DE566813C - Vorrichtung zur Vermeidung gefaehrlicher Drucksteigerungen in Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur ""*" Vermeidung gefährlicher Drucksteigerungen in Rohrleitungen von Pumpwerken, wie sie '/.. B. in dem Druckrohr von elektrisch angetriebenen Kreiselpumpen bei einem plötzlichen Ausfall der Pumpen auftreten infolge des Rückstoßes der geförderten Flüssigkeitsmasse auf das hinter den Pumpen eingebaute Rückschlagventil. Seihst wenn Windkessel hinter den Pumpen eingebaut sind und zum Schütze gegen Überschwemmungen des Pumpenhauses infolge eines Bruches der Druckleitung noch Rückschlagventile folgen, so können doch in der Druckleitung Drücke auftreten, denen die Rohrwandungen nicht mehr gewachsen sind. Auch bei langen Rohrleitungen können durch zu raschen Schieberschluß oder durch plötzlichen Abschluß größerer Wassermengen Druckerhöhungen entstehen, die das zulässige Maß überschreiten und zum Bruch des Druckrohres führen.

Zur Vermeidung gefährlicher Drucksteigerungen hat man bereits bei Dampfanlagen Sicherheitsventile vorgeschlagen, die durch ein Nebenventil gesteuert werden. Die Anwendung derartiger Ventile bei Wasserleitungen würde indessen nach den bisherigen Erfahrungen nicht jenes Maß von Sicherheit erreichen, das erforderlich ist, um längere Druckleitungen vor dem Bruch zu bewahren, weil sich die Wirkung dieser Sicherheitsventile den auftretenden Druckwellen der Wassersäule nicht anpaßt. Bei einem plötzlichen Abschluß einer langen Druckwasserleitung tritt bekanntlich eine Druckerhöhung oder bei einem Ausfall der Elektrokreiselpumpe zunächst ein starker, Druckabfall ein, der beträchtlich unter dem statischen Druck im Druckrohr bei Betriebsstillstand liegt. Die Geschwindigkeit der in Strömung befindlichen Wassermasse im Druckrohr nimmt rasch ab, wird dann Null und wächst in der entgegengesetzten Richtung wieder an, d. h. die zurückpendelnde Wassersäule verursacht den plötzlichen Schluß des Rückschlagventils, und die der Wassermasse innewohnende lebendige Kraft ruft eine sehr starke plötzliche Druckerhöhung hervor, die weit über den Betriebsdruck geht und den Bruch der Rohrleitung herbeiführen kann. Da sich bei entsprechender Länge des Druckrohres eine große Wassersäule rückwärts gegen das Rückschlagventil bewegt, so kann nur dann eine genügende Druckentlastung erreicht werden, wenn rechtzeitig während des Rückströmens der Flüssigkeit eine große Flüssigkeitsmenge aus dem Druckrohr ausströmen kann. Mit den bisherigen Sicherheitsventilen ist dies nicht erreichbar, ohne den höchstzulässigen Druck wesentlich zu überschreiten; denn dabei kann durch das wiederholt erfolgende Öffnen und Schließen des Ventils eine Aufschaukelung des Druckes eintreten, die gefährlich werden kann.

Um das rechtzeitige Abströmen einer genügend großen Flüssigkeitsmenge aus dem Druckrohr zu erreichen, werden nach der Erfindung die Üffnungs- und Schließzeiten des Hauptventils und des dieses steuernden Nebenventils den Druckwellen der hin und her schwingenden Wassermassen weitgehend angepaßt. Die Erfmdungsaufgabe besteht darin, das Nebenventil derart zu steuern und auszubilden, daß die Bewegungsvorgänge, insbesondere die Schließdauer des Hauptventils, geregelt werden kann. Entweder wird das Nebenventil bei Erreichung der unteren Druckabfallgrenze nach dem Stillstand der Elektropumpen derart gesteuert, daß das Hauptventil nach dem öffnen zwangsläufig eine vorher einstellbare Zeitdauer offen gehalten wird und sich dann wieder langsam schließt, oder das Nebenventil wird im Falle so einer Druckerhöhung unmittelbar angehoben, und es beeinflußt lediglich die Schließdauer des Hauptventils.

