CH123992A - Einrichtung zur Dämpfung der in Druckleitungen auftretenden Stösse und Schwingungen. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Dämpfung der in Druckleitungen auftretenden Stösse       _    . und Schwingungen.    Wird bei einer in einer Leitung sich in  Bewegung befindenden Flüssigkeitssäule die       Speisung    der Leitung plötzlich unterbrochen,  so muss die noch in der Säule enthaltene  kinetische Energie in sehr kurzer Zeit in  potentielle Energie umgewandelt werden,  derart, dass die Flüssigkeitssäule abreisst und  ein Vakuum entsteht. Nach vollständiger       Abbremsung    der Flüssigkeitssäule wird das  Vakuum diese wieder zurückziehen, bis der  evakuierte Raum der Leitung wieder mit der  Flüssigkeit ausgefüllt ist.

   Die potentielle  Energie ist also wieder in kinetische umge  wandelt worden, welche wiederum plötzlich       abgebretrist    werden soll, wodurch eine Druck  erhöhung und eine elastische Ausweitung der  Leitung verursacht wird. Diese Druckerhöhung  kann je nach ihrer Grösse einen mit unan  genehmem Geräusch verbundenen Flüssig  keitsschlag oder im schlimmsten Fall einen  Rohrbruch zur Folge haben. Ausserdem wieder  holt sich der ganze Vorgang einige     Male,-so     dass die Flüssigkeit in     Schwingung    gerät,  welche in ungünstigen Fällen mit gewissen  Eigenschwingungen der Leitung oder andern  Maschinenteilen in Resonanz treten kann.

      Die Erfindung bezweckt, die in Druck  leitungen auftretenden Stösse und Schwin  gungen zu dämpfen und besteht darin, dass  eine Vorrichtung vorgesehen ist, um das  insbesondere bei Abstellung der     Förderung     in der Druckleitung auftretende Vakuum  durch Nachspeisung auszufüllen. Die. Druck  leitung kann ausser mit der das Vakuum  verhindernden Vorrichtung noch mit .einem  die Stösse in der Druckleitung aufnehmenden  elastischen     Pufferventil    versehen sein.  



  Auf der Zeichnung sind einige Ausfüh  rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes  schematisch dargestellt, und zwar in     Fig.    1,  2, 3 und 4 in Anwendung auf Druckleitungen  für Kraft- oder     Akkumulierwerke,    in     Fig.    5  in- Anwendung auf eine hydraulisch betätigte  Ventilsteuerung einer Kolbenmaschine.  



  In den Figuren ist 1 die Druckleitung,  2 das für die Ausfüllung des.     Vakuums    vorge  sehene Füllmittel, 3 das die Stösse aufnehmende  elastische     Pufferventil.    Gemäss     Fig.    1 ist in  bekannter Weise in der Druckleitung 1 ein       Abschlussorgan    4 eingebaut. Die Abschluss  klappe 5 der die Ausfüllung des     Vakuums     bewirkenden Vorrichtung wird durch eine      Feder 6 und den in der Leitung 1 herrschen  den Druck gegenüber dem Druck im Reser  voir 7 im Gleichgewicht gehalten.

   Das ela  stische Pufferventil 3 ist als     Flüssigkeitsbrernse     ausgebildet, indem auf den Kolben 8 einer  seits der Druck der Flüssigkeitssäule, ander  seits die Spannung der Feder 9 einwirkt und  seiner Stellung entsprechend keine oder  mehrere der     Öffnungen    10 für den Durchtritt  des Inhaltes der Druckleitung freigibt.  



  Gemäss den     Fig,    2 und 3 ist eine Turbine  11 an die Druckleitung 1 angeschlossen, in  welcher ausserdem das elastische     Pufferventil    3  vor der Turbine angeordnet ist     (Fig.    3).  



  In der in     Fig.    4 gezeigten     Anwendung     auf eine Pumpenanlage ist der in der Druck  leitung 1 eingeschaltete elastische Puffer als  Windkessel 12 ausgebildet, der zugleich die  Rolle der das Vakuum verhindernden Vor  richtung übernimmt. Die Pumpe 13 kann  durch den mit einer     Rückschlagklappe    ver  sehenen Schieber 14 und der Windkessel  durch ein     Abschlussorgan    15 von der Druck  leitung 1 abgeschlossen werden. Der Wind  kessel 12 ist mit einem Sicherheitsorgan 16  versehen, das bei Überschreitung eines be  stimmten     Druckes    eine vollständige oder  teilweise Entleerung des Windkessels bewirkt.  Das Sicherheitsorgan kann zum Beispiel ein       Leerschuss    sein.  



  In der in     Fig.    5 dargestellten Anordnung  ist 17 der Zylinder einer     Kolbenmaschine.     Im Deckel 18 ist das Gehäuse 19 für die       Einlasssteuerung    eingebaut. 20 ist die Dampf  zuleitung, 21 das Ventil, 22 die Schliessfeder  und 23 der     Servomotorkolben    für das Ventil.  In einem Gehäuse 24 ist der Schieber     '?5     der Flüssigkeitssteuerung angeordnet.

   Die  selbe besteht aus der     Druckleitung    1, der  ventilseitig angeordneten, aus dem Reser  voir 7, der Klappe 5 und der Feder 6 ge  bildeten, die Ausfüllung des Vakuums be  wirkenden Vorrichtung und dem     schieberseitig     angeordneten, vom Kolben 8 der Feder 9  und den     Öffnungen    10 gebildeten Puffer  ventil 3. Die Zufuhr des     Druckmittels    ei-folgt  durch die Leitung 26, der Überlauf durch die  Leitung 27.

      Die Arbeitsweise der beschriebenen Ein  richtungen ist die folgende:  Werden bei Druckleitungen, bei denen  keine     das    Vakuum     verhindernde    Vorrichtung  vorgesehen ist, der Schieber 4 und der Ein  lauf zur Turbine geschlossen, so entstellt  hinter dem Schieber 4 ein Vakuum und die       Flüssigkeitssäule        r#eilät    ab. Durch die das  Vakuum verhindernde Vorrichtung wird er  reicht, dass die Flüssigkeitssäule nicht     ab-          i#eif.',t,    indem sich bei Entstehung eines Unter  druckes das Ventil 5 öffnet und aus dem       Reservoir    7 das Füllmittel 2 nachströmen lässt.  



  Wird dagegen die Druckleitung 1 nur     all     ihrem untern Ende rasch gedrosselt oder  geschlossen, zum Beispiel infolge plötzlicher  Entlastung der Turbine oder infolge Schliessung  einer     Sehnell,#chlussvorriclitung,    so wird die  dadurch     hervorgerufene        Di#ucksteigerung    durch  das Pufferventil 3 aufgenommen.

   Die Be  wegung der     Flüssigkeitssäule    wird durch das       Pufferventil    3 rasch     abgebremst,    indem die  Feder 9 den Kolben 8 der Strömung     ent-          gegendrückt    und damit die Öffnungen 10  abschliesst, welche die     Flüssigkeit    durch  strömen liefen. Die Zeit, welche nötig ist,  um die Bewegung der     S@irile    abzubremsen,  lässt sich durch die Feder regulieren, da     eine          stärkere    Feder der     Bewegung    einen grösseren  Widerstand entgegensetzt und demzufolge  auch eine kürzere Zeit zur     Abbremsung    be  nötigt.

    



  Wird bei der in     Fig.    4 dargestellten  Anlage die Pumpe 13 plötzlich abgestellt,  so ist ein     Abreissen    der sich nach     aufwärts     bewegenden Flüssigkeitssäule dadurch ver  hindert, dass     aus    dem Windkessel 12 sofort  nach Entstehung eines Unterdruckes in der  Druckleitung Flüssigkeit nachströmt.

   Die  durch die     Rückwärtsbewegung    der Flüssig  keitssäule im Druckrohr 1 entstehenden  Drucksteigerungen werden durch den Wind  kessel 12 aufgenommen und können durch  den     Leerschuss    16 dadurch verkleinert werden,  dass sich dieser entweder selbsttätig, das  heisst in Funktion eines bestimmten Druckes  öffnet oder     voll    Rand bedient werden     kann.         In     Fig.    5 ist das     Einlassventil    21 und  der Kolben 28 am Ende der Füllungsperiode  dargestellt. Der während der Füllungsperiode  sich in der punktiert eingezeichneten Lage  befindende Schieber 25 ist nach rechts ver  schoben worden und verbindet die Leitung 1  mit dem Raum 29.

   Die Schliessfeder      _2     schliesst das     Einlassventil    21, so dass die  Zufuhr des Treibmittels (zum Beispiel Dampf)  gesperrt ist. Gleichzeitig drückt sie den Kolben  23 nach rechts und das Druckmittel wird  nach dem Raum 29 gepresst. Dieses verschiebt  den Kolben 8 entgegen der Wirkung der  Feder 9 nach unten, so dass es durch die       Öffnungen    10 austreten kann.

   Sobald der  Druck auf den Kolben 8 kleiner wird, drückt  die Feder 9 denselben nach oben, die Öff  nungen 10 werden geschlossen und dadurch  wird die Bewegung der Flüssigkeitssäule in  der Leitung 1     abgebremst,    Der Schluss des  Ventils 21 erfolgt aber nicht schlagartig,  sondern wird durch den mit Öffnungen 30       versehenen    und als Flüssigkeitsbremse wir  kenden Zylinder 31 ;gedämpft. Sollte aus  irgend einem Grund der Druck im rechten  Teil des Zylinders 31 und somit auch in der  Druckleitung 1 unter eine gewisse Grenze  sinken, so     öffnet    sich die Klappe 5 selbsttätig  und bewirkt die Auffüllung eines sich bilden  den Vakuums durch das Füllmittel 2.

   Ist der  Kolben 28 wieder in seinem Totpunkt ange  langt, so verstellt die Steuerung den Schieber  25 in die punktiert gezeichnete Lage, so dass  das Druckmittel zum Beispiel Drucköl aus  der Leitung 26 durch die Leitung 1 auf die  rechte Seite des Kolbens 23, dessen     Endlagen     punktiert eingezeichnet sind, gepresst wird    und das Ventil 21 von seinem Sitz abhebt.  Durch die besondere Ausbildung des Zylinders  31 erfolgt auch das Abheben nicht schlag  weise, sondern die Bewegung wird abge  bremst. Bei     Füllungsabschluss    wiederholt sich  der bereits beschriebene Vorgang.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Dämpfung der in Druck leitungen auftretenden Stösse und Schwin gungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung aufweist, um das insbesondere bei Abstellung der Förderung in der Druck leitung auftretende Vakuum durch Nach speisung auszufüllen. UNTERANSPRüCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch; dadurch gekennzeichnet, dass ausser der das Vakuum verhindernden Vorrichtung noch ein die Stösse in der Druckleitung aufnehmendes elastisches Pufferventil vorgesehen ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Nachspeisung des Vakuums bewirkende Vorrichtung einen Windkessel besitzt, aus dem die Nach speisung erfolgt. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Windkessel mit einem Sicherheits organ versehen ist, das bei Überschreitung eines bestimmten Druckes eine vollständige oder teilweise Entleerung des Windkessels bewirkt.