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Ringschieber mit Abschlußkolben mit vollwandigem Boden Durch die Erfindung
wird ein Mittel angegeben zur, konstruktiven Weiterbildung von Ringschiebern mit
einem Abschlußkolben, der einen vollwandigen Boden hat, bei geöffnetem Ringschieber
völligen Ausgleich der Betriebswasserdrücke auf seine Innen- und seine Außenseite
aufweist und von einem hydraulischen Servomotor bewegt wird.
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Ringschieber dieser Bauart weisen für den Betrieb sehr wertvolle Eigenschaften
auf. Der Wasserdruck auf den vollen Boden des Abschlußkolbens sichert gutes Dichthalten
des geschlossenen Schiebers. Der Abschlußt durch den vollen Boden statt durch die
zylindrische Seitenwand des Abschlußkolbens macht die dichtende zylindrische Führung
des. Kolbens in der Führungshülse des Schiebergehäuses ganz entbehrlich; sie kann
durch radiale Führungsrippen mit Gleitschienen ersetzt werden, wobei neben einem
höchst einfachen Ausgleich der Betriebswasserdrücke auf Innen- und Außenseite des
Abschlußkol'bens auch eine gegen Ablagerungen unempfindliche Führung dieses Kolbens
gewonnen wird. Die guten Eigenschaften des Servomotorantriebs für Ringschieber sind
allgemein bekannt.
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Eine Eigenart hat der Abschlußkolben mit vollem Boden., die sich nachteilig
auf den Antriebsservomotor auswirkt: Bei der Schließbewegung kommt der Kolben in
eine Stellung, bei .der der Ausgleich der Betriebswasserdrücke auf den Abschlußkolben
nicht mehr wirkt, sondern der Kolbenboden pralttisch unter dem vollen Wasserdruck
steht, der bei ganz geschlossenem Ringschieber seine schon beschriebene vorteilhafte
Wirkungen für den dichten Schluß des Kolbens ausübt. Dieser volle Druck auf den
Abschlußkolben bedingt nun, daß, der Abschlußkolben nicht mehr vom Servomotorkolben
bewegt
wird, sondern -das der Servomotorkolben vom Abschlußkolben
geschleppt wird. Werden nun keine Vorkehrungen getroffen, wie z. B. Abdrosselnder
von der Ablaufseite des Servomotorzylinders führenden Leitung, .so wird unter .dem
vollen Betriebsdruck der Abschlußkolben sehr rasch schließen und dadurch die abzuschließende
Rohrleitung sehr ernstlich gefährden. Wird aber der Ablauf aus dem Servomotorzylinder
gedrosselt, so entsteht durch .die vom Abschlußkolben auf den Servomotorkolben ausgeübte
Kraft ein Druck im Servomotorzylinder, der im umgekehrten Verhältnis der beiden
Kolbenflächen größer ist alis, der Betriebsdruck. Das hat zur Folge, daß der Servomotorzylinder
entweder übermäßig groß gewählt werden muß, nur um beim Schließen des Schiebers
den Flüssigkeitsdruck in der Ablaufseite noch in :beherrschbarer Höhe zu halten,
oder aber daß er bei richtigen Abmessungen so kräftig gehalten werden muß; daß er
dem durch die Schließkraft des Abschlußkolbens in seiner Ablaufweite erzeugten Druck
standhalten kann.
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Die Erfindung gibt nun ein Mittel, den. Servomotor nicht größer als.
erforderlich zu machen und trotzdem den Druck in der Ablaufseite des Servomotorzylinders
nicht übermäßig anwachsen zu lassen, dadurch, daß dieser Druck in der Ablauf-Seite
des Servomotorzylinders dazu benutzt wird, eine Entlastungsvorrichtung für den Abschlußkolben
so zu steuern, daß die vom Abschlußkolben auf den Servomotorkolben ausgeübte Kraft
innerhalb bestimmter Grenzen bleibt.
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Die Erfindung wird in der Zeichnung erläutert, die einen Längsschnitt
durch einen gemäß der Erfindung gebauten Ringschieber als Beispiel zeigt.
