-
Einrichtung zur hydraulischen Fernbetätigung von Absperrschiebern
od. dgl., insbesondere auf Tankschiffen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur hydraulischen Fernbetätigung vorzugsweise mehrerer Absperrschieber od. dgl.,
die eine Druckmittelquelle, einen jedem Absperrschieber od. dgl. zugeordneten und
mit diesem mechanisch verbundenen hydraulischen Antrieb, einen zwischen der Druckmittelquelle
und jedem hydraulischen Antrieb eingeschalteten Steuerschieber sowie einen Flüssigkeitsbehälter
aufweist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung dieser Art
zur Fernsteuerung der Absperrschieber von Tankschiffen, bei denen die Füllung. Entleerung
oder Umfüllung der einzelnen Tankbehälter gesteuert und überwacht werden muß.
-
Bei einer solchen Einrichtung braucht die Druckmittelquelle in dem
hydraulischen Kreislauf des Systems der fernbetätigten Schieber mit voller Leistung
nur während der Ausführung der Bewegungen der Schieber od. dgl. zu arbeiten. Während
der übrigen Zeit, d. h. also meistens, braucht die Druckmittelquelle aber nur mit
einer geringeren Leistung zu arbeiten, um eventuelle Leckverluste in dem Druckmittelkreislauf
der Einrichtung auszugleichen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht
somit darin, eine Einrichtung zu schaffen, bei der die zur Druckmittelquelle gehörende
Pumpe nur dann beansprucht wird, wenn die Inanspruchnahme des Kreislaufs die Lieferung
von Druckmittel in entsprechenden Mengen erfordert; während der Kreislauf in der
Zwischenzeit anderweitig versorgt wird.
-
Es sind bereits Einrichtungen zur hydraulischen Fernbetätigung bekannt,
bei der die Druckmittelquelle aus einer ständig angetriebenen Pumpe und einem Druckspeicher
besteht. Es ist ferner eine hydraulische Ventilbetätigungseinrichtung bekannt, die
als Druckmittelquelle eine Pumpe hat, welche ebenfalls normalerweise ständig von
einem Elektromotor angetrieben wird. Diese Pumpe steht über ein Rückschlagventil
mit einem Speicher in Verbindung. Schließlich ist es bekannt, den Motor einer Pumpe
gleichzeitig mit einem hydraulischen Antrieb zu schalten.
-
Demgegenüber wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß die Druckmittelquelle
in an sich bekannter Weise aus einer Pumpvorrichtung und einer Speichervorrichtung
kombiniert ist, die beide von einem in zwei Stellungen bringbaren Schaltschieber
od. dgl. so gesteuert werden, daß bei der Betätigung der Absperrschieber od. dgl.
die Speichervorrichtung abgetrennt und die Pumpvorrichtung in Gang gesetzt wird,
während in der Stillstandsstellung der Absperrschieber od. dgl. nur die Speichervorrichtung
in den Kreislauf eingeschaltet ist. Dadurch wird erreicht, daß die Pumpvorrichtung
lediglich dann arbeitet, wenn dies zur Ausführung von Bewegungen der Steuerschieber
od. dgl. wirklich notwendig ist. Beim Stillstand der Absperrschieber wird dagegen
die geringe, zur Kompensierung von Leckverlusten notwendige Leistung aus der Speichervorrichtung
gedeckt. Auf diese Weise erhält man eine erhebliche Ersparnis an Antriebskraft und
eine Verringerung der Abnutzung der Pumpe und ihres Antriebs.
-
Normalerweise reicht die Leistung der Speichervorrichtung vollkommen
aus, um etwaige Leckverluste auszugleichen. Sollten diese Leckverluste aber doch
einmal eine gewisse Höhe überschreiten und/oder längere Zeit andauern, so könnte
die Gefahr bestehen, daß der Druck in der Speichervorrichtung nicht mehr ausreicht.
Um auch für diesen Fall vorzusorgen, ist gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung
der Erfindung eine druckabhängige Schaltung vorgesehen, die von dem Schaltschieber
zur Wirkung gebracht wird und die ihrerseits die Pumpvorrichtung zwischen einem
vorbestimmten Maximaldruck und einem vorbestimmten Minimaldruck des hydraulischen
Kreislaufes in Gang setzt, wobei vorzugsweise eine Anzeigevorrichtung vorgesehen
ist, welche anzeigt, wenn der Druck des
hydraulischen Kreislaufes
einen unter dem Minimaldruck liegenden Wert erreicht.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand der nachfolgenden Beschreibung
in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt die einzige
Figur der Zeichnung schematisch teils im Schnitt, teils in Ansicht die hydraulische
Fernbetätigungseinrichtung für die Absperrschieber eines Tankschiffes.