Im ersteren Falle ist die Steuerung des Nebenventils vollkommen zwangsläufig, und sie erfolgt durch die Auslösung eines elektromagnetisch oder hydraulisch gesteuerten Gewichtshebels; im zweiten Falle erfolgt lediglich das Schließen des in an sich bekannter Weise durch eine Druckerhöhung angehobenen Nebenventils zwangsläufig. In beiden Fällen schließt sich das Hauptventil an sich langsam, da die Zeitdauer des Schließens durch eine Einstellschraube regelbar ist. Jedoch wird in beiden Fällen die an sich regelbare Schließdauer des Hauptventils durch die einstellbare Schließzeit des Nebenventils nochmals verzögernd beeinflußt. Das langsame Schließen des Nebenventils erfolgt mittels eines durch ein Rückschlagventil und eine Stellschraube regelbaren Wasserumlaufs.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigen:

Abb. ι eine Ausführungsform der Vorrichtung im Längsschnitt mit elektromagnetischer Steuerung des das Hauptventil beeinflussenden Nebenventils,

Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A der Abb. 1, ~

Abb. 3 einen zur Abb. 1 senkrecht stehenden Längsschnitt,

Abb. 4 einen Querschnitt nach der Linie B-B der Abb. 1 und 3 und

Abb. 5 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung im Längsschnitt mit hydraulischer Steuerung des Nebenventils, die an Stelle der elektromagnetischen Steuerung nach Abb. 1 tritt, im übrigen aber durch Abb. ι zu ergänzen ist.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, das mit einem Flansch 2 an einer Abzweigung des zu schützenden Druckrohres angeschraubt und mit einem Flansch 3 an eine ins Freie oder in einen drucklosen Ablaufkanal führende Ableitung verbunden ist, einem Ventilkörper 4, 5, der für gewöhnlich die Druckseite von der drucklosen Seite absperrt, und einem dieses Ventil beeinflussenden Nebenventil mit Steuervorrichtung, die weiter unten beschrieben wird.

Der Ventilkörper 4, 5 (nachstehend Hauptventil genannt) stellt ein nahezu entlastetes Abschlußventil vor, dessen Teil 5 sich kolbenartig im Teil 4 verschieben kann. Im geschlossenen Zustand sitzt der Teil 4 des zusammenschiebbaren Ventils auf einem Dichtungsring 6 und der Teil 5 auf einem Dichtungsring 7 des Gehäuses 1 auf. Eine Feder 8° unterstützt die Schließbewegung der Ventilteile 4, 5, die durch eine Stülp- oder ähnliche Dichtung 8 gegeneinander abgedichtet sind. Die Teile 4, S sitzen mittels nabenartiger Ansätze unter Belassung eines kleinen Spielraums gleitbar auf einer Hülse 9, die oben für gewöhnlich durch ein Ventil 10 (nachstehend Nebenventil genannt) abgesperrt ist. Die Führungshülse 9 ist in ihrem unteren Teil in eine kreisförmige Vertiefung 12 des Gehäusefußes gut eingepaßt. Sie trägt kurz unter ihrem oberen Ende einen abgadichteten Bund 12", der mittels eines aufgeschraubten Flansches 11 im Oberteil des Gehäuses die Führungshülse 9 festhält.

Der Durchmesser des Ablaufstutzens mit dem Flansch 3 wird zweckmäßig so groß gewählt, daß man das zusammengeschobene Hauptvenlil 4, 5 zum Zwecke der Montage einbringen kann. Die Hülse 9 wird durch den Hauptventilkörper hindurchgesteckt, der Flansch 11 auf die Hülse 9 aufgeschoben und festgeschraubt. Auf diese Weise ist eine höchst einfache Montage des Ventils ermöglicht.

