DE1939430C3 - Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung für Motorventile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrc mecha iische Sicherungsvorrichtung für ein von einem Elekt '>-motor gegen die Kraft einer Schließfeder betätigtes Absperrventil für Gase oder Flüssigkeiten. Bei einer solchen Ausführung soll die im Verlauf des öffnungsvorgangs gespannte Schließfeder nach Abschalten des Motors oder bei unbeabsichtigtem Stromausfall das Ventil sicher in den gesperrten Zustand zurückverstellen.

Eine derartige Ventilanordnung weist beträchtliche Vorteile auf, wie beispielsweise einen unkomplizierten und wartungsfreien Aufbau, Unabhängigkeit von der jeweiligen Einbaulage, einfache Steuerung und anderes mehr. Dagegen ist die sichere Ventilfunktion von dem jederzeit einwandreien Zustand der Schließfeder abhängig, die das Ventil, und zwar besonders im Defektfall, sicher in die Schließstellung zurückführen soll. Hier tritt die Schwierigkeit auf, daß der elektromotorische Antrieb zur Verstellung des Ventils gegen die Kraft der Schließfeder in der Regel unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes erfolgt, welches die Drehzahl des Elektromotors entsp echend reduziert. Demzufolge hat die dabei gespan .te Schließfeder in der Gegenrichtung sowohl das eigenuiche Ventil als auch den Antriebsmotor und das diesem vorgeschaltete Übersetzungsgetriebe zurückzuverst··!- len, was zumeist nicht ohne aufwendige Kupplungsvorkehrungen möglich ist.

Um in dieser Beziehung zu einer relativ einfachen Ausführung zu gelangen, ist bereits eine Sicherheitsvorrichtung zur selbsttätigen Steuerung derartiger Absperreinrichtungen vorgeschlagen worden, bei welcher ein Untersetzungsgetriebe auf seilen des Antriebes von einem Schiebeankermotor zu betätigen ist, das über einen Kettentrieb auf die Absperreinrichtung einwirkt (DE-Gbm 68 01 771). Bei dieser Anordnung besteht eine schlupffreie Kupplung zwischen dem Untersetzungsge triebe und der Ventilspindel, die deren Druckfeder bei abgeschaltetem Antrieb oder im Defektfali zwingt, das erheblich bremsende Untersetzungsgetriebe mit zurückzudrehen. Die Möglichkeit, das Vorhandensein der Schließfederkraft und den Funktionszustand der hiermit verbundenen Rücklaufmechanik zu überwachen, besteht dabei nicht

Auf Grund der Notwendigkeit, unter allen Umständen ein sicheres Schließen des elektromotorisch gesteuerten Ventils herbeizuführen, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, die für den Schließvorgang verantwortliche Ventilfeder ständig zu überwachen und das Ventil bereits bei einem Teildefekt dieser Feder noch sicher in die Schließstellung zurück zu verstellen und danach nicht mehr erneut in Betrieb zu nehmen, <■' h.

öffnen zu lassen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach 'er Erfindung darin, daß die in Schließrichtung wirkenJe Ventilfederkraft von mindestens zwei Schraubenzugfedern gebildet wird, die auf der einen Seite über die Nabe eines Schwenkhebels an der Antriebswelle angreifen und auf der anderen Seite an einem Auslöseorgan befestigt sind, das bei Defekt einer Zugfeder einen elektrischen Schalter für die Abschaltung der Stromversorgung des Antriebsmotors betätigt Infolgedessen bewirkt der Bruch einer der beiden Schraubenzugfedern immer noch mit genügender Sicherheit ein Zurückverstellen des Ventils in die Schließlage. Zur gleichen Zeit vollzieht sich dabei jedoch mit Hilfe des genannten Auslöseorgans eine Unterbrechung der Stromzufuhr zum Antriebsmotor und verhindert dessen unzulässige Wiederinbetriebnahme vor Beseitigung des Federdefekts.

Vorteilhafterweise ist das Auslöseorgan so ausgebildet, daß es aus zwei axial beweglichen Stiften besteht, an deren einem Ende je eine der Zugfedern angreift imd deren andere Enden gegen einen gemeinsamen doppelarmigen Hebel gerichtet sind, wobei die Zugt ölzen unter einer gegen die Kraft der Zugfedern wirkenden Kraft von ortsfest abgestützten Druckfede· η stehen. Dementsprechend führi der Bruch einer jed η Schließfeder oder bereits deren Nachlassen dir entgegenwirkenden Druckfeder des Stifts gegenüber unter Wirkung des letzteren zu einer Beaufschlagung der Hebelmechanik, die eine Betätigung des elektri sehen Schalters bewirkt

Auf der anderen Seite sind die Schließfedern an der Nabe des auf der Antriebswelle angeordneten Schwenkhebels befestigt. Dieser Hebel ist einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß mit einer Querschlitzung zur Kupplung mit dem Verschiebeanker des Antriebsmotors versehen und weist eine Gleitfläche für das Aufwickeln der Zugfedern auf. Diese Maßnahme führt zu einer Verlängerung des Federweges auf begrenztem Kaum, was sich vorteilhaft auf die Wahl der

h'> übrigen Federkonstanten auszuwirken vermag.

Des weiteren kann der von Seiten des Auslöseorg.iris her betätigte Schalter für die Unterbrechung der Stromversorgung des Antriebsmotors im Fehlerfall eine

optische Signaleinrichtung einschalten. In gleicher Weise kann er aber auch als Umschalter ausgebildet sein, der im Fehlerfall die Spannung vom Antriebsmotor einfach auf ein Lichtsignal oder ein akustisches Signal schaltet, welches den Fehler bis zu seiner Beseitigung aufzeigt. In der Zeichnung ist die Ausbildung der erfindungsgcmäßen Sicherungsvorrichtung für ein Absperrventil schematisch dargestellt. Wie ersichtlich, verfügt das eigentliche Gas- oder Flüssigkeilsventil als Sperrelement über einen Ventilteller 3, der sich zufolge Drehung seiner Antriebswelle 2 vom Ventilsitz abheben und weitgehend aus dem Strömungsweg des das Ventil in Offenstellung frei passierenden Mediums heraus verschwenken läßt. Für diesen Betätigungsvorgang ist die Ventilanordnung mit einem elektrischen Antriebsmotor 1 versehen, der über eine sogenannte Freilaufkupplung, beispielsweise in Form einer Schiebeank^rausführung, verfügt. Mit dieser Vorkehrung greift ei.τ mit einem Obersetzungsgetriebe ausgestattete Antriebsmotor 1 über eine Querschlitzung 5 ils Kupplungselement in die Antriebswelle 2 des Ventils ein und verdreht sie gegen die Kraft einer Ventiifederanordnung in die Offenstellung, in welcher der dabei zum Stillstand gelangende Antriebsmotor 1 eingeschaltet und unbeschadet weiter unter Spannung verbleiben kann. Die Ventilfederanordnung selbst setzt sich aus zwei getrennten Schraubenzugfedern 6 zusammen, die einerseits an einem Schwenkhebel 4 auf der Antriebswelle 2 befestigt sind, wobei dieser Schwenkhebel 4 außer einer Querschlitzung 5 Tür den bereits genannten Kupplungszweck über eine Gleitfläche 7 für das Aufwickeln der beiden Schraubenzugfedern 6 im Zuge des Öffnungsvorgangs für das Ventil verfügt. Auf der anderen Seite sind beide Zugfedern 6 unter leich er Vorspannung jeweils in einen Stift 8 des Auslöseorg ins der Sicherungsvorrichtung eingehängt Dabei überwi t>t die erwähnte Vorspannung die Kraft zweier Druckfedern 9, von denen die beiden Stifte 8 in entlastetem 2'ustand gegen den doppelarmigen Hebel 10 7 ar Eletätigung des elektrischen Schalters 11 geführt v/erden. Dessen Schaltfunktion äußert sich sodann η einer Abschaltung des Antriebsmotors 1 und einer Einschaltung der optischen Signaleinrichtung 12, die als solche oder in Verbindung mit einer akustischen Signalgabe in Tätigkeit tritt.

