DE2921268C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum Prüfen
der Betriebseigenschaften von eingebauten Absperrventilen
eines Stoßabsorbers.
Stoßabsorber mit hydraulisch betätigten Stoßunterdrückern
oder Stoßdämpfern werden üblicherweise in Kraftwerken zur
Abstützung großer Bauteile verwendet, um diese im Falle
einer Explosion innerhalb des Kraftwerks an ihrer Stelle
zu halten. Um die Funktionsfähigkeit eines Stoßabsorbers
zu gewährleisten, ist eine periodische Überprüfung der Begrenzungsventile
des Stoßabsorbers erforderlich. Diese
Prüfung des richtigen Absperrens der Absperrventile eines
Stoßabsorbers ist zeitraubend und zählt zu den periodischen
Wartungsarbeiten innerhalb von Kraftwerken.
Bislang war es erforderlich, die Absperrventile von Stoßdämpfern
von deren Gehäuse und Halterung zu demontieren. Die
Demontage der eingebauten Teile machte die Stoßdämpfer oder
Stoßabsorber vorübergehend betriebsunfähig. Als wesentlicher
Nachteil hat sich dabei erwiesen, daß die Überprüfung von
derartigen passiven Bauteilen den Betrieb des Kraftwerks
in nachteiliger Weise beeinflußte.
Um die Demontage von Stoßabsorbern zu Prüfzwecken zu
vermeiden, sind bereits verschiedene Prüfverfahren bekannt,
beispielsweise lange Fluid- und Vakuumleitungen von einer
entfernten Prüfstation zu den Stoßabsorbern des Kraftwerks.
Dies Verfahren besitzt jedoch wesentliche Nachteile und die
Bewegung von schweren Geräten zum Stoßabsorber ist äußerst
schwierig. Die bekannten Prüfvorrichtungen sind daher aufgrund
ihrer Größe und ihres Gewichtes nur schwer an Stoßabsorbern
in Stellung bringbar.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Prüfvorrichtung, insbesondere
eine tragbare Prüfvorrichtung zu schaffen, mit der Absperrventile
von Stoßabsorbern ohne Demontage prüfbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Prüfvorrichtung gemäß
dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.
Die Prüfung der eingebauten Absperrventile eines Stoßabsorbers
ist daher ohne Demontage des Stoßabsorbers von
seinem Gehäuse sowie von den Halterungen möglich und der
Kraftwerksbetrieb wird dadurch nicht unterbrochen.
Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung umfaßt einen ersten
Kanister zur Aufnahme eines Fluids. Das Fluid wird beim
Prüfen durch die Absperrventile des Stoßabsorbers geleitet.
Ein zweiter Kanister dient zur Sammlung des Fluids nach
der Durchströmung des Stoßabsorbers. Fluidleitungen verbinden
die ersten und zweiten Kanister mit dem Stoßabsorber.
Ein Ventil liegt in den Fluidleitungen und dient
zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit vom ersten Kanister
zum Stoßabsorber. Die Strömungsgeschwindigkeit des
zum Stoßabsorber strömenden Fluids ist mit einer Meßeinrichtung
meßbar sowie aufzeichenbar, wobei die gemessene
Strömungsgeschwindigkeit eine Anzeige für die erforerliche
Strömungsgeschwindigkeit im Stoßabsorber liefert, die notwendig
ist, um die Absperrventile zu schließen und den
Stoßabsorber zu verriegeln. Auf diese Weise sind die Betriebseigenschaften
der Absperrventile ohne Demontage des
Stoßabsorbers vom Gehäuse und von den Halterungen prüfbar.
Die Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Prüfen
der Betriebseigenschaften von eingebauten Absperrventilen
eines Stoßabsorbers, nachdem ein erster Kanister mit Fluid,
ein zweiter Sammelkanister sowie ein Vakuumkanister zur
Prüfstelle eines Stoßabsorbers transportiert werden. Eine
Ventilanordnung wird an an die Kanister angeschlossene
Fluidleitungen angeschlossen und mit Auszieh- und Rückziehöffnungen
des Stoßabsorbers verbunden. Die Ventilanordnung
wird so betätigt, daß Fluid vom ersten Kanister durch den
Stoßabsorber zum zweiten Kanister in geregelter Strömungsgeschwindigkeit
gefördert wird, ohne daß der Normalbetrieb
des Stoßabsorbers unterbrochen wird. Das Fluid wird im
zweiten Kanister nach dem Durchströmen des Stoßabsorbers
gesammelt. Die Geschwindigkeit des durch den Stoßabsorber
strömenden Fluids wird gemessen und aufgezeichnet und die
derart gemessene Geschwindigkeit liefert eine Angabe für
die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit im Stoßabsorber,
die für ein Schließen der Absperrventile und ein Verriegeln
des Stoßabsorbers benötigt wird. Nach Abschluß der Prüfung
werden die Ventilanordnung und die Fluidleitungen vom Stoßabsorber
getrennt und von der Prüfstelle des Stoßabsorbers
entfernt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher
erläutert; es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Prüfvorrichtung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der an einen Stoßunterdrücker
angeschlossenen Prüfvorrichtung;
Fig. 3 und 4 Schemadarstellung der Fluidströmung durch den Stoßunterdrücker
während des Prüfbetriebs;
Fig. 5 eine Schemadarstellung eines einen Teil der Vorrichtung
bildenden Datensammlers;
Fig. 6 Spannungskurven von verschiedenen Stellen des in
Fig. 5 dargestellten Datensammlers;
Fig. 7 eine Schemadarstellung eines zur Vorrichtung gehörenden
Datenreduzierers; und
Fig. 8 Spannungskurven von verschiedenen Punkten des in
Fig. 7 dargestellten Datenreduzierers.
