Hydraulischer Servomotor zur Betätigung von drehbaren A:bschlussorganen. Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Servomotor zur Betätigung von drehbaren Ab schlussorganen.
Wenn grössere Auslauf- oder Rückschlag klappen vorzusehen sind, beispielsweise bei Bewässerungs-, Turbinenanlagen und der gleichen, so werden in Verbindung mit solchen Klappen häufig noch Aufzugsvorrichtungen aufgestellt, um mit deren Hilfe die Klappen hochziehen zu können. Solche Vorrichtungen werden dabei meistens mit einer Blockier einrichtung versehen, welche die Klappen in der Offenstellung für gewöhnlich festhält, sie jedoch bei bestimmten Betriebszuständen der Bewässerungs- oder Turbinenanlagen selbst tätig freigibt.
Zweck vorliegender Erfindung ist nun, einen hydraulischen Servomotor zur Betäti gung von Abschlussklappen, Rohrabschlüssen, Wehren und dergleichen zu schaffen, welcher ganz ohne Aufzugsvorrichtung auszukommen gestattet, so dass sich bei dessen Verwendung eine wesentliche Vereinfachung und Verbilli gung der Klappeneinrichtung erreichen lässt. Zu diesem Behufe ist gemäss vorliegender Erfindung eine-Pumpe vorgesehen, mittels der Betriebsflüssigkeit unmittelbar aus dem auf der einen Seite des Servomotorkolbens ge legenen Raum in den auf der andern Seite dieses Kolbens gelegenen Raum gefördert werden kann.
Ferner ist eine zweite Ver bindung zwischen den genannten zwei Servo- motorräumen vorgesehen, die von einem Steuer ventil beherrscht ist, wobei der Ventilkörper dieses Steuerventils bestimmt ist, in Abhängig keit von einem Betriebszustand der das Ab schlussorgan aufweisenden Anlage eingestellt zu werden. Die Pumpe kann dabei am Servo- motorgehäuse angebracht und der Servomotor kann schwenkbar gelagert sein.
Im Servo- motorgehäuse kann gleichzeitig ein Speicher raum untergebracht sein, der zur Aufnahme der durch die Kolbenstange des Servomotor kolbens, wenn sich dieser von der untern End- lage gegen die obere hin bewegt, verdrängten Betriebsflüssigkeit und zur Deckung von Leck verlusten an Betriebsflüssigkeit dient.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfin dungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Servomotor und eine in Wirkungsverbindung mit demselben stehende Rückschlagklappe einer Bewässerungsanlage, von der noch einige Teile im Schnitt gezeigt sind, und Fig. 2 eine Einzelheit in einer zweiten Betriebslage.
Es bezeichnet 1 die Rückschlagklappe, an welche eine mit einem Servomotorkolben 3 verbundene Stange 2 angelenkt ist. 4 be zeichnet das um Zapfen 18 schwenkbar an geordnete Gehäuse des Servomotors. In die sem Gehäuse 4 ist gleichzeitig noch ein Speicherraum 5 untergebracht, der zur Auf nahme der durch die Kolbenstange des Servo- motorkolbens, wenn sich dieser von seiner untern Endlage gegen die obere hin bewegt, verdrängten Betriebsflüssigkeit und zur Dek- kung von Leckverlusten an Betriebsflüssig keit dient.
Der Raum 5 steht durch eine Bohrung 6 ständig mit dem Raum des Ge häuses 4 in Verbindung, der sich oberhalb des Servomotorkolbens 3 befindet. Da der Servomotorkolben 3 keine höhere Lage als die in der Fig. 1 in strichpunktierten Linien gezeigte einnehmen kann, ist ein solcher Raum oberhalb des Kolbens 3 stets vorhan den. An diesen Raum ist durch eine Leitung 7 eine Pumpe 8 angeschlossen, welche aussen am Servomotorgehäuse 4 angebaut ist und ihren Antrieb von einem nicht gezeigten Elektromotor erhält, dem der Strom durch ein flexibles Kabel 9 zufliesst. Die Pumpe 8 fördert durch eine Leitung 10 in den Raum, der sich im Gehäuse 4 unterhalb des Kolbens 3 befindet.
Dieser Raum lässt sich über eine zweite, eine Leitung 17 aufweisende Ver bindung mit dem Raum oberhalb des Kolbens 3 verbinden, wobei diese zweite Verbindung von einem längsverschiebbaren Steuerventilkörper 11 beherrscht wird. Eine stangenförmige Ver längerung des Ventilkörpers<B>11</B> ist mit einer Stange 12 gelenkig verbunden; letztere ist bei 13 drehbar gelagert und trägt am andern Ende ein Gegengewicht 14.
