DE1150251B

DE1150251B - Motor-driven valve with a lubricating device

Info

Publication number: DE1150251B
Application number: DER28248A
Authority: DE
Inventors: Donald Lionel Hore; Jeremy Joseph Fry
Original assignee: Rotork Engineering Co Ltd
Current assignee: Rotork PLC
Priority date: 1959-07-02
Filing date: 1960-07-01
Publication date: 1963-06-12

Description

Motorangetriebene Armatur mit einer Schnüervorrichtung Die Erfindung betrifft eine motorangetriebene Armatur mit einer Schmiervorrichtung, die in Abhängigkeit von dem Widerstand, der beim Betätigen auftritt, durch eine .axial bewegliche Schneckenwelle betätigt wird.Motorized valve with a snubber device. The invention relates to a motor-driven valve with a lubricating device that is dependent on of the resistance that occurs when actuating, by an axially movable worm shaft is operated.

Bei einer bekannten, als Hahn ausgebildeten Armatur dieser Art ist am einen Ende der Schneckenwelle eine doppeltwirkende Sehmiermittelpumpe angeordnet, die bei jeder Betätigung des Antriebes Schmiermittel zwischen das Küken und seinen Sitz preßt, sofern der Widerstand des Kükens gegen seine Verstellung größer als der in der Schmiervorrichtung auftretende Widerstand ist, welcher von der Zähigkeit des Schmiermittels und dem Leitungsquerschnitt abhängt. Die bekannte Vorrichtung hat daher den Nachteil, daß ein sparsamer Verbrauch an Schmiermitteln. nur durch genaue Auswahl der Zähigkeit und entsprechende Bemessung der Leitungsquerschnitte möglich ist, wobei jedoch die Zähigkeit des Schmiermittels verändernde Temperatureinflüsse die Schmiermittelförderung zum Küken immer beeinflussen können. Die bekannte Vorrichtung weist zusätzlich Endabschalter auf, die den Antriebsmotor jeweils am Ende einer Verstellung des Kükens stillsetzen. Wenn jedoch das Hahnküken, z. B. nach längerem Nichtgebrauch, so festsitzt, daß es auch nach Betätigung der Schmiervorrichtung sich nicht drehen läßt, ist keine Vorkehrung dafür getroffen, den Antriebsmotor wieder stillzusetzen.In a known valve designed as a tap of this type at one end of the worm shaft a double-acting seizing agent pump is arranged, the lubricant between the chick and his with each actuation of the drive Seat presses if the resistance of the plug to its adjustment is greater than the resistance encountered in the lubricating device is that of the toughness the lubricant and the line cross-section. The known device therefore has the disadvantage that an economical consumption of lubricants. only by precise selection of the toughness and corresponding dimensioning of the cable cross-sections is possible, however, the viscosity of the lubricant changing temperature influences can always influence the lubricant delivery to the chick. The known device additionally has limit switches that control the drive motor at the end of a Stop adjusting the plug. However, if the cock plug, e.g. B. after a long time Not in use, so tight that it remains even after the lubrication device is operated does not rotate, no provision has been made to stop the drive motor shut down again.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer motorangetriebenen Armatur eine überlastsicherung so anzubringen, daß sie dann anspricht, wenn der Ventilkörper sich nicht bewegt, obwohl die Schmiervorrichtung den vorgesehenen Hub ausgeführt hat. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Schneckenwelle einen den Motor stillsetzenden Schalter auslöst, wenn sie bei ihrer Längsverschiebung einen bestimmten Weg überschreitet.The invention is based on the object in a motor-driven Fitting an overload protection device so that it responds when the The valve body does not move although the lubricator has the intended stroke has executed. To solve this problem it is proposed according to the invention that the worm shaft triggers a switch that shuts down the motor when it is at their longitudinal displacement exceeds a certain distance.