Wenn von der Druckrohranschlußseite 2 her das Ventil 4, S also in der Richtung des Pfeils α unter Druck gesetzt wird, so pflanzt sich der Flüssigkeitsdruck durch eine in der Hülse 9 vorgesehene Öffnung 13 in das Innere derselben fort, und die Flüssigkeit tritt von hier aus durch Schlitzöffnungen 15 und 16 der Hülse 9 in das Innere des Hauptventils ein. Da an den nabenartigen Führungsansätzen des Ventilteiles 5 kleine Aussparungen 17 vorhanden sind, so teilt sich auch bei völlig zusammengeschobenem Hauptventil der Druck sofort in genügendem Maße dem Innern des Hauptventils mit, so daß die beiden Teile 4, 5 auseinandergeschoben und gegen die Sitze 6 und 7 gepreßt werden. Dabei ist Voraussetzung, daß die Lichtweite des Hauptventilteiles 4 größer ist als die Lichtweiten des oberen und des unteren Ventil-

sitzes 6 und 7. Durch richtige Wahl der Lichtweiten kann man die Größe der Kraft, mit der das Hauptventil gegen seine Sitze 6, 7 gedrückt wird, bemessen. Die zahnartigen Aussparungen 17 sind am Rande verteilt, daß bei jeder Drehung des Hauptventilteiles 5 noch eine Verbindung des Innenraums der Führungshülse 9 durch die Schlitze 15 mit dem Innern des Hauptventils vorhanden ist.

Das obere Ventilteil 5 weist kleine Öffnungen 18 auf, die der Entlüftung des Ventilinnern dienen. Auch durch diese Lüftungsöffnungen 18 und durch den kleinen Spielraum zwischen dem Hauptventil und seiner Führungshülse 9 teilt sich der Flüssigkeitsdruck dem Innern des Ventils mit.

Solange das auf der Führungshülse 9 aufsitzende Nebenventil 10 geschlossen bleibt, ist auch das Hauptventil 4, 5 geschlossen. Der Durchflußquerschnitt der Öffnung 13 in der Führungshülse 9 kann durch eine kegelventilartige Einstellschraube 14 und damit auch der Flüssigkeitszufluß zum Innern des Hauptventils geregelt werden. Man kann also mit Hilfe dieser Einstellschraube 14 die Schnelligkeit, mit der der Druck sich vom Druckrohr her in das Innere des Ventils fortpflanzt, regeln. Das ist wichtig, um die Zeitdauer des Hauptventilschlusses zweckentsprechend einzustellen.

Steht das Hauptventil 4, 5 unter Druck, ist es also geschlossen, und wird aus irgendeinem Grunde das Nebenventil 10 geöffnet, so fließt aus dem Innern der Führungshülse 9 Flüssigkeit in einen Raum 19 des Gehäuses 1, der durch ein Rohr 20 mit dem drucklosen Ablauf 3 des Hauptgehäuses in Verbindung steht. Dadurch tritt eine Druckentlastung im Innern der Hülse 9 und damit auch im Innern des Hauptventils 4, S ein. Durch den von der Druckseite her auf das Hauptventil lastenden äußeren Druck schieben sich nun die beiden Ventilteile 4 und 5 zusammen und geben die Durchflußquerschnitte an den Ventilsitzen 6 und 7 frei. Dadurch strömt die im Druckrohr vorhandene Flüssigkeit durch das Hauptventil aus, und es erfolgt eine sofortige Entlastung des Druckrohrs. Eine praktisch vollkommene Druckentlastung im Innern der Führungshülse 9 und des Hauptventils 4, 5 tritt bei Öffnung des Nebenventils deshalb ein, weil die freigegebene Ventilöffnung 10 viel größer ist als die die Druckflüssigkeit zuführende, durch die Einstellschraube 14 gedrosselte Öffnung 13 der Hülse 9.

Wird nun aus irgendeinem Grunde das Nebenventil 10 wieder geschlossen, so pflanzt sich der auf der Druckseite des Ventilgehäuses noch vorhandene Druck durch -die Öffnung 13 in das Innere der Hülse 9 und in das Innere des Hauptventils fort; dadurch werden die beiden Hauptventilteile 4 und 5 wieder auseinander- und gegen die Dichtungsringe 6 und 7 gepreßt.

Das Nebenventil 10 ist durch eine Stange 21 mit einem Bremskolben 22, der sich in einem zylindrischen Raum 25 bewegen kann, verbunden. Da das Ablaufrohr 20 nach aufwärts gebogen ist, ist der Raum 19 ständig mit Flüssigkeit gefüllt, die nur einen geringen, der Aufwärtsbiegung des Rohres 20 entsprechenden Druck hat. Der Raum 25 ist durch ein Rückschlagventil 23 mit dem Raum 19 verbunden, so daß sich auch im Raum 25 stets Flüssigkeit befindet. Das Ventil 23 kann durch eine Verschlußschraube 24 stets freigelegt, gereinigt und wieder eingesetzt werden. Die beiden Räume 19 und 25 sind auch noch durch eine Öffnung 26° verbunden, deren Durchgangsquerschnitt durch eine Regulierschraube 27° eingestellt werden kann.