Fig. 1 zeigt eine Prüfvorrichtung 10 mit einem Tragegestell
12, durch das eine Bedienungsperson die Vorrichtung zu einem
zu prüfenden Stoßunterdrücker bringen kann. Das Tragegestell
12 umfaßt einen Rahmen 14 zum Einsatz von Fluidkanistern 16
und 18, Rückführkanistern 20 und 22 und von einem Vakuumkanister
24. Der Rahmen 14 besteht beispielsweise aus leichtgewichtigen
Aluminiumrohren oder anderen Stoffen, die dem
Rahmen bei hinreichender Festigkeit ein leichtes Gewicht
gewährleisten. Das Tragegestell 12 umfaßt ferner Riemen 26
zum Anschnallen an einem Arbeiter.
Die Fluidkanister 16 und 18 enthalten reines, gefiltertes und
luftfreies Hydraulikfluid, das unter Druck eingefüllt ist.
Die Fluidkanister 16 und 18 sind beispielsweise Luft- oder
Feder-belastete Membrangefäße. Fluidkanister 16 und 18 sind
durch Fluidleitungen 28 und 30 zu einer Hauptfluidleitung 32
verbunden. Die Rückführkanister 20 und 22 sind leer und
enthalten beispielsweise Membrangefäße. Fluidleitungen 34 und
36 sind mit ihnen zu einer Hauptrückführleitung 38 verbunden.
Der Vakuumkanister 24 ist an eine Vakuumleitung 44 angeschlossen.
Anstelle der im Ausführungsbeispiel beschriebenen fünf
Kanister, nämlich der beiden Fluidkanister 16 und 18, der
beiden Rückführkanister 20 und 22 und des einen Vakuumkanisters
24 ist natürlich auch eine andere Anzahl von Kanistern
denkbar, die das erforderliche Fluid- und Vakuumvolumen ohne
Aufladung aufzunehmen vermag. In der bevorzugten Ausführung
sind die Fluidkanister 16 und 18 mit Hilfe von Stickstoff
unter Druck gesetzt, der einen Fluiddruck von etwa 28 atm
erzeugt.
In den Fig. 1 und 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen, wobei die Prüfvorrichtung 10 eine
Ventilanordnung 50 aufweist. Eine Hauptfluidleitung 32 ist
über ein Nadelventil 52 und eine Fluidleitung 54 an ein in
der Ventilanordnung 50 liegendes Steuerventil 56 angeschlossen.
Eine Hauptrückführleitung 38 ist ebenfalls über das Steuerventil
56 der Ventilanordnung 50 geführt.
Die Prüfvorrichtung 10 umfaßt ferner einen Durchflußmesser 58,
dessen Betriebsweise nachfolgend beschrieben wird. Der Durchflußmesser
58 ist im Vakuumkanister 24 untergebracht und umfaßt
einen Kolben 58 a (Fig. 3), der auf durch den Durchflußmesser
58 strömendes Fluid anspricht, sowie einen Geschwindigkeitswandler
58 b (Fig. 5). Der Geschwindigkeitswandler 58 b
gibt ein Spannungssignal ab, das proportional zu der auf den
Kolben 58 a übertragenen Geschwindigkeit ist und stellt damit
die Fluidströmungsgeschwindigkeit durch den Durchflußmesser 58
dar. Das Ausgangssignal des Geschwindigkeitswandlers 58 b wird
über eine Signalleitung 60 zu einer Datensammel- und Reduzierschaltung
62 geführt. Die Datensammel- und Reduzierschaltung
62 wird im folgenden als Datenreduzierer bezeichnet
und anhand der Fig. 5 bis 8 beschrieben. Der Durchflußmesser
58 ist über Fluidleitungen 66 und 68 an das Steuerventil
56 angeschlossen. Dieses ist ein von Hand betätigbares
Ventil, das über Fluidleitungen 74 und 76 an ein Druckregelventil
72 angeschlossen ist. Das Steuerventil 56 ist zwischen
einer ersten und einer zweiten Stellung betätigbar. In der
ersten Stellung verbindet das Steuerventil 56 die Fluidleitung
54 mit der Fluidleitung 68, die Fluidleitung 66 mit
der Fluidleitung 76 und die Hauptrückführleitung 38 mit der
Fluidleitung 74. In der zweiten Stellung verbindet das Steuerventil
56 die Fluidleitung 54 mit der Fluidleitung 66, die
Fluidleitung 68 mit der Fluidleitung 74 und die Hauptrückführleitung
38 mit der Fluidleitung 76. Der Betrieb des
Steuerventils 56 wird im folgenden anhand der Fig. 3 und 4
näher erläutert.
