DE3213756A1

DE3213756A1 - Klappenventil fuer druckbehaelter

Info

Publication number: DE3213756A1
Application number: DE19823213756
Authority: DE
Inventors: Maurice Eaubonne Val-d'Oise Lachaux
Original assignee: Mercier Accumulator Corp Dover Del; MERCIER ACCUMULATOR CORP
Current assignee: American Olaer Inc Dover Del Us
Priority date: 1981-04-21
Filing date: 1982-04-14
Publication date: 1982-11-11
Also published as: FR2504234B1; CA1175731A; GB2109899B; JPS57184701A; SE8202464L; GB2109899A; FR2504234A1; US4386627A

Description

21.37ο

Klappenventil für Druckbehälter

MEROIER ACCUMULATOR CORPORATION, Dover, Delaware 199öl, USA

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappenventil für einen Druckbehälter, wobei der genannte Druckbehälter eine Umhüllung aufweist, die eine Gasöffnung und eine Flüssigkeitsöffnung, welche gegenüberliegen, einen beweglichen, sich innerhalb der Umhüllung zwischen den beiden Öffnungen beweglichen und diese in einen Gasbereich und einen Flüssigkeitsbereich verschiedener Volumina trennenden Teiler aufweist, wobei das genannte Klappenventil einen in einer Führung beweglich montierten Schaft und einen zur Schließung der Flüssigkeitsöffnung geeigneten Kopf aufweist.

Bei solchen Druckbehältern wird der Gasbereich zunächst mit unter Druck stehendem Gas, das den beweglichen Trenner gegen das Klappenventil, das sich auf der Flüssigkeitsöffnung des Druckbehälters schließt, zurückschiebt, befüllt. Der Gasbereich hat dann sein größtes Volumen.

Anschließend wird die Flüssigkeitsöffnung des Druckbehälters mit einer hydraulischen Anlage verbunden. Flüssigkeit unter stärkerem Druck als dem Vordruck wird in den Flüssigkeitsteil eingelassen, hebt das Klappenventil an und schiebt den beweglichen Trenner zurück.

Der Behälter ist dann betriebsbereit.

Während des normalen Betriebes kann Flüssigkeit zwischen der hydraulischen Anlage und dem Flüssigkeitsteil des Behälters einmal in der Hinrichtung, was das Volumen des Flüssigkeitsteils des Behälters erhöht, und andererseits in der Rücklaufrichtung, was Flüssigkeit in die Hydraulikanlage zurückgibt, fließen.

Während des Betriebes kann das Klappenventil in Richtung auf die Schließung in unbeabsichtigter Weise durch die Saugwirkung des Flüssigkeitsabflusses bei schnellem Rücklauf, beispielsweise bei einer Fördermenge von mehr als zehn Litern pro Sekunde, beaufschlagt werden. Ein solches Schließen kann möglicherweise sehr plötzlich erfolgen, und wenn dies mehrmals auftritt, kann

dies die Dichtigkeit des Behälters und seiner Komponenten beeinträchtigen. Da zusätzlich diese Schließung während des Betriebes eintreten kann, besteht die Gefahr, daß sie die hydraulische Anlage außer Betrieb setzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klappenventil für einen Druckbehälter von dem angegebenen Typ zu schaffen, bei dem das Klappenventil sich nicht schließen kann, wenn während des Betriebes ein.Rücklauf von Flüssigkeit, auch mit sehr großen Flußmengen, stattfindet, und zwar wird dies durch eine sehr einfache Konstruktion gelöst, wobei es gleichzeitig in automatischer Weis möglich ist, ein vollständiges Entleeren des Behälters langsam durchzuführen, beispielsweise für die Erfordernisse der Wartung oder der Prüfung, ohne daß dabei die Gefahr der Beschädigung des Trenners besteht.

Erfindungsgemäß weist ein Klappenventil für einen Druckbehälter vom angegebenen Typ eine durch den Schaft des Klappenventils und die Führung, in der der genannte Schaft beweglich montiert ist, begrenzte Flüssigkeitskammer variablen Volumens auf, wobei die genannte Kammer an Volumen abnimmt, wenn der Schaft eindringt, und wobei die genannte Kammer mittels Durchlaßeinrxchtungen mit einer in der Nähe der Klappenventilkopfes liegenden Öffnung in Verbindung stobt, wobei das genannte Klappenventil insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannten Durchlaßeinrichtungen einerseits Mittel zur Unterbrechung des Abflusses der Flüssigkeit aus der genannten Kammer für den Fall aufweisen, daß diese Kammer an Volumen abnimmt, und andererseits Mittel für einen langsamen Abfluß zwischen der genannten Kammer und einem aktiven Teil der genannten Mittel zur Unterbrechung des Flüssigkeitsabflusses.

Insbesondere sind erfindungsgemäß die genannten Durchlaßmittel mit einem zylindrischen Abschnitt ausgestattet, der mit einem Sitz versehen ist, der an seinem der Öffnung der genannten Durchlaßmittel am nächsten gelegenen Ende flüssigkeitsdicht ist, während die genannten Unterbrechungseinrichtungen einen in diesem Ab--

— *3 —.

schnitt beweglich montierten und zur Beaufschlagung durch die ge nannte Flüssigkeit zwecks Heranführung an den genannten dichten Sitz zur Abdichtung nach einer Volumensverringerung der genannter Kammer geeigneten Verschluß aufweisen,wobei die genannten Mittel für langsamen Abfluß ständig mit reduziertem Querschnitt die beiden Teile des Abschnittes in Verbindung bringen, die beiderseits der Verschlußeinrichtung angebracht sind.

Im Falle eines langsamen Zurückgebens von Flüssigkeit aus dem Tank in Richtung auf die hydraulische Anlage, insbesondere im Zusammenhang mit Erfordernissen der Wartung oder Inspektion, ermöglichen die Mittel für langsamen Durchfluß eine Entleerung der Kammer mit variablem Volumen nach außen ohne Verschiebung des Verschlußorganes in Richtung seines dichten Sitzes. Das

Klappenventil kann sich so vollständig unter der Schubwirkung des beweglichen Trenners schließen, was ein vollständiges Entleeren des Druckbehälters für Wartung oder Inspektion ohne Ge-. fahr der Beschädigung des beweglichen Trenners ermöglicht.

Wenn im Laufe des normalen Betriebes eine rasche Flüssigkeitsrückgabe mit großer Fördermenge zwischen dem Druckbehälter und der hydraulischen Anlage zustandekommt, bewirkt die auf dem Abfluß beruhende Ansaugwirkung beim Klappenventil eine Schließbewegung, die dahin tendiert, das Volumen der Kammer variablen Volumens zu reduzieren, was wiederum den Verschließteil auf seinen dichten Sitz drückt, und zwar trotz der Mittel für langsamen Durchfluß, deren Querschnitt zu gering ist, um einer beträchtlichen Flüssigkeitsmenge zu ermöglichen, über diesen Weg zu entweichen. Die Flüssigkeit ist dementsprechend daran gehindert, die Kammer variablen Volumens zu verlassen und nach außen abgeleitet zu werden. Dies bildet eine automatische hydraulische Sperre, die das Klappenventil daran hindert, sich im Laufe des Betriebes auf der Flüssigkeitsöffnung des Druckbehälters zu legen und diese zu schließen. Auf diese Weise wird jedes Risiko unbeabsichtigter Schließung ebenso vermieden wie die Beschädigung eines solchen Klappenventils.

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Die besonders einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen Anordnung, deren Funktion insbesondere ohne jede komplexe/ außerhalb des Klappenventils liegende Anordnung automatisch abläuft, wird bemerkt werden.

Weiterhin wird bemerkt werden, daß die Erfindung dann von besonderem Interesse ist, wenn das Flüssigkeitsvolumen aus dem Druckbehälter, das von der hydraulischen Installation aufgenommen wer den kann, mit einem konstanten, unter dem Maximalvolumen des . Flüssigkeitsteils des Druckbehälters liegenden konstanten Wert i der Weise vorbestimmt ist, daß im Laufe des Betriebes der bewegliche Trenner immer diesseits des Klappenventils verbleibt.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal weist der zylindrische Flüssigkeitsdurchtrittsbereich an seinem dem dichten Sitz gegenüberliegenden, der Kammer variablen Volumens am nächsten gelegenen Ende eine Abstützung auf, die als Auflage für das Verschließ organ dient und auf die letzteres durch eine leichte Feder tendenziell zurückgezogen wird, wobei die genannte Abstützung geeignet ist, den Flüssigkeitsabfluß zwischen der Kammer variablen Volumens und dem zylindrischen Abschnitt auch dann zuzulassen, wenn das Verschließorgan auf der genannten Auflage liegt.

Eine solche Auflage kann entweder aus einem für das Verschlußorgan nicht dichten Sitz oder aber aus einem Sitz bestehen, der an sich dicht sein kann, der jedoch mit einem stets offenen Ableitungskanal zwischen der Kammer variablen Volumens und dem zylindrischen Abschnitt verbunden ist, oder aber aus einem Ganzen bestehen, das durch einen nicht dichten Sitz und durch einen Ableitungskanal gebildet wird.

Die Ruhelage des Verschließorgans wird beispielsweise durch ein Ende gebildet, das einen nicht dichten Sitz bildet, einen gespaltenen hohlen Stift oder aber durch ein gerilltes Ende eines hohlen Stiftes, das ebenfalls einen nicht dichten Sitz bildet. Das Ende des hohlen Stiftes kann auch einen Sitz bilden, der an sich dicht ist, und in diesem Fall ist ein Ableitungskanal vorgesehen, der beispielsweise in dem Stift in Form einer seitlichen

Bohrung und/oder einer Bohrung in dem Schaft des Klappenventils vorgesehen werden kann.

Vorzugsweise sind Regeleinrichtungen für die Anpassung der Höhe der Ruhelagenabstützung vorgesehen, die nach der Reaktionszeit des Verschließorganes wirksam werden und die beispielsweise einer Scheibenstapel mit mehr oder weniger zahlreichen Scheiben oder aber auch eine Verschraubung aufweisen.

