DE1775212B1

DE1775212B1 - Druckmittelantrieb fuer Ventile mit drehbarem Verschlussteil

Info

Publication number: DE1775212B1
Application number: DE19681775212
Authority: DE
Inventors: Jean Berthaud
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1967-07-21
Filing date: 1968-07-17
Publication date: 1970-10-22
Also published as: ES356313A1; LU56470A1; IL30345A0; FR1538453A; NL6810245A; US3490733A; GB1197683A; BE717688A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Druckmittelantrieb für Der erfindungsgemäße Antrieb ist durch die VerVentile mit drehbarem Verschlußteil und einem mit Wendung von Schlauchabschnitten ζ. B. aus Kunstdem Verschlußteil starr verbundenen, aus dem Ventil- stoff gegen aggressive Medien sehr korrosionsbestängehäuse herausragenden Stellhebel. Solche Ventile dig und auch gegen radioaktive Strahlung beständig, sind insbesondere Hähne, bei denen eine Verstellung 5 Im Falle einer Kontamination ist Kunststoff leichter des Kükens von der offenen in die geschlossene dekontaminierbar und auch in der Abfallbeseitigung Stellung oder umgekehrt durch Drehung einer Stange leichter zu handhaben als ein metallischer Werkstoff, oder eines Stellhebels um etwa 90° bewirkt wird. Außerdem kann der aktive Teil der Vorrichtung

In Anlagen mit verschiedenen Flüssigkeitskreis- sehr leicht ausgewechselt werden, da man nur die laufen oder einem komplizierten Leitungsnetz ist es io Muttern zu lösen braucht, welche den festen Träger oft zweckmäßig, die Steuereinrichtungen zum öffnen mit dem Ventilgehäuse verbinden, um den gesamten und Schließen der im Netz verteilten Ventile zu zen- Antrieb abzunehmen. Der Antrieb nach der Erfintralisieren. ^v dung arbeitet durch die verdrillte Aufhängung der

Zur Umwandlung einer Längsbewegung eines KoI- Schlauchabschnitte praktisch ohne Reibungsverluste, bens in eine Drehbewegung des Verschlußteils ist 15 da die Verstellkraft nur die Torsionsspannung des bereits eine Zahnstangen-Ritzel-Anordnung bekannt verdrillten Schlauchabschnittes überwinden muß. Es (französische Patentschrift 1265 365). Ebenso ist es sind auch keinerlei Lager erforderlich. Die Verbekannt, die von einer Membran auf eine Stange drehungs- bzw. Stellwinkel können beliebig gewählt übertragene Längsbewegung durch an der Stange werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt angeordnete Stifte, welche mit schraubenlinienförmig ao sich eine niedrige Bauhöhe erzielen, was für Kernverlaufenden Schlitzen in einer die Stange umfassen- energieanlagen und mit radioaktiven Stoffen arbeitenden Hülse zusammenwirken, in eine Drehbewegung den Anlagen von besonderer Wichtigkeit ist, da sie der Hülse zu übertragen, welche ihrerseits die Dreh- im Hinblick auf die Abschirmung ein möglichst gebewegung auf das Verschlußteil überträgt (USA.- ringes Bauvolumen einnehmen sollen. Patentschrift 2315 775). Nachteilig bei dieser Aus- 25 Der erfindungsgemäße Antrieb besitzt außerdem führungsform ist vor allem die große Bauhöhe. Beide eine große Betriebssicherheit, da hohe Drücke sehr Ausführungsformen haben auch den Nachteil, daß sie verschiedener Druckmedien insbesondere im Fall aus metallischen Materialien hergestellt sind und anormaler Widerstände angewandt werden können, damit keine korrosive Atmosphäre vertragen. Sie Während Drücke in der Größenordnung von einigen bedürfen eines Schmiermittels und einer gelegent- 30 Bar für eine normale Betätigung ausreichen, ermöglichen Wartung. licht die Art der Schlauchabschnitte erforderlichen-

