DE909296C

DE909296C - Automatic pump remote control in hydraulic power systems

Info

Publication number: DE909296C
Application number: DEG6002A
Authority: DE
Inventors: Tom Seaman
Original assignee: Gullick Ltd
Current assignee: Gullick Ltd
Priority date: 1951-05-01
Filing date: 1951-05-01
Publication date: 1954-04-15

Description

Selbsttätig wirkende Pumpenfernsteuerung in hydraulischen Kraftsystemen Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an der Fernbetätigung von Pumpen, welche hydraulische Kraft zum Betrieb von Arbeitsmaschinen liefern. Sie ist insbesondere auf ausgedehnte hydraulische Kraftübertragungsanlagen mit Hauptsträngen anwendbar, die eine größere Anzahl von Anschlüssen besitzen und sich auf beträchtliche Entfernung von der Zentralpumpe erstrecken.Automatic pump remote control in hydraulic power systems The invention relates to improvements in the remote control of pumps, which supply hydraulic power to operate work machines. She is particular applicable to extensive hydraulic power transmission systems with main lines, which have a larger number of connections and are located at a considerable distance extend from the central pump.

Die Erfindung ist eine vervollkommnete Ausbildung einer selbsttätig wirkenden Pumpenfernsteuerung in hydraulischen Kraftsystemen mit motorisch angetriebener Druckmittelpumpe, welche einen von dieser ausgehenden Hauptspeisestrang und eine Anzahl von Zweigleitungen enthält, die an Abzapfstellen des Hauptspeisestranges angeschlossen sind und für den Anschluß an hydraulische Maschinen dienen, wobei letztere Auslässe aufweisen, die die Druckflüssigkeit aus dem System pumpen in der Weise, da3 die Kraftzufuhr zur Pumpe bei Erreichen eines vorbestimmten Betriebsdruckes unterbrochen und bei Unterschreiten desselben wiederhergestellt wird.The invention is a perfected embodiment of an automatic acting pump remote control in hydraulic power systems with motor-driven Pressure medium pump, which has a main feed line and a Contains number of branch lines at tapping points of the main feeder line are connected and are used for connection to hydraulic machines, wherein the latter have outlets that pump the hydraulic fluid from the system in the Way that the power supply to the pump when a predetermined operating pressure is reached interrupted and restored if the value falls below this limit.

Die Erfindung erreicht eine Verdreifachung und Verbesserung im Sinn einer erhöhten Betriebssicherheit erfindungsgemäß durch ein Steuerorgan für den Kraftantrieb der Pumpe mit einem druckempfindlichen Organ, welches eine Verbindung mit der Druckseite der Pumpe aufweist, so daß es, in Übereinstimmung mit dem in dem Hauptspeisestrang herrschenden Druck, bei Verschluß der Ab- zapf stelle von der Druckflüssigkeit in der den Kraftantrieb unterbrechenden oder verzögernden Richtung bewegt wird, während es sich selbsttätig in der entgegengesetzten Richtung bewegt, um den Kraftantrieb der Pumpe wiederherzustellen, wenn der hydraulische Druck, dem es ausgesetzt ist, beim Öffnen irgendeines oder mehrerer der Abzapfstellen abfällt.The invention achieves a tripling and improvement in the sense of increased operational safety according to the invention by a control element for the power drive of the pump with a pressure-sensitive element which is connected to the pressure side of the pump so that, in accordance with the pressure prevailing in the main feed line, peg-in closure of the exhaust out of the pressure fluid in the power drive interrupting or delaying direction is moved while it moves automatically in the opposite direction to the force driving the pump to recover if the hydraulic pressure to which it is exposed when opening any one or more of the tapping points drops.

Nach einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann das druckempfindliche -Organ über ein belastetes Rückschlagventil mit der Druckseite der Pumpe verbunden sein.According to a further, particularly advantageous embodiment of the invention the pressure-sensitive organ can connect to the pressure side via a loaded check valve connected to the pump.

