DE517981C

DE517981C - Vorrichtung zur Daempfung der in Leitungen zur Foerderung von unter hohem Druck stehenden Fluessigkeiten auftretenden Stoesse und Schwingungen

Info

Publication number: DE517981C
Application number: DEL67863D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-11-27
Filing date: 1927-02-05
Publication date: 1931-02-11
Also published as: GB281274A; CH123992A; FR644310A

Description

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AUSGEGEBEN AM
11. FEBRUAR 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47g GRUPPE 36

Jean Lavanchy in Lutry, Schweiz

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Februar 1927 ab

Es ist bekannt, in Wasserleitungen einen elastischen Puffer, z. B. in Form eines Luftpolsters (Windkessel), zur Aufnahme von Druckstößen bei Hahn- oder Schieberabschlüssen zur Anwendung zu bringen. Wollte man die gleiche Anordnung mit zufriedenstellendem Erfolg bei Hochdruckwasserleitungen verwenden, so müßte man zu Puffern riesiger Abmessung übergehen.

Dazu steht gewöhnlich kein Raum zur Verfugung, weshalb man sich auf Puffer normaler Abmessung beschränkt und auf einen weitgehenden Stoßausgleich verzichtet hat. Es ist ferner bekannt, in Druckwasserleitungen eine Nachspeisevorrichtung vorzusehen, doch hat sich auch diese Vorrichtung nicht als ausreichend zum Ausgleich starker Stöße erwiesen, weil für ihr Ansprechen eine gewisse Zeit benötigt wird und infolgedessen der erste Schlag beim plötzlichen Abschluß der Druckwasserleitung nicht verhindert werden kann.

Nach der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, für die Dämpfung der Stöße in Druckwasserleitungen einerseits ein im Sinne der Strömung wirkendes Mittel (Nachspeiseorgan) und anderseits ein zweites, im entgegengesetzten Sinne der Strömung wirkendes Mittel (elastischen Puffer) vorzusehen. Als solcher elastischer Puffer kann beispielsweise ein Windkessel Verwendung finden.

Die Anordnung nach der Erfindung bietet den Vorteil, daß beim Eintreten irgendeiner Störung in der Druckleitung, durch welche gefährliche Stöße und Schläge verursacht werden, zunächst der elastische Puffer zur Dämpfung der auftretenden Schwingungen in Wirkung tritt, bis das Nachspeiseorgan, welches bekanntlich nur allmählich zur vollen Wirkung gelangt, richtig in Funktion getreten ist. Gleichzeitig wirkt dabei das nachgespeiste Wasser auf die vom elastischen Puffer zurückkehrende Flüssigkeitssäule dämpfend ein, so daß der elastische Puffer die aufgenommene Energie nur zum Teil wieder zurückgibt. Das hat zur Folge, daß die in der Druckleitung auftretenden Schwingungen in kürzester Zeit zum Ausklingen gebracht werden.

Ein Windkessel allein würde zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens nicht genügen, da er nicht gleichzeitig als Puffer und Nachspeiseorgan wirken kann. Je nach seiner Anordnung in der Nähe des Absperrschiebers

oder in einiger Entfernung von diesem würde entweder die Pufferwirkung oder die Nachspeisewirkung zur Vermeidung der störenden Schwingungen in der Flüssigkeitssäule zu spät einsetzen.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an einigen Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht.

Abb. ι zeigt die* allgemeine Anordnung ίο nach der Erfindung.

Abb. 2 und 3 erläutern die Anordnung im Zusammenhang mit dem Betrieb einer Kraftmaschine.

Abb. 4 zeigt die Erfindung in Anwendung bei einer hydraulisch betriebenen Ventilsteuerung einer Kolbenmaschine.

In den Abb. 1 bis 3 bezeichnet 1 die Druckleitung, 2 das für die Ausfüllung des Vakuums vorgesehene Nachspeiseorgan und 3 den die Stöße aufnehmenden elastischen Puffer. Der Einfachheit halber ist ein Federpuffer dargestellt, es kann jedoch an dessen Stelle auch ein Windkessel bekannter Bauart treten, der dann aber lediglich als Puffer wirkt.

Gemäß Abb. χ ist in bekannter Weise in der Druckleitung ι ein Auschlußorgan 4 eingebaut. Die Abschlußklappe 5 des Nachspeiseorgans 2 wird durch eine Feder 6 und einen bestimmten, in der Leitung 1 herrschenden Druck gegenüber dem Druck im Raum 7 im Gleichgewicht gehalten. Der elastische Puffer 3 ist als Flüssigkeitsbremse ausgebildet, indem auf den Kolben 8 einerseits der Druck der Flüssigkeitssäule, anderseits die Spannung der Feder 9 einwirkt. Entsprechend seiner Stellung werden durch den Kolben 8 keine oder mehrere der Öffnungen ι ο für den Durchfluß des Inhaltes der Druckleitung freigegeben.

Aus den Abb. 2 und 3 ist ersichtlich, wie eine Turbine 11 an die Druckleitung 1 angeschlossen werden kann. Der elastische Puffer 3 liegt hierbei vor der Turbine (Abb. 3) und hält mithin die störenden Wirkungen von der Maschine fern.