Im Bereich radioaktiver Strahlung sind diese An- falls die Anwendung erheblich höherer Drücke, triebe nicht brauchbar, da das Schmiermittel durch Schließlich besitzt der Antrieb eine gute Progression, die Strahlungseinwirkung zerstört wird. da das erzeugte Antriebsmoment zu Beginn seinen

Bei den obenerwähnten Stellmotoren müssen 35 Höchstwert hat und sich am Ende des Stellvorgangs außerdem Abschaltvorrichtungen vorgesehen sein, mit dem Verdrehungswinkel verringert, um sie in den Endstellungen stillzusetzen, wobei Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

Drehmomentbegrenzer vorgesehen sind, um Beschä- dung sind die beiden Schlauchabschnitte mit dem digungen zu vermeiden, die durch unnormale Kräfte gleichen geschlossenen rohrförmigen Teil verbunden oder mangelhaftes Funktionieren der Abschaltvor- 40 und der eine in der Verlängerung des anderen angerichtungen hervorgerufen werden könnten. Alle diese ordnet, so daß sie abwechselnd bei Zutritt des Druck-Vorrichtungen erfordern sehr sorgfältige Bearbeiten- mediums in jeden Schlauchabschnitt die Drehung der gen, ganz abgesehen von dem durch die Art der ver- mit dem rohrförmigen Teil fest verbundenen Gabel wandten Materialien bedingten hohen Preis, vor in der einen und darauf in der anderen Richtung allem im Fall von Kernenergieanlagen, wo zusätzlich 45 steuern,
die Kontaminierungsgefahren zu beachten sind. Bei anderen Ausführungsformen sind jedoch die

Aufgabe der Erfindung ist deshalb, einen Antrieb beiden Schlauchabschnitte Seite an Seite parallel zur für Ventile mit drehbarem Verschlußteil zu finden, Achse des Verschlußteils des Ventils angeordnet und der konstruktiv sehr einfach, leicht herzustellen, jeder mit einem geschlossenen rohrförmigen Teil betriebssicher, leicht zu warten und notfalls leicht 50 verbunden, der mit einer Gabel fest verbunden ist, auszuwechseln ist und der gegenüber korrosiven welche die Drehung des Verschlußteils unabhängig Medien und insbesondere gegenüber radioaktiver bewirkt.
Strahlung unempfindlich ist. Vorteilhafterweise sind die elastischen Schlauch-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch abschnitte aus einem verstärkten (armierten) synthegelöst, daß zur Verdrehung des Stellhebels minde- 55 tischen Elastomermaterial hergestellt, das in Form stens zwei elastische, durch entgegengesetzte Verdril- eines feinen und elastischen Rohrstücks vorliegt, lung vorgespannte Schlauchabschnitte vorgesehen welches hohe Drücke aushält, dabei jedoch eine gute sind, von denen jeder mit seinem einen freien Ende Beständigkeit gegen Abnutzung, Altern, Temperaturin ein an einem festen Träger unbeweglich befestigtes einwirkungen, chemische Reagenzien und Biegen Rohrstück eingespannt ist, während jeder der 60 aufweist. Man kann ein solches Schlauchstück aus Schlauchabschnitte an seinem anderen Ende mit einem unter der Bezeichnung »Plastidry« (e. Wz.) beeinem geschlossenen rohrförmigen Teil verbunden kannten Material herstellen, das aus einem syntheist, welcher um seine Längsachse frei drehbar ist und tischen Elastomer, wie Nitrilkautschuk, der mit Fäden auf seiner Außenseite eine an den Stellhebel des eines Polykondensate von Adipinsäure und Hexa-Verschlußteils angelenkte Gabel aufweist, und daß 65 methylendiamin oder »Nylon« (e. Wz.) verstärkt und durch Füllung jeweils eines der Schlauchabschnitte außen durch einen Polyvinylmantel geschützt ist, mit dem Druckmittel dessen Verdrillung aufheb- besteht. Ein solches Material kann insbesondere bar ist. Drücke in der Größenordnung von 30 bis 40 Bar

aushalten und ermöglicht mehr als 100 000 Verdrehungsbewegungen ohne Dichtungsfehler.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung der nur als Beispiel angegebenen Ausführungsformen.