-
Die einzelnen Tankbehälter des Tankschiffes sind mit Absperrschiebern
Al, A, usw. versehen, die von einer gemeinsamen Zentrale B mit Druckmittel
versorgt werden und von entsprechend vielen Steuervorrichtungen Cl, C, usw. aus
gesteuert werden, welche z. B. auf einem gemeinsamen Kommandostand vereinigt sind.
Diese Steuervorrichtungen Cl, C2 usw. sind nicht Gegenstand der Erfindung, sondern
werden nur der Vollständigkeit halber mit erläutert.
-
Jeder der z. B. mittels Drucköl betätigten Absperrschieber Al, A,
usw. besteht aus einem Schiebergehäuse 1 und einer Schieberplatte
2, welche mit einer Kolbenstange 3 und dem doppeltwirkenden Antriebskolben
4 eines auf dem Schiebergehäuse 1 befestigten Antriebszylinders 5 verbunden ist.
Zwischen dem Antriebszylinder 5 und dem Schiebergehäuse` 1 isf eine Diehtung 6 angeordnet.
Der Antriebskolben 4 unterteilt den Antriebszylinder 5 in eine obere Druckkammer
7 und eine untere Druckkammer B.
-
Die Druckmittelzentrale B enthält eine Pumpvorrichtung und eine Druckspeichervorrichtung.
-
Die Pumpvorrichtung umfaßt zwei Pumpenaggregate, von denen das eine
als normales Betriebsaggregat und das andere als Hilfs- oder Notaggregat dient.
Die beiden Aggregate sind parallel geschaltet, und die Auswahl des wirksamen Aggregates
wird von der Bedienungsperson mittels eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten
Umschalters getroffen. Beide'Aggregate, von denen jedes aus einem Elektromotor
9 und einer @ümpe 10 mit konstanter Liefermenge besteht, saugen das
in einem Behälter 11
befindliche Öl an und fördern es in eine Leitung 12.
Die Förder- bzw. Druckseiten der beiden Aggregate sowie die gemeinsame Leitung
12 sind mit Rückschlagventilen 13 ' versehen. Ein regelbares Ausgleichsventil
14 begrenzt den Förderdruck der Pumpvorrichtung auf einen bestimmten Wert
Po, z. B. auf 40 kg/cm3.
-
Die Druckspeichereinrichtung besteht aus einer Batterie von Behälterre
15, die mit einem Gas wie z. B. Stickstoff gefüllte Kammer 16 mit
veränderlichem Volumen umschließen. Die im Inneren eines jeden Behälters 15 ton
der Kammer 16 frei gelassenen Räume 17 enthalten Öl und sind parallel an
eine Leitung 18 angeschlossen.
-
In diese Leitung 18 ist ein Ventil eingeschaltet, das mit einer kalibrierten
Bohrung 20 versehen und von einer Feder 21 in einem solchen Sinne
belastet ist, daß das aus den Druckspeichern kommende Öl durch die kalibrierte
Bohrung 20 strömen muß und dadurch gebremst oder gedrosselt wird, während
das den Druckspeichern zuströmende Öl das Ventil 19 ent= gegen der Wirkung
der Belastungsfeder 21 zurückdrückt und infolgedessen keiner Brems- bzw.
Drosselwirkung unterworfen ist.
-
Die Leitungen 12 und 18 sind durch eine gemeinsame Leitung
22 mit den Steuervorrichtungen Cl, C2 usw. verbunden. Ein elektrischer Umschalter
speist in einer ersten, der Betätigung der Absperrschieber entsprechenden Stellung
einerseits den Erregerstromkreis 24 eines Elektromagnetschiebers
25 und andererseits den Erregerstromkreis 26 des Elektromotors
9
des Betriebsaggregates, während er in einer zweiten, der Haltstellung der
Absperrschieber entsprechenden Stellung die Speisung des Erregerstromkreises des
Schiebers 25 unterbricht und einen sekundären Erregerstromkreis
27 des betreffenden Motors 9 einschaltet.
-
Der Elektromagnetschieber 25 ist derart eingerichtet, daß in der ersten
Stellung die Leitung 18
und damit die Druckspeichereinrichtungen 15, 16 abgeschaltet
sind, wobei dann die Betriebspumpe 10
kontinuierlich und lediglich in die
Leitung 22 Öl mit dem vom Ausgleichsventil 14 kontrollierten Druck liefert,
während in der dargestellten zweiten Stellung die Leitung 18 und damit die
Druckspeichereinrichtungen 15, 16 mit den Steuervorrichtungen Cl, C2 usw. durch
die Leitung 22 verbunden sind, wobei dann die Betriebspumpe 10 intermittierend
zugleich Öl in die Druckspeicher 15, 16 und zu den Steuervorrichtungen fördert,
wenn der sekundäre Erregerstromkreis 27 in Tätigkeit ist.
