DE2025300A1 - Aid-controlled valve with mechanical force converter - Google Patents

Aid-controlled valve with mechanical force converter

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DE2025300A1
DE2025300A1 DE19702025300 DE2025300A DE2025300A1 DE 2025300 A1 DE2025300 A1 DE 2025300A1 DE 19702025300 DE19702025300 DE 19702025300 DE 2025300 A DE2025300 A DE 2025300A DE 2025300 A1 DE2025300 A1 DE 2025300A1
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pointer
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Richard; Bender Hans; 6700 Ludwigshafen Scheibel
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GULDE REGELARMATUREN KG
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GULDE REGELARMATUREN KG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16H—GEARING
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/10—Arrangements or devices for absorbing overload or preventing damage by overload

Description

Anmelderin: Firma GULDE REGELARMATUREN KGApplicant: GULDE REGELARMATUREN KG

67oo Ludwigshafen/Rhein - Oggersheim.67oo Ludwigshafen / Rhine - Oggersheim.

Hilfsmittelgesteuerte Armatur mit mechanischem Kraftwandler.Aid-controlled valve with mechanical force converter.

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Kraftwandler für hilfsmittelgesteuerte Armaturen.The invention relates to a mechanical force converter for auxiliary-controlled fittings.

Hilfsmittelgesteuerte Armaturen sind in Rohrleitungen eingebaut und haben die Aufgabe den Durchfluß zu beeinflussen. Durch öffnen, Verengen oder Absperren des Durchflußquerschnittes kann der Durchfluß freigegeben, gedrosselt oder abgesperrt werden. Beispielsweise kommt bei den meisten Ventilen die Verengung dadurch zustande, daß ein Verschlußkörper, der sogenannte Ventilkegel, auf eine kreisrunde Durchtrittsöffnung, Ventilsitz genannt, bewegt wird. Die Bewegung wird über die Armaturspindel übertragen.Aid-controlled fittings are built into pipelines and have the task of influencing the flow. By opening, narrowing or shutting off the flow cross-section the flow can be released, throttled or shut off. For example, comes with most valves the constriction is due to the fact that a closure body, the so-called valve cone, on a circular passage opening, Called valve seat, is moved. The movement is transmitted via the valve spindle.

Beim Durchfluß durch den Sitz bzw. Drosselquerschnitt entsteht ein Druckverlust und somit ist der Verschlußkörper einem Differenzdruck ausgesetzt. Die aus dem Differenzdruck auf den Verschlußkörper wirkende Kraft ist umso größer, je mehr der Durchfluß gedrosselt wird, und bei vollständiger Absperrung erreicht die Kraft den Maximalwert.When flowing through the seat or throttle cross-section, there is a pressure loss and thus the closure body is subject to a differential pressure exposed. The force acting on the closure body from the differential pressure is greater, the greater the force Flow is throttled, and when completely shut off, the force reaches the maximum value.

(F = Differenzdruck Ap · abgesperrter Sitzquerschnitt A) max(F = differential pressure Ap blocked seat cross-section A) Max

Zum Bewegen und Einstellen des Verschlußkörpers ist also Stellkraft erforderlich die vom Antrieb aufgebracht, und über die Armaturspindel auf den Verschlußkörper übertragen werden muß.To move and adjust the closure body is therefore actuating force required the applied by the drive, and over the Valve spindle must be transferred to the closure body.

Bei bekannten hilfsmittelgesteuerten Armaturen wirken die Antriebe direkt auf die Armaturspindeln, und die mögliche Stellkraft die der jeweilige Antrieb abgeben kann, ist in jeder Drosselstellung gleich groß.In known auxiliary-controlled fittings, the drives act directly on the valve spindles, and the possible actuating force which the respective drive can deliver is the same in every throttle position.

Es sind, nach dem gegenwärtigen Stand der Technik, keine Armaturen bekannt die bei konstanter Antriebskraft eine ständig steigende Spindelkraft erhalten, die den Erfordernissen der Armatur so angepasst ist, daß sie in Schließstellung am größten ist.According to the current state of the art, they are not fittings known to receive a constantly increasing spindle force with constant drive force, which meets the requirements of the valve is adapted so that it is greatest in the closed position.