Der mit dem Nebenventil 10 verbundene Bremskolben 22 ist mit einem Federteller 27 verbunden, an dessen mittlerem Zapfen sich die Nabe eines Gegentellers 28 führt. Zwisehen die beiden Teller 27 und 28 ist eine Druckfeder 29 geschaltet, deren Spannung durch eine Schraube 30 geregelt werden kann. Die Feder 29 muß so stark gehalten sein, daß sie bei dem größten auf der Druckseite des Nebenventils 10 vorhandenen Flüssigkeitsdrucke (Betriebsdruck) dieses Ventil noch dicht abschließt. Der Federteller 27 bewegt sich in einem Gehäuse 31. Die Bohrungen 32 in dem Gehäuse 31 haben den Zweck, jede Luft- oder Flüssigkeitspressung im Innern des Gehäuses 31 zu verhindern.

Das Nebenventil 10 kann sich rasch öffnen, weil die Flüssigkeit aus dem Raum 19 ohne weiteres durch das verhältnismäßig große too Ventil 23 in den Raum 25 strömen kann. Wenn jedoch das Nebenventil 10 nach abwärts gedrückt wird, so schließt das Ventil 23 den Raum 25 gegen den Raum 19 ab, und die im Raum 25 vorhandene und beim Niedergang des Kolbens 22 verdrängte Flüssigkeit muß durch die Öffnung 26° hindurch in den Raum 19 zurückströmen. Je nachdem nun die Regulierschraube 27° die öffnung 26« mehr oder weniger freigibt, kann die Schnei- no ligkeit des Rückströmens der Flüssigkeit aus dem Raum 25 nach dem Raum 19 eingestellt werden, und auf diese Weise kann die Zeitdauer des Nebenventilschlusses 10 und damit auch des Hauptventils 4, 5 geregelt werden.

Solange demnach der Druck der Feder 29 nicht überwunden wird, bleiben das Nebenventil 10 und auch das Hauptventil 4, 5 geschlossen. Sobald aber das Ventil 10 unter Überwindung des Druckes der Feder 29 gehoben wird, tritt eine Druckentlastung in der Hülse 9 und dadurch auch im Innern des

Hauptventils 4, 5 ein, und es wird die Öffnung dieses Hauptventils bewirkt.

Die Hebung des Nebenventils 10 kann nun auf zweierlei Weise erfolgen: Die erste Öffnungsmöglichkeit besteht darin, daß ein durch ein Gewicht 34 belasteter und durch eine steuerbare Auslösevorrichtung freigegebener Hebel 33 sich nach abwärts bewegt und dabei das Nebenventil 10 zwangsläufig steuert, den dieses Ventil schließenden Federdruck hierbei also überwindet. Die zweite Öffnungsmöglichkeit besteht in einer selbsttätigen Steuerung des Nebenventils 10 durch einen in der Hülse 9 auftretenden höheren Druck, der die Spannung der Feder 29 überwindet.

Die Auslösung des Gewichtshebels 33 kann wiederum auf zweierlei Weise erfolgen: entweder auf elektrischem oder auf hydrauli-

ao schem Wege.

Die Auslösung des Gewichtshebels auf elektromagnetischem Wege ist folgende:

Auf einem im Gehäuse 31 befestigten Zapfen 32" ist der Hebel 33 mit seinem verstell-

