DE2057976B2 - Antrieb fuer ventile durch elektrische beheizung - Google Patents

Description

Bekannt ist ein Ventilantrieb mittels eines Thermostaten, der bei seiner Ausdehnung auf Grund elektrischer Beheizung das Ventil schließt und gleichzeitig hiermit eine Rückholfeder spannt. In der Schließstellung fällt eine Sperrklinke ein, die das Ventil geschlossen hält, auch wenn der Thermostat sich durch Abkühlung zurückbewegt hat. Wird jetzt die Sperrklinke ausgelöst, so bewirkt die Rückholfeder einen schnellen Öffnungsgang des Ventils. Die vorstehend beschriebene Ausbildung ist recht kompliziert und aufwendig. Die verschiedenen Teile, Federn usw. bedingen ein verhältnismäßig hohes Gewicht.

Im Zusammenhang damit ist auch der Energiebedarf und damit die thermische 11 ägheit recht hoch.

Die gleichen nachteiligen Eigenschaften weist eine weitere bekannte Ausbildung auf, beider zum Antrieb des Verschlußteils eines Ventils eine von einem Herrdraht umwickelte Batterie von Bimetallfedern dient. Um einen schnellen und zuverlässigen Schließgang zu gewährleisten, moiß auch hier eine besondere Feder vorgesehen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ventilantrieb der beschriebenen Art, bei dem also eine Antriebseinheit vorgesehen ist, deren eines Ende im Gehäuse befestigt ist und deren anderes Ende kii-imatisoh mit dem Verschlußteil verbunden ist, und die auf Grund einer durch elektrische Beheizung zustandekommenden Formänderung wirkt, und die weiterhin eine Verriegelungsvorrichtung zur Lagefixierung des Verschlußteils bei Abkühlung des Antriebselements aufweist, so auszubilden, daß fcei einfaoher untt leichter Konstruktion ein schneller Arbeitshub ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß hält die Verriegelungsvorrichtung zur Lösung der genannten Aufgabe das aus wenigstens einer Windung eines «lektrischsn Leiters be-

stehende Antriöbselemcnt im durch die Erhitzung v?rlängerten Zustand fest und gibt es zur Ausführung des Arbeitsbubs nach Abkühlung auf Grund elastischer Rückverformungdes Antriebseleanents frei.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den UnteranspriJchen.

Der erfindungsgemäß ausgeführte Antrieb für das Verschlußteü von Ventilen weist eine hohe Ansprechgeschwindigkeit auf, die eine Arbeitsgangdauer im Bereich von einigen Hundertstelsekunden sichert.

Nach einem älteren Vorschlag der Anmelderin hat ein Antrieb für Ventile ein eleictrisch heizbares Antriebselement, das im Gehäuse auf zwei Stützen mon tiert ist, von denen die eine fest angeordnet und abändere mit dem Verschlußteil verbunden ist und sich bei auf Grund von Temperaturänderungen erfolgenden Veränderungen der Länge des Antriebselements verschieben kann, wobei nach der dortigen Erfindung das Antriebselement aus mindestens einer zur Aufheizung unmittelbar in den Heizstromkreis geschalte

ten, auf Zug beanspruchten Windung eines elektrischen Leiters besteht und seine zweiie Stütze angeordnet ist an dem einen Ende eines abgefederten, auf Druck beanspruchten Teils, das unter einem spitzen Winkel zur Längserstreckun>> der Windung angeordnet und mit dem anderen Ende im Gehäuse des Antriebs befestigt ist.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Antriebes als erste Ausführungsart,
F i g. 2 den Schnitt H-II der F i g. 1,
F i g. 3 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Antriebes als zweite Ausführungsart,

F i g. 4 den Schnitt IV-IV der F i g. 3.

F i g. 5 den elektrischen Schaltplan des Antriebes.

im Antriebsgehäuse 1 (F ig. 1, 2) ist ein Antriebs-

element 2 angeordnet, das Leiterwindungen darstellt, welche durch die Klemmen 3 und 4 an eine (nicht

so angedeutete) Stromquelle geschaltet werden.

Das Antriebselement 2 sitzt auf zwei Stützlagern 5, 6. Das Stützlager 5 ist im Gehäuse 1 befestigt, das Stützlager 6 aiber ist verschiebbar und mit dem einen Ende des Auslegers 7 verbunden, dessen anderes Ende gelenkig im Gehäuse 1 befestigt wird.

