DE3038314A1 - Hydraulischer daempfer fuer eine, insbesondere in einer grossen erdleitung angeordnete, rueckschlagklappe - Google Patents

Description

"Hydraulischer Dämpfer für eine, insbesondere in einer großen Erdleitung angeordnete, Rückschlagklappe"

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Dämpfer für eine, insbesondere in einer großen Erdleitung angeordnete, Rückschlagklappe, der einen mit der Klappenwelle verbundenen Kolben in einem Zylinder mit mindestens einem mit einer Drossel versehenen Auslaß aufweist.

Rückschlagklappen werden in Erdöl-, Erdgas- u. dgl. Leitungen in Abständen angeordnet, um im Falle eines Leitungsbruchs ein Rückströmen und Auslaufen des hinter der Bruchstelle liegenden Leitungsinhalts zu verhindern. Sie müssen jedoch gedämpft sein. Ein abruptes Anhalten der Rückströmung würde zu einem Schlag in der Leitung führen, der weitere Schäden zur Folge hätte. Besonders gegen Ende der Schließbewegung ist die Dämpfung erforderlich, darüber hinaus aber auch ihre genaue Regulierung.

Um die Dämpfung zu verstärken, ordnet man bei den bekannten Dämpfern auf dem letzten Abschnitt des Kolbenhubs verschiedene Ausgänge in dem Zylinder an, die der Kolben nacheinander verschließt. Um die Drosselwirkung besser steuerbar zu machen, gestaltet man den Zylinder zweistufig: Ein von der Klappenwelle über ein Ritzel und eine gezahnte Kolbenstange bewegter kleinerer Kolben nimmt später einen größeren Kolben mit, wodurch größere und damit besser steuerbare Strömungsmengen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Strömungsmengen auf

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einfachere Weise zu vergrößern.

Gemäß der Erfindung ist zu diesem Zweck bei einem hydraulischen Dämpfer der eingangs bezeichneten Art vorgesehen, daß die Klappenwelle über eine Kurbelwelle und ein Pleuel mit dem Kolben verbunden und die geometrische Anordnung derart getroffen ist, daß der bogenförmige Weg des Kurbelgelenks bei der Schließbewegung erst mehr in Querrichtung und dann mehr in Längsrichtung des Pleuels und/oder der Kolbenachse verläuft. In der Regel wird dabei die Kurbelwellenkröpfung mit dem Pleuel und/oder der Kolbenachse bei Öffnungsstellung der Klappe einen Winkel von 0 ±30° und bei Schließstellung der Klappe einen Winkel von 90 ± 30° bilden.

Bei einem normalen Klappenschwenkwinkel von etwa 80\^kann nach diesem Prinzip der Weg des Kurbelgelenks auf einem wesentlichen Anteil seiner Bogenlänge weitgehend quer zur Längsrichtung des Pleuels verlaufen und daher das Pleuel mehr um sein Verbindungsgelenk mit dem Kolben verschwenken als es verschieben, dann aber immer weiter in Längsrichtung des Pleuels einbieget und sich schließlich praktisch ganz in Pleuelschub umsetzen: Das Pleuel wird längs verschoben, wenn es in der Kolben achse steht und der Kurbelgelenkweg mit beiden zusammenfällt, es wird parallelverschoben, wenn es schräg zur Kolbenachse steht und der Kurbelgelenkweg in Richtung der Kolbenachse, d.h. parallel zu dieser, verläuft, und es überlagern sich Längsverschiebung und Parallelverschiebung unter Verschwenkung des Pleuels um das Kurbelgelenk und verstärkter Längsbewegung am Verbindungsgelenk mit dem Kolben, wenn das Pleuel schräg zur Kolbenachse steht und der Kurbelgelenkweg in Längsrichtung des Pleuels verläuft; der praktische Fall wird zwischen alledem liegen. Damit wird der größte Teil des Kolbenhubs in eine spätere Phase der Klappenschließbewegung gelegt, so daß hier bei verhältnismäßig kleinem Zylindervolumen, wie gewünscht, verhältnismäßig große, für die Regulierung der Drosselung ausreichende Strömungsmengen zur Verfügung stehen.

Die Einrichtungen zur Drosselung können im wesentlichen die gleichen sein wie bisher.

Der neue Dämpfer stellt nur einen Bruchteil des bisher für die Dämpfung erforderlichen Aufwands dar. Er ist darüber hinaus besonders wartungsarm und funktionssicher, zumal er keinen Luftausgleich benötigt und somit vollständig geschlossen sein kann. Er eignet sich also auch insbesondere für den Einsatz in entlegenen und klimatisch ungünstigen Gebieten.

Um das Prinzip der Erfindung möglichst voll auszuschöpfen, wird man in der Regel das Pleuel in der Öffnungsstellung möglichst nahe an die Kurbelwellenkröpfung und in der Schließstellung möglichst nahe an die Senkrechte zur Kurbelwellenkröpfung legen, d.h. die Abweichungen innerhalb 120-25°, vorzugsweise innerhalb i 10-20°, halten.

Das Pleuel kann in der Öffnungsstellung eventuell auch schon etwas über die Kröpfung hinausgegangen sein (was oben mit der negativen Abweichung von 0 bereits ausgesagt ist) und dementsprechend auch der Kolben über den oberen Totpunkt, letzteres in der Regel schon vorher.

Die Zeichnungen geben ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt die Anordnung einer Rückschlagklappe in einer Leitung

in Seitenansicht.
Fig. 2 zeigt die Anordnung in einem senkrechten Querschnitt, etwa nach Linie 11—II in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt den Dämpfer der Rückschlagklappe im Schema. Fig. 4 zeigt den Dämpfer in einem senkrechten Schnitt parallel zur

Leitung, nach Linie IV-IV in Fig. 5. Fig. 5 zeigt den Dämpfer in einem senkrechten Schnitt quer zur Leitung, nach Linie V-V in Fig. L·,.

In einer über der Erde verlegten Rohrleitung 1 ist in einem im ganzen kugelförmigen, mit Füßen 2 auf dem Boden abgestützten und mit einem Deckel 3 versehenen Gehäuse 4 eine Rückschlagklappe 5 angeordnet. Die Rückschlagklappe 5 sitzt vor dem einen der beiden von dem Gehäuse 3 umschlossenen Rohrleitungsenden 6 und 7. In ihrer Schließstellung liegt sie dicht auf diesem, in ihrer Öffnungsstellung

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wird sie durch das strömende Medium etwa um 80° nach oben verschwenkt gehalten. Befestigt ist die Rückschlagklappe 5 mit einem Gelenk 8 in einem starr an einer Welle 9 sitzenden Bügel 10; die Welle 9 ist in Lagern 11 gelagert, die in die Gehäusewandung eingelassen sind.

Auf der einen Seite ragt die Welle 9 durch das Lager 11 hindurch aus dem Gehäuse 3 heraus. Hier greift ein auf einer Konsole 12 des Gehäuses angeordneter Dämpfer 13 an ihr an.

Der Dämpfer 13 besteht aus einem hydraulischen Zylinder 14 und einem mit diesem zusammengebauten, eine Kurbelwelle 15 lagernden Kurbelwellengehäuse 16; die Kurbelwelle 15 ist durch ein Pleuel 17 mit dem Kolben 18 des hydraulischen Zylinders verbunden.

Im einzelnen läßt die Zeichnung ein mit Flanschen 19 zur Befestigung auf der Konsole 12 versehenes Gehäuseunterteil 20 erkennen, das mittels Schrauben 21 mit einem Gehäuseoberteil 22 verschraubt ist und mittels etwa gleicher, jedoch nur strichpunktiert angedeuteter Schrauben 23 mit einem Zylindermantelteil 24 und einem Zylinderboden 25, die nahe den vier Ecken ihres außen quadratischen Querschnitts von den Schrauben 23 durchzogen sind. Das Pleuel 17 ist mit dem Kolben 18 verbunden über eine in diesem angeordnete Achse 26, die es mit einem angeformten Ring 27 und einer Gleitbüchse 28 umgreift, und es faßt auf die Kröpfung 29 der Kurbelwelle mit einem weiteren angeformten Ring 30 und einem Nadellager 31, die jedoch geteilt und durch eine bei 32 angedeutete Verschraubung zusammengehalten sind. Weiter zu erkennen sind zwei Ringe 33 zur axialen Fixierung und zwei Nadellager 34 zur Drehlagerung der Kurbelwelle 15 in dem Kurbelwellengehäuse 16, ferner ein das eine Nadellager verschliessender Deckel 35 und schließlich ein an dem am anderen Nadellager herausragenden Ende der Kurbelwelle 15 ausgebildetes, zahnwellenförmiges Kupplungsteil 36 zur Verbindung mit der Welle 9 der Rückschlagklappe.

Die eine Endstellung des Kolbens 18, des Pleuels 17 und der Kurbel-

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Wellenkröpfung 29 ist in Fig. 4 und 5 voll ausgezeichnet, die andere Endsteilung strichpunktiert. Die Längsachse des Pleuels 17 ist in der einen Endstellung bei 37 und in der anderen bei 37' zu erkennen, die entsprechende Achse der Kröpfung bei 38 bzw. 38'. Die Linien 37 und 38 schneiden sich unter einem Winkel alpha = 95°, d.h. das Pleuel 17 steht in dieser Stellung annähernd senkrecht zur Kröpfung 29· Die Linien 37' und 38* schneiden sich unter einem Winkel alpha¹ = 15°, das Pleuel 17 steht in dieser Stellung ungefähr parallel zur Kröpfung. Auf dem kreisbogenförmigen Weg 40, den der Mittelpunkt 39 des Kurbelgelenks zwischen den Endstellungen beschreibt, bewegt sich der Schnittwinkel zwischen den beiden Werten.

Die Öffnungsstellung und die Schließstellung der Rückschlagklappe liegen jeweils etwas vor diesen Endstellungen des Kolbens, des Pleuels und der Kröpfung.

Der Kolben 18 verschließt in der zweiten Hälfte oder im letzten Drittel seines Hubes in an sich bekannter Weise nacheinander verschiedene Auslässe des Zylinders 14, in denen Drosseln angeordnet sind. Die betreffenden Leitungssysteme sind in der Wandung des Zylinders 14 gebohrt. Sie erscheinen in den Schnitten gemäß Fig. 4 und 5 nicht, sind aber in Fig. 3 im Schema vollständig dargestellt:

In einer 1. Auslaßleitung 41 befindet sich eine unverstellbare Drossel 42, in einer 2. Auslaßleitung 43 eine verstellbare Drossel 44. Beide Auslaßleitungen 41 und 43 sind über eine Leitung 45 mit dem anderen Zylinderraum oberhalb des Kolbens 18 verbunden. Durch diese Leitung 45 fließt beim Rückhub des Kolbens 18 die Hydraulikflüssigkeit auch zurück, und zwar in der Hauptmenge weiter über eine Rücklaufleitung 46, die in der Gegenrichtung durch ein Rückschlagventil 47 gesperrt ist. Schließlich ist in einer weiteren, zusammen mit der Rücklaufleitung 46 in den Zylinderboden mündenden Leitung 48 ein Überdruckventil 49 angeordnet, das eine Überlastung des Hydrauliksystems ausschließt.

Die Funktion des Dämpfers beim Schliessen der Rückschlagklappe 5 durch zurückströmendes Medium ergibt sich aus den vorstehenden Beschreibungen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ! 1. J Hydraulischer Dämpfer für eine, insbesondere in einer großen Erdleitung angeordnete, Rückschlagklappe, der einen mit der Klappenwelle verbundenen Kolben in einem Zylinder mit mindestens einem mit einer Drossel versehenen Auslaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappenwelle (9) über eine Kurbelwelle (15) und ein Pleuel (17) mit dem Kolben (18) verbunden und die geometrische Anordnung derart getroffen ist, daß der bogenförmige Weg (40) des Kurbelgelenks (39) bei der Schließbewegung erst mehr in Querrichtung und dann mehr in Längsrichtung des Pleuels (17) und/oder der Kolbenachse verläuft.
2. 2. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwellenkröpfung (29) mit dem Pleuel (17) und/oder der Kolbenachse bei Öffnungsstellung der Klappe (S) einen Winkel von 0±25°, vorzugsweise Oi 20°, und bei Schließstellung der Klappe (5) einen Winkel von 90 +.20°, vorzugsweise90 ± 10°, bildet.

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