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Aus dieser Erkenntnis ist der Erfindungsgedanke entstanden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein Getriebe
die Antriebsenergie so zu wandeln, daß mit zunehmender Drosselstellung die Spindelbewegung verlangsamt und die mögliche Stellkraft erhöht wird.The idea of the invention arose from this knowledge.
The invention is based on the object by means of a transmission
to convert the drive energy so that the spindle movement slows down with increasing throttle position and the possible actuating force is increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, daß zwei gegenläufige Kniehebelpaare, die einerseits fest an der Armatur, andererseits an der Armaturspindel angelenkt sind, mit Hilfe eines an sich bekannten hilfsmittelbetätigten Antriebs gestreckt werden. Bezeichnet man den Winkel, den die Kniehebel gegenüber der Spindelachse bilden, mit* so folgt der Anstieg der Spindelkraft der BeziehungAccording to the invention, this object is achieved in that two counter-rotating Toggle lever pairs, which are firmly hinged on the one hand to the valve, on the other hand to the valve spindle, with the help of a known tool-operated drive are stretched. The angle between the knee lever and the Form spindle axis, with * the increase in spindle force follows the relationship

spindel antriebspindle drive

Die Antriebskraft kann durch schiebende oder drehende Antriebe3 betrieben mit pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer
Hilfsenergie, aufgebracht werden.The drive force can be operated by pushing or rotating drives 3 with pneumatic, hydraulic or electric
Auxiliary energy, are applied.

Damit bei Ausfall der Hilfsenergie eine Verstellung möglich ist kann zusätzlich mit Hilfe eines Handrades die Armatur geschlossen oder geöffnet werden. Zu diesem Zweck kann die Armaturspindel gegenüber dem Kniehebelgetriebe verstellt werden, sodaß aus jeder Stellung die das Kniehebelgetriebe einnimmt, die Zu- oder Offenstellung der Armatur erreicht werden kann. Die Handverstellung
ist jederzeit möglich, ohne daß Motor- oder Handfunktion ein- und ausgekuppelt bzw. gegeneinander ausgeschlossen werden müssen.So that an adjustment is possible if the auxiliary power fails, the valve can also be closed or opened with the aid of a handwheel. For this purpose, the valve spindle can be adjusted in relation to the toggle mechanism so that the valve can be closed or opened from any position that the toggle mechanism assumes. The manual adjustment
is possible at any time without the motor or manual function having to be engaged and disengaged or excluded from each other.

Die Absolutstellung des Ventilkegels wird an einer Skala angezeigt. Mit Hilfe einer Relativanzeige kann die Ausgangsstellung zwischen Armaturspindel und Kniehebelgetriebe wieder hergestellt werden, wenn von Handverstellung wieder auf hilfsmittelbetriebene Verstellung übergegangen wird.The absolute position of the valve cone is displayed on a scale. With the help of a relative display, the starting position between the valve spindle and the toggle lever mechanism can be restored when switching from manual adjustment back to auxiliary-operated adjustment.

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Nachstehend wird die Erfindung anhand der..in den Zeichnungen schematischen Ausführungsbexspxelen näher erläutert.The invention is explained below with reference to the drawings schematic Ausführungsbexspxelen explained in more detail.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt dargestellt, beispielsweise ein Ventil mit pneumatischem Schubantrieb.Fig. 1 shows a side view in section, for example a valve with a pneumatic actuator.

Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt beispielsweise ein Ventil mit elektrischem Drehantrieb,Fig. 2 is a sectional side view of a valve, for example with electric rotary drive,

Fig. 3 eine Seitenansicht senkrecht zu Fig. 1 bzw. 2 ebenfalls im Schnitt,Fig. 3 is a side view perpendicular to Fig. 1 or 2, also in section,

Gemäß Fig. 1, 2 und 3 sind an den Gehäuseteilen 1 und 2 des Ventiles die Säulen 3 angebracht. An den Säulen 3 ist ein Joch 4- an dem sich die nicht verschieblichen Drehpunkte 5 des Knxehebelgetriebes befinden. 1, 2 and 3 are on the housing parts 1 and 2 of the valve the pillars 3 attached. On the pillars 3 is a yoke 4- on which the non-displaceable pivot points 5 of the toggle lever mechanism are located.