Das Stützlager 6 ist mit dem Verschiebeglied 8 und über dieses mit dem Verschiebeglied 9 des Verschlußteils des'Ventils 10gekoppelt. Die Verschiebeglieder 8 und 9 sind gelenkig miteinander verbunden, da das Verschiebeglied 8 einen Kreisbogenweg durchläuft, das Verschiebeglied 9 aber sich .geradlinig bewegt.

Am Gehäuse 1 ist die Verriegelungsvorrichtung 11 zum Festhalten des Antriebselements 2 in dem nach der Erhitzung verlängerten Zustand montiert. Diese Vorrichtung enthält den im Verschiebeglied 8 ausgearbeiteten Anschlag 12 sowie den Elektromagneten 13, der die Spule 14 mit dem abgefederten Anker 15 aufweist.

Der Anschlag 12 ist nach Erhitzung des Antriebselemente 2 gegen tien Anker 15 abgestützt, wodurch er in verlängertem Zustand festgehalten wird.

Die Spule 14 ist durch die Klemmen 16 und 17 an die (nicht augcteutete) Stromquelle gesahaltet.

Bei der anderen Ausfühniügsart der Verriegelungsvorrichtung 11 weist sie den im Verschiebeglied 8 angeordneten Anschlag 18 (F i g. 3,4) sowie den durch die Klemmen 20 und 21 sn die (nicht angedeutete) Stromquelle geschalteten Leiter 19 auf. Der Leiter 19 ist auf den Stützlagern 22 und 23 montiert. Das Stützlager 22 ist im Gehäuse 24, das ein Teil des Gehäuses 1 ist, befestigt. Mit dem Stützlager 23 ist eine abgefederte Stange 25 gekoppelt, die in im Gehäuse 24 ausgeführten Führungen hin- und herläuft. Im Gehäuse I sitzt auf der Achse 26 der abgefederte Hebel 27, dessen einer Arm mit dem Anschlag 18. der andere aber mit der Stange 25 zusammenwirkt.

Nach Erhitzung des Antriebselements 2 stützt sich der Anschlag 18 gegen den Aim des Hebels 27 ab, wodurch das Antriebselement 2 im verlängerten Zustand festgehalten wird.

Der Betrieb des nach der ersten Ausiührungsart hergestellten erfindungsgemäßen Antriebes für das Verschiebeglied bei Absperrorganen verläuft in folgender Weise:

Wird der Schalter 28 (F i g. 5) in die Stellung A versetzt, so läuft der Sirom durch einen Endschalter 29 und das Antriebselement 2. welches durch die Klemmen 3 und 4 mit dem elektrischen Kreis verbunden ist.

Das Antriebselement 2 wird durch den Strom erhitzt und verlängert sich infolge Erwärmung, wodurch das Stützlager6 (Fig. 1, 2) und die mit ihm verbundenen Verschiebeglieder 8 und 9 abwärts versetzt werden. Wenn der Anschlag 12 unter den abgefederten Anker 15 sinkt, versohiebt sich letzterer nach links.

Die Lagen, welche in diesem Augenblick die Verschiebeglieder 8 und 9 einnehmen, sind Endstellungen, d. h. der Hub der Verschiebeglieder 8 und 9 hat seine Sollänge erreicht. In diesem Augenblick erfolgt die Abschaltung des Endschalters 29, der im Gehäuse 1 montiert ist und mit dem Verschiebeglied 8 zusammenwirkt.

Dadurch wird der elektrische Kreis unterbrochen, die Stromzuführung abgeschaltet und das Abkühlen des Antriebselements beginnt.

Dabei stützt sich der Anschlag 12 gegen den Anker J 5 ab und das Antriebselement 2 wird in verlängertem Zustand festgehalten. Das weitere Abkühlen des Antriebselements 2 verursacht wegen seiner festen Länge die Entstehung von mechanischen Spannungen. Nach der Beendigung des Abkühlens des Antriebselements 2 ist der Antrieb zur Ausführung des Aflbeitshubes vorbereitet.

Zur Ausführung des Arbeitshubes ist es erforderlich, den Schalter 28 (Fig. 5) in die Stellung B zu versetzen. Dabei läuft der Strom durch den im Gehäuse 1 befestigten Endschalter 30 und durch die Spule 14 des Elektromagneten 13. Die erwähnte Spule

ist durch die Klemmen 16 .und 17 an den elektrischen Kreis geschaltet. Beim Stromlauf duroh die Spule 14 wird der Anker 15 in die Spule eingezogen, nach rechts verschoben und dadurch ider Anschlag 12 ausgelöst. Dank der Auslösung des Anschlages 12

ίο verkürzt sich das Antriebselement 2 durch die Wirkung der inneren Spannungen und führt den Arbeitshub duroh elastische Verformung aus, wobei das Stützlager 6 und die Verschiebeglieder 8, 9 den Verschlußteil des Ventils 10 aufwärts versetzen. Am

is Ende des Arbeitshubes erfolgt d^:s Abschaltung des mit dem Verschiebegh'ed 8 zusamiii.:nwirkenden Endschalters 30 und der elektrische Kreis wird stromlos. Der Betrieb des nach der zweiten Ausführungsart hergestellten erfindungsgemäßen Antriebes verläuft in folgender Weise:

Die Erhitzung des Antriebselements 2 erfolgt ebenso wie bei der obenbeschriebenen Ausführungsart. Wenn der Anschlag 18 im weiteren Verlauf unter den abgefederten Hebel 27 sinkt, schwenkt letzterer

im Uhrzeigerdrehsinn um. Die Stellung, die in diesem Augenblick durch die Verschiebeglieder 8 und 9 eingenommen wird, ist die Endstellung, d. h. ihr Hub weist die Soüänge auf. In diesem Augenblick erfolgt die Abschaltung des Endschalters 29, der im Gehäuse 1 angeordnet ist und mit dem Verschiebeglied 8 zusammenwirkt. Die Stromversorgung wird unterbrochen und das Abkühlen des Antriebselements 2 beginnt. Dabei stützt sich der Anschlag 18 gegen den Hebel 27 ab und das Antriebselement 2

wird im verlängerten Zustand festgehalten. Das weitere Abkühlen des Antriebselements 2 verursacht wegen seiner festen Länge das Entstehen einer mechanischen Spannung. Der Antrieb ist nach Beendigung des Abkühlens des Antriebselements 2 zur Ausführung des Arbeitshubes vorbereitet.

Um den Arbeitshub auszuführen, ist der Schalter 28 (F i g. 5) in die Stellung B zu versetzen. Dabei läuft der Strom durch den Endschalter 30 und den Leiter 19, der durch die Klemmen 20 und 21 mit dem elektrischen Kreis geschaltet ist. Beim Stromlauf durch den Leiter 19 wird letzterer erhitzt und infolge Erwärmung verlängert, wodurch das Stützlager 23 und die abgefederte Stange 25 nach links verschoben werden. Die Stange 25 schwenkt den Habd 27 um und letzterer löst den Anschlag 18 aus.

Dank der Auslösung des Anschlages 18 erfolgt eine Verkürzung (Zusammenziehen) des Antriebselements 2 und der Arbeitshub erfolgt ebenso wie bei der obenbeschriebenen ersten Ausführungsart.
Bei einem solchen Antrieb kann eine Dauer des Arbeitshubes im Bereich von 0,03 Sekunden und weniger gewährleistet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Antrieb für Ventile mit einer Antriebseinheit, deren eines Ende im Gehäuse befestigt ist und deren anderes Ende kinematisch mit dem Verschlußteü verbunden ist, und die auf Grund einer durch elektrische Beheizung zustande kommenden Formänderung wirkt, -und mit einer Verriegelungsvorrichtung zur Lagefixierung des Verschlußteils bei Abkühlung des Antriebselements, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (11)' das aus wenigstens einer Windung eines elektrischen Leiters bestehende Antriebselement (2) im durch die Erhitzung verlängerten Zustand festhält und zur Ausführung des Arbeitshubs nach Abkühlung auf Grund elastischer Rückverformung des Antriebselements (2) freigibt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (11) einen in einem Verschiebeg!^:ed (8) des Verschlußteils vorgesehenen Anschlag (12) sowie einen am Antriebsgehäuse (1) angeordneten Elektromagneten (13), dessen Anker (15) mit dem Anschlag (12) zusammenwirkt, enthält.

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver.iegelu gsvorrichtung (11) im verlängerten Zustand einen in einem Verschiebeglied (8) des Verschlußk.ls vorgesehenen Anschlag (18) sowie einen an eine Stromquelle zur Erhitzung geschalteten Leiter (19), der auf zwei Stützlagern (22, 23) montiert ist, von denen das eine (22) im Antriebsgehäuse (1) befestigt wird, das andere (23) aber abgefedert ist oind mit dem Anschlag (18) zusammenwirkt, enthält.