Vorzugsweise besteht das Verschlußorgan aus .einer Kugel, aber es kann auch aus einem Tauchkolben bestehen oder in jeder anderen geeigneten Weise ausgeführt sein.

Das Klappenventil des Druckbehälters wird in öffnungusteilung der Flüssigkeitsöffnung des Druckbehälter« durch eine Feder beaufschlagt. Die Kraft dieser Rückholfeder kann schwach und nur etwas höher als diejenige gewählt werden, die notwendig ist, um die Masse der beweglichen Ausrüstung und die Reibungs- und Widerstandskräfte im hydraulischen Bereich unter Berücksichtigung der Tatsache auszugleichen, daß das Klappenventil in der Öffnungsstellung im Laufe des Betriebes blockiert wird, wie dies weiter oben ausgeführt wurde.

Es wird bemerkt werden, daß bei Fehlen der hydraulischen Blockiej einrichtung nach der Erfindung die Rückholfeder des Klappenventils sehr stark gewählt werden muß, um ein verfrühtes Schließen des Klappenventils im Laufe des Betriebes zu vermeiden, was die Risiken der Beschädigung des beweglichen Trenners bei Entleerungsvorgängen, insbesondere für Wartung oder Inspektion, erhöht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die mit der Kammer variablen Volumens verbundene Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung direkt unterhalb des Klappenventilkopfes angeordnet. Vorzugsweise wird ein ringförmiges Leitblech unter dem Klappenventilkopf angeordnet, um eine Quetschung der Windungen der Rückholfeder des Klappenventils aufgrund eines Abflusses einer großen Menge Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit zu vermeiden. Die

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mit der Kammer variablen Volumens verbundene Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung wird vorteilhafterweise im Inneren dieses ringförmigen Leitbleches angeordnet, wo der Druck relativ gering ist

Mittel für den langsamen Durchtritt können in jeder geeigneten Weise ausgeführt werden, beispielsweise dank eines leichten diametralen Spiels zwischen dem Verschließorgan und dem zylindrischen Durchtrittsabschnitt oder aber auch in Form eines entweder im Verschließorgan oder aber im Ventilschaft vorgesehenen engen Kanals.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile gehen aus dea nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeicl nungen Ausführungsbeispiele erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht im Längsschnitt eines erfindungsgemäß mit einem Klappenventil versehenen Druckbehälters, wobei das Mittelteil weggelassen wurde,

Fig. 2 eine Ansicht in größerem Maßstab des Klappenventils mit seinem Flüssigkeitsdurchlaß und dem Verschließorgan in offener Stellung, die ein langsames Entleeren des Behälters ermöglicht,

Fig. 3 eine zur Fig. 2 analoge Ansicht, bei der jedoch das Verschließorgan auf seinem dichten Sitz in Schließstellung liegt und das Schließen des Klappenventils durch hydraulische Blockierung verhindert,

Fig. 4, §", 6, 7, 8, 9 und 10 zur Fig. 2 analoge Ansichten, jedoch jeweils sieben Varianten betreffend.

Zunächst wird auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen, die als nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel einer Anwendung der Erfindung auf einen durch einen pneumatischen Druckspeicher gebildeten Druckbehälter.betreffen.

Der genannte Druckbehälter weist eine formsteife Umhüllung 10 auf, die mit einer Gasöffnung 11 und einer gegenüberliegenden · Flüssigkeitsöffnung 12 versehen ist.

Die Gasöffnung 11 erhält ein Gasdruckbelastungsventil 13, an dem ein beweglicher Trenner 14, wie z.B. eine verformbare Blase, angeschlossen ist. Diese erstreckt sich im Inneren der Hülle 10 zwischen den öffnungen 11 und 12 und teilt diese Hülle 10 in einen Gasbereich 15 und einen Flüssigkeitsbereich 16, deren Volumina variabel sind.

Die Flüssigkextsoffnung 12 erhält eine zylindrische Verbindung 17, die an ihrem oberen Ende eine konische, einen Sitz 18 bildende Auflage bildet. Der Anschluß 17 ist innen mit einem zentralen Führungskern 19 versehen und weist eine kreisförmige Serie von Bohrungen 21 auf.

Der zentrale Führungskern bzw. die Führung 19 weist eine Bohrung 22,23,24 auf/ die mit der Hülle 10 (Figuren 2 und 3) koaxial ist und sukzessive von oben nach unten einen Teil großen Durchmessers 22, einen Teil kleineren Durchmessers 23 und einen Teil aufweist, dessen Durchmesser etwas größer ist als der des Teils 23.

Ein Klappenventil 25 hat einen Kopf 26, der geeignet ist, dadurch die Flüssigkeitsöffnung 12 zu schließen, daß er auf dem konischen Sitz 18 und auf einem in der Führung 19 beweglich montierten Schaft 27 zu liegen kommt. Insbesondere weist der Schaft 27 einen Teil größeren Durchmessers 28 auf, der geeignet ist, sich in dem Teil 22 der Führung 19 zu bewegen, einen Teil kleineren Durchmessers 29, der geeignet ist, sich in dem Teil 23 der Führung 19 zu bewegen,und ein Gewindeende 30. Lc-tztoros erhält einen Ring 31, der geeignet ist, sich in dem Bohrungsteil 24 zu bewegen, während eine Mutter 32 auf das Gewindeende 30 aufgeschraubt wird, um den Ring 31 auf dem Schaft 27 zu blockieren. Es wird bemerkt werden, daß wenn das Klappenventil 25 von der Lage nach Fig. 3 in die Lage der Fig. 2 übergeht, der Ring 31 in den Bohrungsteil 24 mit einem Dash-pot-Effekt eindringen

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kann, was es ermöglicht, das Aufsteigen des Schaftes 27 zu verlangsamen.