Das Druckregelventil 72 ist über eine Fluidleitung 80 an ein
Absperrventil 82 angeschlossen und über eine Fluidleitung 84
mit einem Druckfühler 86 verbunden. Das Druckregelventil 72
ist ferner über eine Fluidleitung 90 an ein Absperrventil 92
und über eine Fluidleitung 74 an einen Druckfühler 96 angeschlossen.
Das Druckregelventil 72 gestattet eine Fluidströmung vom
Steuerventil 56 über die Fluidleitungen 74 und 80 zum Absperrventil
82. Wenn der Fluiddruck in der Leitung 80 jedoch
einen vorgegebenen Druck erreicht, dann wird das Druckregelventil
72 betätigt und der Fluiddruck zwischen den
Leitungen 74 und 80 geregelt. Auf ähnliche Weise strömt
Fluid normalerweise vom Steuerventil 56 über die Fluidleitung
76 und durch das Druckregelventil 72, durch die Fluidleitung 90
zum Absperrventil 92. Beim Erreichen eines vorgegebenen
Druckes regelt das Druckregelventil 72 den Fluidmaximaldruck
zwischen Steuerventil 56 und Absperrventil 92.
Der Vakuumkanister 24 ist durch eine Vakuumleitung 44 an ein
aufstoßbares Ventil 100 und durch eine Vakuumleitung 102 an
einem Vakuumfühler 104 angeschlossen. Ein Absperrventil 82
ist durch eine Fluidleitung 106 an einen Ventilfitting 112
angeschlossen. Das aufstoßbare Ventil 100 ist durch Vakuumleitungen
114 und 116 mit Fluidleitungen 106 und 110 verbunden.
Fig. 2 zeigt den Anschluß der Prüfvorrichtung 10 an einen
Stoßunterdrücker 120. Der Stoßunterdrücker oder Stoßabsorber
120 umfaßt einen Hauptzylinder 122. Im Hauptzylinder 122 ist
ein Kolben 124 verschiebbar, der eine Rückziehkammer 126 und
eine Auszieh- oder Vorschiebekammer 128 im Hauptzylinder 122
bildet. Der Kolben 124 ist über eine Kolbenstange 132 mit
einem Montageteil 134 verbunden, der innerhalb eines Kraftwerkes
an ein den Stoßabsorber 120 vor Explosion, übermäßiger
Verschiebung oder anderer Versetzung zu schützendes Gerät
angeschlossen ist. Ein Ende 120 b des Stoßabsorbers 120 ist
über ein Montageteil 136 an einem Stangenteil 140 angebracht.
Zwischen der Kolbenstange 132 und dem Stoßabsorber 120 liegt
ein mechanischer Anzeiger 146 zur Anzeige der Lage der
Kolbenstange 132.
Der Stoßabsorber 120 umfaßt ferner einen Fluidtank 150. Der
Tank 150 weist einen Ablaß- sowie Einlaßanschluß 152 auf,
um den Stoßdämpfer 120 warten und die richtige Menge von
Tankfluid aufrechterhalten zu können. Zur Rückziehkammer 126
des Stoßabsorbers 120 gehört ein Auslaß 154 mit einem Auslaßventil
156. Zur Ausziehkammer 128 des Stoßabsorbers 120
gehört eine Öffnung 158 mit einem Öffnungsventil 160. Im
Hauptzylinder 122 sind ferner abwechselnd gegeneinander
wirkende Ringventile 166 und 168 vorgesehen, die aufgrund
einer Verschiebung des Kolbens 124 eine Hydraulikfluidströmung
durch den Stoßabsorber 120 zulassen. Im Betrieb ist die
Prüfvorrichtung 10 an den Stoßabsorber 120 dadurch angeschlossen,
daß der Ventilfitting 108 der Ventilanordnung 50 mit
dem Einlaßventil 160 des Stoßabsorbers 120 und der Ventilfitting
12 des Ventils 50 mit dem Einlaß 156 des Stoßabsorbers
120 verbunden ist.
Der Betrieb der Prüfvorrichtung 10 wird nun anhand der Fig.
2 und 3 näher erläutert. Zum Prüfen wird der Stoßabsorber 120
an die Ventilanordnung 50 über Ventilfittinge 108 und 112 angeschlossen,
wodurch die Einlaßventile 160 und 156 des Stoßabsorbers
120 angeschlossen sind. Vor der Betätigung der Einlaßventile
156 und 160 des Stoßabsorbers 120 wird der Tank 150
abgetrennt und das aufstoßbare Ventil 100 wird aufgestoßen und
solange offengehalten, bis der Vakuumfühler 104 einen nichtschwankenden
Druck anzeigt. Die Betätigung des aufstoßbaren
Ventils 100 und das Abhängen des Tanks 150 dient dazu, um
alle Luft und jedes Restfluid aus den Fluidleitungen 106 und
110 aus den Ventilfittingen 108 und 112 sowie aus den Einlaßventilen
160 und 156 auszustoßen. Nachdem Fluidleitungen 106
und 110, die Ventilfittinge 108 und 112 sowie die Einlaßventile
160 und 156 evakuiert worden sind, werden die Einlaßventile
156 und 160 betätigt, um die Prüfvorrichtung 10 mit
dem Stoßabsorber 120 hydraulisch zu verbinden. Zu Beginn des
Prüfvorganges werden die Absperrventile 82 und 92 betätigt.
Fig. 3 zeigt die erste Stellung des Steuerventils 56. Wie zuvor
erwähnt, verbindet das Steuerventil 56 in der ersten
Stellung die Hauptfluidleitung 32 über das Einlaßventil 56 a
mit der Fluidleitung 68 zum Durchflußmesser 58. Aus dem Durchflußmesser
58 strömendes Fluid gelangt durch die Fluidleitung
66 und ein Einlaßventil 56 b des Steuerventils 56 in die Fluidleitung
76 zum Druckregelventil 72 und damit auf einen Strömungsweg
durch den Stoßabsorber 120. Nach dem Prüfen des Stoßabsorbers
120 fließt das Fluid vom Druckregelventil 72 über ein
Einlaßventil 56 c des Steuerventils 56 in die Hauptrückführleitung
38 zurück. Durch Betätigung des Nadelventils 52 kann
Fluid durch die Fluidleitung 54 zum Durchflußmesser 58 und
durch Fluidleitungen 66, 76 und 90 zum Absperrventil 92 des
Stoßabsorbers 120 strömen. Anschließend strömt Fluid durch
abwechselnd gegeneinanderwirkende Ringventile 168 und 166 in
die Fluidleitung 106 zum Absperrventil 82. Durch das Absperrventil
82 strömendes Fluid gelangt durch Fluidleitungen 80
und 74 zum Einlaßventil 56 c des Steuerventils 56 und durch
die Hauptrückführleitung 38 in die Rückführkanister 20 und
22 zurück.
Die Geschwindigkeit des auf obigem Pfade strömenden Fluids
wird vom Durchflußmesser 58 gemessen, dessen Ausgangssignale
über Signalleitungen 60 an den Datenreduzierer 62 gelegt werden.
Die Fluidströmungsgeschwindigkeit wird durch Öffnen eines Nadelventils
52 erhöht. Diese Strömungserhöhung verursacht ein
Schließen des Ringventils 166. Ein solches Verschließen ruft
ein plötzliches Abbrechen von Fluidströmung hervor, die vom
Durchflußmesser 58 festgestellt wird. Es ist bekannt, die
Strömungsgeschwindigkeit, bei der ein Ringventil 166 schließt,
in eine äquivalente Stoßabsorber-Kolbengeschwindigkeit umzuwandeln.
Bei einer Regelung des Fluiddrucks von der Fluidleitung
76 zur Fluidleitung 90 wird das Nadelventil 52 geschlossen
und die Zeit, die der Druck in der Rückziehkammer
126 zum Abklingen über ein bestimmtes Druckintervall braucht,
liefert ein Maß für die Leckrate des Stoßabsorbers 120. Die
Anzeige des Drucks erfolgt durch den Druckfühler 96. Bei reguliertem
Druck ist die Strömung durch einen Durchflußmesser
58 meßbar und die Leckrate dadurch bestimmbar, daß ein bekannter
Druckabfall bei vorgegebener Last mit dem Druck über den Kolben
124 in Beziehung gesetzt wird. Mit dem Ansteigen des Druckes
in der Ausziehkammer 126 zeigt der Anzeiger 146 (Fig. 2)
die Bewegung des Kolbens 124 an, um den mechanischen Freiheitsgrad
der Kolbenstange 132 zu bestimmen.
Fig. 4 zeigt die zweite Stellung des Steuerventils 56 zur
Umkehr der Fluidströmung durch den Durchflußmesser 58, um
einen Druck in der Ausziehkammer 128 des Stoßabsorbers 120
aufzubauen. In der zweiten Stellung des Steuerventils 56
ist die Fluidleitung 54 über das Einlaßventil 56 b des Steuerventils
56 an die Fluidleitung 66 angeschlossen. Aus dem
Durchflußmesser 58 strömt Fluid durch die Leitung 68 aus.
Die Leitung 68 ist an die Fluidleitung 74 angeschlossen und
führt durch das Einlaßventil 56 a des Steuerventils 56. Hierauf
strömt Fluid aus der Leitung 74 über das Druckregelventil 72
in der Leitung 80 zum Absperrventil 82. Vom Stoßabsorber 120
zurückströmendes Fluid fließt über das Absperrventil 92 zum
Steuerventil 56 zurück, und zwar durch die Leitungen 90 und 76.
Die Fluidleitung 76 ist über das Einlaßventil 56 d des Steuerventils
56 an die Hauptrückführleitung 38 angeschlossen.
Strömt Fluid von den Fluidkanistern 16 und 18 zum Stoßabsorber
120 und in oben beschriebener Weise wieder in die Rückführkanister
20 und 22 zurück, wobei sich das Steuerventil 56
in der zweiten Stellung befindet, dann wird die Ausziehkammer
128 des Stoßabsorbers 120 dadurch unter Druck
gesetzt, daß die Ringventile 166 und 168 offen sind. Ein
Nadelventil 52 wird geöffnet, um die Fluidströmung durch
den Durchflußmesser 58 zu vergrößern, während das Ringventil
168 schließt. Die Durchströmgeschwindigkeit des Fluides durch
den Durchflußmesser 58 zum Zeitpunkt des Schließens des Ringventils
168 ist die Kriechrate des Stoßabsorbers 120 und
gibt den mechanischen Freiheitsgrad der Kolbenstange 132 an.