Anstatt die Schmiermittelpumpe unmittelbar durch die Längsverschiebung der Schneckenwelle zu betätigen, kann ;der Antriebsmotor mit einer Schmiermittel pumpe verbunden sein, während die axial bewegliche Schneckenwelle einen in der Schmiermittelförderleitung angeordneten Schieberkolben betätigt. Sobald der Antriebsmotor eingeschaltet ist und die Schneckenwelle antreibt, arbeitet auch die Sehmiermittelpumpe, die jedoch erst dann Schmiermittel in die Armatur drückt, wenn bei der Verstellung des Verschlußteils ein bestimmter Widerstand auftritt, durch den sich die Schneckenwelle in Axialrichtung verstellt und dabei den Schieberkolben betätigt. Von besonderen Vorteil ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß der Widerstand, bei dem die Schmiervorrichtung betätigt wird, nicht von der Zähigkeit des Schmiermittels. und dem Leitungswiderstand abhängt, sondern daß die Betätigung der Schmiervorrichtung erst dann erfolgt, wenn der Widerstand von Federn überwunden wird, die die Schneckenwelle in ihrer Normallage zu halten suchen. Bei einer derartigen Vorrichtung kann die Schnekkenwelle mit ihrem einen Ende in eine mit Schmiermittel gefüllte Kammer ragen und bei Längsbewegung Schmiermittel aus :der Kammer verdrängen, wobei die Kammer auf der ;dem Wellenende gegenüberliegenden Seite durch einen federbelasteten Kolben verschlossen ist, der bei axialer Verschiebung den Endausschalter des Motors betätigt.Instead of the lubricant pump directly through the longitudinal displacement to operate the worm shaft, the drive motor with a lubricant be connected to the pump, while the axially movable worm shaft is one in the lubricant delivery line arranged slide piston actuated. As soon as the drive motor is switched on and drives the worm shaft, the lubricant pump also works, however only then presses lubricant into the valve when adjusting the closure part a certain resistance occurs through which the worm shaft moves in the axial direction adjusted while actuating the spool. It is of particular advantage with the device according to the invention that the resistance at which the lubricating device is actuated, not by the viscosity of the lubricant. and the line resistance depends, but that the actuation of the lubricating device only takes place when the resistance is overcome by springs that keep the worm shaft in its normal position to keep looking. In such a device, the worm shaft with its protrude one end into a chamber filled with lubricant and move longitudinally Lubricant from: displacing the chamber, with the chamber on the; the shaft end opposite side is closed by a spring-loaded piston, the the limit switch of the motor is actuated in the event of an axial displacement.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine motorangetriebene Armatur, an welcher die erfindungsgemäße Einrichtung angebaut ist, Fig. 2 einen Schnitt durch die Antriebsvorrichtung eines mit einem Motor ausgestatteten Ventils, bei welchem die Schneckenwelle unmittelbar die Schmiereinrichtung betätigt und Fig.3 einen der Fig.1 entsprechenden Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.The invention is based on exemplary embodiments with the aid of Drawings explained in more detail FIG. 1 shows a section through a motor-driven Fitting to which the device according to the invention is attached, FIG. 2 shows a Section through the drive device of a valve equipped with a motor, in which the worm shaft directly actuates the lubrication device and Fig. 3 a section corresponding to Figure 1 through another embodiment of the Invention.