Die in Richtung der Ärmaturspindelachse verschieblichen Drehpunkte des Knxehebelgetriebes sind mit Mutter 7 verbunden. Die Mutter 7 überträgt die achsiale Schub- und Zugbewegung auf die Armaturspindel 8,The pivot points that can be moved in the direction of the valve spindle axis of the knuckle-lever mechanism are connected to nut 7. The nut 7 transmits the axial pushing and pulling movement to the valve spindle 8th,

Die acht einzelnen Hebel 9 sind so zusammengesetzt, daß insgesamt vier Kniehebel entstehen. Je zwei Kniehebel arbeiten paarweise zusammen und je zwei Kniehebelpaare sind spiegelbildlich angeordnet und arbeiten gegenläufig.The eight individual levers 9 are composed so that a total of four toggle levers are created. Two toggle levers each work together in pairs and two toggle lever pairs are arranged in mirror image and work in opposite directions.

Die achsiale Schub- oder Zugbewegung an der Mutter 7 entsteht dadurch, daß die Drehpunkte Io und 15 gegen- oder auseinander bewegt werden. Dadurch werden die Kniehebel gestreckt oder gebeugt. Weil die Drehpunkte 5 fest angelenkt sind, müssen sich die Drehpunkte achsial bewegen.The axial pushing or pulling movement on the nut 7 is created by that the pivot points Io and 15 move towards or apart will. This will stretch or bend the knee levers. Because the pivot points 5 are firmly hinged, the pivot points must move axially.

Am Drehpunkt Io ist der Bügel 11 angelenkt. Bügel 11 bietet den Befestigungsflansch 12 für den Anbau von beliebigen Schub- oder Drehantrieben zum Beispiel 13,14·,The bracket 11 is articulated at the pivot point Io. Bracket 11 provides the mounting flange 12 for the attachment of any linear or rotary actuators, e.g. 13,14,

Die Drehpunkte Io und 15 bewegen sich nicht geradlinig aufeinander zu, sondern auf Kreisbahnen, die in den Drehpunkten 5 ihre Mitte haben.The pivot points Io and 15 do not move in a straight line towards one another to, but on circular paths that have their center in the pivot points 5.

Somit bewegen sich auch der an Punkt Io angelenkte Bügel 11 und der damit verbundene Antrieb zum Beispiel 13,I1+ in dieser Weise.Thus, the bracket 11 articulated at point Io and the drive connected to it, for example 13, I 1 +, also move in this way.

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Der Bügel H hat Geradführungen 16 die beispielsweise in Form von Schlitzen auf den Zapfen 17 der Drehpunkte 15 laufen. Dadurch wird erreicht, daß Schubstange bzw. Spindeltrieb mit den Drehpunkten auf die die Antriebskraft wirkt, genau fluchten. Die Wirkungsrichtung der Kräfte und deren Angriffspunkte liegen somit in einer'Achse, sodaß unerwünschte. Querkräfte vermieden werden. The bracket H has straight guides 16, for example in the form run from slots on the pin 17 of the pivot points 15. Through this it is achieved that the push rod or spindle drive with the The pivot points on which the drive force acts must be precisely aligned. The direction of action of the forces and their points of application are thus in an axis, so that undesirable. Lateral forces can be avoided.

Die Punkte Io und 15 werden dadurch gegen- oder auseinander bewegt, daß die am Drehpunkt 15 angreifende Schubstange 18 des Antriebes 13 aus- oder einfährt,The points Io and 15 are thereby moved towards or apart, that the push rod 18 of the drive 13 acting on the pivot point 15 extends or retracts,

oder daß anstelle der Schubstange 18 ein Gewindetrieb 19 die.Drehpunkte Io und 15 gegen— oder auseinander bewegt.or that instead of the push rod 18 a screw drive 19 die.Drehpunkte Io and 15 moved towards or apart.

Zweckmäßig wird die Stellung der Mutter 7 zur Armaturspindel 8 so gewählt, daß der Ventilkegel 2o auf dem Ventilrsitz 21 aufsitzt bevor die Kniehebel vollständig gestreckt sind, sodaß beim Schließen die Armaturspindel 8 hohe Schubkraft überträgt.Appropriately, the position of the nut 7 to the valve spindle 8 is chosen so that the valve cone 2o rests on the valve seat 21 before the toggle levers are fully extended so that the valve spindle 8 transmits high thrust when closing.

Diese Einstellung der Mutter 7 zur Armaturspindel 8 wird durch die Relativanzeige 22,23 angezeigt. Mit Hilfe des auf der Armaturspindel 8 befestigten Handrades 24 kann die Armaturspindel 8 gegenüber der Mutter 7 verstellt werden.This setting of the nut 7 to the valve spindle 8 is through the Relative display 22.23 displayed. With the help of the on the valve spindle 8 attached handwheel 24 can the valve spindle 8 opposite the nut 7 can be adjusted.