In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 und 2 eine Draufsicht bzw. einen senkrechten Schnitt einer erfindungsgemäßen pneumatischen Ventilsteuervorrichtung,

F i g. 3 eine schematische Prinzipdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform derselben.

Wie in F i g. 1 und 2 gezeigt, soll der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Antrieb das öffnen oder Schließen des Verschlußteils eines in einer Leitung 4 zum Durchleiten eines beliebigen Mediums angeordneten Ventils 3 steuern. Der Verschlußteil 2 ist außerhalb des Gehäuses 3 über eine Platte 2 mit einem Stellhebel 5 verbunden, der die Drehung des Verschlußteils bewirkt, so daß dieser die Leitung 4 verschließt oder freigibt. Die Bewegung des Verschlußteils ist zwischen zwei Endstellungen mittels eines am Gehäuse 3 vorgesehenen Anschlags 6, der mit zwei ihm gegenüber angeordneten Schultern 7 und 8 der Platte 2 zusammenwirkt, begrenzt.

Erfindungsgemäß besitzt der vorzugsweise pneumatische Antrieb zwei Schlauchabschnitte 9 und 10 aus einem elastischen dichten Material. Diese beiden Schlauchabschnitte sind mittels eines rohrförmigen Teils 11 α miteinander verbunden, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Schlauchabschnitte 9 und 10 ist und das einen Boden 12 besitzt, der den Durchlaß von einem Schlauchabschnitt zum anderen unterbricht. Der rohrförmige Teil Ha ist mit diesen beiden Schlauchabschnitten 9 und 10 mittels Schellen 13 und 14 fest verbunden und trägt an seiner Außenfläche eine Gabel 15, die an ihrem Ende mit einem Schlitz 16 versehen ist, durch welchen ein mit dem Stellhebel 5 fest verbundener Stift 17 hindurchgeführt ist, welcher den Stellhebel 5 verdreht. Bei dieser Bewegung wird der rohrförmige Teil Ha durch einen Ring 18 axial geführt. Der Ring 18 ist mit einem Träger 19 fest verbunden, der bezüglich des Gehäuses 3 durch mit Muttern 21 befestigte Halter 20 unbeweglich gehalten ist.

An jedem ihrer vom rohrförmigen Teil lla entfernten Enden sind die Schlauchabschnitte 9 bzw. 10 mit zwei Kappen 22 bzw. 23 über Schellen 24 und 25 fest verbunden. Diese Schellen 24 und 25 halten die Kappen 22 und 23 bezüglich des Trägers 19 und damit auch die entsprechenden Enden der Schlauchabschnitte 9 und 10 in ihrer Stellung fest. Beim Zusammenbau werden letztere um einen gegebenen Winkel, im betrachteten Beispiel etwa 90°, in sich selbst verdreht, bevor ihre Enden auf den Kappen 22 und 23 befestigt werden. Diese Verdrehung erfolgt für jeden der Schlauchabschnitte 9 und 10 in zueinander umgekehrter Richtung. Schließlich sind die Kappen 22 und 23 mit Zuleitungen 26 und 27 versehen, wodurch die Schlauchabschnitte an nicht gezeigte Leitungen für ein Druckmittel angeschlossen werden können.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: In der in F i g. 1 strichpunktiert gezeichneten Anfangsstellung befindet sich der Stellhebel 5 in der Mittelstellung zwischen den beiden durch den Anschlag 6 und die Schultern 7 und 8 bestimmten Endstellungen. In dieser Ausgangsstellung sind die Schlauchabschnitte 9 und 10 Verdrehungen von gleicher Größe, jedoch umgekehrter Richtung unterworfen, die im Gleichgewicht sind. Davon ausgehend erzeugt der Zutritt von Druckmittel durch die Zuleitung 27 in den Schlauchabschnitt 10 in letzterem eine pneumatische Kraft, welche der Verdrehung des Schlauchabschnitts entgegenwirkt und den rohrförmigen Teil Ua und die mit ihm fest verbundene Gabel 15 im entsprechenden Sinn verstellt, bis der vom Stift 17 mitgenommene Stellhebel 5 an den Anschlag 6 anschlägt. Gleichzeitig bewirkt diese Drehung der Gabel 15 am anderen Schlauchabschnitt 9 eine Verdrehung auf den doppelten Wert des ursprünglichen Betrags (F i g. 2), da in diesem Fall die Zuleitung 26 mit der Umgebungsluft in Verbindung steht und der Schlauchabschnitt 9 daher der aufgezwungenen Bewegung folgen kann. Im Verlauf dieser Bewegung sorgt der Ring 18 für die Führung des rohrförmigen Teils 11 α, während sich gleichzeitig der Stift 17 im Schütz 16 verschiebt, da sich die Längen der Schlauchabschnitte 9 und 10 wegen der Veränderung ihrer jeweiligen Verdrehung ändern.

Die Verstellung des Verschlußteils in umgekehrter Richtung erfolgt auf entgegengesetzte und symmetrische Weise, indem man den Druck des im Schlauchabschnitt 10 befindlichen Druckmittels abläßt, während gleichzeitig ein entsprechender Druck durch die Zuleitung 26 in den Schlauchabschnitt 9 geschickt wird; die Torsion der Schlauchabschnitte erfolgt dann in umgekehrter Richtung.

Eine abgewandelte Ausführungsform ist in F i g. 3 gezeigt. Man kann zwei Schlauchabschnitte 9 nebeneinander anordnen und sie mit zwei rohrförmigen Teilen 11 verbinden, deren Gabeln 15 jeweils abwechselnd in der einen und darauf in der anderen Richtung den Stellhebel 5 verstellen, wobei jeder Schlauchabschnitt abwechselnd in gleicher Weise, wie bei F i g. 2 beschrieben, unter Druck gesetzt wird, wodurch die Verdrehung des anderen Schlauchabschnitts im umgekehrten Sinn und um einen gleichen Winkel bewirkt wird. Der ursprüngliche Verdrehungswinkel jedes Schlauchabschnitts muß etwas größer als der Verstellwinkel des Stellhebels gewählt werden, da die Bewegungsübertragung mittels der Gabel und des Stiftes des Stellhebels zu einer Herabsetzung (Demultiplikation) der Verstellung führt.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmittelantrieb für Ventile mit drehbarem Verschlußteil und einem mit dem Verschlußteil starr verbundenen, aus dem Ventilgehäuse herausragenden Stellhebel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdrehung des Stellhebels (5) mindestens zwei elastische, durch entgegengesetzte Verdrillung vorgespannte Schlauchabschnitte (9, 10) vorgesehen sind, von denen jeder mit seinem einen Ende mit einem an einem festen Träger (19) unbeweglich befestigten Rohrstück (22, 23) verbunden ist, während jeder der Schlauchabschnitte an seinem anderen Ende mit einem geschlossenen rohrförmigen Teil (11,11 α) verbunden ist, welcher um seine Längsachse frei drehbar ist und auf seiner Außenseite eine an den Stellhebel (5) des Verschlußteils angelenkte Gabel (15) aufweist, und daß durch

Füllung jeweils eines der Schlauchabschnitte mit dem Druckmittel dessen Verdrillung aufhebbar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schlauchabschnitte (9, 10) mit dem gleichen geschlossenen rohrförmigen Teil (Ha) verbunden sind und der eine in der Verlängerung des anderen angeordnet ist (F i g. 2).

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schlauchabschnitte (9) Seite an Seite parallel zur Achse des Verschlußteils des Ventils angeordnet sind und daß jeder mit einem mit einer Gabel (15) fest verbundenen geschlossenen rohrförmigen Teil (11) verbunden ist (Fig. 3).

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Schlauchabschnitte (9, 10) aus einem verstärkten (armierten) synthetischen Elastomermaterial bestehen, das in Form eines feinen und elastischen, höhere Drücke aushaltenden rohrförmigen Teils vorliegt.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel (15) einen Schlitz (16) besitzt, in welchen ein Stift (17) eindringt, der mit dem Stellhebel (5) fest verbunden ist.

6. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Teil (11 a) in seiner Drehbewegung durch einen mit dem festen Träger (19) fest verbundenen Ring (18) geführt ist (Fig. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen