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Kompakt-Fallgewichtsantrieb Typ KFa

ERHARD is a company of

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

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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


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


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


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.


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


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.


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

1817

16

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10

9

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4

3

2

1

B

DA

DA

C

1

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3

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8

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19

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21


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


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

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TALIS ist in Sachen Wassertransport und Wasserregulierung die absolute

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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