichtung zur Regulierung der Druckverluste der Nebenleitung 7, 9 eine erste Teilleitung der Nebenleitung 7, welche, außerhalb der Steuervorrichtung mündet, 17 eine Hilfsabsperrung, welche in der Lage ist, die Teilleitung 9 zu schließen!, sobald der Kolben 4 sich verschiebt, 10 eine zweite Teilleitung der Nebenleitung 7, welche den oberhalb des Kolbens 4 befindlichen Teil des Zylinders 5 mit dem unterhalb gelegenen Teil 2 des Leitungssystems verbindet, 11 das Verschlußstück eines Hilfsventil, welches die zweite Teilleitung 10 beherrscht, 12 ein um eine Achse 13 schwenkbarer Hebel, der mit den Verschlußstücken 3 und. 11 so verbunden ist, daß beide Verschlußstücke 3 und 11 gleichzeitig geöffnet und geschlossen werden, und. 14 eine Feder, welche den Kolben. 4 nach unten drückt.

Der Kolben 4 ist auf seiner unteren Fläche dem in dem Teil 1 der Hauptleitung herrschenden Druck ausgesetzt, dem der Druck der Flüssigkeit auf die obere Fläche des Verschlußstücks 3 entgegen wirkt.

Außerdem wirken auf den Kolben; 4 zwei weitere Kräfte, nämlich die Kraft der Feder 14 und der Druck der durch die Nebenleitung 7 in den Zylinder 5 einlaufenden Flüssigkeit, die bestrebt sind, den Kolben 4 in seiner tiefsten, Stellung zu halten.

Der Druck der Flüssigkeit auf die obere Fläche des Kolbens 4 ist gleich dem Druck der Flüssigkeit auf seine untere Fläche, vermindert um die Druckverluste, welche in der Nebenleitung 7 entstehen. Diese Druckverluste werden durdi die Verstelleinrichtung 8 so geregelt, daß die drei auf den Kolben 4 wirkenden Kräfte sich. dann, ausgleichen, wenn die Durchflußleistuing des Leitungssystems 1,2 gleich einem gewünschten Wert ist, der Gren-wert genannt werden soll.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Läßt man. eine Flüssigkeit über den Teil 1 des Leitungssystems einströmen, so- können, drei Betriebszustände eintreten:

1. Die Durchflußleistung- des Leitungsteiles 1 liegt unter dem Grenzwert. In. diesem Falle läuft die Flüssigkeit nur über die Nebenleitung 7 ab'; die Druckverluste der Nebenleitung 7, welche durch die Verstelleinrichtung 8 reguliert werden, sind geringer als die Kraft der Feder 14, so· daß der Kolben 4 in seiner tiefsten Stellung bleibt; das Verschlußstück 3 bleibt geschlossen und daher auch das Verschlußstück 11. Es findet somit keine Flüssigkeitsbewegung in dem unterhalb gelegenen Teil 2 des Leitungssystems statt.

2. Die Durchflußleistung dies Teils 1 des Leitungssystems ist gleich dem Grenzwert. In diesem Falle gleichen, sich die Druckverluste in der Nebenleitung 7 und. die Kraft der Feder 14 aus. Der Kolben, befindet sich somit in Gleichgewichtslage. Jede Erhöhung· der Durchflußleistung des Teiles 1 des Leitungssystems, so* geringfügig sie auch sein mag, bewirkt alsdann die Öffnung des Verschluß Stücks 3 des Hauptventils. Jede auch, noch so geringe Herabsetzung der Durchflußleistung hält dagegen das Ver Schluß stück 3 in der Schließstellung fest.

3. Die Durchflußleistung des oberhalb' gelegenen Teiles 1 des Leitungssystems liegt über dem Grenzwert. In diesem Falle nehmen die Druckverluste der Nebenleitung 7 so weit zu, daß sie die Kraft der Feder 14 überwiegen. Daher hebt sich der Kolben 4 an, schließt die Hilfsabsperrung 17, öffnet das Hauptven.til bei 3 und dadurch auch das Hilfsventil bei 11. Die Flüssigkeit läuft somit über die zweite Teillei lung 10 der Nebenleitung 7 in den Teil 2 des Leitungssystems ab, gleichzeitig auch durch das bei 3 geöffnete Hauptven.til,

Auf diese Weise erzielt man das erstrebte Ergebnis, nämlich den' Durchfluß in den, Teil 2 des Leitungssystems, wenn, die Durchflußleistung in Teil ι des Leitungssystems über dem Grenzwert liegt.

Zum ordnungsgemäßen Betrieb der Steuervorrichtung ist es erforderlich, daß die Flüssigkeit ständig in der Nebenleitung 7 umläuft. Wenn, das Hauptventil bei 3 geschlossen ist, so' ist die zweite Teilleitung 10 gleichfalls geschlossen, und die

Flüssigkeit kann lediglich durch die erste Teilleitung¹ 9 der Nebenleitung 7 laufen, was deshalb möglich ist, weil die Hilfsabsperrung 17 geöffnet ist. Während bei der Ausführung nach Fig. 1 die Ableitung 9 außerhalb' der Vorrichtung mündet, mündet sie bei der Ausführung nach Fig. 2 in einen Behälter 16. Das Fassungsvermögen dieses Behälters muß ausreichend sein, um die gesamte vor der Öffnung des Hauptventils durch die Nebenleitung 7 hindurchgehende Flüssigkeit aufzunehmen. Der Behälter 16 muß von Zeit zu Zeit - geleert werden. Die Entleerung kann z. B. mittels eines Hahnes od. dgl. entweder nach außen oder in den. oberhalb des Verschluß Stücks 3 gelegenen Teil ι des Leitungssystems erfolgen, wozu man die Nebenleitung 7 heranziehen, kann oder aber, wenn das Hauptventiil bei 3 geöffnet ist, in. den. unterhalb desselben gelegenen Teil 2 des Leitungssystems, wozu die zweite Teilleitung 10 der Nebenleitung 7 herangezogen werden kann.

Der Behälter 16 kann ein konstantes Volumen besitzen; er kann jedoch auch vorteilhaft aus einem durch das Bedienungspersonal gesteuerten Zylinder mit Hilfskolben bestehen. Ein, solcher Behälter ist in. Fig. 3 dargestellt. Der Hilfskolben 18 wird von dem Bedienenden so bewegt, daß der Arbeitsraum des Behälters 16 vergrößert wird. Dadurch läuft Flüssigkeit in der Nebenleitung 7 um. Der unter dem Druck einer sehr starken, Feder 19 erfolgende Rücklauf des Hilfskolbens 18 preßt die Flüssigkeit in den oberhalb des Hauptventils gelegenen. Teil 1 des Leitungssystems. Falls dagegen das Hauptventil bei 3 geöffnet wird, kann die Flüssigkeit durch eine nicht dargestellte Leitung in: den Teil 2 des Leitungssystems ausfließen.

In der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsfo-rm, die hauptsächlich für das Zapfen von Kraftstoffen bestimmt ist, sind die gleichen. Teile wie in Fig. 1 bis 3 mit gleichen Ziffern, bezeichnet.

6 ist ein Stutzen,, welcher das Verschlußstück 3 mit dem Kolben. 4 verbindet und zusammen mit diesen beiden. Organen eine starre, bewegliche Einheit bildet, ιO¹ ist die Bohrung des Stutzens 6, welcher den oberhalb des. Kolbens 4 befindlichen Teil des Zylinders 5 mit dem unterhalb gelegenen Teil 2 des Leitungssystems verbindet und die Funktion der zweiten. Teilleitung der Nebenleitung 7 übernimmt, 11 das Verschlußstück des Hilfsventils·, dessen Sitz die Unterseite des Stutzens 6 bildet. Die Stirn-So seite 2,_a eines Stutzens des Teiles 2 des Leitungssystems bildet den. Sitz des Verschluß Stücks 3 des Hauptventils. 16 ist- ein als Flüssigkeitsbehälter dienender Zylinder, der die Verlängerung des Zylinders 5 bildet, 18 der in dem Zylinder 16 gleitende Hilfskolben.. 20· bezeichnet einen ringförmigen Anschlag, auf dem die Federn 14 und 19 sitzen, der die Verschiebungen des Hilfskolbens 18 begrenzt und dessen zentrale öffnung 9 als erste Teilleitung der Nebenleitung 7 dient, 21 ein handgesteuertes Ventil, das seinerseits die Durchflußleistung des Leitungssystems 1, 2 steuert, 22 einen Abscheider für die in der Flüssigkeit befindlichen Gase, 23 das Gehäuse, das die Fig. 5 im Schnitt wiedergibt, 24 einen Volumenmesser, 25 eine Kurvenscheibe mit Ausschnitt 26, welche auf einer Welle 27 sitzt, die durch, eine von dem Tankwart betätigte Kurbel 28 gesteuert wird, 29 einen, auf dem Hilfskolben 18 sitzenden Anschlag, der mit der Kurvenscheibe 25 zusammenwirkt, 31 eine Verschlußkappe und 32 eine öffnung, welche das Innere der Verschlußkappe 31 mit der Außenluft verbindet.

Die Verstellein.rich.tung 8 wird ein, für allemal einreguliert, und. zwar im der Weise, daß, wenn die Durchfluß leistung des Leitungssystems 1, 2 gleich dem Grenzwert ist, die Druckverluste in, der Nebenleitung 7 derartig sind, daß der Kolben 4 auf Grund der auf ihn wirkenden Kräfte im Gleichgewicht ist.

Um das Leitungssystem 1, 2 zu öffnen, wird folgendermaßen verfahren: Der Tankwart öffnet das Steuerventil 21, womit die Flüssigkeit in. Teil 1 des Leitungssystems unter Druck ist. Er verschwenkt alsdann . den Hebel 28 in Richtung des Pfeiles /, so· daß der Führungsnocken 29 auf dem Umfang der Kurvenscheibe 25 gleitet und der Hilfskolben, 18 gegen die Wirkung der Feder 19 und gegen den Druck der auf dem Wege 7, 5, 9 in den. Zylinder 16 gelangten Flüssigkeit nach unten gedrückt wird. Sobald der Nocken 29 mit dem Aus- go schnitt 26 der Kurvenscheibe 25 fluchtet, wird der Hilfskolben-iS durch die Feder 19 zurückgedrückt, wobei in dem Zylinder 16 ein Unterdruck erzeugt wird. Die unter Druck befindliche Flüssigkeit läuft alsdann in der Nebenleitung 7 in Richtung des Pfeiles g um.

Liegt dabei die Durchlaufleistung des Teiles 1 der Leitung über dem Grenzwert, so· kann sich der Kolben. 4 verschieben und damit das Hauptventil bei 3 öffnen..

Bleibt infolge von, Widerständen in dem Leitungssystem i, 2 die Durchlaufleistung der Flüssigkeit in demselben nicht über dem Grenzwert, soi nehmen die Druckverluste in der Nebenleitung' 7 ab, und der Kolben 4 wird in seine tiefste Stellung zurückgeführt, worauf sich das Hauptventil bei 3 wieder schließt.

Bleibt trotz der Widerstände in dem Leitungsteil ι der Flüssigkeitsdurchlauf in demselben über dem Grenzwert, so- sind die Druckverluste der-Nebenleitung 7 weiterhin, genügend, um zu verhindern, daß der Kolben. 4 wieder in, seine tiefste Stellung zurückkehrt.

Man, kann das Innere der Kappe 31 mittels einer Leitung 33, die in Fig. S gestrichelt dargestellt ist und bei der Öffnung 32 beginnt, mit ainem Punkt des unterhalb gelegenen Teiles 2 des Leitungssystems verbinden.. In diesem Falle ist der Kolben 18 auf seiner oberen Fläche der Einwirkung der Gegendrücke ausgesetzt, welche in dem unterhalb gelegenen. Teil 2 des Leitungssystems vorhanden sein können,

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Hydraulische Steuervorrichtung für Absperrarmaturen mit einem mit dem Verschluß-

stück verbundenen Kolben, dessen eine Stirnfläche ständig dem Flüssigkeitsdruck in der Hauptleitung vor der Absperrarmatur, dessen zweite Stirnfläche hingegen dem an. einer beliebiigen Stelle in einer vor der Absperrarmatur abgezweigten Nebenleitung herrschenden Flüssigkeitsdruck unterworfen ist,.dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverlust in dem Teil der Nebenleitung (7, 5, 9), der vor der Stelle (5) liegt, derart geregelt wird, daß bei einem Grenzwert der Durchflußmenge in der Hauptleitung (1, 2) die auf den Kolben (4) einwirkenden Kräfte sich, aufheben und daß die Nebenleitung (7, 5) hinter der Stelle (5) in zwei Teilleitungen (9, 10) zerlegt wird, von denen, die eine (9) die Flüssigkeit so> lange austreten läßt, bis der Kolben (4) das Verschlußstück.(3) des Hauptventils von seinem Sitz abhebt und die Teilleitung (9) absperrt, während gleichzeitig die zweite Teilleitung (10) über ein.Hilfsventil (11) mit der Abflußleitung (2) verbunden'wird,
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleitung (9) der Nebenleitung (7, 5, 9) die Flüssigkeit nach .

außen abführt.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleitung (9) der Nebenleitung (7, 5, 9) die Flüssigkeit in einen Behälter (16) entleert.
4. Steuervorrichtung nach den. Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter

(16) ein von Hand regelbares veränderliches Volumen aufweist.
5. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1,

3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behalter (16) aus einem mit einem Hilfskolben (18) versehenen Zylinder besteht, der unter der Wirkung einer Feder (19) od. dgl. steht und bestrebt ist, die im Behälter (16) befindliche Flüssigkeit in die Hauptleitung (1) zurückzudrücken.
6. Steuervorrichtung mach den Ansprüchen 1, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (16) eine Verlängerung eines Zylinders (5) darstellt, in dem sich der Kolben (4) zusarnnien mit dem Verschluß stück (3) verschiebt.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Nebenleitung (7, 5, 9) angewandte Stirnfläche des Hilfskolbens (18) mit der Abflußleitung (2) verbunden ist. -
8. Steoiervorrichtung nach, einem der Ansprüche ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Durchflußleistung des Teiles (7) der Nebenleitung (7, 5, 9), die vor dem Teil (5) liegt, mit Hilfe einer von Hand, zu bedienenden Verstelleinrichtung (8) erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 676 340;
französische Patentschrift Nr. 748 407.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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