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Automatisch- schließendes Ventil Die Erfindung betrifft ein automatisch
bei Stromausfall schließendes, von einer Schließfeder belastetes Ventil mit einem
auf dem Stößel des Ventilverschlußteiles axial verstellbar angeordneten Anhebejoch,
an welchem ein das Ventil entgegen seiner Federbeeinflussung in der Öffnungslage
haltendes Stützglied drehbar gelagert ist, für das eine elektromagnetische Einrichtung
zur Bewegung des Stützgliedes in- die, Freigabestellung für das federbeein-Rußte
Ventil vorgesehen ist.
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Die bisher bekannt gewordenen Vorschläge für solche Ventile bieten
noch keine genügende Gewähr gegen unerwünschtes,. versehentliches oder gewaltsames
Wiederöffnen des Ventils, solange noch kein Strom da ist.
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Erfindungsgemäß wird diesem Mangel -dadurch abgeholfen, daß bei einem
Ventil der angegebenen Art für das Stützglied eine dieses in Stützlage nachgiebig
haltende Feder vorgesehen ist, während das Jochglied über einen Kurbelzapfen und
eine Führungsnut mit einer drehbaren Handhabenwelle in Verbindung steht, die in
einer Stellung das Jochglied und das Ventil in angehobener Öffnungslage hält und
in einer zweiten Stellung das Jochglied in seine unterste Freigabelage für das Ventil
bewegt, in welcher das Stützglied durch seine Feddr in die Stützlage für das Ventil
bewegt wird. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in der Beschreibung
im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Ausführungsform des verbesserten,
automatisch schließenden Ventils in geöffneter Stellung bei fließendem elektrischem
Strom in einem Stromkreis in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, F i g. 2 einen
Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 der F i g: 1, F i g. 3 einen Teil @ des gleichen
Ventils in teilweiser- Vorderansicht, zum Teil im Schnitt mit der Rückstellhandhabe
des Ventils in normaler Stellung, F i g. 4 und 5 Schnitte nach den Linien 4-4 und
5-5 der F i g. 1, F i g. 6 eine der F i g. 3 entsprechende. Darstellung mit der
Rückstellhandhabe in der Rückstellage, F i g. 7 eine der F i g.1 entsprechende Darstellung
des gleichen Ventils in der Verschlußlage, nach Unterbrechung des elektrischen Stromkreises;
F i g. 8 eine Einzelheit eines Teils aus F i g. 1.
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F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 in F i g. 8_ In F i g.1
und 2 weist das automatisch schließende Ventil gemäß der .Erfindung ein Gehäuse
10 mit einem Medium Einlaß 14, einem Medium-Auslaß 12 und einer durch
eine Querwand 16 unterteilten Kammer mit einem Mediumeinlaßraum 20 und einem Mediumauslaßraum
18 auf- Die Querwand 16 besitzt einen horizontalen Teil 22 mit einer Durchtrittsöffnung
25 und einem Ventilsitz 24 für den Ventilteller 26. Der Ventilteller 26 ist am unteren
Ende des vertikal, verstellbaren Ventilstößels 28
befestigt. -Der Ventilstößel
28 ist durch ein -mittels Gewinde in den Tei142 der Deckwand 36 des Ventilgehäuses
10 eingesetztes Lager 46 und durch eine Bohrung 50 in der Bodenwand 44 eines
Ventilsteuergehäuses 40 in dieses hineingeführt und endet nahe der Deckwand
70 des Steuergehäuses 40. Das Ventilgehäuse 10 ist mittels Flanschen an dem
einstöckig mit der Bodenwand 44 verbundenen Deckwandteil 42 und Schraubenbolzen
lösbar mit dem Steuergehäuse40 verbunden. Der Ventilstöße128 ist in dem Lager 46
durch einen in einer Ringnut 60 der Spindel 28 angeordneten O-Ring 58 abgedichtet.
Um das untere Ende des Lagers 46 herum ist. an dem Teil 42 ein Ringsteg 62 vorgesehen,
um den sich das eine Ende der. schraubenförmigen Ventilschließfeder 64 legt, welche
den Ventilteller 26 nachgiebig gegen den Ventilsitz B4 drückt.
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Der Ventilstößel28 besitzt einen im Durchmesser etwas reduzierten
mittleren Teil 80 und einen oberen weiterhin reduzierten Teil 82, der in
einem hülsenförmigen Vorsprung84 der Deckwand70 mittels Lager 86 geführt ist. Das
obere Ende der Bohrung des hülsenförmigen Deckwandvorsprunges 84 ist
durch
eine in eine entsprechende Aushöhlung der Deckwand 70 eingesetzte federnde Kappe
88 geschlossen.
