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.