Die Funktion des dargestellten Ausführungsbeispiels bet "' d, greift die Kupplungsvorkehrung auf Seiten des mit einem Übersetzungsgetriebe versehenen Antriebsmotors 1 nach dem Einschalten der Betriebsspannung :n die Querschlitzung 5 des Schwenkhebels 4 auf der Antriebswelle 2 ein und dreht die letztere mitsamt dem von ihr bewegten Ventilteller 3 des Absperrventils langsam in die geöffnete Stellung. Im Verlauf dieses Vorgangs straffen sich die bereits unter Vorspannung zwischen dem Auslöseorgan der Sicherungsvorrichtung und dem Schwenkhebel 4 auf der Antriebswelle· 2 angreifenden beiden Zugfedern 6 und winden sich datie. um die Gleitfläche 7 der Nabe des Schwenkheoels 4. Infolgedessen übt jede dieser beiden Zugfedern 6 ein>rn sich verstärkenden Zug auf die entsprechenden Stift«. 8 aus und hält diese gegen die Kraft der Druckfedern 9 frei von dem doppelarmigen Hebel 10 des elektrischen (Um-)Schalters 11.

Sofern nun eine dieser beiden Zugfedern 6 beispielsweise durch Federbruch ausfällt, wird im gleichen Augenblick der betreffende Stift 8 des Auslöseorgans entlastet und bewegt sich unter Druck seiner Feder 9 in Gegenrichtung auf den doppelarmigen Hebel 10 des elektrischen (Um-)Schalters 11 zu. Die dabei erfolgende Schalterbetätigung verursacht ein Abschalten des Antriebsmotors 1, dessen Schiebeanker die Schlitzkupplung (5) freigibt und ein schlagartiges Zurückdrehen (1er Antriebswelle 2 mit dem Ventilteller 3 in die Schließstellung bewirkt, wozu die Kraft der noch intakten Zugfeder 6 vollkommen ausreicht. Gleichzeitig wird zur Signalisierung des Defektzustandes die optische Signaleinrichtung 12 (= Lichtsignal) eingeschaltet. Bemerkenswert bei diesem Vorgang ist, daß sich die sofortige Rückführung des Absperrventils in die Schließstellung analog zu dem Vorgang bei Abschaltung oder Stromausfall vollzieht. Dagegen ist eine Wiederinbetriebnahme des defekthalber geschlossenen Ventils erst nach einer Behebung des Federschadens mögiich, um zu verhindern, daß die verbliebene Schließfederkraft überbeansprucht wird und gegebenenfalls auch noch ausfällt. Danach hört auch die Signalisierung der Störung auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung für ein von einem Elektromotor gegen die Kraft einer Schließfeder betätigtes Absperrventil für Gase oder Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schließrichtung wirkende Ventilfederkraft von mindestens zwei Schraubenzugfedern (6) gebildet wird, die auf der einen Seite über die Nabe eines Schwenkhebels (4) an der Antriebswelle (2) angreifen und auf der anderen Seite an einem Auslöseorgan befestigt sind, das bei Defekt einer Zugfeder einen elektrischen Schalter (11) für die Abschaltung der Stromversorgung des Antriebsmotors (1) betätigt

2. Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseorgan aus zwei axial beweglichen Stiften (8) besteht, an deren einem Ende je eine der Zugfedern (6) angreift und deren andere Enden gegen eiron gemeinsamen doppelarmigen Hebel (10) gerich ?t sind, wobei die Zugbolzen unter einer gegen .iie Kraft der Zugfedern wirkenden Kraft von ortsfest abgestützten Druckfedern (9) stehen.

3. Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtii ι nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ι. e mit einer Querschlitzung (5) zur Kupplung mit 'em Verschiebeanker des Antriebsmotors (1) versehene auf der Ventilwelle (2) befestigte Nabe des Schwenkhebels (4) eine Gleitfläche (7) für das Aufwickeln der Zugfedern (6) aufweist.

4. Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (H) für die Unterbrechung der Stromversorgung des Antriebsmotors (1) eine optische Signaleinrichtung (12) betätigt.