In der zweiten Stellung des Steuerventils 56 gemäß Fig. 4
kann durch Schließen des Absperrventils 92 Hydraulikfluid in
den Tank 150 des Stoßabsorbers 120 eingeführt werden, und zwar
durch Betätigung des Nadelventils 52.
Nach Abschluß aller Prüfungen mit der Prüfvorrichtung 10
werden die Absperrventile 82 und 92 und die Einlaßventile
156 und 160 geschlossen. Das aufstoßbare Ventil 100 wird
nun geöffnet, um die Fluidleitungen 106 und 110 sowie die
Vakuumleitungen 114 und 116 von überschüssigen Restfluiden
freizumachen. Die Ventilfittings 108 und 112 werden gelöst
und der Druck im Tank 150 bringt den Stoßabsorber 120 in
seine Betriebslage zurück. Falls erforderlich, werden die
Fluidkanister 16 und 18 wieder mit sauberem, gefilterten und
entgastem Hydraulikfluid aufgefüllt. Die Fluidkanister 16 und
18 werden durch Abtrennen der Fluidleitung 54 vom Nadelventil
52 wieder aufgefüllt. Die Rückführkanister 20 und 22 sind
dadurch von zurückgeleitetem Fluid leerbar, indem die Fluidleitungen
34 und 36 abgetrennt werden.
Man erkennt also, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung 10
einen Stoßabsorber in seinen Betriebseigenschaften ohne
tatsächliche Betätigung des Hauptzylinders des Stoßabsorbers
zu prüfen vermag. Dadurch ist die Entfernung und das
Wiedereinsetzen eines Stoßabsorbers zu dessen Funktionsbereitschaftsprüfung
nicht erforderlich. Da die erfindungsgemäße
Vorrichtung tragbar ist, kann sie leicht zu jeder
Stelle innerhalb eines Kraftwerks gebracht und dort angesetzt
werden.
Fig. 5 zeigt ein Schemaschaltbild einer Datensammelschaltung
180, die zum Datenreduzierer 62 gemäß Fig. 2 gehört. Die
Datensammelschaltung 180 sammelt und speichert die Ausgangssignale
des Durchflußmessers 58 aus Fig. 2 während der
Prüfung eines Stoßabsorbers zur nachfolgenden Datenreduzierung
und -analyse. Die Datenreduzierung und -analyse wandelt nach
dem Prüfen die Durchflußmesserausgangssignale in Sperr- und
Leckraten des geprüften Stoßabsorbers um.
Die Datensammelschaltung 180 wandelt ein Gleichspannungsausgangssignal
vom Geschwindigkeitswandler 58 b in ein Wechselspannungssignal
um und zeichnet dieses Wechselspannungssignal
auf einem Aufzeichner 182 auf. Der Aufzeichner 182 ist beispielsweise
ein Audiorecorder. Der Aufzeichner 182 zeichnet
die Geschwindigkeiten auf einem Magnetband auf, und zwar derart,
daß nach Abschluß einer Prüfung eines Stoßabsorbers der Aufzeichner
182 Daten über eine zum Datenreduzierer 62 gehörende
Datenreduzierschaltung gemäß Fig. 7 zum Analysieren
der Daten an einen Streifenaufzeichner liefert. Die Datensammelschaltung
180 umfaßt ferner optische Anzeigen 190,
192, 194 und 196. Die Anzeige 190 gibt an, ob die Batteriespannung
für die Datensammelschaltung 180 noch ausreicht.
Die Anzeige 192 gibt die Endstellung eines aufwärtsgerichteten
Kolbenhubes des Kolbens 58 a im Durchflußmesser 58
an. Die Anzeige 194 zeigt das Ende eines nach unten gerichteten
Kolbenhubes des Kolbens 58 a an. Die Anzeige 196
liefert eine Angabe darüber, ob genug Fluid durch den
Durchflußmesser 58 strömt.
Im Betrieb der Datensammelschaltung 180 kann eine an einer
Prüfstelle ankommende Bedienungsperson Identifikationsdaten,
beispielsweise die Seriennummer, unmittelbar über ein Mikrophon
auf den Aufzeichner 182 sprechen. Während des Prüfens
ist der Aufzeichner 182 an die Datensammelschaltung 180
angeschlossen, um die Fluidströmung durch den Durchflußmesser
58 festzuhalten.
In Fig. 5 ist das Gleichspannungsausgangssignal vom Geschwindigkeitswandler
58 b an einen hochimpedanten Verstärker
200 gelegt. Der Geschwindigkeitswandler 58 b umfaßt beispielsweise
einen Schaevitz Linear Transducer, Modell 7L6VTZ. Verschiebt
sich der Kolben 58 a gemäß Fig. 3 als Folge einer
durch den Durchflußmesser 58 strömenden Fluidströmung, dann
liefert der Geschwindigkeitswandler 58 b ein in Fig. 6a dargestelltes
Gleichspannungssignal. In einer bevorzugten Ausführung
liegt das Ausgangssignal des Geschwindigkeitswandlers
58 b zwischen ±120 Millivolt je 2,54 cm je Sekunde Kolbenverschiebung
des Kolbens 58 a. Der Verstärker 200 ist beispielsweise
eine Type LM324 oder LM124 I/C mit einem Verstärkungsfaktor
von 1. Das Ausgangssignal des Verstärkers 200
ist in Fig. 6b angegeben.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 200 ist an einen Schalter
202 mit Kontakten 202 a und 202 b gelegt. Steht der Schalter 202
in Berührung mit dem Kontakt 202 a gemäß Fig. 5, dann wird der
Ausgang des Verstärkers 200 an einen Schalter 204 mit den
Kontakten 204 a, b und c gelegt. Die Kontakte 204 a, b und c
sind an Widerstände 206 a, b, c derart angeschlossen, daß die
Stellung der Schalter 202 und 204 und die Wahl der Widerstandswerte
206 a, b, c unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten
beim Durchfluß durch den Durchflußmesser 58 aufzuzeichnen vermag.
Die Stellung des Schalters 204 gestattet das Aufzeichnen
von großen Fluidströmungsgeschwindigkeiten durch den Durchflußmesser
58, vorzugsweise 25 cm je Minute, 625 cm je Minute
und 2500 cm je Minute. Wird der Schalter 202 in Berührung mit
dem Kontakt 202 b gebracht, dann wird der Ausgang des Verstärkers
200 an einen Schalter 208 mit Kontakten 208 a und
208 b geführt. Die Kontakte 208 a und 208 b sind an Widerstände
210 a und 210 b derart angeschlossen, daß durch Einstellung der
Schalter 202 und 208 Strömungsgeschwindigkeiten aufzeichenbar
sind, die vorzugsweise 12,5 cm je Minute und 25 cm je Minute
betragen.
Die Verbindung der Schalter 204 und 208 mit ihren zugehörigen
Widerständen 206 und 210 bestimmen den Betrag des Signals vom
Verstärker 200, welcher an einen Verstärker 212 geführt wird.
Der Verstärker 212 ist beispielsweise ein LM324 oder ein
LM124 Quad-Operationsverstärker I/C, der das Ausgangssignal
des Verstärkers 200 verstärkt. Vorzugsweise liegt dieses Verstärkersignal
im Bereich von ±9,5 Volt und hat den Verlauf
gemäß Fig. 6c. Der Ausgang des Verstärkers 212 ist an einen
Verstärker 214 angeschlossen, der als Zwischenspeicher zwischen
dem Verstärker 212 und einer phasenstarren Schleifenschaltung
216 liegt. An den Eingang des Verstärkers 214 ist ferner ein
Schalter 218 mit Kontakten 218 a und 218 b angeschlossen und mit
einem Schalter 220 mit Kontakten 220 a und 220 b verbunden. Durch
die Schalter 218 und 220 ist die richtige Vorspannung für die
Mitte der Betriebsfrequenz der phasenstarren Schleifenschaltung
216 einstellbar.
Die Ausgabe des Verstärkers 214 ist in Fig. 6d dargestellt.
In der bevorzugten Ausführung hat die Niederfrequenz eine
Spannung von + 1,95 Volt, die Mittelfrequenz eine Spannung
von + 2,06 Volt und die Hochfrequenz eine Spannung von 2,17
Volt. Die phasenstarre Schleifenschaltung 216 ist beispielsweise
eine integrierte Schaltung des Typs CD4046. Die phasenstarre
Schleifenschaltung 216 umfaßt einen spannungsgesteuerten
Oszillator, dessen mittlere Betriebsfrequenz durch einen Kondensator
222 und einen Widerstand 224 zusätzlich zu Widerständen
226, 228, 230 und 232 aufweist. Vorzugsweise ist die
mittlere Betriebsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators
innerhalb der phasenstarren Schleifenschaltung 216 etwa 1200 Hz.
Die Verstärkung des Verstärkers 212 bestimmt die Ausgangsfrequenz
der phasenstarren Schleifenschaltung 216, die von
800 bis 1600 Hz reicht. Die Ausgabe des spannungsgesteuerten
Oszillators in der phasenstarren Schaltung 216 ist eine
Rechteckschwingung gemäß Fig. 6e. Dieses Ausgangssignal wird
an den Aufzeichner 182 übertragen. Der Aufzeichner 182 ist
beispielsweise vom Typ MTC-10.
Die Datensammelschaltung 180 umfaßt ferner Spannungsquellen
234, 235 und 236. Das Ausgangssignal der Spannungsquelle 234
wird über einen Schalter 237 an einen Verstärker 200 gelegt.
Der Ausgang der Spannungsquellen 235 und 236 ist über einen
Schalter 238 an einen Spannungsregler 240 geführt, um eine
geregelte Spannung für die phasenstarre Schaltung 216 zu
liefern und eine Vorspannung für die Verstärker 200, 212
und 214 zu bilden. Der Ausgang des Spannungsreglers 240
liegt ferner an einem Verstärker 242, der als Nulldurchgangsdetektor
vorgespannt ist, um die Anzeige 190 abzuschalten,
wenn die von den Spannungsversorgungen 235 und
236 erzeugte Spannung unter einen vorgegebenen Wert abfällt.
Der Verstärker 242 ist beispielsweise ein LM324 oder ein
I/C des Typs LM124.