Die in. Fig. 1 gezeigte Antriebsvorrichtung für ein Ventil besteht aus einem Elektromotor 10 mit umsteuerbarer Drehrichtung, der in einem Gehäuse 11 untergebracht ist. Eine Schneckvenwelle 12 in dem Gehäuse 13 ist mit der Motorwelle 14 einstickig ausgebildet oder mit ihr verbunden. Ein, im Gehäuse 13 angeordnetes Schneckenrad 15 steht mit der Schnecke 16 auf der Welle 12 im Eingriff und ist mit Hilfe einer (nicht ,gezeigten) Muffe auf der Ventilspindel angeordnet. In üblicher Weise kann hierbei eine Schleppverbindung zwischen der antreibenden Muffe und der Ventilspindel. 17 vorgesehen werden, so daß bei Beginn der Betätigung des Ventils jeweils ein Stoß auftritt. Ein (nicht gezeigtes) Handrad kann ebenfalls koaxial zur Ventilspindel 17 angeordnet werden, wobei an der Antriebsmuffe eine Kupplung angeordnet wird, die abwechselnd die Antriebsverbindung mit dem Handrad und dem Schneckenrad 15 herstellt.The drive device for a valve shown in FIG. 1 consists of an electric motor 10 with reversible direction of rotation, which is accommodated in a housing 11. A worm shaft 12 in the housing 13 is formed integrally with the motor shaft 14 or is connected to it. A worm wheel 15 arranged in the housing 13 meshes with the worm 16 on the shaft 12 and is arranged on the valve spindle with the aid of a sleeve (not shown). In the usual way, a towing connection can be used between the driving sleeve and the valve spindle. 17 can be provided so that a shock occurs at the start of the actuation of the valve. A handwheel (not shown) can also be arranged coaxially to the valve spindle 17 , a coupling being arranged on the drive sleeve, which alternately produces the drive connection with the handwheel and the worm wheel 15.

Das Gehäuse 13 des Antriebs ist mit einer Verlängerung 18 versehen, in die die Schneckenwelle 12 vom Gehäuse 13 aus hineinragt. Am Ende der Schneckenwelle sind Kragen 19 angebracht, an denen ein Betätigungshebel 20 schwenkbar befestigt ist. Ein Ende 21 des Hebels 20 liegt zwischen zwei Federn 22, die beispielsweise aus Federscheiben gebildet sein können. Das Ende 21 des Hebels ist ferner mit einem Zapfen 23 versehen, der an dem einen oder anderen federnden Arm 24 der Überlastungsschalter 25 anliegt. Wenn der Motor 10 läuft, dreht sich auch die Schneckenwelle 12. Sofern das Ventil leicht geht, versetzt das Schneckenrad. 15 die Ventilspindel 17 in Drehung, bis einer der Endschalter anspricht und den ; Motor abschaltet. Wenn jedoch das Ventil festsitzt, verlagert sich die Welle 12 unter der Belastung in der einen oder anderen Längsrichtung. Diese Verlagerung äst durch die Anbringung der Federn. 22 möglich. Wenn diese Längsbewegung groß genug ist, betätigt die Welle 12 einen der federnden Arme 24, wodurch der entsprechende Endschalter 25 den Motor ausschaltet.The housing 13 of the drive is provided with an extension 18 into which the worm shaft 12 protrudes from the housing 13. At the end of the worm shaft, collars 19 are attached to which an actuating lever 20 is pivotably attached. One end 21 of the lever 20 lies between two springs 22, which can be formed from spring washers, for example. The end 21 of the lever is also provided with a pin 23 which rests on one or the other resilient arm 24 of the overload switch 25. When the motor 10 is running, the worm shaft 12 also rotates. If the valve moves easily, the worm wheel is displaced. 15 the valve spindle 17 in rotation until one of the limit switches responds and the; Engine switches off. If, however, the valve is stuck, the shaft 12 will shift under the load in one longitudinal direction or the other. This shift is created by the attachment of the springs. 22 possible. When this longitudinal movement is large enough, the shaft 12 actuates one of the resilient arms 24, whereby the corresponding limit switch 25 switches off the motor.

Die Längsbewegung der Schneckenwelle 12 wird jedoch auch zur Schmierung der Ventilteile ausgenutzt. Zu diesem Zweck ist das andere Ende des Hebels 20 mit einer Gabel 26 versehen, deren Arme mit dem Kolben 27 einer doppeltwrkenden Kolbenpumpe 28 verbunden sind. Jedes Ende des Zylinders 29 der Pumpe 28 ist mit einem Behälter 30 über mit Rückschlagventilen 32 versehenen Öffnungen 31 ver-,bunden. Das Schmiermittel in dem Behälter 30 steht unter einem vorgegebenen Druck, der mit Hilfe eines durch die Feder 34 belasteten Kolbens 33 erzeugt wird. Der Zylinder 29 steht ferner an jedem Ende mit einer Ausgangsleitung 35 in Verbindung, in der mit 36 bezeichnete Druckregelventile eingebaut sind. Jedes Ventil 36 besteht aus einer in der Auslaßöffnung 37 angeordneten Kugel, auf die eine Feder 38 drückt, deren. Kraft durch eine Schraube 39 verstellbar ist. Jede öffnung 37 führt zu einer Leitung 40, die sich zu der Leitung 35 vereinigen. Die Leitung 35 ist in :üblicher Weise an den Verschlußkörper des Ventils und die verschiedenen Schmierstellen im Gehäuse angeschlossen.However, the longitudinal movement of the worm shaft 12 is also used to lubricate the valve parts. For this purpose, the other end of the lever 20 is provided with a fork 26, the arms of which are connected to the piston 27 of a double-acting piston pump 28. Each end of the cylinder 29 of the pump 28 is connected to a container 30 via openings 31 provided with check valves 32. The lubricant in the container 30 is under a predetermined pressure which is generated with the aid of a piston 33 loaded by the spring 34. The cylinder 29 is also connected at each end to an output line 35 in which pressure regulating valves, denoted by 36, are installed. Each valve 36 consists of a ball arranged in the outlet opening 37, on which a spring 38 presses, whose. Force is adjustable by a screw 39. Each opening 37 leads to a line 40, which unites to form the line 35. The line 35 is connected in the usual way to the closure body of the valve and the various lubrication points in the housing.

Wie hieraus ersichtlich ist, führt die Pumpe bei jeder axialen Bewegung der Welle 12 einen Kolbenhub aus. Die Druckregelventile sind so eingestellt, daß die Pumpe Schmiermittel durch die Auslaßleitung 35 auspreßt, bevor der entsprechende Endschalter 25 betätigt wird.As can be seen from this, the pump leads with every axial movement the shaft 12 from a piston stroke. The pressure regulating valves are set so that the pump squeezes out lubricant through the outlet line 35 before the corresponding Limit switch 25 is operated.

Wenn das festsitzende Ventil durch die Zufuhr von Schmierstoffen freikommt, hört die Axialbewegung .der Welle 12 auf, und es wird kein weiterer Schmierstoff durch die Pumpen 28 gefördert. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ändert sich die Stellung des Hebels 20 in Abhängigkeit von der Belastung der Welle 12, wobei sich die Pumpe 28 mit Schmiermittel während .des Rückgangs der Welle 12 auffüllt.If the stuck valve is released by the supply of lubricants, the axial movement of the shaft 12 stops and there is no further lubricant promoted by the pumps 28. As can be seen from the drawing, changes the position of the lever 20 as a function of the load on the shaft 12, wherein the pump 28 fills up with lubricant during the retreat of the shaft 12.

Die Menge des zum Ventil geförderten Schmiermittels hängt von der Schwergängigkeit des Ventils ab. Wenn das Ventil bei der Zufuhr von Schmiermittel nicht freikommt, wird der Endschalter betätigt, der den Motor abschaltet und vor Überlastung schützt. Die Vorrichtung kann dann in entgegengesetztem Sinne eingeschaltet werden, wobei eine neue Einspritzung von Schmiermittel stattfindet.The amount of lubricant delivered to the valve depends on the Stiffness of the valve. When the valve in the supply of lubricant does not come free, the limit switch is actuated, which switches off the motor and forwards Overload protects. The device can then be switched on in the opposite sense with a new injection of lubricant taking place.

Wie ebenfalls aus der Darstellung hervorgeht, wird die gesamte Kraft der sich in Längsrichtung verschiebenden Schneckenwelle zur Erzeugung eines möglichst großen Schmiermitteldrucks unabhängig von dem Hub, der zur Betätigung der Endschalter dien, ausgenutzt. Tatsächlich wird eine verschiedene Belastung zur Betätigung des Pumpenkolbens und des Endschalters verwendet.As can also be seen from the illustration, the entire force becomes the longitudinally shifting worm shaft to generate a possible large lubricant pressure regardless of the stroke used to actuate the limit switches serve, exploited. In fact, a different load is required to operate the Pump piston and limit switch are used.

Bei dem in Fig. 2 schaubildlich dargestellten Ausführungsbeispiel treibt der Motor 71 eine Pumpe 72 an, die zwischen dem Motor und der Schnecke 73 angeordnet ist. Die Schneckenwelle 74 geht durch ein Ventilgehäuse 75 :hindurch und ist an einem Ende mit Kragen 76 versehen; die auf Tellerfedern 77 abgestützt sind. Die Federn 77 hindern die Welle 74 im Normalfall an einer Axialbewegung. Die Kragen 76 sind so angeordnet, daß sie gleichzeitig einen Arm 78 eines End- oder Überlastungsschalters 79 betätigen.In the embodiment shown diagrammatically in FIG the motor 71 drives a pump 72 which is positioned between the motor and the screw 73 is arranged. The worm shaft 74 goes through a valve housing 75: through and is provided with collar 76 at one end; which is supported on disc springs 77 are. The springs 77 normally prevent the shaft 74 from moving axially. the Collars 76 are arranged so that they simultaneously have an arm 78 of an end or Operate overload switch 79.

Die Welle 74 ist in den Abschnitten 80 und 81 im Durchmesser verkleinert, während sie im Abschnitt 82 im Durchmesser demjenigen der Bohrung in dem Ventilgehäuse 75 entspricht. Der Abschnitt 82, der somit einen Kolbenschieber bildet, versperrt im Normalfall die Verbindung zwischen der Ausgangsleitung 83 der Pumpe 72 und der Leitung 84, die zu den Schmierstellen am Verschlußteil führt. Bei Axialbewegung der Schneckenwelle 74 in einer der beiden möglichen Richtungen gelangt jedoch entweder der Abschnitt 80 oder 81 in den Bereich der Leitungen 83 und 84, so @daß Schmiermittel von der Pumpe 72 zu den Schmierstellen gelangt. Wenn hierbei der festsitzende Verschlußteil nicht freikommt, wird bei weiterer axialer Bewegung der Welle 74 der Endabschal ter 79 betätigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 72 ferner über die Leitung 85 an einem Vorratsbehälter angeschlossen. Das Schneckenrad ist in der Figur mit 86 bezeichnet.The shaft 74 is reduced in diameter in the sections 80 and 81, while in section 82 it corresponds in diameter to that of the bore in the valve housing 75. The section 82, which thus forms a piston slide, normally blocks the connection between the output line 83 of the pump 72 and the line 84 which leads to the lubrication points on the closure part. When the worm shaft 74 moves axially in one of the two possible directions, however, either the section 80 or 81 reaches the area of the lines 83 and 84, so that lubricant from the pump 72 reaches the lubrication points. If this does not come free of the stuck closure part, with further axial movement of the shaft 74 of the End Abschal ter 79 is actuated. In this exemplary embodiment, the pump 72 is also connected to a storage container via the line 85. The worm wheel is designated by 86 in the figure.

In Fig. 3 ist eine wertere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ebenfalls bei einem mit einem Antrieb versehenen Ventil, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet werden kann. Das Ende der Schnekkenwelle 12 liegt in einer Bohrung 41 eines Gehäuses 42. In dieser Bohrung 41 ist ein Kolben 42 angeordnet, der von dem Ende der Welle 12 durch eine Kammer 44 getrennt ist. Der Kolben 43 ist mit einer Verlängerung 45 versehen, deren Ende den Arm 46 eines Endabschalters 47 betätigt. Die Verlängerung 45 ist gleichzeitig mit einem Kragen 48 ausgestattet, der auf einem Paket aus Federscheiben 49 oder auf einer Feder abgestützt ist. Der Schmiermittelvorratsbehälter 50 steht mit der Kammer 44 über ein Rückschlagventil 51 in Verbindung. Von der Kammer 44 geht ferner eine Auslaßleitung 52 ab, in die ein Druckregelventil 53 eingebaut ist. Die Leitung 52 führt zu den verschiedenen Schmierstellen am Ventil.In Fig. 3, a further embodiment of the invention is shown, which can also be used in a valve provided with a drive, as shown in FIG. The end of the worm shaft 12 lies in a bore 41 of a housing 42. A piston 42, which is separated from the end of the shaft 12 by a chamber 44, is arranged in this bore 41. The piston 43 is provided with an extension 45, the end of which actuates the arm 46 of a limit switch 47. The extension 45 is also equipped with a collar 48 which is supported on a package of spring washers 49 or on a spring. The lubricant reservoir 50 is connected to the chamber 44 via a check valve 51. An outlet line 52, into which a pressure control valve 53 is installed, also extends from the chamber 44. The line 52 leads to the various lubrication points on the valve.

Wenn sich bei der Betätigung dieser Vorrichtung die Welle auf Grund von Schwergängigkeit des Ventils nach rechts verschiebt und das Schmiermittel in dem Hohlraum 44 zusammendrückt, strömt dieses durch das Druckregelventi153 zu den Schmierstellen ,am Ventil. Wenn die Zufuhr von Schmiermittel nicht ausreicht, um das Ventil frei zu bekommen, wird der Schub der Schneckenwelle 12 auf den Kolben 43 übertragen, der zunächst das Federpaket 49 zusammendrückt und dann den Schalter 47 betätigt. Beim Rückgang der Schneckenwelle wird neuer Schmierstoff aus dem Behälter 50 durch das Rückschlagventil 51 in den Hohlraum 44 eingesaugt.If, when this device is operated, the shaft shifts to the right due to the sluggishness of the valve and compresses the lubricant in the cavity 44, it flows through the pressure control valve153 to the lubrication points on the valve. If the supply of lubricant is insufficient to get the valve free, the thrust of the worm shaft 12 is transmitted to the piston 43, which first compresses the spring assembly 49 and then actuates the switch 47. When the worm shaft decreases, new lubricant is sucked from the container 50 through the check valve 51 into the cavity 44.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Motor-driven valve with a lubricating device which is actuated by an axially movable worm shaft as a function of the resistance that occurs during actuation, characterized in that the worm shaft (16) triggers a switch (24, 25) which stops the motor, if it exceeds a predetermined distance during its longitudinal displacement.

2. Motor-driven valve according to claim 1, characterized in that the drive motor (71) is connected to a Sehmiermittel pump (72) and the axially movable worm shaft (74) actuates a slide piston (75) arranged in the lubricant delivery line (83, 84) (Fig . 2).

3. Motor-driven valve according to claim 2, characterized in that that on the worm shaft (74) between two sections (80, 81) of smaller Diameter than it corresponds to the full shaft diameter, one control piston (82) is formed, which is a lubricant delivery line when the shaft is longitudinally displaced in both directions (83, 84) releases.

4. Motor-driven valve with a lubricator that depending on the resistance that occurs when actuating, by an axial movable worm shaft is actuated, characterized in that the worm shaft (12) protrudes with one end into a chamber (44) filled with lubricant and displaces lubricant from the chamber during longitudinal movement, whereby the chamber (44) on the side opposite the shaft end by a spring-loaded piston (43, 45, 49) is closed, which when axially shifted the limit switch (47) of the motor is actuated (Fig. 3). Publications considered: German Patent Specifications No. 675 287, 717 674; U.S. Patent No. 2,055,449.