Es ist somit möglich das Ventil mit Hilfe des Handrades 24 zu Schließen oder zu Öffnen, ganz gleich, welche Stellung der mechanische Kraftwandler und der damit verbundene Antrieb einnehmen. Soll das Ventil wieder durch den hilfsmittelgesteuerten Antrieb ^ betätigt werden, so ist am Handrad solange zu drehen bis die Aus-P gangsstellung der Armaturspindel 8 zur Mutter 7 wieder hergestellt ist.It is thus possible to close the valve with the aid of the handwheel 24 Close or open, regardless of the mechanical position Occupy the force converter and the associated drive. Should the valve be operated by the auxiliary drive again ^ are operated, turn the handwheel until the Off-P Initial position of the valve spindle 8 to the nut 7 is restored is.

Der Relativanzeiger 22 ist an der Mutter 7 befestigt. Stimmt seine Stellung mit dem Zeiger 23 der Armaturspindel 8 überein, so ist gewährleistet, daß bei hilfsmittelgesteuertem Betrieb der Ventilkegel 18 den gesamten Hub durchfahren kann. Auf der Hubskala. 25 wird durch den Zeiger 23 angezeigt mit welchem Hub der Ventilkegel 2o über dem Ventilsitz .21 steht.The relative indicator 22 is attached to the nut 7. Is his Position coincides with the pointer 23 of the valve spindle 8, this ensures that the valve cone in auxiliary-controlled operation 18 can travel through the entire hub. On the stroke scale. 25 is indicated by the pointer 23 with which The stroke of the valve cone is 2o above the valve seat .21.

T098S0/Ö5T9T098S0 / Ö5T9

Claims (7)

Ansprüche;Expectations; /l'.JMit Hilfsenergie steuerbare Armatur dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft über zwei symmetrisch angeordnete Knie-Eebelpaare gewandelt und auf die Armaturspindel übertragen wird,/l'.JA valve that can be controlled with auxiliary energy is characterized that the driving force is via two symmetrically arranged knee-lever pairs is converted and transferred to the valve spindle, 2. Armatur nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft durch eine Schubstange auf das Kniehebelpaar wirkt.2. Fitting according to claim 1, characterized in that the driving force acts on the pair of toggle levers through a push rod. 3, Armatur nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet ? daß die Antriebskraft durch eine Gewindespindel auf das Kniehebelpaar wirkt. ■3, fitting according to claim 1, characterized ? that the driving force acts on the toggle lever pair through a threaded spindle. ■ M-, Armatur nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet % daß die An- ^ triebskraft durch pneumatische, hydraulische oder elektrische Hilfsenergie erzeugt werden kann,M-, fitting according to claim 1 characterized in that the check% ^ may be a driving force generated by pneumatic, hydraulic or electrical power supply, 5. Armatur nach Anspruch 1 bis M- dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Handrades in jeder Hubstellung kupplungsfrei in den vom hilfsenergiebetätigten Antrieb ausgelösten Verstellvorgang eingegriffen und die Armaturspindel zusätzlich verstellt werden kann,5. Fitting according to claim 1 to M- characterized in that with With the help of the handwheel in every stroke position, clutch-free in the adjustment process triggered by the auxiliary power-operated drive intervened and the valve spindle can also be adjusted can, 6. Armatur nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Absolutverstellung der Armaturspindel gegenüber der Armatur durch Zeiger 23 und Hubskala 25 "6. Fitting according to claim 1 to 5, characterized in that the Absolute adjustment of the valve spindle compared to the valve by pointer 23 and stroke scale 25 " und die Relativverstellung der Armaturspindel gegenüber der Λ vom hilfsenergiegesteuerten Antrieb ausgelösten Verstellung " durch Zeiger 22 und Zeiger 23 angezeigt werden,and the relative displacement of the valve stem relative to the Λ from the auxiliary energy-controlled drive adjustment triggered "by pointer 22 and pointer 23 are displayed, 7. Armatur nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper beispielsweise als Ventilkegel oder als Schieberplatte ausgebildet sein kann.7. Fitting according to claim 1 to 6, characterized in that the Closure body, for example, as a valve cone or as a slide plate can be formed. 109850/0519109850/0519 LeerseiteBlank page irir
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