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Der Ringschieber hat das Gehäuse i mit der eingegossenen Führungshülse
2, in der der Abschlußkolben 3 an seiner Zylinderwand geführt läuft. Mit seinem
Dichtungsring 4 schließt er an. dem Dichtungsring 5 das Gehäuse ab. Die Führungshülse
2 wird auf der Zulauf seite von dem Deckel 6 abgeschlossen; durch das darin angebrachte
Loch 7 und die Löcher 8 in der Führungshülse wird der Betriebswasserdruck auch in
.den Innenraum 9 des Abschlußkolbens gebracht und der Abschlußkolben von allen vom
Betriebswasserdruck herrührenden, einseitig auf ihn wirkenden Kräften bei geöffnetem
Schieber entlastet. Diese Entlastung kann außer wie gezeichnet noch auf andere bekannte
Weisen geschehen, z. B. durch eine Umleitung, .die vom Gehäuse i in das Innere der
Führungshülse 2 führt oder durch Wegfall der zylindrischen Führung des Abschlußkolbens
und ihren Ersatz durch Führungsrippen mit Gleitschienen oder andere Mittel. Allen
Ausführungen muß aber gemeinsam bleiben die vollwandige Ausführung des Abschlußkolbenbodens.
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Der Abschlußkolben 3 wird bewegt durch einen hydraulischen Servomotor,
dessen Zylinder io mit seinem Deckel ii in der Führungshülse 2 befestigt und dessen
Kolbem i2 über die Kolbenstange 13 mit dem Abschlußkolben 3 durch die Flanschverbindüng
14 verbunden ist. Die Arbeitsflüssigkeit wird für die beiden Seiten des Servomotorzylinders
durch die Leitungen i5 und 16 zu- und abgeleitet. Würde der Ringschieber nun ohne
die erfindungsgemäße Entlastungsvorrichtung geschlossen, so würde der Abs,chlußkolben,
mit zunehmendem Abschluß des Ringschiebers, immer mehr vom Betriebswasserdruck einseitig
belastet, entweder unzulässig rasch schließen und die Rohrleitung gefährden oder
aber, falls durch Drosselung der Leitung 16 die Ablaufgeschwindigkeit der Betriebsflüssigkeit
aus der Ablaufseite 17 des Servomotorzylinders io und damit die Schließbewegung
des Abschlußkolbens auf das richtige Maß verringert würde, einem .unzulässig hohen
Drück in der Ab-
laufseite 17 des Servomotorzylinders erzeugen.
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Beide Übelstände werden durch die erfindungsgemäß eingebaute selbsttätige
Entlastungsvorrichtung für den Abschluß.kolben, vermieden. Die Entlastungsvorrichtung
besteht aus einer Öffnung i8 in .der Mitte des Abschlußkolbens 3 und wird verschlossen
mit dem Ventil i9, das an der Spindel 2o befestigt ist. Diese Spindel 20 geht durch
die Kolbenstange 13 und den Servomotorkolben z2 abgedichtet hindurch und trägt an
ihrem anderen Ende den Steuerkolben.2i, der wiederum in einem auf -den Servomotorkolben
i2 dicht aufgeschraubten Zylinder 22 läuft, der an seinem oberen Ende offen ist.
Der Zylinderraum unter dem Steuerkolben ai ist mit der Ablaufseite 17 des Servomotorzylinders
durch axiale Bohrungen 23 im Servornotorkolben 12 verbunden.
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Die selbsttätige Entlastungsvorrichtung arbeitet folgendermaßen.:
Stellt sich bei der Schließbewegung des Abschlußkolbens eine zu große Geschwindigkeit
ein, so wird in. der Ablaufseite 17 durch den Servomotorkolben 12 ein Druck
erzeugt, der größer ist als der Druck der Arbeitsflüssigkeit in der Druckseite 24
des Servomotorzylinders io. Dieser größere Druck tritt durch die axialen Bohrungen
23 im Servomotorkolben 12 in den Zylinderraum unter dem Steuerkolben :2i und hebt
diesen Steuerkolben 21 an, damit das Ventil i9 und öffnet somit die Öffnung 18.
Ist diese Öffnung, wie allgemein üblich, mehrfach größer bemessen als die Öffnungen
für den Eintritt des Betriebswassers hinter den Abschlußkolben, so wird eine sehr
wirksame Entlastung des Abschlußkolbens bewirkt, und alle der Ringschieberbanart
noch anhaftenden Mängel sind durch das vom Überdruck der Arbeitsflüssigkeit im Servomotorzylinder
gesteuerte Entlastungsventil für den Abschlu:ßkolben behoben.
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Hat der-Abschlußkolben das Ringschiebergehäuse abgeschlossen, so drückt
die Arbeitsflüssigkeit in der Druckseite 2@q. des Servomotorzylinders über den Steuerkolben2i
und seinen Zylinder 22 das Ventil i9 zu. Der Betriebswasserdruck kommt zu voller
Wirkung und drückt den Abschlußkolben 3 mit seinem Dichtungssring 4 dicht auf den
Dichtungsring 5 im Gehäuse.