DE3447380C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine bekannte Vorrichtung der vorgenannten Art zur Sicherung bei Rohrbruch hat ein Differenzflächenventil, das eine an einem nach Belieben steuerbaren Wegeventil angeschlossene Verbraucherleitung mit einer ersten Arbeitskammer eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders verbindet und parallel zu einem steu­ erbaren, in dieser Verbraucherleitung vorgesehenen Rückschlagventil angeordnet ist. Die Verbindungsleitung zwischen den beiden Ventilen einerseits und dem Verbraucher andererseits werden so kurz wie möglich gehalten oder das Rück­ schlagventil und das Differenzflächenventil werden unmittelbar am Zylinder­ mantel des Arbeitszylinders angebracht. Bricht unter dem Druck der Druckquelle die Verbraucherleitung, so schließen das Rückschlagventil und das Differenz­ flächenventil, so daß aus der Arbeitskammer kein Druckmittel abfließen kann (DE-OS 31 28 044).

Ein bekanntes, gedämpft schließendes, hydraulisches Rohrbruchventil hat einen Sperrkolben, dessen beide Enden gleiche Durchmesser haben und der damit nicht als Differentialkolben ausgebildet ist. Der Sperrkolben spricht auf unterschiedliche Druckabfälle beim Durchfluß unterschiedlicher Flüs­ sigkeitsströme in Richtung vom Verbraucher zur Druckmittelquelle an. Solange ein bestimmter Flüssigkeitsstrom nicht erreicht wird, bleibt der Sperrkolben in seiner offenen Lage und nimmt seine Schließlage erst im Falle eines Rohrbruches zwischen Rohrbruchventil und dem Verbraucher ein. Ein zusätzlicher Umschaltkolben oder eine zunehmende Spaltverengung zwischen einer Düsennadel und einer Axialbohrung im Sperrkolben bei dessen Schließen dienen zur Hubdämpfung während des Schließvorganges (DE-OS 23 52 826).

Es sind auch ein Schnellschlußventil und ein Schnellöffnungsventil für kompressible Medien bekannt, deren jeweiliger Verschlußteil schließt oder öffnet, wenn ein mit einer Unterdruckquelle verbundenes Steuerventil betätigt wird. Ein selbsttätiges Schließen im Falle eines Rohrbruches ist nicht vorgesehen. Ein Öffnen bzw. Schließen des bekannten Schaltventils ist nur durch Umkehrung der Durchflußrichtung des vom Schaltventil über­ wachten Mediums möglich (DE-OS 28 11 879).

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von der an erster Stelle genannten bekannten Vorrichtung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem Sicherheitsventil zu schaffen, mit dem ein Verbraucher beliebig betätigbar ist und mit dem die zum Verbraucher führende Verbraucherleitung bei Beschädigung von der Druckmittelquelle selbsttätig trennbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Das Steuerventil dient sowohl zum Betätigen des Verbrauchers als auch des Sicherheitsventils. Dieses wirkt als Rohrbruchsicherung, sobald auf der Verbraucherseite der Druckmitteldruck gegenüber dem Druckmitteldruck vor dem Sicherheitsventil um einen bestimmten Wert gefallen ist. Hierdurch wird der Zufluß von Druckmittel zum Verbraucher gesperrt. Mit Hilfe des Steuerventils kann auch das Sicherheitsventil nach Belieben geschlossen und damit kann die Verbraucherleitung von der Druckmittelquelle getrennt werden.

Ein zu großer Druckmittelstrom von der Druckmittelquelle zu dem Verbraucher wird durch die Merkmale des Anspruches 2 verhindert. Ist der Druckabfall hinter der Drosselstelle zu groß, so schließt das Sicherheitsventil.

Bei der Weiterbildung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 kann die Verbraucherleitung unter Umgehung des geschlossenen Sicher­ heitsventils mit der Druckmittelquelle verbunden werden.

Der Gegenstand nach Anspruch 3 dient zum Füllen der Verbraucher­ leitung bei geschlossenem Sicherheitsventil.

Das Schließen des Sicherheitsventiles wird mit Hilfe der Merkmale des Anspruches 5 gedämpft.

Die übrigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. In den

Fig. 1 und 2 sind zwei Vorrichtungen zur Sicherung der zu einem Verbraucher führenden Leitung als Ausführungs­ beispiele des Gegenstandes der Erfindung im Schaltbild schematisch dargestellt.

Eine Pumpe 1 fördert aus einem Vorratsbehälter 2 in eine Druck­ leitung 3, an der ein Druckbegrenzungsventil 4, ein Speicher 5 und ein Sicherheitsventil 6 angeschlossen sind.