-
Dieser sekundäre Erregerstromkreis hängt von zwei druckbetätigten
Kontakten 28, 29 ab, welche durch eine Leitung 30 unter dem Einfluß des in
den Druckspeichern herrschenden Druckes stehen. Dabei löst der Kontakt 28 die Inbetriebsetzung
des Betriebsmotors 9 aus, wenn der erwähnte Druck unterhalb eines ersten Grenzwertes
P1 (z. B. 25 kg/cm2) fällt, während der Kontakt 29 die Stillsetzung des gleichen
Motors hervorruft, wenn dieser Druck einen zweiten Grenzwert P2 überschreitet, der
oberhalb des ersten Grenzwertes liegt und z. B. 30 kg/cm2 beträgt. Dieser zweite
Grenzwert liegt aber selbst unter dem Regeldruck Po des Ventils 14.
-
Ein dritter Druckkontakt 31, der auf einen unter dem Druck
P1 liegenden Druck P3 eingestellt und parallel zu den beiden anderen Druckkontakten
angeordnet ist, kann vorgesehen werden, um auf dem Kommandostand ein optisches oder
akustisches Alarmsignal zu erzeugen, wenn der Druck in den Druckspeichern unter
den Regeldruck des Druckkontaktes 28 fällt, was als Folge einer Betriebsstörung
des arbeitenden Motor-Pumpen-Aggregates eintritt. Dieses Alarmsignal zeigt der Bedienungsperson
an, daß es notwendig ist, das Hilfs- oder Notaggregat der Pumpvorrichtung in Betrieb
zu setzen, um die Druckspeicher aufzufüllen.
-
Es ist hierbei vorteilhaft, einen hydraulischen Widerstand 32 vorzusehen,
der beispielsweise aus einer Rohrschlange mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt
besteht und der in die Leitung 30 eingeschaltet wird, um unerwünschte Schläge
auf die Druckkontakte 28, 29, 31 zu verhindern.
-
Was die Steuervorrichtungen Cl, C2 usw. betrifft, so enthält jede
von ihnen einen Steuerschieber 33, dessen Kolben 34 mittels eines Handhebels 35
oder eines anderen Betätigungsmittels in zwei Stellungen einstellbar ist. In der
einen, bei der Vorrichtung Cl in ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung des Kolbens
34 verbindet der Steuerschieber 33 einerseits die Leitung 22 mit der oberen Druckkammer
7 des Absperrschiebers Al über eine Leitung 36 und andererseits die untere
Druckkammer 8 desselben über eine Leitung 38 mit einer Leitung
37. In der anderen, bei der Steuervorrichtung C2 in ausgezogenen
Linien
eingezeichneten Stellung des Kolbens 34 verbindet der Steuerschieber 33 einerseits
die Leitung 22 über eine Leitung 38 mit der unteren Druckkammer 8 und andererseits
die obere Druckkammer 7 über die Leitung 36 mit der Rücklaufleitung 37.
-
Eine zur Unterbringung auf dem Kommandostand geeignete Kontrollvorrichtung
wird dadurch geschaffen, daß in die Rücklaufleitung 37 ein Anzeiger eingeschaltet
wird. Wie man sieht, wird das Öl entweder aus den Druckkammern 7 erst dann herausgedrückt,
und es strömt infolgedessen erst dann in die Rücklaufleitung 37 ab, wenn die Schieberplatte
2 ihre Bewegung ausführt bzw. vollendet.
-
Ein solcher Anzeiger besteht beispielsweise aus einem Zylinder 39,
in dem ein mit kalibrierten Bohrungen 41 versehener Tauchkolben 40 entgegen der
Wirkung einer Feder 42 verschiebbar ist, wobei die Stange 43 des Kolbens durch die
Zylinderwandung nach außen durchgeführt ist.
-
Außerdem wird in die jeden Steuerschieber 33 mit der unteren Druckkammer
8 verbindenden Leitungen 38 ein Halteventil 44 eingebaut, welches den Abfluß des
aus dieser Druckkammer kommenden Öles erst dann gestattet, wenn sein Druck einen
bestimmten Grenzwert erreicht oder überschreitet, der höher ist als derjenige, welcher
dem Gewicht der beweglichen Teile 2, 3, 4 des Absperrschiebers entspricht. Dieses
Halteventil ist parallel zu einem Rückschlagventil 45 angeordnet, welches den Abüuß
des Öles in einer der vorstehenden Richtung entgegengesetzten Richtung, d. h. nach
der Druckkammer 8 hin gestattet.