<Desc/Clms Page number 1>
Hubspindelventil mit einer Handbetätigungsvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hubspindelventil mit einer Handbetätigungseinrichtung und einer am Ventil angeordneten Kolbensteuerungseinrichtung. Bei solchen Ventilen ist eine ein Abschlussorgan betätigende Ventilspindel mit einer den Steuerkolben der Kolbensteuerungseinrichtung aufweisenden, von Hand aus drehbaren Betätigungsspindel verbunden und solche Ventile werden vorzugsweise an weit abgelegenen Schaltstellen, meist an ÖIsonden oder in Ölleitungen, verwendet, da dort eine Fernsteuerung des Ventils durch die Kolbensteuerungseinrichtung erwünscht ist. Die Kolbensteuerungseinrichtungen sind meist hydraulische Kolbensteuerungseinrichtungen.
Die Handbetätigungseinrichtung an solchen bekannten Ventilen dient dazu, bei Störungen der Kolbensteuerungseinrichtungen oder der Femsteuerungseinrichtungen das Ventil betätigen zu können. Bei den bekannten Hubspindelventilen mit einer Handbetätigungseinrich- tung, einer am Ventil angeordneten Kolbensteuerungseinrichtung und einer ein Abschlussorgan betätigenden Ventilspindel, welche mit einer den Steuerkolben der Kolbensteuerungseinrichtung aufweisenden, von Hand aus drehbaren Betätigungsspindel verbunden ist, ist nun die Ventilspindel durch den Steuerkolben der Kolbensteuerungseinrichtung hindurchgeschraubt, ragt aus der Kolbensteuerungseinrichtung heraus und trägt am Ende das Handbetätigungsrad.
Der Nachteil solcher bekannter Hubspindelventile mit Handbetätigungseinrichtung und mit einer Kolbensteuerungseinrichtung besteht darin, dass bei der Handbetätigung nicht mit Sicherheit vermieden werden kann, dass gleichzeitig der Kolben der Kolbensteuerungseinrichtung, durch welchen die Ventilspindel, an der das Handbetätigungsrad sitzt, hindurchgeführt ist, in seiner lage verschoben wird, wodurch einerseits ein einwandfreies Öffnen und Schliessen des Ventils von Hand aus erschwert wird und anderseits dann, wenn das Hubspindelventil einen Schieber aufweist, die Ausfluchtung der Schieberdurchlassöffnung mit den Einlass-und Auslassöffnungen des Ventils verändert wird, so dass nicht die Gewähr dafür geboten ist, dass bei Wiederaufnahme des ferngesteuerten Betriebes des Ventils in geöffneter Stellung desselben,
der volle Durchlassquerschnitt tatsächlich gegeben ist.
Die Erfindung bezweckt nun die Beseitigung der Nachteile der oben beschriebenenHubspindelventile, mit einerHandbewegungseinrichtung und einer Kolbensteuerungseinrichtung und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Handbetätigung das obere Ende der das Abschlussorgan betätigenden Ventilspindel in das untere Ende der Betätigungsspindel der Kolbensteuerungseinrichtung eingeschraubt ist und dass bei Handbetätigung die Betätigungsspindel gegen eine Bewegung zum Ventil hin gesichert ist.
Dadurch, dass'bei Handbetätigung die Betätigungsspindel gegen eine Betätigung zum Ventil hin gesichert ist, wird in Anbetracht des Umstandes. dass die Ventilspindel in das untere Ende der Betätigungsspindel der Kolbensteuerungseinrichtung eingeschraubt ist, vermieden, dass bei Handbetätigung die Einstellung des Ventils verändert wird. Dadurch wird es auch möglich, den Hub des Ventils einwandfrei zu begrenzen und zur Begrenzung der Hubbewegung vorgesehene Anschläge exakt festzulegen, so dass nicht nur bei Kegel-oder Teller ven- tilen, sondern auch bei Schiebern, was besonders wichtig ist, nach Wiederaufnahme des ferngesteuerten Betriebes des Ventils ein einwandfreies Arbeiten desselben gewährleistet ist.
Vorzugsweise ist gemäss einer Ausführungsform der Erfindung das Hubspindelventil derart ausgebildet, dass die Betätigungsspindel durch eine Feder gegen eine Bewegung zum Ventil hin gesichert ist, welche zwischen der Kolbensteuerungseinrichtung und einer Drehvorrichtung angeordnet ist.
Eine solche Ausuhrungsform ist wie bereits erwähnt, dann besonders vorteilhaft, wenn das Abschlussorgan von einem Durchlassschieber gebildet ist, der im obe- ren Teil eine bei geöffneter Stellung des Ventils mit Durchlässen des Ventils fluchtende Durchtritts-
<Desc/Clms Page number 2>
öffnung und einen massiven, in geschlossener Stellung des Ventils den Durchfluss sperrenden Teil aufweist, wobei bei Abwesenheit von Druck in der Kolbensteuerungseinrichtung die Feder die Betätigungsspindel in die ausgefahrene Stellung bewegt und das Ventil automatisch schliesst.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Ventils ist dieses derart ausgebildet, dass eine Drehung der Betätigungsspindel diese aus der Kolbensteuerungseinrichtung ausfährt und dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Bewegung der Betätigungsspindel aus der ausgefahrenen Stellung zum Ventil hin hindert, wobei durch Drehung der Betätigungsspindel die Ventilspindel sich in die Betäti- gungsspindel ganz einschraubt und damit die Ventilspindel und das. Abschlussorgan bewegt werden. Zweckmässig ist hiebei die der Bewegung der Betätigungsspindel entgegenwirkende Einrichtung von einer Verlängerung einer Nabe eines Handrades gebildet, die bei ausgefahrener Betätigungsspindelin Stellung ge- bracht der Bewegung der Betätigungsspindel in Richtung zum Abschlussorgan entgegenwirkt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. l zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein Ventil, das gemäss der Erfindung mit. der störungssicheren Betätigungsvorrichtung und der Handbetätigungseinrichtung ausgestattet ist. Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäss Fig. l nachdem die störungssichere Vorrichtung angesprochen hat.
Fig. 3 ist ein der Fig. 2 ähnlicher Querschnitt, der die Vorrichtung während der Handbetätigung zeigt.
Fig. 4 stellt einen Vertikalschnitt durch eine Kolbensteuerungseinrichtung mit zusätzlicher Handbetätigungsvorrichtung dar. Fig. 5 stellt ähnlich wie Fig. 2 die Arbeitsweise der Handbetätigungsvorrichtung dar.
In Fig. 1 ist das Absperrventil 10 mit einem Steuerkolben 12 ausgestattet. Wenn auch das dargestellte Absperrventil 10 im wesentlichen dem imUSA-Reissue-Patent Nr. 20, 101 undim USA-Patent Nr. 2, 582, 996 beschriebenen ähnlich ist, kann die vorliegende Erfindung doch für jedes beliebige Hubspindelventil Verwendung finden.
Das gegossene Gehäuse 14 des Absperrventils 10 besitzt im Inneren eine Kammer 16, in der die beweglichen Teile des Ventils angeordnet sind. Aus dieser Kammer 16 führen in einer Linie liegende Durchlässe 18 und 20 heraus. Die inneren Enden dieser Durchlässe sind mit Sitzen 22 und 24 versehen. Zwischen den Sitzen 22 und 24 befindet sich ein zweiteiliger Schieber 26. Der Schieber 26 weist einen Durchlass 28 auf, der mit den Durchlässen 18 und 20 in geöffneter Stellung zusammenfällt und besitzt weiters einen massiven Teil, der den Durchfluss in geschlossener Stellung absperrt. Wie später noch beschrieben werden wird, wird bei in der oberen Hälfte des Schiebers angeordnetem Durchlass 28 das Ventil automatisch schlie- ssen, sobald der Druck im Fernsteuerungssystem abfällt.
Bei in der unteren Hälfte des Schiebers angeordnetem Durchlass wird im obigen Betriebsfalle das Ventil automatisch öffnen. Der Schieber 26 ist in Übereinstimmung mit dem bereits erwähnten Reissue-Patent so konstruiert, dass er sowohl in geöffneter als auch in geschlossener Stellung den Ventilkörper von den Durchlässen trennt. Am oberen Ende des Schiebers 26 ist eine Ventilspindel 30 befestigt, die durch eine Haube 32 und eine Packung 34 nach oben herausragt.
Wenn die Ventilspindel 30 bewegt wird, so wird der Schieber 26 mitgeführt. Das obere Ende dieser Ventilspindel ist mit einem Aussengewinde 35 versehen, dessen Zweck später erläutert wird.
Am oberen Ende der Haube 32 ist die mit einem Kolben versehene Kolbensteuerungseinrichtung 12 befestigt. Diese Kolbensteuerungseinrichtung besteht aus einer an das obere Ende der Haube 32 angeschraubten Grundplatte 36, einem Zylinder 38 und einer Kappe 40, welche das obere Ende des Zylinders 38 abschliesst. Durch mit Gewinde versehene Teile 42 ist die Kappe 40 mit der Grundplatte 36 unter Zwischenschaltung des Zylinders 38 zu einer Einheit verbunden. Ein in einer Nut der Kappe 40 untergebrachter Dichtungsring 41 sorgt für Aufrechterhaltung des Druckes im Zylinderraum zwischen der Kappe 40 und dem Gleitkolben 46, der das Stellglied in der Kolbensteuerungseinrichtung darstellt. Um den Raum zwischen Kolben und Kappe als Druckraum auszubilden, ist der Mantel des Kolbens 46 ebenfalls mit einer Dichtung 48 ausgestattet. Am Kolben 46 ist eine Betätigungsspindel 50 befestigt.
Um Undichtheiten entlang der Betätigungsspindel 50 zu vermeiden, sind verschiedene Ringdichtungen 52 vorgesehen. Das untere Ende der Betätigungsspindel 50 ist mit Innengewinde 54 versehen, das mit dem Aussengewinde 35 der Ventilspindel 30 zusammenwirkt, durch welche Gewinde die beweglichen Teile der Kolbensteuerungseinrichtung 12 und des Ventils 10 miteinander verbunden sind. Die Betätigungsspindel 50 ragt durch die Kappe 40 nach aussen und ist an ihrem Ende so ausgebildet, dass ein Handrad 56 angebracht werden kann. Zwischen der Kappe 40 und dem Federteller 60, der durch an der Betätigungsspindel angeschraubte Muttern 62 in seiner Lage gehalten wird, liegt eine Feder 58.
Um nun den Kolben mit hydraulischer Flüssigkeit beaufschlagen zu können, ist die Kappe 40 mit einer Öffnung 44 versehen, durch welche diese Flüssigkeit an die Oberseite des Kolbens 46 gelangt. Wenn die Kolbensteuerungseinrichtung mit der Feder 58 ausgestattet ist, welche das automatische Schliessen des
<Desc/Clms Page number 3>
Ventils bei vermindertem Druck auf die Oberseite des Kolbens 46 bewirkt, ist es nicht notwendig, eine Öffnung für die Zuführung von Druckflüssigkeit in der Grundplatte 36vorzusehen. Es ist jedoch von Vorteil, wenn auch die Grundplatte 36 mit einer derartigen Öffnung 45 ausgestattet wird, da dann dieser Teil auch bei Kolbensteuerungseinrichtungen ohne störungssichere Ausbildung verwendet werden kann. Diese Öffnung dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich als Überströmöffnung.
Wenn nun der Druck auf die Oberseite des Kolbens 46 bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung abfällt, wird die Feder 58 durch diesen Druck nicht mehr zusammengedrückt, sie dehnt sich nunmehr aus und schliesst automatisch das Ventil. Durch die sich ausdehnende Feder wird die Betätigungsspindel 50 und die Ventilspindel 30 nach oben bewegt und dermitgefühite Schieberschliesst die Öffnungen 22 und 24 und damit das Ventil. Durch diese Bewegung ist der Kolben 46 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gelangt. Wenn gewünscht, kann das Ventil mit Hilfe der Handbetätigungsvorrichtung noch tor der Instandsetzung des Femsteuerungskreises geöffnet werden. Zur Betätigung des Ventils von Hand aus, wird das Handrad 56 gedreht. Die Drehrichtung ist abhängig von der Art des Gewindes. Wenn z.
B. ein linksgängiges Gewinde verwendet wird, so muss die Drehung des Handrades im Uhrzeigersinne erfolgen. Durch die Drehung des Handrades 56 werden die Betätigungsspindel 50 und die Ventilspindel 30 unter Wirkung der auf diesen Teilen angebrachten Gewinde gegeneinander verschoben. Da die Abwärtsbewegung der Ventilspindel 30 durch den Widerstand des Schiebers, der Packung und durch die Wirkung des Druckes im Zylinder verhindert wird und weiters einer Aufwärtsbewegung des Kolbens kein nennenswerter Widerstand entgegengesetzt wird, bewegt sich der Kolben 46 nach oben, bis er gegen die Wand der Kappe 40 (s. Fig. 3) auffährt. Sobald der
Kolben 46 die Kappe 40 berührt, wird dessen Aufwärtsbewegung unterbrochen und Drehung des Handrades 56 bewirkt die Abwärtsbewegung der Ventilspindel 30, wodurch das Ventil geöffnet wird.
Dabei wird die Feder 58 leicht zusammengedrückt, wodurch die innere Reibung des Ventils ausgeglichen wird. Wenn das Ventil dann wieder ferngesteuert weidensoll, ist es notwendig, die Ventilspindel 30 wieder vouständig in die Betätigungsspindel 50 einzuschrauben. Zu diesem Zwecke wird das Handrad 56 in zur Handbetätigung des Ventils entgegengesetzt gerichteter Richtung gedreht. Wenn die Fernsteuerungseinrichtung blokkiert werden soll, kann das Ventil in Handbetätigungsstellung verbleiben.
Die Fig. 4 und 5 erläutern die Erfindung an Hand einer Kolbensteuerungseinrichtung, die keine störungssichere Vorrichtung aufweist. Die Kolbensteuerungseinrichtung ist im wesentlichen gleich der in Fig. 1-3 gezeigten und die Bezugszeichen für gleiche Teile sind dieselben.
Die Kolbensteuerungseinrichtung besteht aus der Grundplatte 36, die in die Haube 32 des Ventils eingeschraubt werden kann, dem Zylinder 38 und der Kappe 40, welche das obere Ende des Zylinders abschliesst. Diese Teile sind durch mit Gewinde versehene Teile 42 miteinander verbunden. Das Stellglied besteht aus dem Gleitkolben 46, der an seinem Mantel mit der Dichtung 48 versehen ist. Da nun der Druck von beiden Seiten auf den Kolben 46 wirkt, ist es notwendig, eine Packung 43 am Boden des Zylinders und eine Packung 41 in der bereits beschriebenen Form vorzusehen. Die Ventilspindel 30 des Ventils ist mit der Betätigungsspindel 51 der Kolbensteuerungseinrichtung durch Gewinde verbunden.
Die Betätiguügsspin- del 51 unterscheidet sich insoferne von der Betätigungsspindel 50 geringfügig, als das Ende dieser Betätigungsspindel anstatt für die Anbringung der Nabe eines Handrades ausgebildet zu sein, auf eine Länge, welche im wesentlichen gleich ist, dem Hub des Kolbens 46, mit Gewinde 53 versehen ist. Am unteren Ende des Gewindes 53 ist die Betätigungsspindel 51 mit einem Teil 55 ausgestaltet, der die Nabe 57 des Handrades 59 trägt. Die Nabe 57 trägt eine Verlängerung 61, welche um Geringes kürzer ist als die Länge des Gewindes 53. Diese Verlängerung 61 besitzt eine Bohrung 63, welche teleskopartig über das Gewinde 53 geschoben wird. Durch eine Mutter 65 wird das Handrad 59 in seiner Lage festgehalten.
Die hydraulische Flüssigkeit kann an die Oberseite des Kolbens 46 durch eine Öffnung 44 und an die Unterseite des Kolbens durch die Öffnung 45 geleitet werden. Die Hydraulik kann durch an sich bekannte Ventilanordnungen gesteuert werden.
Wenn nun die das Ventil steuernde Hydraulik in der in Fig. 4 gezeigten Stellung ausfällt, wird es notwendig, das Ventil mit Hilfe der Handbetätigungsvorrichtung zu verstellen. Das Handrad 59 wird dabei so lange gedreht, bis es nicht mehr bewegt werden kann, wobei die Drehung in der Richtung erfolgt, dass die Ventilspindel 30 aus der Betätigungsspindel 51 herausgeschraubt wird. Da die Abwärtsbewegung der Ventilspindel durch den Widerstand des Schiebers, der Packung und durch die Wirkung des Druckes in der Betätigungsvorrichtung verhindert wird und einer Aufwärtsbewegung des Kolbens kein nennenswerter Widerstand entgegengesetzt wird, bewegt sich der Kolben 46 nach oben, bis er gegen die Wand der Kappe 40 (s. Fig. 5) stösst, in welchem Punkte die weitere Aufwärtsbewegung durch die Kappe abgestoppt wird.
Durch diese Bewegung des Kolbens 46 wird die Betätigungsspindel 51 annähernd um den Ventilhub nach aussen gehoben. Das Handrad 59 wird dann von der Betätigungsspindel 51 abgehoben, umgedreht und entspre-
<Desc/Clms Page number 4>
chend Fig. 5 wieder befestigt. Die den Kolben 46 in seiner Bewegung begrenzende Kappe 40 verhindert jede weitere Aufwärtsbewegung der Betätigungsspindel 51 und die Verlängerung 61 der Nabe verhindert dessen Bewegung nach innen, weshalb bei Drehung des Handrades 59 die Ventilspindel 30 und die Betätigungsspindel 51 ineinandergeschraubt werden, wodurch die Ventilspindel *30 des Ventils bewegt wird. Sobald Ventilsp1ndel und Betätigungsspindel vollkommen 1neinandergeschra. ubt sind, und das Handrad in seine ursprüngliche Lage (s.
Fig. 4) gebracht wurde, kann das Ventil wieder ferngesteuert werden.
Die Erfindung beinhaltet somit im wesentlichen den Zusammenbau einer Handbetätigungsvorrichtung eines kolbengesteuerten Ventils in der die Ventilspindel des Ventils mit der Betätigungsspindel der Kolbensteuerungseinrichtung durch Gewinde miteinander in Eingriff steht, mit Vorrichtungen, welche die Betätigungsspindel während der von Hand aus erfolgenden Betätigung des Ventils In seiner Lage haltern. Die er- findung ! gemässe Beiätigungsvorrichtung kann für jede Ventiltype verwendet werden, die eine sich hebende Ventilspindel aufweist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hubspindelventil mit einer Handbetätigungseinrichtung und einer am Ventil angeordneten Kolben-
EMI4.1
der Kolbensteuerungseinrichtung aufweisenden, von Hand aus drehbaren Betätigungsspindel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Handbetätigung das obere Ende der das Abschlussorgan (26) betätigenden Ventilspindel (30) in das untere Ende der Betätigungsspindel (50,51) der Kolbensteuerungseinrichtung (12) eingeschraubt ist und dass bei Handbetätigung die Betätigungsspindel (50, 51) gegen eine Bewegung zum Ventil hin gesichert ist.