Fig. 7 zeigt eine Datenreduzierschaltung 250 des Datenreduzierers
62 aus Fig. 2. Die Ausgabe des Aufzeichners 182
nach Fig. 5 ist eine Sinusschwingung, vorzugsweise zwischen
800 und 1600 Hz gemäß Fig. 8a. Die Ausgabe des Verstärkers
252 wird an einen Verstärker 254 gelegt, der als Nulldurchgangsdetektor
arbeitet und eine Rechteckschwingung an eine
phasenstarre Schleifenschaltung 260 liefert. Die Ausgabe des
Verstärkers 254 ist durch eine Dioden- und Widerstandsschaltung
256 begrenzt und in Fig. 8b dargestellt. Die Verstärker
252 und 254 sind beispielsweise I/Cs 747. Die phasenstarre
Schleifenschaltung 260 ist beispielsweise ein I/C des
Typs CD4046 und umfaßt einen Spannungsvergleicher und einen
spannungsgesteuerten Oszillator. Die mittlere Betriebsfrequenz
des spannungsgesteuerten Oszillators in der phasenstarren
Schleife 216 beträgt vorzugsweise 1200 Hz und ist
durch einen veränderlichen Widerstand 262 einstellbar.
Die Ausgabe der phasenstarren Schleife 260 ist das vom
Komparator in der phasenstarren Schleife 260 erzeugte resultierende
Signal nach einem Vergleich zwischen der Eingabe zur
phasenstarren Schleife 260 und dem vom spannungsgesteuerten
Oszillator gemäß Fig. 8c gelieferten Signal. Diese demodulierte
Ausgabe von der phasenstarren Schleife 260 wird mit
Hilfe eines Filternetzwerks 264 gefiltert und an Verstärker
284 und 286 gelegt. Die Ausgangssignale der Verstärker 284
und 286 sind in den Fig. 8d und 8e dargestellt. Die Verstärker
284 und 286 sind beispielsweise I/Cs 747. Die Ausgabe
des Verstärkers 286 ist an einen Aufzeichner 280 gelegt.
Der Aufzeichner 280 ist beispielsweise ein Streifenrecorder
oder ein x-y-Recorder mit Zeitablenkung. Aus einer Analyse der
Spuren des Recorders 280 sind die Sperraten des geprüften Stoßabsorbers
bestimmbar.
Die Spannungszufuhr erfolgt zu den Operationsverstärkern 252,
254, 284 und 286 sowie zur phasenstarren Schleife 260 von einer
Wechselspannungsquelle 290 über einen Schalter 292 und eine
Spannungsgleichrichterbrücke 294. Die Ausgabe der Spannungsgleichrichterbrücke
294 wird an die Bauelemente der Datenreduzierschaltung
250 über Gleichspannungsregler 298 und 300
geführt. Die Gleichspannungsregler 298 und 300 sind beispielsweise
I/Cs des Typs LM723.
Man erkennt, daß der Datenreduzierer 62 die vom Durchflußmesser
58 der Prüfvorrichtung 10 erzeugten Geschwindigkeitssignaldaten
aufzeichnet und zur späteren Analyse speichert.
Die Datensammelschaltung 180 wandelt das Gleichspannungsausgangssignal
des Durchflußmessers 58 in ein Wechselstromsignal
zur Aufzeichnung mittels eines Aufzeichners 182 um.
Die Ausgabe des Aufzeichners oder Recorders 182 wird einer
Reduzierschaltung 250 zum Anlegen an einen Streifenrecorder
eingegeben, um die Sperraten des zu untersuchenden Stoßabsorbers
zu analysieren.
Claims (18)
1. Prüfvorrichtung zum Prüfen der Betriebseigenschaften
von eingebauten Absperrventilen eines Stoßabsorbers,
gekennzeichnet durch
- - einen ersten Kanister zur Aufnahme von Fluid, welches während des Prüfens durch Begrenzungsventile des Stoßabsorbers gedrückt wird;
- - einen zweiten Kanister zur Sammlung des Fluids nach der Durchführung durch den Stoßabsorber;
- - eine Verbindung von ersten und zweiten Kanistern mit dem Stoßabsorber;
- - ein erstes Regelventil in der Verbindung von den ersten und zweiten Kanistern zum Stoßabsorber zur Regelung der Fluidströmungsgeschwindigkeit vom ersten Kanister zum Stoßabsorber; und
- - eine an die Verbindung an den Kanistern zum Stoßabsorber angeschlossene Geschwindigkeitsmeßeinrichtung zur Anzeige der im Stoßabsorber erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit zum Schließen der Absperrventile und zum Verriegeln des Stoßabsorbers zur Prüfung der Betriebseigenschaften der Absperrventile ohne Demontage des Stoßabsorbers von dessen Gehäuse und Halterung.
2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanister auf einem von einer Person zur Prüfstelle
tragbaren Rahmen montiert sind.
3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Stoßabsorber und die Verbindung
von den ersten und zweiten Kanistern zum Stoßabsorber
eine Evakuiervorrichtung angeschlossen ist, um Luft
aus der Verbindung von den ersten und zweiten Kanistern
zum Stoßabsorber vor der Prüfung des Stoßabsorbers
zu evakuieren.
4. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung von
den Kanistern zum Stoßabsorber ein die Fluidströmungsrichtung
durch den Stoßabsorber steuerndes zweites
Ventil vorgesehen ist.
5. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung von
den Kanistern zum Stoßabsorber ein Druckregelventil
vorgesehen ist, das bei Vorliegen einer vorgegebenen
Strömungsgeschwindigkeit aufgrund der Steuerung des
ersten Ventils zur Regelung des Fluiddrucks zwischen
dem ersten Kanister und dem Stoßabsorber dient.
6. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung
für die Messung des zum Stoßabsorber
strömenden Fluids innerhalb der Evakuiereinrichtung
liegt.
7. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung
für die Messung der durch den Stoßabsorber
fließenden Fluidströmung einen Durchflußmesser
umfaßt.
8. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser
Einrichtungen zur Erzeugung einer Ausgangsspannung
aufweist, die entsprechend der durch den Durchflußmesser
strömenden Fluidströmungsgeschwindigkeit
veränderlich ist.
9. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch ein Aufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung
der Ausgangsspannungen.
10. Prüfvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufzeichnungseinrichtung für die
Ausgangsspannungen ein Tonbandgerät umfaßt.
11. Prüfvorrichtung zum Prüfen der Betriebseigenschaften
eines Stoßabsorbers mit Ringventilen, die zu Rückzieh-
und Ausziehkammern des Stoßabsorbers gehören
und an diesen angeschlossen sind, gekennzeichnet
durch
- - einen ersten Kanister zur Aufnahme eines Fluids, das während des Prüfvorganges durch die Ringventile des Stoßabsorbers gedrückt wird;
- - einen zweiten Kanister zur Sammlung des Fluids nach der Durchleitung durch den Stoßabsorber;
- - Fluidleitungen zur Verbindung der ersten und zweiten Kanister mit dem Stoßabsorber;
- - einen an die Fluidleitungen und den Stoßabsorber angeschlossenen dritten Kanister zur Evakuierung von Luft aus den Fluidleitungen vor der Prüfung des Stoßabsorbers;
- - eine erste Ventileinrichtung in den Fluidleitungen zur Regelung der Fluidströmungsgeschwindigkeit vom ersten Kanister zum Stoßabsorber;
- - zweite Ventileinrichtungen in den Fluidleitungen zur Steuerung der Fluidströmungsrichtung durch den Stoßabsorber für die unabhängige Prüfung der zu den Rückzieh- und Ausziehkammern des Stoßabsorbers gehörenden Ringventile; und
- - an die Fluidleitungen angeschlossene Geschwindigkeitsmeßeinrichtung für die Messung des zum Stoßabsorber strömenden Fluids sowie zur Erzeugung einer Ausgangsspannung entsprechend der Geschwindigkeit des strömenden Fluids, welche ein Maß für die zum Schließen der Ringventile und zum Verriegeln des Stoßabsorbers erforderliche Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Stoßabsorbers liefert und dadurch eine Prüfung der Betriebseigenschaften der Ringventile ohne Demontage des Stoßabsorbers von seinem Gehäuse und seiner Halterung gestattet.
12. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser im dritten
Kanister untergebracht ist.
13. Verfahren zum Prüfen der Betriebseigenschaften von
an einen Stoßabsorber angeschlossenen Absperrventilen,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein erster Fluidkanister, ein zweiter Sammelkanister sowie ein Vakuumkanister zur Prüfstelle eines Stoßabsorbers transportiert werden;
- - daß eine Ventilanordnung sowie Fluidleitungen zu den Kanistern an die Auszieh- und Rückziehöffnungen des Stoßabsorbers angeschlossen werden;
- - daß die Ventilanordnung in gesteuerter Weise Fluid vom ersten Kanister durch den Stoßabsorber zum zweiten Kanister ohne Unterbrechung des Normalbetriebs des Stoßabsorbers pumpt;
- - daß das Fluid im zweiten Kanister nach der Durchströmung des Stoßabsorbers gesammelt wird;
- - daß die Geschwindigkeit des durch den Stoßabsorber strömenden Fluids gemessen und eine Anzeige für die erforderliche Fluidströmung im Stoßabsorber ermittelt wird, die zum Schließen der Absperrventile und zum Verriegeln des Stoßabsorbers erforderlich ist;
- - daß die Ventilanordnung und die Fluidleitungen vom Stoßabsorber getrennt werden; und
- - daß die Kanister, die Ventilanordnung und die Fluidleitungen von der Prüfstellung des Stoßabsorbers abgenommen werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilanordnung die Vakuumkanister mit den
Fluidleitungen an den Stoßabsorber schaltet, um die
Fluidleitungen vor der Prüfung des Stoßabsorbers
zu evakuieren.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Pumpen des Fluids vom ersten
Kanister das Fluid entweder in die Rückzieh- oder
Ausziehöffnung des Stoßabsorbers geleitet wird,
um dadurch die Absperrventile des Stoßabsorbers
unabhängig voneinander zu prüfen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Messung der Strömungsgeschwindigkeit
des durch den Stoßabsorber strömenden
Fluids Fluid durch einen Durchflußmesser geleitet und
von diesem ein Spannungssignal entsprechend der
Strömungsgeschwindigkeit des durchströmenden Fluids
geliefert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß das Spannungssignal aufgezeichnet
wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das Spannungssignal auf einem
Tonbandgerät aufgezeichnet wird.
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---|---|---|---|
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