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Auf dem mittleren reduzierten Teil 80 des Ventilstößels
28 ist ein Aushebejoch 100 mit einem hülsenartigen zentralen Teil
102 und einer Durchtrittsbohrung 104 sowie Lagerschalen 106;108 für den Stöße128
axial beweglich angeordnet. Der zentrale hülsenförmige Teil 102 besitzt einen horizontal
nach einer Seite vorspringenden Teil 110, der seitlich eine horizontale Führungsnüt
112 aufweist, in welche ein Kurbelzapfen 114 eines auf einer Handhebelwelle
220 befestigten Kurbelarms 116 eingreift, der einen Teil der Rückstelleinrichtung
bildet.
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Das obere Ende des hülsenförmigen Teils 102
des Anhebejoches
100 ist mit zwei gegenüberstehenden radialen warzenartigen Vorsprüngen 118 und in
diesen mit Gewindelöchern versehen, in welche die mit Gewindezapfen versehenen horizontalen
Lagerzapfen 120 eingeschraubt sind; die ein Paar Stützarme 122 tragen, mit
deren Hilfe der Ventilstößel28 in angehobener Öffnungslage des Ventils gehalten
werden. kann- _ Die Stützarme 122 können aus ihrer Stützlage zwangsweise unter dem
Einfluß eines Schlagbolzenkopfes 124 aus der Stützlage seitlich verschwenkt werden,
wenn ein mit dem Ventil im Zusammenhang stehender-elektrischer Stromkreis unterbrochen
wird.
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Die Stützarme 122 sind - zu einer einstückigen H-förmigen Klinkenanordnung
126 mit einem nach außen gebogenen Querarm 128 zusammengefaßt. Die Stützarme 122
sind außerdem mit parallelen, gekröpften und seitlich- aufwärts gerichteten Verlängerungsstangen
130 sowie an ihren unteren Enden mit Lagerösen 132 versehen, mit denen sie auf den
Lagerzapfen 120 seitlich schwenkbar gelagert sind, damit sie aus der vertikalen
Stützstellung in F i g.1 in die schräge Freigabelage nach F i g. 7'geschwenkt werden
können. In - der vertikalen Stützstellung halten sie den Ventilstößel
28 und den Ventilteller 26 in der angehobenen offenen Ventilstellung.
Wenn die Klinkenanordnung 126 mit den Stützarmen 122 in die schräge Lage nach F
i g. 7 geschwenkt wird, gibt sie den Ventilstößel 28 frei, so daß dieser sich mit
dem Ventilteller 26 nach unten in die geschlossene Ventillage bewegen kann. Die
Klinkenanordnung 126 wird normalerweise durch eine zwischen Anhebejoch
100 und Lageröse 132 angeordnete nachgiebig in der vertikalen Totpunktlage
gehalten. Die vertikale Verlängerungsstange 142 im Joch 100
dient als
Begrenzungsanschlag für die Vorstoßbewegung des Schlagbolzenkopfes 124, wie
dies noch beschrieben wird.
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Der obere, im Durchmesser reduzierte Teil 82 des Ventilstößels
28 trägt einen an ihm befestigten Lagerbock 150 mit quadratischem Querschnitt und
seitlichen horizontalen Drehzapfen 156, auf denen Rollen 154 sitzen.
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Die Rollen 154 ruhen auf den oberen Enden der Stützglieder 122, wenn
die Klinkenanordnung 126 in ihrer vertikalen Stützstellung ist.
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Die nach außen gekröpften Verlängerungsstangen 130 an den Stützgliedern
122 bilden eine Gabel, deren parallele Schenkel außerhalb der Rollen 154 liegen
und über diese nach oben hinausragen, so daß sie in der Höhenlage mit dem Schlagbolzenkopf
124 übereinstimmen und in dessen horizontalen Bewegungsbereich hineinragen. Der
Schlagbolzenkopf 124 ist U-förmig mit parallelen Seitenarmen 170 und einem Querarm
172 gestaltet. Der letztere ist am freien äußeren Ende eines horizontalen Kolbens
174 befestigt, der mit dessen Kern 182 eines Solenoids 176 zusammenwirkt.
Die freien Enden der Seitenarme 170 sind nach außen umgebogen, um Füße 171 zu bilden.
Das Solenoid 176 enthält eine Magnetwicklung 178 mit Anschlußklemmen 179 und 180,
die über Drahtleitungen 181 mit einer Stromquelle S in Verbindung stehen. Das fechtseitige
Ende des Kolbens 174 ist mit-dein axial'verschiebbaren Kern 182 des Solenoids 176
verbunden, wie dies aus F i g. 4 ersichtlich ist.
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Das Solenoid 176 wird von einem Rahmen 184
getragen, der mittels
Rippen und Schrauben an der Deckwand 70 des Ventilsteuergehäuses 40 befestigt ist.
Der Rahmen 184 hat eine winkelförmige Verlängerung 190, die eine Führungshülse
192 zur gleitenden Lagerung des Kolbens 174 bei dessen Axialbewegung
auf den Ventilstößel 28 zu und von diesem fort, aufweist. Die Feder 194 ist bestrebt,
den Kolben 174 und den Schlagbolzenkopf 124 nach vorn in die .in F i g. 7 gezeigte
Stellung zu bewegen, in welche der Schlagbolzenkopf 124- an der Verlängerungsstange
142 anliegt, nachdem vorher das Solenoid 176 stromlos geworden ist und den
Kolben 174 freigegeben hat. Sobald das Solenoid 176 erregt wird, zieht es den Kern
182 mit dem Kolben 174 und dem Schlagbolzenkopf 124. nach rechts,
aus der Stellung nach F i g. 7 in die Stellung nach F i g.1 zurück.
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Die oberen Enden der Stützglieder 122 sind abgerundet und der Krümmüngsradius
entspricht ihrer wirksamen Länge, so daß in der vertikalen Lage der Klinkenanordnung
126 die Stützglieder 122 vertikal unterhalb der Rollen 154 liegen und mit
diesen in Linienberührung, stehen. Der gebogene Querarm 128 der Klinkenanordnung
126 liegt in der vertikalen Stellung der Stützglieder 122 an dem Ventilstößel 28
an, wobei die- Stützglieder 122 und die Rollen 154 etwas über ihre Totpunktlage-202
vertikal unter den Rollen 154 zu liegen. kommen und durch die Feder 140 in dieser.
Lage nachgiebig gehalten werden. Der Ventilstößel 28 bleibt dann mit dem
Ventilteller 26 in angehobener Läge, so- daß das Strömungsmedium durch das Ventilgehäuse
10 fließen kann. Eine seitliche - Verlängerung 210 (F i g.1) an dem seitlich
vorspringenden Teil 110 des -Anhebejochs 100 gleitet mit einem abgeflachten
Ende 212 an die Innenseite der Ventilsteuergehäusewand und verbindet eine Drehbewegung
des Anhebejochs 100. Solange Strom in dem Stromkreis des Solenoids 176 fließt, bleibt
der Schlagbolzenkopf 124 unter dem Einfluß des Kerns 182 des Solenoids 176 angezogen
in der zurückgezogenen Überwachungsstellung. Wenn jedoch der Stromkreis, beispielsweise
bei 213
in F i g. 7 unterbrochen wird, bewirkt die gespannte Feder 194, daß
der Kolben 174 mit dem Schlagbol zenkopf124 nach links aus der Stellung nach F i
g. 7 in die Stellung nach F i g. 1 vorschnellt und die Anschlagfüße 171 am Schlagbolzenkopf
124 gegen die Verlängerungsstange 130 der Stützglieder 122 stoßen und diese seitwärts
schwenken, so daß die Feder 64 den Ventilstößel 28 und den Ventilteller 26 nach
unten bewegt, bis der letztere auf dem Ventilsitz 24 zu liegen kommt und das Ventil
geschlossen ist. Während dieser Abwärtsbewegung des Ventiltellers
26
und des Ventilstößels 28 gleitet der letztere in der zentralen Bohrung 104 des hülsenförmigen
Teils 102 des Anhebejochs 100, während das Anhebejoch 100, das von den Zapfen 114
gehalten wird, in angehobener Stellung verbleibt. Der Schlagbolzenkopf 124 kommt
mit der nach oben gerichteten Verlängerungsstange 142 des Jochs 100 in Berührung
und verbleibt in dieser Stellung, bis das Solenoid 176 wieder erregt wird. Mit dem
Schlagbolzenkopf 124 in dieser äußersten vorgeschobenen Stellung können keine Rückstellungsmechanismen
für den Ventilstößel 28 und den Ventilteller 26 betätigt werden, weil die Klinkenanordnung
126 blokkiert ist.
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Wie aus F i g. 1, 3, 5 und 6 ersichtlich ist, ist der Kurbelarm
116 auf einer horizontalen Welle 220 befestigt, die drehbeweglich
in einer Verdickung 222 der Gehäuseseitenwand 72 gelagert ist. Die Welle
220 trägt außerhalb des Steuergehäuses 40 einen Rückstellungs-Handhebel
224, der zwischen der Stellung nach F i g. 3 und der vorübergehenden Stellung nach
F i g. 6 durch Schwenken verstellt werden kann. In der Stellung nach F i g. 3 nimmt
der an dem Kurbelarm 116 befestigte Zapfen 114 eine obere Stellung ein, in welcher
das Joch 100 angehoben ist. In der Stellung nach F i g. 6 nimmt der Zapfen 114 eine
untere Lage ein, in welcher das Anhebejoch 100 dementsprechend gesenkt ist. Die
letztere Stellung ist in F i g. 7 in gestrichelten Linien eingezeichnet.
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Zur Beschreibung der Wirkungsweise des Rückstellungsmechanismus sei
angenommen, daß nach einer Stromunterbrechung im Stromkreis des Solen.oids 176 der
Stromkreis wieder hergestellt ist und das Solenoid 176 wieder stromdurchflossen
ist, so daß der Kolben 174 und der Schlagbolzenkopf 124 entgegen dem Einfiuß der
Feder 194 zurückgezogen sind und in dieser Stellung von dem Solenoid 176 gehalten
werden. Da der Rückstell-Handhebel 224 stets die Normalstellung nach F i g. 3 einnimmt,
mit Ausnahme beim Beginn des Betriebes und bei der Durchführung einer Ventilrückstellung,
ist das Anhebejoch 100 in der angehobenen Stellung, in welcher die Rollen 154 an
dem Ventilstößel 28 eine untere Stellung einnehmen. Um den Ventilstößel
28
und den Ventilteller 26 anzuheben, ist es notwendig, das Joch 100 zu senken,
damit die oberen Enden der Stützglieder 122 mit Hilfe der Feder 140 unter die Rollen
154 bewegt werden.
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Das wird durch Schwenkung des Rückstellungs-Handhebels 224 aus der
Normalstellung nach F i g. 3 in die Stellung nach F i g. 6 bewirkt. Während dieser
Schwenkbewegung bewegt sich der Kurbelzapfen 114 in der horizontalen Nut 112 nach
rechts und senkt das Anhebejoch 100 bis die oberen Enden 202 (F i g. 8 und
9) der Stützglieder 122 mit ihren Abrundungen 202 vertikal etwas über die Totpunktlage
hinaus unter den Rollen 154 zu liegen kommen, wie dies in F i g. 1 angedeutet ist.
Der Rückstell-Handhebe1224 wird dann in seine Normalstellung nach F i g. 3 zurückbewegt,
wobei sich der Kurbelzapfen 114 nach oben bewegt und das Anhebejoch 100 anhebt.
Durch die Anhebebewegung des Joches 10® wird auch der Ventilstößel 28 und der Ventilteller
26 angehoben, bis die oberste Ventilöffnungsstellung erreicht ist. In dieser Stellung
legt sich der Kurbelarm 116 gegen einen Anschlagvorsprung 223 des Steuergehäuses
40 und der Ventilteller 26 ist so in seiner Öffnungsstellung gesichert (F i g. 5).
Es ist hervorzuheben, daß in der geöffneten Ventilstellung keine Gefahr besteht,
daß die Stützglieder 122 unterhalb der Rollen 154 sich ungewollt aus dieser Stellung
entfernen, da sie etwas über ihre vertikale Totpunktstellung hinausbewegt sind.
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Wenn ein Bedienungsmann durch Betätigung des Handhebels 224, bei ausgefallenem
Strom für das Polonoid, versucht, das Ventil in die öfnungsstellung zurückzubewegen,
bevor das Solenoid176 wieder stromdurchflossen ist, können beim Senken des Arihebejochs
100 die Stützglieder 122 nicht unter die Rollen 154 bewegt werden, da dies durch
die vorgeschobenen Anschlägen 171 am Schlagbolzenkopf 124 verhindert wird. Erst
nachdem der Schlagbolzenkopf 124 bei Erregung des Solenoiden 176 zurückgezogen ist,
können die Stützglieder 122 unter die Rollen 154 bewegt werden.