Die Stange 12 ist ferner mit einem Magnet 15 verbunden, dem durch dasselbe Kabel 9 wie dem die Pumpe 8 antreibenden Elektromotor Strom zufliesst. 16 bezeichnet Blenden verschiedenen Durchmessers, die in die zweite Verbindung zwischen den zwei Räumen zu beiden Seiten des Servomotorkolbens 3 eingebaut sind, und welche dazu dienen; die Geschwindigkeit, mit der sich der Servomotorkolben 3 seiner untern Endlage nähert, zu verzögern.
Die Wirkungsweise des beschriebenen hy draulischen Servomotors ist folgende: In Fig.1 sind die verschiedenen Teile in der Lage ge zeigt, die sie einnehmen, wenn sich die Ab schlussklappe 1 in der Schliesslage befindet, wobei allerdings angenommen ist, . dass sich das Kabel 9 bereits unter Strom befindet. Der Steuerventilkörper 11 befindet sich daher be reits in seiner Schliesslage und die Pumpe 8 saugt jetzt Betriebsflüssigkeit aus dem Raum oberhalb des Kolbens 3 durch die Leitung 7 an und fördert sie durch die Leitung 10 un mittelbar in den Raum unterhalb des Kol bens 3.
Da zu dieser Zeit der Steuerventil körper 11 den Durchfluss durch die zweite Verbindung zwischen den beiden Bäumen zu beiden Seiten des Kolbens 3 versperrt, be wirkt die in den Raum unterhalb des Kol bens 3 geförderte Flüssigkeit ein Verschieben des Kolbens 3 nach aufwärts und damit ein Öffnen der Klappe 1. Sobald die Klappe 1 und der Kolben 3 die in Fig. 1 in strich punktierten Linien gezeigte Lage erreichen, bewirkt der Kolben 3 die Betätigung eines nicht gezeigten Endschalters; welcher die Aus schaltung des die Pumpe 8 antreibenden Elektromotors bewirkt, so dass nun die Klappe 1 in der erwähnten obersten Lage blockiert wird.
Tritt zufolge Undichtheiten in der Stopf büchse 19 oder am Umfange des Kolbens 3 ein Sinken dieses Kolbens ein, so wird der erwähnte Endschalter wieder so betätigt, dass der die Pumpe 8 betätigende Elektromotor so lange läuft, bis die Klappe 1 wieder ihre oberste Stellung einnimmt. Wenn nun in der Anlage, in der die Klappe vorgesehen ist, ein Betriebszustand eintritt, bei welchem die Klappe wieder in die Schliesslage zu bringen ist, so wird vor erst selbsttätig oder von Hand dafür gesorgt, dass das Kabel 9 stromlos wird- es werden dann auch der Magnet 15 und der die Pumpe 8 antreibende Elektromotor stromlos.
Das hat zur Folge, dass jetzt das Gegengewicht 14 den Steuerventilkörper 11 in die in Fig. 2 gezeigte Lage bewegen kann, so dass nun Flüssigkeit durch die zweite Verbindung aus dem Raum unterhalb des Kolbens 3 nach dem Raum oberhalb desselben gelangen kann. Der Kolben 3 bewegt sich daher mit einer gewissen Geschwindigkeit nach unten und die Klappe 1 wird demzufolge allmählich ge schlossen. Die Geschwindigkeit dieser Ab wärtsbewegung wird im letzten Teil des Hubes dadurch abgebremst, dass der Kolben 3 die obersten beiden Blenden 16 nacheinander ab schliesst.
Sobald das Kabel 9 wieder unter Strom gesetzt wird, bewirkt der Magnet 15 eine Verschiebung des Steuerventilkörpers 11 in die in Fig. 1 gezeigte Lage, worauf wie der ein Öffnen der Klappe eingeleitet wird.
Der beschriebene hydraulische Servomotor lässt sich auch zur Betätigung von drehbaren Wehren von Wasserbauten anwenden, wobei dann das Ganze zweckmässig derart ausge bildet ist, dass das Ein- und Ausschalten der Pumpe, die zweckmässig eine Ölpumpe ist, und die Lage des Steuerventilkörpers, und somit die Verstellung der Wehre durch den Servomotor, in Abhängigkeit von einem Wasserspiegel bestimmt wird.
Hydraulic servomotor for actuating rotatable connection elements. The invention relates to a hydraulic servomotor for actuating rotatable closing organs from.
If larger outlet or non-return flaps are to be provided, for example in irrigation, turbine systems and the like, elevator devices are often set up in connection with such flaps in order to be able to pull up the flaps with their help. Such devices are usually provided with a blocking device which usually holds the flaps in the open position, but actively releases them in certain operating states of the irrigation or turbine systems.
The purpose of the present invention is to create a hydraulic servomotor for actuating closing flaps, pipe closures, weirs and the like, which allows to do without an elevator device, so that when using it, the flap device can be significantly simplified and cheaper. For this purpose, a pump is provided according to the present invention, by means of which operating fluid can be conveyed directly from the space on one side of the servomotor piston into the space on the other side of this piston.
Furthermore, a second connection is provided between the said two servomotor compartments, which is controlled by a control valve, the valve body of this control valve being intended to be set as a function of an operating state of the system having the closing element. The pump can be attached to the servomotor housing and the servomotor can be pivoted.
A storage space can be accommodated in the servomotor housing at the same time, which is used to accommodate the operating fluid displaced by the piston rod of the servomotor when it moves from the lower end position towards the upper one and to cover leakage losses of operating fluid.
In the accompanying drawing, an example embodiment of the inven tion is illustrated, namely Fig. 1 shows a longitudinal section through a servomotor and a non-return valve of an irrigation system in operative connection with the same, some parts of which are still shown in section, and Fig. 2 a Detail in a second operating location.
It denotes 1 the non-return valve, to which a rod 2 connected to a servomotor piston 3 is articulated. 4 be records the pivotable about pin 18 to the housing of the servo motor. A storage space 5 is also accommodated in this housing 4, which is used to accommodate the operating fluid displaced by the piston rod of the servomotor piston when it moves from its lower end position towards the upper one and to cover leakage losses of operating fluid serves.
The space 5 is constantly connected through a bore 6 with the space of the Ge housing 4, which is located above the servomotor piston 3. Since the servo motor piston 3 can not occupy a higher position than that shown in Fig. 1 in dashed lines, such a space above the piston 3 is always IN ANY. A pump 8 is connected to this space by a line 7, which is built on the outside of the servomotor housing 4 and is driven by an electric motor (not shown) to which the current flows through a flexible cable 9. The pump 8 delivers through a line 10 into the space which is located in the housing 4 below the piston 3.
This space can be connected to the space above the piston 3 via a second connection having a line 17, this second connection being dominated by a longitudinally displaceable control valve body 11. A rod-shaped extension of the valve body 11 is articulated to a rod 12; the latter is rotatably mounted at 13 and carries a counterweight 14 at the other end.
The rod 12 is also connected to a magnet 15, to which current flows through the same cable 9 as the electric motor driving the pump 8. 16 denotes orifices of different diameters which are installed in the second connection between the two spaces on both sides of the servomotor piston 3 and which serve to do so; to delay the speed at which the servo motor piston 3 approaches its lower end position.
The operation of the described hy draulic servo motor is as follows: In Figure 1, the various parts are in the position ge shows that they occupy when the closing flap 1 is in the closed position, although it is assumed. that the cable 9 is already under power. The control valve body 11 is therefore already in its closed position and the pump 8 now sucks in operating fluid from the space above the piston 3 through the line 7 and conveys it indirectly through the line 10 into the space below the piston 3.
Since at this time the control valve body 11 blocks the flow through the second connection between the two trees on both sides of the piston 3, the liquid conveyed into the space below the piston 3 acts to move the piston 3 upwards and thus open it the flap 1. As soon as the flap 1 and the piston 3 reach the position shown in Figure 1 in dashed and dotted lines, the piston 3 causes the actuation of a limit switch, not shown; which causes the switching off of the electric motor driving the pump 8, so that the flap 1 is now blocked in the mentioned uppermost position.
If, as a result, leaks in the stuffing box 19 or a sinking of this piston occurs at the circumference of the piston 3, the aforementioned limit switch is actuated again so that the electric motor actuating the pump 8 runs until the flap 1 is again in its uppermost position. If an operating state occurs in the system in which the flap is provided, in which the flap is to be brought into the closed position again, then it is first automatically or manually that the cable 9 is de-energized - it then becomes also the magnet 15 and the electric motor driving the pump 8 are de-energized.
As a result, the counterweight 14 can now move the control valve body 11 into the position shown in FIG. 2, so that liquid can now pass through the second connection from the space below the piston 3 to the space above the same. The piston 3 therefore moves downwards at a certain speed and the flap 1 is therefore gradually closed. The speed of this downward movement is slowed in the last part of the stroke in that the piston 3 closes the top two diaphragms 16 one after the other.
As soon as the cable 9 is energized again, the magnet 15 effects a displacement of the control valve body 11 into the position shown in FIG. 1, whereupon the opening of the flap is initiated.
The hydraulic servomotor described can also be used to operate rotatable weirs of water structures, the whole then being expediently formed in such a way that the switching on and off of the pump, which is conveniently an oil pump, and the position of the control valve body, and thus the Adjustment of the weirs by the servomotor, is determined depending on a water level.