Wäre bei den Ausführungen nach Abb. 1 bis 3 das Nachspeiseorgan 2 nicht vorgesehen, so würde beim Schließen des Schiebers 4, da sich die hinter dem Schieber 4 befindliche Flüssigkeitssäule infolge ihrer lebendigen Kraft weiterbewegt,, ein Vakuum entstehen, d. h. die Flüssigkeitssäule würde abreißen. Bei der beschriebenen Anordnung nach der Erfindung wird sich jedoch unter dem entstehenden Unterdruck die Klappe 5 des Nachspeiseorgans 2 öffnen und Flüssigkeit aus dem Raum 7 in die Leitung 1 nachströmen. Inzwischen ist die Bewegung der Flüssigkeitssäule durch den Puffer 3 abgebremst, da die Feder 9 den Kolben 8 der Flüssigkeitssäule entgegendrückt und die beim ersten Stoß freigegebenen Öffnungen 10 abzuschließen sucht. Die nun ihre Bewegung umkehrende Flüssigkeitssäule trifft auf die ι nachgespeiste Flüssigkeitsmenge und kommt dadurch schnell zum Stillstand.

Die Erfindung ist bei jeder Art von Strömungsvorgängen verwendbar. So z. B. zeigt Abb. 4 die Anwendung des Erfindungs- j gedankens bei der hydraulischen Steuerung einer Kolbendampfmaschine. Im Deckel r8 des Zylinders 17 ist das Gehäuse 19 für die Einlaßsteuerung der Maschine eingebaut. Diese besteht aus dem Ventil 21, der Ventil- ' schließfeder 22 und dem auf die Ventilspindel aufgesetzten, in dem mit Öffnungen 30 versehenen Zylinder 31 beweglichen Servoniotorkolben 23. Die Zuführung des Dampfes erfolgt über die Leitung 20. !

In einem Gehäuse 24 ist das Steuerorgan 25 der Flüssigkeitssteuerung angeordnet. Diese besteht analog der Ausbildung nach den Abb. r bis 3 aus der Druckleitung 1, dem aus dem Raum 7, der Klappe 5 und der ,· Feder 6 bestehenden Nachspeiseorgau 2 und dem vom Kolben 8, der Feder 9 und den Öffnungen 10 gebildeten, elastischen Puffer 3. Die unter Druck stehende Steuerflüssigkeit wird der Flüssigkeitssteuerung über die Leitung 26 und das Steuerorgan 25 zugeführt; als Überlauf bei Absperrung der Flüssigkeitszufuhr dient die Leitung 27. Die Steuerung wirkt wie folgt: Die Eröffnung des Ventils 21 erfolgt, wenn > sich das Steuerorgan 25 in der strichpunktiert eingetragenen Stellung befindet. Dann tritt die Steuerflüssigkeit von der Leitung 26 in die Leitung 1 über und verschiebt den Servomotorkolben 23 entgegen der Wirkung j der Ventilschließfeder 22, was ein Abheben des Ventils 21 von seiner Sitzfläche im Deckel 18 des Zylinders 17 zur Folge hat. Der Dampf kann dann vom Rohr 20 über das geöffnete Ventil 21 in den Zylinder 17 eintreten 1 und den Kolben 28 vor sich herschieben. ' Die in Abb. 4 gezeichnete Ventil- und Kolbenstellung entspricht derjenigen kurz vor Füllungsabschluß. Zur Herbeiführung dieses Abschlusses wird das Steuerorgan 25 in die 1 ausgezogen gezeichnete Lage gebracht. Dabei ist die Verbindung zwischen den Leitungen 26 und ι abgesperrt und die Verbindung zwischen der Leitung^ und dem Vorraum 29 des elastischen Puffers 3 hergestellt. 1

Unter der Wirkung des Druckes der gespannten Ventilschließfeder 22 wird jetzt die Flüssigkeitssäule in der Druckleitung 1 durch den Servomotorkolben 23 nach dem elastischen -Puffer .3. zu in Bewegung gesetzt. Der 1 Kolben 8 des Puffers 3 wird unter Zusammendrückung der Pufferfeder 9 zurück-

gedrängt, und die Öffnungen io werden freiprelegt, so daß Steuerflüssigkeit durch den Überlauf 27 austreten kann.

Sobald sich das. \'^rentil 21 auf seinen Sitz 'm Zylinderdeckel 18 aufsetzt, wird sich die Flüssigkeitssäule in der Druckleitung 1 vom 5ervomotorkolben 23 abzuheben suchen. In- ^:olge des dabei entstehenden Unterdruckes 5ffnet sich die Klappe 5 des Nachspeisejrganes 2 und läßt Flüssigkeit aus dem iaum 7 in die Druckleitung 1 nachströmen.

Durch die besondere Ausbildung des Zyinders3i, insbesondere die Anordnung der öffnungen 30 beiderseits des Servomotorcolbens 38, kann eine zusätzliche Bremswirkung auf das Ventil 21 bei dessen Eröffnung und Abschluß ausgeübt werden.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Dämpfung der in Leitungen zur Förderung von unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten auftretenden Stöße und Sdnvingungen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dämpfung der Stöße einerseits ein im Sinne der Strömung wirkendes Mittel (Nachspeiseorgan 2) und anderseits ein zweites, im entgegengesetzten Sinne der Strömung wirkendes Mittel (elastischer Puffer 3) .vorhanden ist.

Hierzu ι Blatt. Zeichnungen