Der Schaft 27 bestimmt in der Führung 19 eine Kammer 33 mit variablem Volumen. Insbesondere wird diese Kammer 33 in dem Bohrungsteil 22 der Führung 19 um den Teil 29 des Schaftes 27 herum und unterhalb des Teils 28 des genannten Schaftes 27 gebildet.

Ein Flüssigkeitsdurchlaß, der allgemein durch 34 bezeichnet wird ist in dem Klappenventil 25 vorgesehen und erstreckt sich zwischen der Kammer 33 und einer in der Nähe des Kopfes 26 des Klap penventils 25 gelegenen öffnung 35. Insbesondere liegt die genannte öffnung 35 direkt unterhalb des Kopfes 26, wo der Druck relativ gering ist.

Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Flüssigkeitsdurchlaß 34 einen diametralen Kanal 36, der mit der Kammer 33 in Verbindung steht,und einen im Schaft vorgesehenen axialen Kanal auf.

In dem leicht erweiterten Teil 38 des Kanals 37 ist ein bei 40 gespaltener hohler Stift 39 montiert. Das obere Ende 49 des hohlen Stiftes 39 bestimmt eine Ruheauflage, die einen nicht dichten Sitz für ein Abdichtungsorgan 42 bildet. Das genannte Abdichtungsorgan 42 bildet ein Mittel zur Unterbrechung des Flüssigkeitsabflusses und wird nachstehend im Detail beschrieben.

Der Flüssigkeitsdurchlaß 34 weist des weiteren einen zylindrischen Abschnitt 43 mit größerem Durchmesser auf. Der genannte zylindrische Abschnitt 4 3 ist an dem Ende mit einem dichten Sitz 44 versehen, das der öffnung 35 am nächsten liegt. Im Inneren des Sitzes 44 wird ein Kanal 45, der mit der öffnung 35 in Verbindung steht, gebildet. Das Abdichtungsorgan 42 ist in den Figuren 1 bis 3 eine Kugel. Die genannte Kugel 42 ist in dem zylindrischen Abschnitt 43 beweglich montiert und geeignet, durch die aus der Kammer 33 kommende Flüssigkeit geschoben zu ■ werden und sich zur Schließung auf den dichten Sitz 44 zu legen. Eine leichte konische Schraubenfeder 46 tendiert dahin, die

Kugel 42 auf den nicht dichten Sitz 41 aufgedrückt zu halten, de am oberen Ende des gespaltenen Stiftes 39 gebildet wird.

Es wird bemerkt werden, daß die Kugel 42 eine Art umgekehrtes Rückschlagventil bildet, das im Inneren des großen Klappenventil 25 angeordnet ist.

Mittel für den langsamen Flüssxgkeitsdurchtritt mit reduziertem Durchmesser bilden eine ständige Verbindung zwischen den beiden Teilen 43A und 43B des Abschnittes 43, die beiderseits der Kugel 42 angeordnet sind. Bei dem in Figuren 1 bis 3 dargestellten Beispiels bestehen diese Mittel für den langsamen Abfluß aus einem leichten, zwischen der Kugel 42 und dem zylindrischen Abschnitt 43 vorgesehenen Diametralspiel.

Das Maximalvolumen (Fig. 2) der Kammer variablen" Volumens 33 ist größer vorgesehen als das Volumen, das durch die Kugel 42 zwischen ihrem nicht dichten Sitz 41 und ihrem dichten Sitz 44 ver-'schoben wird, und berücksichtigt die auf dem Spiel 47 beruhenden leichten Undichtigkeiten.

Die Zeit der Bewegung der Kugel 42 zwischen den Sitzen 41 und 44 ist deshalb sehr kurz vorgesehen, um eine praktisch sofortige hydraulische Blockierung des Klappenventils 25 im Falle einer schnellen Rückführung von Flüssigkeit zwischen dem Bereich 16 und der mit der Verbindung 17 verbundenen Hydraulikanlage sicherzustellen. Diese Zeit kann dank der Tatsache sehr kurz sein, daß der Gegendruck nach der öffnung 35 aufgrund der Anordnung dieser öffnung 35 unter dem Kopf 26 des Klappenventils 2 5 relativ gerin< ist und daß die Bewegung des KlappenventiIs nur leicht durch die sich aus dem Spiel 47 ergebenden Undichtigkeiten verlangsamt wird.

Ein Leitblech 48 ist um den Schaft 27 unterhalb des Kopfes 26 des Klappenventils 25 herum angeordnet. Die genannte Leitvorrichtung ist ringförmig und dient einer Schraubenrückholfeder 49 als Sitz, die zwischen dem Kopf 26 des Klappenventils 25 und dem Führungskern 19 der Verbindung 17 angeordnet ist.

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Das Leitblech 48 wird einfach unter dem Kopf 26 des Klappenventils 25 durch die Rückholfeder 49 gehalten. Das Leitblech 48 gestattet es, eine Quetschung der Windungen der Feder 49 unter der Wirkung einer beträchtlichen Flüssigkeitsfördermenge zu vermeiden.

Die Feder 49 tendiert dahin, das Klappenventil 25 in die Öffnungslage zurückzuholen, bei der der Kopf 26 vom konischen Sitz 18 getrennt ist. Die Kraft der Rückholfeder 49 wird relativ schwac ι gewählt, und zwar in der Praxis lediglich etwas größer als diejenige, die notwendig ist, um die Masse der beweglichen Einrichtungen zu kompensieren, d.h. also des Klappenventils 25 und zusätzlich der Reibungs- und Hydraulikwiderstandskräfte unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Klappenventil während des Betriebes in der Öffnungslage blockiert ist.

Im Hinblick auf die Inbetriebnahme des Druckbehälters wird durch das Ventil 13 in dem durch die Blase 14 bestimmten Gasbereich 15 ' unter Druck stehendes Gas gespeichert. Die genannte Blase nimmt an Volumen zu und legt sich an den gesamten Innenwandteil der Hülle 10 und schließt das Klappenventil 25.

Dann wird der Anschluß 17 .mit einer Hydraulikanlage verbunden, wo Flüssigkeit mit einem größeren Druck als dem Gasvordruck in der Blase 14 in den Anschluß 17 eingeführt wird, und das Klappenventil 25 durch Eindringen in den Flüssigkeitsteil 16 und durch Kompression der Blase 14 anhebt.

Der Druckbehälter ist im Betriebszustand.

Beim vorliegenden Beispiel ist die Hydraulikanlage so ausgebildet daß ihr Bedarf an Hydraulikflüssigkeit einem konstanten vorherbestimmten Volumen entspricht, das geringer ist als das des Flüssigkeitsteils 16, wenn die Blase 15 in ihrem maximalen Kompressionszustand ist. Auf diese Weise findet, wenn Flüssigkeit aus diesem Flüssigkeitsteil 16 entnommen wird, um sie in die Hydraulikanlage zurückzuführen, niemals eine Verformung der Blase 14, die an Volumen zunimmt, in der Weise statt,

daß sie das Klappenventil 25 erreichen.würde.

Insbesondere ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß der Flüssig keitsdruck im Flüssigkeitsteil 16 höher ist als 130% des Vordruckes der Blase 14, wenn der Flüssigkeitsteil sein Maximalvolumen erreicht hat.

Wenn im Rahmen des Normalbetriebes Flüssigkeit mit großer Fördermenge aus dem Teil 16 entnommen wird, um in die Hydraulikanlage zurückgeführt zu werden, tendiert das Klappenventil 25 dahin, durch den Saugeffekt des schnellen Abfließens der Flüssigkeit plötzlich geschlossen zu werden. Dank der Erfindung ist die Begrenzung der Flüssigkeitsfördermenge allein diejenige, die aus dem Querschnitt der Durchlässe 21 resultiert. Mittlere Förderinengen in der Größenordnung von hundert Litern pro Sekunde könnei mit einem Klappenventil erzielt werden, dessen Durchlässe 21 einen relativ großen Durchmesser haben.

Wenn das Klappenventil 25 so die Tendenz hat, sich zu schließen, dringt sein Schaft 27 in die Führung 19 ein und verringert das Volumen der Kammer 33. Flüssigkeit wird dementsprechend aus dieser Kammer 33 in die Kanäle 36 und 37 und in den hohlen Stift 39 gedrückt und hebt die Kugel 42 an, die trotz des Durchtritts durch das Spiel 47, dessen Querschnitt zu gering ist, um es einer beträchtlichen Flüssigkeitsmenge zu ermöglichen, über diesen Weg zu entweichen, auf dem Sitz 44 zu liegen kommt. Die Kammer . 33 ist demnach daran gehindert, an Volumen abzunehmen,und es kommt zu einer fast sofortigen.hydraulischen Blockierung des Klappenventils 25, d.h. also weit früher als es dem Kopf 26 möglich ist, sich auf dem Sitz 18 (Fig. 3) abzustützen. So wird automatisch das Schließen des Klappenventils 25 bei einer schnei len Flüssigkeitsrückgabe während des Betriebes vermieden.

Die Reaktionszeit der Kugel 42 bei ihrer Bewegung zwischen dem nicht dichten Sitz 41 und dem dichten Sitz 44 kann durch eine entsprechende Zahl der Höhe des Stiftes 40, der die Entfernung der Kugel 42 und dem dichten Sitz 44 bestimmt, justiert werden. Diese Justierung kann auch durch die Wahl doc Durchmesser«; der

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Kugel 42 in bezug auf don Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 4 3 bestimmt werden, in dem die Kugel 42 liegt, was einen mehl oder weniger großen Querschnitt des Durehtrittsspiels 47 bestimmt. Zur Klarstellung sei noch aufgeführt, daß der Durchmesserunterschied der Kugel 42 und des zylindrischen Abschnittes 43 in der Größenordnung von vier und fünf Zehntelmillimetern liegen kann.