Im folgenden soll nunmehr ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben werden, wie es insbesondere für ein hydraulisches Kraftverteilungssy stem, z. B. in einer Kohlenmine, anzuwenden ist.In the following, an embodiment will now be based on the drawing be described how it is in particular for a hydraulic Kraftverteilungssy stem, e.g. B. in a coal mine, is to be used.

In der Zeichnung ist die Fig. i ein Seitenriß einer vollständigen hydraulischen Pumpeneinheit gemäß der Erfindung; die Fig: 2 ist ein teilweise geschnittener Grundriß derselben Pumpeneinheit; die Fig. 3 ist ein teilweise geschnittener Seitenriß nach der Linie III-III der Fig. 5 und stellt die automatischen Steuerungsorgane für die Pumpeneinheit dar; die Fig. 4 ist ein geschnittener Aufriß nach der Linie IV-IV der Fig. 5, während die Fig. 5 ein Grundriß der Kraftsteuerung der Pumpeneinheit, die bereits in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, darstellt; die Fig. 6 ist ein Aufriß im Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 7 und veranschaulicht eine Anzeigeeinrichtung, welche die automatische Einrichtung dahin zu ersetzen gestattet, daß gemäß der Anzeige die Vorrichtung von Hand bedient werden kann, falls die automatische Einrichtung versagen oder ihre Benutzung gegebenenfalls nicht erwünscht sein sollte; endlich stellt die Fig. 7 einen Grundriß der Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 6 dar.In the drawing, Fig. I is a side elevation of a complete one hydraulic pump unit according to the invention; Figure 2 is a partially sectioned view Plan of the same pump unit; Fig. 3 is a partially sectioned side elevation according to the line III-III of FIG. 5 and represents the automatic control elements for the pump unit; Figure 4 is a sectioned elevation along the line IV-IV of Fig. 5, while Fig. 5 is a plan view of the power control of the pump unit, already shown in Figures 3 and 4; Fig. 6 is an elevation in section along the line VI-VI of Fig. 7 and illustrates a display device, which allows the automatic device to be replaced in accordance with the indication the device can be operated manually if the automatic device should fail or their use may not be desirable; at last FIG. 7 shows a plan view of the display device according to FIG.

Die Pumpeneinheit, die in den Fig. i und 2 gezeigt ist, wird von einem Druckluftmotor über eine Kette und Kettenräder betrieben. Der Druckluftmotor ist mit io bezeichnet, das Getriebe ist in einem Gehäuse i i eingeschlossen und betreibt eine Mehrkolbenpumpe 12. Die Pumpenkolben werden durch Nocken 13 bewegt, die an einer Nockenwelle 14 sitzen. Die Pumpe bezieht Wasser aus dem Vorratsbehälter 15 und liefert es unter Druck an die Anschlüsse 16. Diese Druckanschlüsse 16 führen zu hydraulischen Hauptspeisesträngen, die sich in der Kohlengrube auf beträchtliche Entfernungen erstrecken können. An die Hauptleitungen sind an verschiedenen Punkten biegsame Zweigleitungen angeschlossen, die zu verschiedenen hydraulischen Vorrichtungen, beispielsweise, hydraulischen Grubenstempeln, hydraulischen Kohlenbrechern oder anderen hydraulisch betätigten Maschinen, führen. Der Vorratsbehälter wird aus der Wasserleitung 17 über ein Schwimmerventil i8 selbsttätig geregelt, so daß ein bestimmter Wasserstand in dem Vorratsbehälter aufrechterhalten wird. DerLuftzustrom zum Druckluftmotor io erfolgt über ein Steuerventil, das in allen Figuren mit i9 bezeichnet ist. einen Einlaß 2o und einen Auslaß 21 besitzt und durch ein Rohr 22 mit dem Motor in Verbindung steht.The pump unit shown in Figs. I and 2 is of a Air motor operated by a chain and chain wheels. The air motor is denoted by io, the transmission is enclosed in a housing i i and operates a multi-piston pump 12. The pump pistons are moved by cams 13 that are attached to a camshaft 14 sit. The pump draws water from the storage tank 15 and delivers it under pressure to the connections 16. These pressure connections 16 lead to hydraulic main feeders, which are in the coal mine on considerable Distances can extend. The main lines are at different points flexible branch pipes connected to various hydraulic devices, for example, hydraulic pit rams, hydraulic coal breakers or other hydraulically operated machines. The storage container is taken from the Water line 17 regulated automatically via a float valve i8, so that a certain Water level is maintained in the reservoir. The air flow to the air motor io takes place via a control valve, which is designated in all figures with i9. a Inlet 2o and an outlet 21 and through a pipe 22 in communication with the engine stands.

Wenn keine der Druckleitungen in Benutzung steht (wenn also nirgends Wasser aus den Druckleitungen entnommen wird), soll die Pumpe stillgestellt sein, während sie wieder in Gang kommen soll, um den Druck im Verteilersystem aufrechtzuerhalten, sobald er gebraucht wird. Um dies selbsttätig zu bewerkstelligen, ist ein Steuerorgan 23 an der Pumpe angebracht, das auf die Druckbedingungen in allen Teilen des Systems anspricht.If none of the pressure lines is in use (if nowhere Water is taken from the pressure lines), the pump should be shut down, while it is supposed to start up again in order to maintain the pressure in the distribution system, as soon as it is needed. To do this automatically, there is a control unit 23 attached to the pump, depending on the pressure conditions in all parts of the system appeals to.

Dieses den Motor beherrschende automatische Steuerorgan 23 zeigen die Fig. 3, 4 und 5 im Detail. Es besteht aus dem Block 24, der bei 25 eine Zylinderbohrung für den kleinen, mit Lederdichtung 27 ausgestatteten Kolben 26 besitzt. Dieser Kolben 26 betätigt das eigentliche Steuerventil 28 der Luftsteuerung i9. Der Lufteinlaß 31 am Block 24 steht mittels der Schraubverbindung 32 über das Rohr 33 mit der Druckseite der Pumpe 12 in Verbindung. In der Schraubverbindung 32 ist außerdem ein Filter 34 zum Schutz gegen Verunreinigung eingebaut. Die Zuleitung 31 führt über das Rückschlagventil 35 und eine Leitung 36 zum oberen Ende des Zylinders 25. Dessen unteres Ende führt über die Leitung 37 und ein Rückschlagventil 38 und eine weitere Leitung 39 zur Einlaßleitung 31 zurück.Show this engine governing automatic control member 23 FIGS. 3, 4 and 5 in detail. It consists of the block 24, which at 25 has a cylinder bore for the small piston 26 equipped with a leather seal 27. This piston 26 actuates the actual control valve 28 of the air control i9. The air intake 31 on the block 24 is by means of the screw connection 32 via the pipe 33 with the pressure side the pump 12 in connection. In the screw connection 32 there is also a filter 34 built in to protect against contamination. The supply line 31 leads via the check valve 35 and a line 36 to the upper end of the cylinder 25. The lower end of which leads Via line 37 and a check valve 38 and another line 39 to Inlet line 31 back.

Das Rückschlagventil35 besteht aus dem zylindrischen Teil 40 und .dem Kolbenteil .l;1, der darin gleiten kann. Der untere Teil 42 des Kolbenventils 41 bildet das eigentliche Ventil, und zwar sitzt es auf einem kegelförmigen Sitz 43 mit zylindrischer messerscharfer Schneide auf. Erfahrungsgemäß ist ein derartiger Ventilsitz weniger empfindlich gegen Verunreinigungen, die andere Ventilarten am Schließen verhindern würden. Eine einstellbare Federbelastung 354 ist vorgesehen, vermittels welcher das Ventil 35 so eingestellt werden kann, daß es nur oberhalb eines vorbestimmten Druckes öffnet. Ein Luftauslaß 35b, normalerweise durch ein Ventil 35c abgeschlossen, ist im obersten Teil der Einrichtung 354 vorgesehen.The check valve 35 consists of the cylindrical part 40 and .dem Piston part .l; 1 that can slide in it. The lower part 42 of the piston valve 41 forms the actual valve, namely it sits on a conical seat 43 with a cylindrical razor-sharp edge. Experience has shown that this is one of those Valve seat less sensitive to contamination that other types of valves have on Would prevent closing. An adjustable spring load 354 is provided by means of which the valve 35 can be adjusted so that it is only above a predetermined pressure opens. An air outlet 35b, normally through a Valve 35c closed is provided in the uppermost part of the device 354.

Das Kugelventil 38. besteht aus der eigentlichen Ventilkugel 44, die durch eine Feder 45 auf ihren Sitz gepreßt wird. Die Federbelastung kann durch das mit Schraubgewinde versehene Organ 46 nach Abnehmen der Kappe 47 eingeregelt «erden. Die Arbeitsbedingungen können daher durch Einstellung der Feder 45 vorbestimmt werden.The ball valve 38. consists of the actual valve ball 44, which is pressed by a spring 45 onto its seat. The spring load can be reduced by the Organ 46 provided with screw thread is regulated after removing the cap 47. The working conditions can therefore be predetermined by adjusting the spring 45.

Wenn die Pumpe 12 nicht durch einen Preßluftinotor, sondern durch einen Elektromotor angetrieben wird, kann durch den Kolben 26 ein Schalter betätigt werden. Auch besteht, als eine Variante, die Möglichkeit, durch den Kolben 26 gegeben 2nfalls eine Kupplung zu betätigen, die zwischen Antriebsmotor und Pumpe 12 angeordnet ist.If the pump 12 is not by a compressed air motor, but by an electric motor is driven, a switch can be operated by the piston 26 will. As a variant, there is also the possibility of being given by the piston 26 If necessary, actuate a clutch which is arranged between the drive motor and pump 12 is.

Die im vorstehenden beschriebene Anlage bzw. Einrichtung arbeitet wie folgt: Solange keinDruckwasser aus dem System entnommen wird, befindet sich der Kolben 26 in seiner tiefsten Lage und hält mittels des Ventils 28 die Preßluftzufuhr zum Motor io geschlossen 'bzw. den elektrischen Motorschalter geöffnet bzw. die Kupplung eingerückt. je nach der zum Antrieb der Pumpe getroffenen Anordnung, jedenfalls so, daß die Pumpe in diesem Fall nicht angetrieben wird. Sowie aber Druckmittel aus irgendeinem der Anschlüsse des Systems entnommen wird, fällt der Druck sofort auf Null. Dies veranlaßt die Feder 30, den Kolben 26 aufwärts zu heben oder aber gegebenenfalls einen Stromschalter zu schließen bzw. eine Kupplung in Eingriff zu bringen, je nachdem ob ein Preßluftmotor, ein Elektromotor oder aber ein Antrieb über eine Kupplung vorgesehen ist. hTun betreibt der Motor die Pumpe 12, weiche so lange fortfährt, den erforderlichen Druck im Rohrnetz aufrechtzuerhalten, bis wieder einmal sämtliche Abzapfstellen geschlossen sind, wodurch der Rückdruck ansteigt, so daß er das Ventil 35 öffnet, den Kolben 26 herunterdrückt, was dann die Preßluftzufuhr abstellt und den Motor io zum Stillstand bringt.The system or device described above is working as follows: As long as no pressurized water is taken from the system, there is the piston 26 is in its lowest position and maintains the supply of compressed air by means of the valve 28 to motor io closed 'resp. the electric motor switch opened or the Clutch engaged. depending on the arrangement made to drive the pump, at least so that the pump is not driven in this case. As well as leverage the end is taken from any of the connections of the system, the pressure is immediately apparent Zero. This causes the spring 30 to lift the piston 26 upwards or else if necessary to close a power switch or engage a clutch, as the case may be whether a compressed air motor, an electric motor or a drive via a clutch is provided. hTun the motor operates the pump 12, which continues so long, to maintain the required pressure in the pipe network until all of them are back again Taps are closed, whereby the back pressure increases, so that it opens the valve 35 opens, depresses the piston 26, which then turns off the supply of compressed air and brings the engine to a standstill.

Während der Aufwärtsbewegung des. Kolbens 26, die auf Grund eines Druckabfalles im Leitungssystem erfolgt, wird Wasser aus dem Zylinder 25 über das Kugelventil 38 und den Kanal 39 durch die Öffnung 31 in das Drucksystem zurückfließen.During the upward movement of the piston 26, which occurs due to a pressure drop in the line system, water will flow back from the cylinder 25 via the ball valve 38 and the channel 39 through the opening 31 into the pressure system.

Für den Fall, daß die soeben beschriebene selbsttätige Wirkung etwa einmal versagen sollte, ist es wünschenswert, daß eine Anzeigevorrichtung vorhanden ist, so daß ein Bedienungsmann rechtzeitig mittels eines Handventils 48 die Zufuhr von Luft durch die Luftleitung 22 zum Antriebsmotor io betätigen kann. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anzeigevorrichtung ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Auf einem Block 49, der mittels der Verschraubung 51 mit der Druckseite der Pumpe 12 in Verbindung steht, wie dies aus den Fig. i und 2 ersichtlich ist, ist ein Zylinder 52 angebracht, worin ein mit Lederdichtung 55 versehener Kolben 54 durch den Flüssigkeitsdruck entgegen der Wirkung einer Feder 56 aufwärts gedrückt wird. Der Kolben 54 besitzt nach oben eine stempelartigeVerlängerung 57, welche durch die Abschlußkappe 58 nach oben herausragt. Ein weiterer Zylinder 59 ist vorgesehen, der über ein Rückschlagventil 6o ebenfalls mit denn Anschluß 5o in Verbindung steht. Das Rückschlagventil6o ist ähnlich dem bereits geschilderten Ventil 35 der Fig.4 gebaut. Im Zylinder 59 ist eine Feder 62 untergebracht, die über ein auf und ab gleitendes Organ 63 auf das eigentliche Ventil 6o wirkt und es geschlossen hält. Dieses Organ 63 ist mit abgeflachten Stellen oder einem losen Sitz in der Bohrung 64 des Zylinders 59 geführt, so daß Wasser in das Innere des Zylinders, wo die Feder 62 sich befindet, eintreten kann. Die Federspannung kann durch die Schraubeinrichtung 65 eingestellt werden, die nach Abnehmen der Schraubkappe 66 zugänglich ist. Im oberen U: eii eines Einsatzes dieser Kappe ist eine sehr enge Aus -laßbohrung 68 vorgesehen, die mit dem Einsatz 67 nach beliebiger Richtung gedreht und mittels der Mutter 69 gesichert werden kann. Die Richtung des Auslasses ist durch einen Pfeil am oberen Ende des Einsatzes 67 gekennzeichnet.In the event that the automatic effect just described is about should it fail, it is desirable to have a display device is, so that an operator in time by means of a manual valve 48 the supply can actuate io of air through the air line 22 to the drive motor. An embodiment such a display device is shown in FIGS. On one Block 49, which is connected to the pressure side of the pump 12 by means of the screw connection 51 stands, as can be seen from Figs. i and 2, a cylinder 52 is attached, wherein a piston 54 provided with a leather seal 55 by the liquid pressure is pressed against the action of a spring 56 upwards. The piston 54 has upwards a stamp-like extension 57, which through the end cap 58 to protrudes at the top. Another cylinder 59 is provided which has a check valve 6o is also connected to the connection 5o. The check valve6o is built similar to the already described valve 35 of FIG. In cylinder 59 is a spring 62 housed, which via an up and down sliding member 63 on the actual valve 6o acts and keeps it closed. This organ 63 is flattened with Set or a loose fit in the bore 64 of the cylinder 59 so that Water can enter the interior of the cylinder where the spring 62 is located. The spring tension can be adjusted by the screw device 65, which according to Removing the screw cap 66 is accessible. In the upper U: eii of an insert of this Cap a very narrow Aus -laßbohrung 68 is provided, which with the insert 67 after can be rotated in any direction and secured by means of the nut 69. the The direction of the outlet is indicated by an arrow at the upper end of the insert 67.

Die eben beschriebene Anzeigevorrichtung arbeitet wie folgt: Sowie jeder Bedarf an Druckwasser aufgehört hat, wird der Rückstaudruck den Kolben 54 anheben und Wasser durch das Rückschlagventil 6o, den Zylinder 59 und den Einsatz 67 zu der Öffnung 68 treten, aus der es in einem Strahl herausschießt. Dies zeigt dem Bedienungsmann an der Pumpe an, daß er den Motor abzustellen hat. Daraufhin wird der aus der Öffnung 68 kommende Wasserstrahl aufhören. Sowie aber Druckwasserbedarf im System auftritt (sei es, daß ein hydraulischer Kohlenbrecher oder ein hydraulischer Grubenstempel angestellt wurde), wird der momen= tane Druckabfall der Feder 56 gestatten, den Kolben 54 abwärts zu drücken, wobei der Stempel 5,7 in den Zylinder 52 zurücksinkt, was dem Bedienungsmann anzeigt, daß der Motor wieder angelassen werden soll.The indicator just described works as follows: As soon as any need for pressurized water has ceased, the back pressure will raise the piston 54 and water will flow through the check valve 6o, cylinder 59 and insert 67 to opening 68 from which it will shoot in a jet . This indicates to the operator at the pump that he should turn off the engine. Thereupon the jet of water coming out of the opening 68 will stop. As soon as there is a need for pressurized water in the system (be it that a hydraulic coal crusher or a hydraulic pit ram has been turned on), the momentary pressure drop of the spring 56 will allow the piston 54 to be pushed downwards, the ram 5, 7 in the cylinder 52 drops back, indicating to the operator that the engine should be restarted.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic pump remote control in hydraulic Power systems with a motor-driven pressure medium pump, which one of these outgoing main feeder and a number of branch lines that connect to Tapping points of the main supply line are connected and for connection to Hydraulic machines are used, the latter having outlets that carry the pressure fluid pump out of the system in such a way that the power supply to the pump when reached a predetermined operating pressure and interrupted when it falls below the same is restored, characterized by a control member (23) for the power drive the pump with a pressure-sensitive element (26) which has a connection (31) with the pressure side of the pump up- # Ä, so that it is in accordance with the in the main feed line prevailing pressure when the tapping point is closed by the Hydraulic fluid in the direction that interrupts or decelerates the power drive is moved while it moves automatically in the opposite direction, to restore the power drive of the pump when the hydraulic pressure, the it is exposed to drop when any one or more of the taps are opened.

2. Device according to claim i, characterized in that the pressure-sensitive Organ (26) via a loaded check valve (35) with the pressure side of the pump connected is.

3. Device according to claim 2, characterized in that the loaded Check valve (35) has a valve seat (43) with a knife edge which the closure part (42) of the valve rests on.

4. Device according to claim 2; characterized in that the check valve (35) is like a plunger piston (411) is formed.

5. Device according to claim i and 2, characterized by another check valve (38) through which the pressure-sensitive Organ (26) acting fluid flows back to the pressure side of the pump as soon as the Power drive for the pump is restored.

6. Establishment according to claim 1, 2 and 5, characterized in that the discharge side of the outlet check valve (38) through a line located in the housing block (24) of the control element (23) (39) is connected to the line (3i) coming from the pressure side of the pump.

7. Device according to claim i, characterized by one on the in the main feed line prevailing pressure responsive display device (57), which shows when the pump stopped and when it should be started, with failure of the pressure-sensitive member (26) controlling the power drive for the pump Manual operation of the power drive can be carried out. B.

Device according to claim 7, characterized in that the display device is one of the one in the main feed line The pressure applied to the spring-loaded piston (54) rides a stamp-like Approach (57) whose protruding part from the housing of the device corresponds to the respective Indicates liquid pressure, and has an ejection opening (68) from which the Increase of the liquid pressure in the main liquid feed line via a non-return valve (6o) flows out.

9. Device according to claim 8, characterized in that the Check valve (6o) has a valve seat with a knife edge and one adapted to this Has a piston-like valve member, one end of which against the knife edge seat bumps.