s5 baren Gewicht 34 gelagert. Am Hebel 33 ist eine eiserne Platte befestigt, die als Anker eines Elektromagneten 36 dient. Solange dieser erregt ist, bleibt der Hebel in der Hochstellung I. Wird nun die Einrichtung so getroffen, daß beim Ausfall der Elektrokreiselpumpen auch der Elektromagnet stromlos wird, so fällt der Hebel 33 infolge seines Gewichtes 34 nach abwärts. Eine Nocke 37 des Hebels drückt beim Abwärtsgehen auf eine Klinke 38, die um einen Bolzen 39 drehbar unter dem Federteller 27 in einem Schlitz des Verbindungsgestänges 26 zwischen dem Federteller 27 und dem Bremskolben 22 gelagert ist. Die Klinke 38 wird durch eine Feder 40 in ihrer Normalstellung so gehalten, daß sie von der Hebelnocke 37 bei ihrem Hochgehen, also beim Niedergehen des Gewichtshebels 33 erfaßt wird. Dies tritt jedoch erst ein, wenn der Hebel die Stellung II erreicht hat. Von dieser Stellung II aus sinkt dann der Hebel in die Stellung III, wobei die Feder 29 zusammengedrückt und das Ventil 10 geöffnet wird.

Der angestrebte Erfindungszweck würde jedoch nicht erreicht werden, wenn der Gewichtshebel nach Auslösung des Elektromagneten 36 rasch von der Stellung I in die Stellung III fallen würde. Nach der Erfindung muß bis zur öffnung des Nebenventils 10 vom Augenblick des Ausfalls der Pumpen ab eine gewisse Zeit verfließen, welche ungefähr gleich ist der Dauer des Druckabfalles, ferner muß das Hauptventil 4, 5 alsdann eine gewisse Zeit offen gehalten werden, während welcher eine genügende Flüssigkeitsmenge aus dem Druckrohr ins Freie abströmen kann, um während des Rückstoßes der im Druckrohr schwingenden Wassersäule jede gefährliche Druckerhöhung zu vermeiden, sodann muß sich das Hauptventil 4, 5 wieder langsam schließen, damit nicht durch den zu raschen Schluß dieses Ventils ein unzulässiger Rückstoß in der Druckleitung entsteht. Dieser kann, wie oben beschrieben ist, durch eine entsprechende Einstellung der Regulierspitzschraube 14 erreicht werden. Die verzögerte Abwärtsbewegung des Gewichtshebels 33 wird nach der Erfindung durch eine an dem Gehäuse 1 angebaute und mit dem Gewichtshebel 33 durch einen Zapfen 41 und ein Gestänge 42 verbundene Bremsvorrichtung bewirkt. Das Gestänge 42 drückt bei seiner Abwärtsbewegung auf einen Bremskolben 43 eines Zylinders 44. Die Zeit der Abwärtsbewegung des Gewichtshebels von der Stellung I bis zur Stellung II, also von dem Zeitpunkte der Auslösung des Elektromagneten bis zum Zeitpunkte der öffnung des Nebenventils 10, ist abhängig von der Einstellung zweier Einstellschrauben 47 und 49 (Abb. 1), \velche die Geschwindigkeit einer Umlaufflüssigkeit, zweckmäßig Öl, durch öffnungen 46 und 48 aus dem Zylinder 44 durch Kanäle 50 und 51 in einen Nebenzylinder 45 (Abb. 2) bedingen. Beim Niedergehen des Hebels 33 tritt das Öl durch die Bohrungen 46, 48 in den Kanal 50 und über die Bohrung 51 in den ,Nebenzylinder 45. Es gelangt dann durch eine obere Bohrung52 (Abb. 2) in den Bremszylinder 44 zurück und über den Kolben 43. Wenn dagegen der Kolben 43 hochgehoben wird, so wird das Öl von unten her in den Bremszylinder 44 gesaugt, wobei das über dem Kolben 43 befindliche öl durch die obere Bohrung 52 (Abb. 1) in den Nebenzylinder 45 abströmt.

Die Abwärtsbewegung des Gewichtshebels von der Stellung II bis zur Stellung III hängt, wie die Zeichnung ohne weiteres ersehen läßt, nur von der Einstellung der Regulierschraube 49 allein ab. Kurz vor Erreichung der Hebelstellung III gleitet die Nocke 37 des Gewichtshebels 33 von der Unterfläche der Klinke 38 ab. Die Wirkung der Feder 29 kommt zur Geltung, und das Ventil 10 schließt sich wieder, allerdings nur langsam entsprechend der Bremskolbenwirkung 22 bzw. der Einstellung der Regulierspitzschraube 27⁰.

Bei der Anordnung einer solchen Bremseinrichtung ist die Zeit, während der die Bewegung H-III ausgeführt wird, auf alle Fälle größer als jene, während welcher der Hebel von I nach II gelangt, d. h. die Zeit vom Eintritt des Pumpenausfalles bis zum Beginn der öffnung der Ventile 10 und 4, 5, also der Druckentlastung, ist kleiner als die Zeit des Offenhaltens des Hauptventils 4, 5. Man kann

jedoch diese Zeiträume sowohl für sich regeln als auch durch eine entsprechende Einrichtung die Zeitdauer des Offenhaltens des Hauptventils 4, 5 kürzer wählen als die Zeit, welche zwischen dem Ausfall der Pumpen und dem Beginn der Druckentlastung verfließt.

Die hydraulische Steuerung des Gewichtshebels ist in Abb. 5 dargestellt. Sie ist nur insoweit beschrieben, als sie von der elektromagnetischen Auslösung abweicht.

An das Feder- und Bremskolbengehäuse 31 ist ein besonderer Gehäusekopf 53 mit angegossenem Bremskolben- und Federgehäuse 54 aufgeschraubt. Der Gewichtshebel 33 erhält eine Riegelnase 55, in deren Ausnehmung ein Riegel 56 eingreift. Dieser wird durch eine Rolle 57 einer Stützstange 58 abgestützt und hält dadurch den Gewichtshebel in der Hochstellung. Der Riegel 56 ist mit einem KoI-ben 59 verbunden, der sich in einem Zylinder 60 bewegt, welcher durch ein Verbindungsrohr 61 mit dem Druckraum 62 des Gehäuses i, also auch mit dem Druckrohr in Verbindung steht. Die aus dem Druckraum 62 nach dem Raum 60 übergeleitete, unter Druck stehende Flüssigkeit drückt auf den Kolben 59, hält dadurch eine Feder 65 in Spannung und damit den Riegel 56 in seiner Sperrstellung. Die Spannung der Feder 65 ist durch einen in das Gehäuse 54 einschraubbaren Gewindekopf 66 einstellbar. Die Feder ist so zu spannen, daß sich bei Eintritt eines bestimmten, die statische Druckhöhe unterschreitenden Druckes im Druckrohr und damit auch in dem Zylinderraum 60 der Kolben 59 und der mit ihm verbundene Riegel 56 gegen den Gehäusekopf 53 hin bewegt, also die Entriegelung des Hebelarmes 33 erfolgt. Durch die Entriegelung sinkt sofort der Gewichtshebel 33 nach abwärts, und er könnte hierbei, falls erforderlich, von seiner Stellung I rasch in die Stellung II gelangen, da ja der Druckabfall bei der Auslösung des Hebels bereits erreicht war. Die übrigen, durch die Hebelauslösung bewirkten Vorgänge zur Öffnung des Neben- und des Hauptventils sind jedoch die gleichen wie bei der elektromagnetischen Auslösung des Gewichtshebels.

Da der Kolben 59 niemals ganz dicht abschließen kann, so wird nach dem zwischen ihm und dem Schraubkopf 66 befindlichen Raum 67 Flüssigkeit übertreten. Diese Leckflüssigkeit muß aus dem Raum 67 entfernt werden, was durch ein nach dem Ablaufraum 69 des Sicherheitsventils 4, 5 führendes Rohr 68 erfolgt. Wie bei der elektromagnetischen Steuerung muß der Gewichtshebel nach seiner Auslösung wieder von Hand hochgehoben werden. Das geschieht aber erst dann, wenn im Druckrohr wieder höhere Drücke eingetreten sind, wenn also der Kolben 59 den Riegel 56 bereits wieder vorwärts geschoben hat. Damit nun der Riegel wieder in die Riegelnase 55 eingeschoben werden kann, ist zunächst ein Hahn 63, der in dem Verbindungsrohr 61 sitzt, zu schließen und durch ein Entleerungshähnchen 64 der Raum 60 drucklos zu machen. Dadurch wird der Riegel 56 durch die Feder 65 zurückgeschoben. Ist dann der Hebel 33 in die richtige Stellung hochgehoben worden, so ist das Entleerungshähnchen 64 zu schließen und der Hahn 63 zu öffnen; hierdurch wird der Raum 60 wieder unter Druck gesetzt, der Kolben 59 mit dem Riegel 56 wieder vorgedruckt und in die !Riegelnase 55 hineingeschoben.

Um den Gewichtshebel 33 bei beiden Auslösevorrichtungen wieder in seine Normallage zurückführen zu können, ist es notwendig, die Klinke 38 federnd anzuordnen. Sie wird bei der Aufwärtsbewegung des Gewichtshebels aus der Stellung III bis zur Stellung II durch die Nocke 37 des Hebels 33 zunächst zurückgedrückt und schnappt dann bei Überschreitung der Stellung II infolge der Feder 40 in ihre Normalstellung zurück, worauf der Hebel in seine ursprüngliche Lage I zurückgeführt werden kann.

Nach dem Ausfall der Elektrokreiselpumpen tritt, wie oben bereits erwähnt, ein starker Abfall des Druckes im Druckrohr ein, welcher beträchtlich unter dem statischen Druck im Druckrohr bei Betriebsstillstand liegt. Angenommen, der statische Druck betrage 6 Atm., so falle er z. B. bei Ausfall der Pumpen bis auf ungefähr 2,6 Atm. zurück, und zwar bleibe der Druckabfall auf dieses Maß beschränkt, weil ein Windkessel den Druckabfall abbremst. Bei der Rückschwingung der Wassersäule im Druckrohr schlägt die im Druckrohr hinter dem Windkessel zum Schütze der im Maschinenraum gegen Überschwemmung vorgesehene Rückschlagklappe zu. Dadurch kann ein Druckstoß bis auf nahezu 14 Atm. eintreten, der das Druckrohr gefährdet. Baut man nun an das Druckrohr die Einrichtung nach der Erfindung mit hydraulischer Steuerung des Nebenventils 10 ein, und stellt man in diesem Falle die Feder 65 so ein, daß sie bei Druckabfall auf 3,5 bis 4 Atm. die Entriegelung des Gewichtshebels vornimmt, so öffnet sich das Hauptventil 4, 5 rechtzeitig, und durch die ins Freie abströmende Wassermenge wird der Rückstoß abgebremst. Sind an dem Hauptventil 4, 5 die Dauer der Ventilöffnung und die Zeit, während welcher das Ventil sich wieder schließt, richtig eingestellt, so wird der Rückstoß vollkommen abgefangen, d. h. der Druck im Druckrohr steigt bei der Rückschwingung der Wassersäule nicht über den statischen Druck

von 6 Atm. Bei Anwendung der elektromagnetischen Steuerung muß die Bremsvorrichtung so eingestellt werden, daß die Zeit die der Gewichtshebel 33 braucht, um von der Stellung I in die Stellung II zu gelangen, ungefähr der Zeitdauer des Druckabfalls von 6 auf 2,6 Atm. entspricht. ■".'.'._

Wird auf die elektromagnetische oder hydraulische Steuerung des; Nebenventils 10 verziehtet, deren Wirkung von dem Druckabfall durch das Stillsetzen derElektrokreiselpumpe abhängig ist, so wirkt die Einrichtung nach der Erfindung als gewöhnliches Sicherheitsventil, das bei einer auftretenden Druckerhöhung eine Druckentlastung im Druckrohr selbsttätig herbeiführt, wenngleich sich die angewendeten Mittel erheblich von den üblichen Konstruktionen der Sicherheitsventile unterscheiden.

Ist also beispielsweise der gewöhnliche Betriebsdruck 10 Atm. und ist die Feder 29 so eingestellt, daß sie nur bis zu 11 Atm. Druck das Nebenventil 10 geschlossen hält, so wird, wenn dieser Druck von 11 Atm. überschritten wird, der Druck auf der Unterseite des Nebenventils 10 so groß sein, daß die Federspannung überwunden wird und sich das Nebenventil 10 öffnet. Damit tritt dann sofort die Öffnung des Hauptventils 4, 5 ein, wodurch die gewünschte Druckentlastung im Druckrohr bewirkt wird. Mit der neuen Sicherheitsventilkonstruktion kann also auch erreicht werden, daß ein bestimmter Höchstdruck niemals überschritten wird.

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Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Vermeidung gefährlicher Drucksteigerungen in Rohrleitungen mit einem in eine Abzweigung des Druckrohres eingebauten, durch ein Nebenventil gesteuerten Hauptventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenventil (10, 9) bei Druckabfall durch einen mit einer Bremsvorrichtung verbundenen Gewichtshebel (33, 34), dessen Auslösung auf elektromagnetischem oder hydraulischem Wege erfolgt, derart zwangsläufig gesteuert wird, daß das hinsichtlich seiner Schließdauer einstellbare Hauptventil nach dem Öffnen während einer vorher einstellbaren Zeitdauer offen gehalten wird und sich dann durch das in seiner Schließdauer ebenfalls regelbare Nebenventil langsam wieder schließt.
2. 2. Vorrichtung zur Vermeidung gefährlicher Drucksteigerungen in Rohrleitungen mit einem in eine Abzweigung des Druckrohres eingebauten, durch ein Nebenventil gesteuerten Hauptventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließbewegung des in bekannter Weise im Falle einer Druckerhöhung unmittelbar angehobenen Nebenventils (10, 9) durch eine Einstellschraube (27") und durch ein Rückschlagventil (23) regelbar ist, die beide die Ventilkammer. (19) für das Nebenventil mit dem Arbeitsraum (25) für den mit dem Nebenventil verbundenen, unter .Federdruck stehenden Kolben (22) derart verbinden, daß "die an sich regelbare, den Druckwellen der Wässermassen entsprechend eingestellte Schließdauer des Hauptventils zusätzlich verlängert werden kann. ' "
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (4, 5) aus zwei ineinander verschiebbaren kolbenartigen Teilen besteht, die auf einer mit Schlitzen (15, 16) versehenen Führüngshülse (9) gleitbar sind, deren oberes Ende den Sitz für das Nebenventil (10) bildet.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (9) des Nebenventils zwecks S5 Übergangs der Druckflüssigkeit vom Druckrohr in das Innere des Hauptventils (4, 5) eine durch eine Einstellschraube (14) regelbare Öffnung (13) aufweist, wodurch die Zeitdauer des Hauptventil-Schlusses geregelt werden kann.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über dem Hauptgehäuse (1) vorgesehene Ventilkammer (19) für das Nebenventil (10) mittels einer aufwärts und U-förmig gebogenen-Nebenleitung (20) mit der Abflußseite des Gehäuses (1) verbunden ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtshebel (33, 34) im Falle seiner elektromagnetischen Auslösung durch eine Bremsvorrichtung derart gesteuert wird, daß er zunächst einen Leerweg zurücklegt, dessen Dauer der Zeit vom Ausfall der Pumpe bis zur Erreichung des Druckabfalls entspricht, dann mittels einer Nocke (37) das Nebenventil (10) öffnet und dieses bis gegen Ende seiner Abwärtsbewegung offen hält.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtshebel (33, 34) im Falle seiner hydraulischen Auslösung durch einen Riegel (56) abgestützt ist, dessen Kolben (59) durch eine Feder (65) und den Betriebsdruck der Flüssigkeit im Gleichgewicht gehalten wird.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume (60, 67) vor und hinter dem mit dem Riegel (56) für den Gewichtshebel (33, 34)

   verbundenen Kolben (59) durch Leitungen (61, 68) mit dem Druck- und dem drucklosen Raum (62, 69) des Gehäuses (i) verbunden sind, wobei die Leitung (di) durch einen Hahn (63) absperrbar und durch einen Nebenhahn (64) entleerbar ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Gewichtshebel (33, 34) verbundene Bremsvorrichtung als Flüssigkeitsoder Luftumlaufbremse mit zwei Zylindern (44, 45) ausgebildet ist, deren einstellbare Kanäle (46, 48) und Verbindungskanäle (50, 51, 52) derart angeordnet sind, daß der Bremskolben (43) während eines Hubs verschiedene einstellbare Geschwindigkeiten hat.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kolbenstange (26) des mit dem Nebenventil (10) verbundenen Kolbens (22) eine abgefederte Sperrklinke (38) gelagert ist, die beim Heruntergehen des Gewichtshebels (33, 34) als Mitnehmer wirkt, die- sen nahe seiner tiefsten Lage freigibt und beim Zurückstellen des Hebels in seine Außergebrauchslage seitlich ausweicht.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen