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2 ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
FSicherheit muss Vorrang haben!
Fallgewichtsantriebe werden über all dort eingesetzt, wo Arma turen selbst bei
Ausfall von Betä tigungsenergie an wichtigen Stel len in Rohrleitungssystemen
sicher und zuverlässig geschlossen oder geöffnet werden müssen. Da durch
sind die Anforderungen an die Funktionalität und Einsatz bereitschaft enorm
hoch. ERHARD-Kompakt-Fallgewichts antriebe KFa stellen durch ihre robuste
Bauweise und ihr durchdachtes Konstruktionskonzept eine technisch optimale
und wirtschaftliche Lösung dar.
Standardausführung KFa
• zweistufig einstellbares Schließgesetz (siehe Grafik)
• kompakte Bauweise mit integriertem Hydraulikaggregat (Motor- und
Handpumpe) sowie Thermoschalter und Druckbegrenzungsventil,
• Magnet ventil (Arbeitsstrom-/Ruhe strom prinzip),
• Handventil (3/3-Wege-Kugel hahn) zur Notauslösung (manuell) bzw.
hydraulischen Verriegelung (manuell)
Baukasten:
Als weitere Ausführungen im Antriebsbaukasten sind u. a. erhältlich:
• Fallgewichtsantriebe KFaR ohne Aggregat, d. h. Aus führung nur mit Hebel,
Gewicht und Zylinderbau gruppe für Anschluss an bauseits vorhandene
Hydraulik einheit
• ein- bzw. dreistufige Stell gesetze, je nach Anforderung und Einsatzfall in
der Anlage
• mechanische Ansteuerung des Hauptventils (falls bauseits keine Hilfs-
energie vorhanden) – siehe Thema Rohrbruch sicherungen unter Rubrik
Anwendungsbeispiele
• Ausführung der Hydraulik einheit mit Druckspeicher
Weitere Optionen und Möglich keiten stehen zur Verfügung, die hier nicht alle
aufgeführt werden können.
Deshalb sprechen Sie mit uns, wir beraten Sie gerne!
ERHARD-Absperrklappe mit Fallge-
wichtsantrieb in einem Wasserwerk im
Bergischen Land.
ERHARD-Absperrklappe DN 1600 mit
Verblockungseinrichtung und Fallgewichts-
antrieb für ein Kraftwerk in Portugal.
Tges. min.
T1 min. T2 min.T2 max.
Tgesamt max.
T1 max. T2 max.
AUF
10
0
20
30
40
50
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70
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100
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% °
ZU
einstallbareSchließzeit
Zweistufiger FallgewichtsantriebSchließzeit-Charakteristik
3ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
Ein Antriebskonzept für verschiedene Armaturentypen
ERHARD-Kompakt-Fallge wichts antriebe KFa werden zum Betäti gen von
Armaturen eingesetzt, deren Antriebswelle eine Bewe gung bis max. 90°
benötigt. Der Fallgewichtsantrieb ist mit einem Energiespeicher ausgerüstet.
Die Betätigungs energie zum einmaligen Schließen oder Öffnen der Armaturen
wird durch das Fall gewicht bereitgestellt.
Je nach Anwendungs- und Einsatzfall kann der ERHARD-Kompakt-
Fallgewichtsantrieb KFa an Kugelhähnen, Absperr klappen oder Ringkolben-
ven tilen angebaut werden. Gestufte Antriebsgrößen und genormte Schnitt-
stellen in Verbindung mit einem ausgereiften Bau kastenkonzept erlauben
für alle Armaturengrößen und Druckstufen die optimale Lösung.
Anbaumöglichkeiten von Fallgewichtsantrieben
Kugelhahn Absperrklappe Ringkolbenventil
4 ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
Motorpumpe
Handpumpe
Ausgleichsbehälter
Zylinder
Fallgewicht
Pilotventil
Endschalter
Stromregelventil Stufe 1
Stromregelventil Stufe 2
Charakteristisch für die ERHARD-Kompakt-Fallgewichtsantriebe KFa ist
die kompakte Bauform. Der Fall ge wichts antrieb, direkt mit der Arma tur
verbunden, beinhaltet neben den mechanischen Komponenten wie Fall-
gewicht, Hebel sowie Kon sole und Lagerplatte (zur Zylinder aufhängung),
den hydraulischen Brems- und Öffnungszylinder mit integriertem Hydraulik-
aggregat. Alle Hydraulikkomponenten wie Elektropumpe, Handpumpe,
Aus gleichs behälter und Steuerblock mit unterschiedlichen Ventil-
kombinationen sind in rohrleitungsarmer Bauweise starr an den Zylinder
angebaut. Durch die kompakte Blockbauform ist ein ungebremstes
Schließen der Armatur auch bei einem eventuellen Bruch der Steuerleitung
ausgeschlossen.
Aufbau und Konstruktion des Kompakt-Fallgewichtsantriebes KFa
S1
4
S2
6
2
1
2
3
4
5
6
7
S1
S2
3
5
7
1
5ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
Überzeugende Vorteile
ERHARD Leistung Anwender-Nutzen
Antrieb in Kompaktbauweise fest mit der Armatur verbunden, Hydraulikaggregat im Antrieb integriert.
Bauseits keine Aggregate oder Zylinder notwendig. Kein Verlegen von aufwendigen Hydraulikleitungen vor Ort erforderlich. Aufnahme und Abstützung der hydraulischen Momente innerhalb der Armatur, keine Übertragung auf das Bauwerk.
Steuerblock und Steuerventile in „Block-Bauweise“ direkt am Zylinder befestigt.
Kein unzulässiges Schließen der Armatur durch Steuerleitungsbruch.
Schließgesetz für jede Stellgesetzstufe separat mittels hochwertigen, druckunabhängig arbeitenden Strom-regelventilen einstellbar.
Genaue Anpassung an die Anlagen- und Betriebs- verhältnisse möglich, dadurch Minimierung von Druck-stößen. Exakt reproduzierbare Schließ- bzw. Öffnungs-gesetze einstellbar.
Pilotventile mit kleiner elektrischer Leistung, unabhängig von der Antriebs-und Armaturengröße.
Wirtschaftlicher und sicherer Betrieb gewährleistet.
Hochwertiger Korrosionsschutz der kompletten Antriebseinheit mit ERHARD-EKB-Beschichtung. Ventile und Zubehörteile aus nichtrostenden Materialien.
Dauerhafter Schutz, lange Lebensdauer.
Antrieb kann optional mit biologisch abbaubarer Hydraulikflüssigkeit betrieben werden.
Umweltfreundlicher Betrieb möglich.
Sicherheitseinrichtungen wie Druckbegrenzung und Temperaturüberwachung sind standardmäßig im Antrieb integriert.
Hohe Funktionalität und Sicherheit.
Paketlösung: Fallgewichtsantrieb mit Mess- und Regeltechnik inklusive Schaltschrank sowie Montage- und Inbetriebnahmeleistung. (ERHARD-Systemtechnik)
Alles aus einer Hand – ein Ansprechpartner! Abstimmung der einzelnen Komponenten, Funktionalität und Sicherheit gewährleistet!
Technische Daten/Lieferumfang
Drehmomentbereich: 250 - 300.000 Nm
(dynamisch/statisch) (unterteilt in insgesamt 9 verschiedene Antriebsgrößen)
Hauptteile:
Antriebskonsole/Hebelnabe: duktiles Gusseisen GGG/EKB bzw. Stahl geschweißt/EKB
Antriebshebel und Zylinder: duktiles Gusseisen/Stahl/EKB
Gewicht: Gusseisen GG/EKB
Kolbenstange/Steuerleitungen: nichtrostender Stahl
Rohrverschraubungen: Stahl verzinkt
Steuerblock: Aluminium eloxiert, mit angeschraubten Stromregel-; Hand- und
Magnetventilen
Ausgleichsbehälter: Gusseisen GG/EKB – Plexiglas/Stahl/EKB mit visueller Ölstandsanzeige
Wird verwendet in Verbindung mit: ERHARD-Absperrklappe DN150 - DN2600 PN10-40
ERHARD-Kugelhahn DN100-DN1200 PN10-100
ERHARD-Ringkolbenventil DN100-DN1800 PN10-100
Schutzeinrichtungen: für den Schwenkbereich des Fallgewichts auf Wunsch lieferbar
6 ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
Funktion und Steuerschema
Öffnen in Arbeitsstellung:
Die Pumpen (Motor- oder Hand pumpe) saugen das Öl stangenseitig aus dem
Zylinderraum bzw. dem Ausgleichsbehälter (5) und erzeugen Druck auf der
Kol ben seite des Zylinders, der das Fallgewicht anhebt. In Offen Stellung darf
das Öl nicht mehr aus dem Zylinder (1) entweichen, wofür der Steuerblock (4)
mit seinen Ventilkombinationen sorgt. Mechanisch, elektrisch oder hydrau-
lisch betätigte Pilotventile (4.2) steuern ein Hauptventil (4.1), das den Ölstrom
aus dem Zylinder absperrt oder freigibt.
Der An trieb wird hydraulisch in „Ar beits stellung“ gehalten (Fall ge wicht
angehoben). Vorteilhaft ist hierbei, dass innere Leckölverluste sofort durch
das Absinken des Fallge wichtes erkennbar werden.
Ein unzulässiges Absinken aus der Offen-Stellung wird durch einen zusätz-
lichen Endschalter (90% offen) erfasst, der die automatische Einschaltung der
Motor pumpe (3) und das Zurückrufen in 100% OFFEN-Stellung realisiert.
Einleitung der Schließbewegung:
Die Absenkgeschwindigkeit kann für den ersten Bremsbereich (etwa 70%
des Zylinderhubes) am Strom regelventil S1 und für den zweiten Bereich am
Strom regel ventil S2 eingestellt werden. Stromregelventile halten den Durch-
fluss unabhängig vom Differenzdruck konstant. Mit diesem Konzept lassen
sich gestufte Stellgesetze für den Absenk vorgang des Fallgewichts erzeugen.
Gestufte Stellgesetze beim Schließen der Armaturen sind erforderlich, um
bei möglichst kurzen Schließzeiten den Druckanstieg (Druckstoß) in der Rohr-
leitung in einem zulässigen Bereich zu halten. Zum Ausgleich der Volumen-
differenz zwischen dem stangen- und dem kolbenseitigen Zylinderraum und
zur Aufnahme einer kleinen Ölreserve bei Leckverlusten ist der An trieb mit
einem kleinem Aus gleichs behälter (5) mit Ölstand-Sichtkontrolle ausgerüstet.
Zur Erfassung und Signalisierung verschiedener Stellungen des Armaturen-
Abschluss körpers sind auf der Deckplatte die Endschal ter montiert. Diese
Endschalter dienen neben der Signalisierung auch zur Steue rung der elek-
trischen Komponen ten am Antrieb. Ist ein Fallge wichts antrieb mit einem
elektrischen Pilotventil (Magnetventil (4.2)) und einer Motorpumpe (3) ausge-
stattet, so ist ein Schalt schrank für das Be treiben der Armatur notwendig.
Die Einleitung der Schließbewe gung bei elektrischen Pilot ventilen erfolgt
durch Stromzu fuhr (Arbeits stromprin zip) oder Stromabschaltung (Ruhestrom-
prinzip) zum Magnetventil (4.2.). Dadurch wird das Absinken des Fallgewichtes
ausgelöst. Die Komponenten (Motorpumpe 3; Thermoschalter 2.5; Pilotventil
4.2 und Endschalter) müssen elektrisch angesteuert werden. Die elektrische
Steuerung kann auf Wunsch von ERHARD geliefert werden.
7ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
M
S2
S1
Zylinder
Entlüftung
Handölpumpe
Rückschlagventil
Rückschlagventil
Druckbegrenzungsventil
Temperaturwächter
Motorpumpe
Steuerblock
Ventileinsatz (Hauptventil)
Magnetventil (Pilotventil)
Stromregelventil S1 – Stufe 1
Stromregelventil S2 – Stufe 2
3/3-Wege Kugelhahn
(Notauslösung, Blockierhahn,
Arbeitsstellung)
Entlüftung
Ausgleichsbehälter
Füllanschluss mit Siebfilter
Rückschlagventil
Siebfilter
Ölstandsanzeige
Entlüftung
Hydraulikschema für KFa-Standardausführung
Arbeitsstromprinzip Magnetventil stromlos.
Gewicht fällt bei Stromzufuhr zum Magnetventil ab.
2.4
2.52.3
2.2.1
1.1
3
1
4.6
4.4
4
4
5
5.4
5.6 5.15.2
5.3
4.2
4.1
4.10
1
1.1
2
2.1
2.3
2.4
2.5
3
4
4.1
4.2
4.4
4.5
4.6
4.10
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.6
8 ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
Typische Anwendungsbeispiele
Entleerungssicherung bei Behältern
Absicherung von Behältern zur Vermeidung von unzulässigem Entleeren bei
Rohrbruch oder zum Schutz, wenn die Regel ar matur am Einlauf ausfallen
sollte. Eine Kombination von Fall gewichts antrieb und Einlauf-/Aus lauf armatur
ist möglich.
Gesteuerte Pumpen rücklaufsicherung
Kombinierte Funktion (Pumpen gesteuert anfahren und Rückfluss verhindern)
in einer Armatur. Vorteile gegenüber freischwingenden Rückschlagarmaturen:
• Durch zwangsgesteuerte Vollöffnung im Pumpbetrieb sehr geringe
Beanspruchung von Dichtungen und Lagern
• Durch Vollöffnung optimaler wirtschaftlicher Betrieb (ge ring ster Energie-
aufwand), unabhängig vom Durchfluss
• Sanftes Anfahren der Pumpe durch Antrieb realisierbar
• Vermeidung von Klappen schlä gen beim Schließen durch 2-stufige
Schließcharakteristik
Turbineneinlaufsicherung
Sicherheitsarmatur direkt im Einlauf zur Turbine. Sie dient als Schutz-
armatur und sorgt für schnelles Schließen bei Wegfall der Turbine vom Netz
(Vermei dung von unzulässig hohe Dreh zahlen der Tur bine und dadurch
eventuell auftretenden Druckstößen). In sehr vielen Anlagen werden eben so
fallgewichtsangetriebene Arma turen im Nebenschluss (By-pass) eingesetzt,
welche die Funktion Schnellöffnung besitzen, um synchron zum Schließen der
Einlauf arma tur „durchflussneutral“ zu öffnen.
Rohrbruchsicherung
Sicherheitsarmatur zur Überwachung von Rohrsystemen, zum Schutz von
Bauwerken und Verkehrs wegen. Die sichere Schließ funktion bei einem
eventuellen Rohrbruch muss gewährleistet sein.
Messmethoden zur Erkennung eines Rohrbruches
• Auslösung bei Erreichung eines Maximaldurch flusses (Übermenge)
oder
• Auslösung bei Überschreitung einer zulässigen Durchfluss differenz durch
kontinuierliche Leckage über wachung
Messsysteme zur Auslösung bei Erreichung des Maximaldurch flusses
(ohne Fremdenergie)
• Staurohre / Sonden (Prandtl-Rohr, VDEH Sonde)
• Staupendeleinrichtung
• Venturi-Rohre / Normblenden
ERHARD-Kugelhahn DN 800 mit
Fallgewichtsantrieb (3-stufig).
ERHARD-Absperrklappe DN 2500 mit
Fallgewichtsantrieb.
9ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
Beispielhafte Einsatz gebiete für Armaturen mit Fallgewichtsantrieb KFa
Behälter
Förderpumpe
Motor für Förderpumpe
Zwangsgesteuerte
Pumpenrücklaufsicherung
Pumpendruckleitung
Behältereinlaufsicherung
Hochbehälter
Durchflusserfassung
Rohrbruchsicherung
Fallleitung
Siedlung
Behältereinlaufsicherung
Durchflusserfassung
Zwischenbehälter
Rohrbruchsicherung
Fallleitung
Turbineneinlaufsicherung
Turbine
Generator
Behälter
Verbrauchernetz
Messsysteme zur kontinuierlichen Leckageüberwachung (mit
Fremdenergie)
• Magnetisch-induktive Durchflussmesser
• Ultraschall Durchflussmesser
Für jeden dieser typischen An wen dungsfälle stehen detaillierte Funktions-
beschreibungen mit Dokumentation zur Verfügung. Die Verbindung
„Fallgewichts antrieb / Armatur“ bietet jedoch noch viel mehr
Problemlösungen.
Sprechen Sie mit uns darüber!
2120
19
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16
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B
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DA
C
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21
10 ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
Parameter zur Antriebsauslegung
Zur Erstellung eines Angebotes für den jeweils speziellen Bedarfsfall benötigen
wir die folgenden Daten:
• Armaturentyp
• Nennweite DN
• Druckstufe PN
• Anwendungsfall
– Rohrbruchsicherung
– Pumpenrücklaufsicherung,
– Turbineneinlaufsicherung,
– Schnellöffnungsarmatur,
• Fließgeschwindigkeit oder Volumenstrom (min., norm., max.)
• Druckverhältnisse (Vor-/Hinter drücke) statisch und dynamisch incl. Druckstoß
• Auslösemenge (bei Notschluss)
• Betätigungszeiten zum Öffnen bzw. Schließen
• Absenkvorgang des Fall gewichts durch:
– mechanischen/hydraulischen Impuls (ohne elektrische Fremdenergie)
– elektrischen Impuls (elektrische Daten)
• Magnetventil:
– Arbeitstromprinzip
– Ruhestromprinzip
• Anheben des Fallgewichts durch:
– Handölpumpe
– elektrohydraulische Pumpe (elektrische Daten)
ERHARD-Fallgewichtsantriebe KFa werden entsprechend dem Einsatzfall
sowie den hydraulischen Verhältnissen ausgelegt. Fallgewichtsantriebe KFa
sind modular aufgebaut und größenmäßig gestuft konzipiert. Wesentliche
Daten zur Überprüfung, Dimensionierung und Zuordnung der Antriebe zu den
Armaturen sind:
• Maximal auftretendes dynamisches Drehmoment beim Öffnen / Schließen
(abhängig von Einsatzfall sowie Druck- und Durchflussverhältnissen).
• Maximales Betätigungsmoment aus dem und in den Sitz bei geschlossener
Armatur, abhängig vom Betriebsdruck.
• Anwendungs- und Einsatzfall sowie vorliegende Spezifikationen.
Auslegung und Dimensionierung
11ERHARD Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa
ERHARD-Armaturen mit Kom pakt-Fallgewichtsantrieben KFa übernehmen
zuverlässig Sicher heits funktionen in unterschiedlichen Anwendungen und
Be reichen, zum Beispiel als
• Rohrbruchsicherung,
• gesteuerte Pumpenrück laufsicherung,
• Überlaufsicherung (Behälterzu- und ablauf)
• Turbineneinlaufsicherung (Notschlussorgan)
• Schnellöffnungs- und/oder Druckstoß-Entlastungsarmatur.
Neben der Konstruktion und Herstellung der entsprechenden Sicherheits-
armatur mit Kompakt-Fallgewichtsantrieb liefert ERHARD auch die komplette
Systemtechnik als Paket mit. Zur Erzielung der vorgegebenen Funktionalität
der „Intelligenten Armatur“ ist insbesondere das Zusammenspiel zwischen
Mess- und Regeltechnik sowie Steuerungstechnik bis hin zum Antrieb von ent-
scheidender Bedeutung.
Als Paketlösung zum Kompakt-Fallgewichtsantrieb bietet ERHARD optional:
• Messwertaufnehmer/-umformer, Durchflussmesssysteme - induktiv, per
Ultraschall oder auf mechanisch/hydraulischer Basis.
• Elektrischer Schaltschrank mit allen zur Steuerung/Regelung des
Kompakt-Fallgewichts an triebes KFa notwendigen Kom ponenten in
Abstimmung mit den Spezifikationen und An for derungen des Anwenders.
• Montage, Installation und Inbetriebnahme aller Komponenten mit
entsprechendem After-Sales-Service und Kundensupport.
Daneben sind auch Rohrteile (Pass- und Ausbau stücke/Um-führungsleitungen
mit entsprechenden Armaturen usw.) erhältlich.
Sprechen Sie mit uns – unsere Fachleute stehen Ihnen gerne für eine intensive
Beratung zur Verfügung.
ERHARD-Systemtechnik – Intelligente Armaturen
ERHARD-Systemtechnik
Schaltschrank
Sicherheitsarmatur EAK mit KFa
Messwertaufnehmer- Druck- Differenzdruck- Durchflussmenge- Geschwindigkeit- Niveau
Externe Warte
Your Choice in Waterflow Control
ERHARD GmbH & Co. KG
Postfach 1280
D-89502 Heidenheim
Meeboldstraße 22
D-89522 Heidenheim
Telefon: +49 7321 320-0
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Nummer eins. TALIS hat die besten Lösungen im Bereich Wasser- und
Energiemanagement sowie für industrielle und kommunale Anwendungen.
Mit einer Vielzahl von Produkten bieten wir umfangreiche Lösungen für den
gesamten Wasserkreislauf – von Hydranten, Absperrklappen und Platten-
schiebern bis hin zu Ringkolbenschiebern. Unsere Erfahrung, innovative
Technologie, weltweite Expertise und unser individueller Beratungsprozess
bilden die Grundlage zur Entwicklung nachhaltiger Lösungen für den
effizienten Umgang mit der lebenswichtigen Ressource „Wasser“.Rückgewinnung
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