Das Sicherheitsventil 6 hat einen Schließteil 7, der in einem Ventilgehäuse 8 axial bewegbar ist und einen mit einem Ventil­ sitz im Ventilgehäuse 8 zusammenwirkenden Sitzteil 9 hat. Auf der vom Sitzteil 9 abgewandten Seite ist mit dem Schließteil 7 ein Betätigungskolben 10 verbunden, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Schließteiles 7 ist. Zwischen einer auf seiten des Schließteiles 7 befindlichen und von der Erweiterung zum Gehäuseteil 11 stammenden Schulter und dem Betätigungskolben 10 ist eine Druckfeder 12 eingespannt. Der Betätigungskolben 10 hat auf seiner vom Schließteil 7 abgewandten Seite einen im Durchmesser verringerten axialen Vorsprung 13.

An das Gehäuse 8 des Sicherheitsventils 6 ist auf seiten des Schließteiles 7 eine Leitung 14 mittig angeschlossen, die zu einem als einfach wirkender Arbeitszylinder ausgebildeten Ver­ braucher 15 führt. Die Leitung 3 ist über eine Zweigleitung 16 mit der vom Schließteil 7 abgewandten und dem Gehäuseteil 11 zugehörigen Seite des Ventilgehäuses 8 verbunden.

Ein 4/2-Wegeventil 17, dessen als Steuerschieber ausgebildetes Steuerglied nach Belieben einstellbar und in mindestens einer Steuerlage mittels einer Rasteinrichtung festlegbar ist, hat vier Anschlußstellen A, V, P und T. Die Anschlußstelle A ist ständig geschlossen, so daß anstelle des 4/2-Wegeventils auch ein 3/2-Wegeventil benutzt werden kann. Die Anschlußstelle P ist mittels einer Leitung 18, in der sich eine Drosselstelle 19 befinden kann, mit der Leitung 16 verbunden. Die Anschluß­ stelle T ist mit dem Vorratsbehälter 2 verbunden und die Anschluß­ stelle V ist über eine Leitung 20 mit der Leitung 14 und mit einer an die die Feder 12 aufnehmende Kammer im Ventilgehäuse 8 angeschlossene Leitung 21 verbunden, in der sich eine Drossel­ stelle 22 befindet. Eine Drosselstelle 23 befindet sich in der Leitung 3 kurz vor dem Anschluß an das Sicherheitsventil 6 und eine Drosselstelle 24 befindet sich kurz vor der Leitung 14 in der Leitung 20.

In der in Fig. 1 dargestellten Steuerlage des Steuerventils 17 herrscht auf den Stirnseiten des Schließteiles 7 und den Flächen des Betätigungskolbens 10 des Sicherheitsventils 6 der gleiche von der Pumpe 1 erzeugte Druck. Das Sicherheitsventil 6 ist, wie dargestellt, offen. Wird an der Drosselstelle 23 der Druckabfall des von der Pumpe 1 stammenden Druckmittels zu groß, so ver­ ringert sich vor dem Schließteil 7 des Sicherheitsventils 6 der Druck des Druckmittels derart, daß die in Öffnungsrichtung auf den Schließteil 7 wirkende Kraft kleiner als die in Schließ­ richtung wirkende Kraft wird, z. B. bei einem Bruch der Leitung 14. Das Sicherheitsventil 6 schließt.

Soll das Sicherheitsventil 6 nach Belieben geschlossen werden oder bleiben, so wird der Steuerschieber des Steuerventils 17 in seine andere Steuerlage bewegt, in welcher die Verbindung zwischen den Leitungen 18 und 20 getrennt und die Leitung 20 mit dem Vorratsbehälter 2 verbunden ist und in welcher der Steuerschieber mittels einer lösbaren Rasteinrichtung gehalten wird. Der Druck in der die Druckfeder 12 aufnehmenden Kammer des Steuerventils 6 sinkt und das Ventilglied 7, 10 schließt. Das vom Sicherheitsventil 6 in den Vorratsbehälter 2 fließende Druckmittel wird durch die Drosselstelle 22 gedämpft.

Wenn nach dem Beheben der Ursache für den Druckmittelverlust auf seiten des Verbrauchers 15 die Leitung 14 wieder gefüllt werden soll, wird der Steuerschieber des Steuerventils 19 wieder in seine in Fig. 1 dargestellte, durch die Rasteinrichtung nicht festlegbare Steuerlage gebracht. Das in die Leitung 14 fließende Druckmittel wird durch die Drosselstelle 24 gedämpft.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei abgewandelten Teilen der Buchstabe a beigefügt ist.

Das Steuerventil 17 a des zweiten Ausführungsbeispieles ist als leckfreies 4/3-Wegeventil ausgebildet. Das ebenfalls eine Rasteinrichtung aufweist, um das als Steuerschieber ausgebildete Steuerglied in einer Steuerlage festzulegen. Die Leitung 20 a verbindet die Anschlußstelle V des Steuerventils 17 a allein mit der die Druckfeder 12 aufnehmenden Kammer des Sicherheits­ ventils 6.

An die Anschlußstelle A des Steuerventils 17 a ist eine Leitung 25 angeschlossen, die zur Steuerseite eines Differenzflächen­ ventils 26 führt, bei dem die Vorspannung der Steuerfeder nach Belieben einstellbar ist. In der Leitung 25 befindet sich eine Drosselstelle 29. Das Differenzflächenventil 26 überwacht die Verbindung zwischen einer an die Leitung 16 angeschlossenen Leitung 27 und einer mit der Leitung 14 verbundenen Leitung 28.

In der Zeichnung ist der Steuerschieber des Steuerventils 17 a in der Sicherheitsstellung dargestellt, in welcher die Anschluß­ stellen P, A, V miteinander verbunden sind, in welcher das Differenzflächenventil 26 geschlossen ist und Druckmittel von der Leitung 3 über das Sicherheitsventil 6 in die Leitung 14 fließt. Das Sicherheitsventil 6 wirkt hier in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Werden durch Verschieben des Steuerschiebers des Steuerventils 17 a nach links in Fig. 2 gesehen, die Anschlußstellen P und A einerseits und T und V anderseits miteinander verbunden, so verringert sich der Druck in der die Druckfeder 12 aufnehmenden Kammer des Sicherheitsventils 6 und dieses schließt. Die Ver­ bindung zwischen den Leitungen 3 und 14 ist unterbrochen und der Verbraucher 15 ist von der Druckquelle 1 getrennt. In dieser Steuerlage ist der Steuerschieber mittels der lös­ baren Rasteinrichtung festgelegt.

Zum Öffnen des Sicherheitsventils 6 wird der Steuerschieber des Steuerventils 17 a in Fig. 2 gesehen nach rechts verschoben, so daß die Anschlüsse P und V einerseits und A und T andererseits miteinander verbunden sind. Hierdurch wird die Steuerseite des Differenzflächenventils 26 mit dem Vorratsbehälter 2 ver­ bunden und dieses Ventil öffnet, so daß über die Leitungen 3, 16, 27 und 28 Druckmittel in die Leitung 14 fließen und diese füllen kann. Wenn der Druckmitteldruck in der Leitung 14 so weit gestiegen ist, daß auf den Schieber 7, 10 des Sicher­ heitsventils 6 ausgeübte Kräfte in dessen Öffnungsrichtung wirken, so hebt dieser Schieber von seinem Ventilsitz ab und die Verbindung zwischen den Leitungen 3 und 14 über die Drossel­ stelle 23 ist wieder hergestellt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Sicherung bei Rohrbruch einer zu einem Verbraucher führenden Leitung mit einem Sicherheitsventil zum Verbinden oder Trennen einer Druckquelle mit dem bzw. von dem Verbraucher, wobei das Sicherheits­ ventil einen vom Verbraucherdruck stirnseitig beaufschlagbaren, in einem Ventilgehäuse bewegbaren Schließteil und einen damit verbundenen Betäti­ gungskolben mit unterschiedlich großen Druckflächen und eine den Schließ­ teil beaufschlagende, das Sicherheitsventil in seiner offenen Lage zu halten suchende Druckfeder hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach Belieben betätigbares Steuerventil (17) vorgesehen ist, durch das der zu der kleineren Druckfläche des Betätigungskolbens (10) im Ventil­ gehäuse (11) gehörende Hohlraum mit dem entsprechenden, zu der größeren Druckfläche gehörigen Hohlraum verbindbar oder trennbar ist, und daß zu der Trennung der beiden Hohlräume die kleinere Druckfläche des Betätigungs­ kolbens (10) mit dem Druckmittel-Vorratsbehälter (2) und die größere Druck­ fläche dauernd mit der Druckquelle (1, 5) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Verbindung zwischen der Druckquelle (1) und einem vom Schließteil (7) des Sicherheitsventils (6) überwachten Anschluß eine Drosselstelle (23) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Leitung zwischen den Verbraucher (15) und die Druckquelle (1) ein vom Steuerventil (17) steuerbares Differenzflächenventil (26) eingeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Steuerventil (17 a) ein 4/3-Wegeventil ist, das in der ersten und zweiten Steuerlage seines Steuergliedes die beiden Druckflächen des Betätigungskolbens (10) miteinander und die Steuerseite des Differenzflächen­ ventils (26) mit der Druckquelle oder mit dem Vor­ ratsbehälter (2) verbindet und das in der dritten Steuer­ lage seines Steuergliedes die beiden Druckflächen des Betätigungskolbens (10) voneinander trennt, die kleinere Druckfläche des Betätigungskolbens mit dem Vorratsbehälter und die Steuerseite des Differenzflächenventils mit der Druckmittelquelle verbindet.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Druckfläche des Betätigungskolbens (10) über eine Drossel­ stelle (22) mit dem Steuerventil (17) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließteil (7) des Sicherheitsventils (6) einen Ventilsitz hat.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (15) über eine Drosselstelle (24) mit dem Steuerventil (17) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied des Steuerventils (17) in einer Steuerlage mittels einer Rasteinrichtung festlegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Steuerseite des Differenzflächenventils (26) führenden Leitung (25) eine Drosselstelle (29) vorgesehen ist.