Aufgrund der Erfordernisse der Wartung des Druckbehälters kann Veranlassung bestehen, den Behälter durch eine langsame Rückführung der Flüssigkeit vollständig zu leeren, beispielsweise bei Stillstand der Anlage oder bei der Notwendigkeit einer Inspektion. Wenn in diesem Falle das Klappenventil 25 sich dem Sitz 18 nähert und dabei das Volumen der Kammer 33 reduziert, ist ein solcher Vorgang langsam. Die von der Kammer 33 in die Kanäle 36 und 37 und in den hohlen Stift 39 geführte und dann in den zylindrischen Abschnitt 43 einlaufende Flüssigkeit hat die Möglichkeit,insgesamt das Spiel 47 zu überwinden, das um die Kugel 42 herum vorgesehen ist, ohne diese Kugel 42 von ihrem nicht dichten Sitz 41 abzuheben. Die genannte Flüssigkeit kann also frei im Kanal 45 abfließen und dann über die Öffnung 35 nach aus sen abgeleitet werden. So stellt sich der Schließung des Klappenventils 25 unter der direkten Schubwirkung der Blase,14, die in diesem Fall angestrebt wird, nichts entgegen. Es wird bemerkt werden, daß die Blase 14 nur einen sehr geringen Schub auf das Klappenventil 25 zu dessen Schließung auszuüben hat und also nicht Gefahr läuft, in irgendeiner Weise beschädigt zu werden.

Es wird die besonders einfache und bequeme Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ihr präzises und automatisches Funktionieren bemerkt werden.

Weiterhin wird bemerkt werden, daß die Erfindung dann besonders interessant ist, wenn das Volumen der Flüssigkeit aus dem Druckbehälter, das von der hydraulischen Anlage aufgenommen werden kann, geringer ist als das maximale Flüssigkeitsvolumen des Flüssigkeitsteils 16 des Druckbehälters.

Bei einer Variante (Fig. 4) ist die Anordnung analog zu der oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 beschriebenen, aber die Höhe des nicht dichten Sitzes 41 ist regelbar vorgesehen in Form eines Scheibenstapels 50 mit einer mehr oder weniger großen Zahl von Scheiben/ die unterhalb des gespaltenen Stiftes 39 angeordnet sind, was es ermöglicht, den Hub der Kugel 42 zwischen ihren Sitzen 41 und 44 und damit die Reaktionszeit für die hydraulische Blockierung bei schneller Flüssigkeitsrückführung zu justieren.

Bei einer weiteren Variante (Fig. 5) wird der gespaltene Stift 3S durch einen Hohlstift 51 ersetzt, dessen oberes Ende bei 52 gerillt ist, um den nicht dichten Sitz 41 zu bilden. Die Höhe.des
nicht dichten Sitzes 41 ist hier durch mehr oder weniger starkes Einschrauben des Stiftes 51 in eine Gewindebohrung 53 der Führunc 19 vorgesehen.

Eine weitere Variante (Fig. 6) ist die Anordnung analog zu der
unter Bezugnahme auf Fig. 5 oben beschriebenen, aber die Öffnung 35 für den Durchlaß 34 ist im Inneren des ringförmigen Leitbleches 48 in der Weise angeordnet, daß dieses einer noch weiter reduzierten Druckeinwirkung ausgesetzt ist.

In diesem Fall gestattet das Leitblech 48 nicht nur zu vermeiden, daß die Windungen der Rückholfeder 49 unter der Wirkung einer
beträchtlichen Flüssigkeitsfördermenge gequetscht werden, sondern des weiteren eine noch stärkere Verringerung des Druckes
an der Öffnung 35 des Durchlasses 34. Dementsprechend ist der
Druckunterschied zwischen der Berg- und"Talseite der Kugel 42
reduziert, was die Verschiebung der Kugel 42 zwischen ihrem niclr dichten Sitz 41 und ihrem dichten Sitz 44 erleichtert. Dementsprechend ist die Reaktionszeit für die hydraulische Blockierung noch weiter reduziert.

Bei einer weiteren Variante (Fig. 7) ist die Anordnung immer
noch analog zu den oben beschriebenen, aber das Äbdichtungsorgan wird hier durch einen Tauchkolben 42' gebildet, der beweglich in den zylindrischen Abschnitt 43 montiert ist.

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Die Mittel für langsamen Durchtritt bestehen hier aus einem oder mehreren im Tauchkolben 42' angeordenten Kanälen.

Die Ruheabstützung 41 für das Abdichtorgan 42' besteht aus einem Sitz 55, der an sich dicht sein kann, der jedoch mit einem Ableitungskanal verbunden ist, der durch eine Bohrung 56 in dem hohlen Stift 51 gebildet wird. Die Funktionsweise ist analog zu der oben beschriebenen.

Bei einer weiteren Variante (Fig. 8) ist die Anordnung analog zu der unter Bezugnahme auf die Fig. 7 beschriebenen, aber die Mittel für den langsamen Flüssigkeitsdurchtritt bestehen hier aus einem oder mehreren Kanälen, wie z.B. Nuten 54', die an der Außenwand des Tauchkolbens 42' geschaffen wurden.

Bei noch einer Variante (Fig. 9) ist die Anordnung analog zu der unter Bezugnahme auf die Fig. 8 beschriebenen, aber die Ruheauflage 41 für das Abdichtorgan 42', die durch den an sich dichten Sitz 55 gebildet wird, ist mit einem direkt in dem Schaft 27 des Klappenventils 25 vorgesehenen Ableitungskanal 56" verbunden. Außerdem werden die Nuten 54' der Fig. 8 hier durch Nuten 54" er· setzt, die in der Innenwand des zylindrischen Abschnittes 43 ausgebildet werden.

Bei einer weiteren Variante (Fig. 10) ist das Abdichtungsorgan, das aus einer Kugel, z.B. der Kugel 42, besteht, geeignet, auf einem flachen Boden 57 des Abschnittes 43 zu liegen zu-kommen, während ein Kanal 56" analog zum Kanal 56* zwischen der Kammer 33 und dem Abschnitt 4 3 vorgesehen ist.

Bei den vorstehenden Ausführungen besteht der bewegliche Trenner aus einer verformbaren Blase 14, er könnte jedoch auch durch einen Kolben gebildet werden. Des weiteren wurde der Druckbehälter in Form eines hydropneumatxschen Druckspeichers beschrieben, er könnte jedoch auch durch jeden anderen geeigneten Druckbehältertyp gebildet werden.

- Patentansprüche -

, ²

Leerseite

Claims

- OS- - 21.370/ki

PATENTANSPRÜCHE

ί 1) !Klappenventil für Druckbehälter, wobei der genannte Druckbehälter eine formsteife Hülle 10 hat, die eine Gasöffnung 11 und eine gegenüberliegende Flüssigkeitsöffnung 12, einen beweglichen, sich im Inneren der Hülle 10 zwischen den genannten beiden öffnungen 11,12 und diese in einen Gasteil 15 und einen Flüssigkeitsteil 16 mit variablen Volumina trennenden Teiler 14 aufweist, wobei das genannte Klappenventil 25 einen beweglichen, in einer Führung 19 montierten Schaft 27 und einen zur Verschließung der Flüssxgkeitsöffnung 12 geeigneten Kopf 26 aufweist, wobei der genannte Schaft 27 mit der genannten Führung 19 eine Flüssigkeitskammer 33 variablen Volumens bildet, wobei die genannte Kammer 33 dann im Volumen reduziert wird, wenn der Schaft 27 eindringt und wobei die genannte Kammer 33 durch Durchtrittsmittel 34 mit einer öffnung 35 in Verbindung steht, die in der Nähe des Kopfes 26 des Klappenventils 25 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Durchtrittsmittel 34 einerseits Unterbrechungsmittel 42,42' für das Abfließen der Flüssigkeit aus der genann ten Kammer 33, wenn die genannte Kammer 33 an Volumen abnimmt, und andererseits- Mittel für langsamen Durchtritt 47 zwischen der genannten Kammer 33 und einem aktiven Teil der genannten Unterbrechermittel 42,42' für das Abfließen der Flüssigkeit aufweisen.
2) Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Durchtrittsmittel 34 einen zylindrischen Abschnitt

43 aufweisen, der an seinem der öffnung 35 der genannten Durch trittsmittel 34 am nächsten gelegenen Ende einen dichten Sitz

44 aufweist, während die genannten Unterbrechermittel ein Abdichtungsorgan 42,42' aufweisen, das in dem genannten Abschnit 43 beweglich montiert und geeignet ist, von der Flüssigkeit ge schoben zu werden, um sich bei der Schließung aufgrund einer . Verringerung des Volumens der genannten Kammer 33 auf den dich ten Sitz 44 abzustützen, wobei die genannten Mittel für langsamen Durchtritt 47 ständig die beiden Teile 43A, 43B des Abschnittes 43, die beiderseits des Abdichtungsorganes 42 ,,42'

angeordnet sind, in Verbindung halten.
3) Klappenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt 43 des Flüssigkeitsdurchtrittes 44 an seinem zum dichten Sitz 4 4 entgegengesetzten und der Kammer variablen Volumens 33 am nächsten gelegenen Ende eine Auflage 41 aufweist, um darauf das Abdichtungsorgan 42,42' abzustützen ,zu dem letzteres durch eine schwache Feder 46 tendenziell zurückgeholt wird, wobei die genannte Abstützung geeignet ist, den Abfluß zwischen der genannten Kammer 33 und dem genannten Abschnitt 43 durchzulassen.
4) Klappenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Auflage 41 durch ein Ende eines hohlen Zapfens 39 gebildet wird, der bei 40 gespalten ist (Fig. 2 oder Fig.4)
5) Klappenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Sitz 41 durch ein gerilltes Ende 52 eines hohlen Stiftes 51 gebildet wird (Fig. 5 oder Fig. 6).
6) Klappenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Sitz 41 durch ein Ende eines hohlen Stiftes 51 gebildet und mit einem Umleitungskanal 56, 56' (Figuren 7 bis 9) verbunden ist.
7) Klappenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Sitz durch einen Boden 57 des genannten zylindrischen Abschnittes 4 3 gebildet und tait einem Ableitungskanal 54" (Fig. 10) verbunden ist.
8) Klappenventil nach Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Regeleinrichtungen zur Justierung· der Höhe des Sitzes 41 vorgesehen sind.
9) Klappenventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Regoleinrichtungen einen Stapel Scheiben 50 in grösserer oder kleinerer Zahl aufweisen (Fig. 4 oder Fig. 7).

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10) Klappenventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen eine Verschraubung 53 aufweisen (Fig. 5 oder Fig. 6).
11) Klappenventil nach Ansprüchen 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan aus einer Kugel 42 besteht (Figuren 1 - 6).
12) Klappenventil nach Ansprüchen 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan aus einem Tauchkolben 42' (Figuren 7 bis 9) besteht.
13) Klappenventil nach Ansprüchen 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für langsamen Durchtritt aus einem leichten Diametralspiel 47 zwischen dem Verschließorgan 42 und dem zylindrischen Abschnitt des Durchlasses 43 (Fig. 2 und 10) bestehen.
14) Klappenventil nach Ansprüchen 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für langsamen Durchtritt aus mindestens einem engen Kanal 54,54' bestehen, der in dem Verschließorgan 42* vorgesehen ist (Figuren 7 und 8).
15) Klappenventil nach Ansprüchen 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für langsamen Durchtritt aus mindestens einem in dem Schaft 27 des Klappenventils 25 geschaffenen engen Kanal 54" bestehen (Figur 9).
16) Klappenventil nach Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung 35 des Durchlasses 34 direkt unterhalb des Kopfes 26 des Klappenventils 25 angeordnet ist.
17) Klappenventil nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges Leitblech 48 unterhalb des Kopfes 26 des Klappenventils 25 angeordnet ist.

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-S.
18) Klappenventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung 35 des Durchlasses 34 im Inneren des genannten ringförmigen Leitbleches 48 angeordnet ist (Fig. 6).
19) Klappenventil nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das Klappenventil 25 durch eine Feder 4 9 in der Öffnungsstellung der Flüssigkeitsöffnung 12 zurückgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte ringförmige Leitblech 48 für die genannte Rückholfeder 49 einen Sitz bildet.
20) Klappenventil nach Ansprüchen 1 bis 19, bei dem das Klappenventil 25 durch eine Feder 49 in der Öffnungsstellung der Flüssigkeitsöffnung 12 zurückgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft dieser Rückholfeder 49 schwach .und nur etwas größer vorgesehen ist als diejenige, die notwendig ist, um die Masse des Klappenventils.25.zuzüglich der Reibungskräfte und des hydraulischen Widerstandes auszugleichen.
21) Klappenventil für Druckbehälter, wobei der genannte Druckbehälter eine formsteife Hülle 10 hat, die eine Gasöffnung 11 und eine gegenüberliegende Flüssigkeitsöffnung 12, einen beweglichen, sich im Inneren der Hülle 10 zwischen den genannten beiden öffnungen 11,12 und diese in einem Gasteil 15 und einen Flüssigkeitsteil 16 mit variablen Volumina trennenden Teiler 14 aufweist, wobei das genannte Klappenventil 25 einer beweglichen, in einer Führung 19 montierten Schaft 27 und einen zur Verschließung der Flüssigkeitsöffnung 12 geeigneten Kopf 26 aufweist, wobei der genannte Schaft 27 mit der genannten Führung 19 eine Flüssigkeitskammer 33 variablen Volumens bildet, einen in der Klappe 25 geschaffenen und zwischen der genannten Kammer 33 und einer unter dem Kopf 26 des Klappenventils 25 angeordneten öffnung 35 gelegenen Flüssigkeitsdurchtritt, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Durchtritt 34 einen zylindrischen' Abschnitt 43 aufweist, 'der einerseits an seinem am nächsten an der öffnung 35 des genannten Durchtrittes 34 gelegenen Ende mit einem dichten Sitz 4 4 und andererseits an seinem am nächsten an der genannten Kammer 33 gelegenen Ende mit einem nicht dichten Sitz 41

versehen ist, während eine Kugel 4 2 beweglich in diesem Abschnitt 43 montiert ist und durch eine Feder 46 auf dem nicht dichten Sitz 41 zurückgehalten wird und geeignet ist, von der Flüssigkeit geschoben zu werden, um sich schließend auf den dichten Sitz 44 aufzusetzen, wenn eine Volumenreduzierung der genannten Kammer 33 eintritt, durch ein Mittel für den langsamen Durchtritt mit reduziertem Querschnitt, das durch ein leichtes diametrales Spiel zwischen der Kugel 42 und dem Abschnitt 43 gebildet wird und ein ringförmiges Leitblech unter dem Kopf 26 des Klappenventils 25 zur Bildung eines Sitzes für eine schwache Rückholfeder 49 des Klappenventils 25 in die Öffnungsstellung.