DE2057976C - Antrieb fur 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 öffnungsigang 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 Trägheit recht hoch.

Die gleichen nachteiligen Eigenschaften weist eine weitere bekannte Ausbildung auf, bei der zum Antrieb des Verschl'ußteils eines Ventils eine von einem Heizdraht umwickelte Batterie von Bimetallfedern dient. Um einen schnellen und zuverlässigen Schh'eßgang ziu gewährleisten, muß 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 kinematisch mit dem Verschlußteil verbunden ist, und die auf Grund einer durch elektrische Beheizung zustandekommenden Formänderung wirkt, und die weiterhin eine Verriegelungsvorrichtung zur Lagefixiei-ung des Verschlußteils bei Abkühlung des Antriebselements aufweist, so auszubilden, daß bei einfächer und leichter Konstruktion ein schneller Arbeitshub ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß hält die Verriegelungsvorrcchtung zur Lösung der genannten Aufgabe das aus wenigstens einer Windung eines elektrischen Leiters be-

stehende Antriebselement im durch die Erhitzung verlängerten Zustand fest und gibt es zur Ausführung des Arbeitshubs nach Abkühlung auf Grund elastischer Rückverformung des Antriebselements frei.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäß ausgeführte Antrieb für das Verschlußteil von Ventilen weist eine hohe Arisprech· geschwindigkeit auf, die eine Arbeitsgangdauer im Bereich von einigen Hundertstelsekunden sichert.

so Nach einem älteren Vorschlag der Anmelderin hai ein Antrieb für Ventile ein elektrisch heizbares Antriebselement, das im Gehäuse auf zwei Stützen montiert ist, von denen die eine fest angeordnet und die

■ andere mit dem Verschlußteil verbunden ist und sich bei ai:f Grund von Temperaturänderungen erfolgenden Veränderungen der Länge des Antriebselemente 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 zweite Stütze angeordnet ist an dem einen Ende eines abgefederten, auf Diuck beanspruchten Teils, das unter einem spitzen Winkel zur Längserstreckung der Windung angeordnet und mit dem anderen Frrde 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 (Fig. 1, 2) ist ein Antriebselement 2 angeordnet, das Leiterwindungen darstellt, welche durch die Klemmen 3 und 4 an eine (nicht angedeutete) Stromquelle geschaltet werden.

Das Antriebselement 2 sitzt auf zwei Stützlagern 5, 6. Das Stützlager 5 ist im Gehäuse 1 befestigt, das Stützlager 6 alber ist verschiebbar und miit dem einen

■ Ende des Auslegers 7 verbunden, dessen anderes Ende gelenkig im Gehäuse 1 befestigt wird.

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

Am Gehäuse 1 ist die Verriegelungsvorrichtung Il zum Festhalten des Antriebselements 2 in dem nach der Erhitzung verlängerten Zustand montiert. Diese Vorrichtung enthält den im Vcrschiebcglied 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 Antriebs- Hch, den Schalter 28 (F i g. 5) in die Stellung B zu

elements 2 gegen den Anker 15 abgestützt, wodurch versetzen. Dabei läuft der Strom durch den im Ge-

er in verlängertem Zustand festgehalten wird. häuse 1 befestigten Endschalter 30 und durch die

Die Spule 14 ist durch die Klemmen 16 und 17 an Spule 14 des Elektromagneten 13. Die erwähnte Spule

die (nicht angedeutete) Stromquelle geschaltet. 5 ist durch die Klemmen 16 und 17 an den elektri-

Bei der anderen Ausführungsart der Verricgelungs- sehen Kreis geschaltet. Beim Stromlauf durch die vorrichtung 11 weist sie den im Verschiebeglied 8 an- Spule 14 wird der Anker 15 in die Spule eingezogen, geordneten Anschlag 18 (F i g. 3,4) sowie den durch nach rechts verschoben und dadurch der Anschlag 12 die Klemmen 20 und 21 an die (nicht angedeutete) ausgelöst. Dank der Auslösung des Anschlages 12 Stromquelle geschalteten Leiter 19 auf. Der Leiter 19 io verkürzt sich das Antriebselement 2 durch die Wirist auf den Stfitziagern 22 und 23 montiert. Das Stütz- kung der inneren Spannungen und führt den Arbeitslager 22 ist im Gehäuse 24, das ein Teil des Ge- hub durch elastische Verformung aus, wobei das häuses 1 ist, befestigt. Mit dem Stützlager 23 ist eine Stützlager 6 und die Verschiebeglieder 8, 9 den Verabgefederte Stange 25 gekoppelt, die in im Gehäuse schlußteil des Ventils 10 aufwärts versetzen. Am 24 ausgeführten Führungen hin- und herläuft. Im 15 Ende des Arbeitshubes erfolgt die Abschaltung des Gehäuse 1 sitzt auf der Achse 26 der abgefederte mit dem VerschiebegHed 8 zusammenwirkenden End-Hebel 27, dessen einer Arm mit dem Anschlag 18, schalters 30 und der elektrische Kreis wird stromlos, der andere aber mit der Stange 25 zusammenwirkt. Der Betrieb des nach der zweiten Ausführungsart

Nach Erhitzung des Antriebselements 2 stützt sioh hergestellten erfindungsgemäßen Antriebes verläuft

der Anschlag 18 gegen den Arm des Hebels 27 aib, ao in folgender Weise:

wodurch das Antriebselement 2 im verlängerten Zu- Die Erhitzung des Antriebselenu its 2 erfolgt

stand festgehalten wird. ebenso wie bei der obenbeschriebenen Ausführungs-

Der Betrieb des nach der ersten Ausführungsart art. Wenn der Anschlag 18 im weiteren Verlauf unter

hergestellten erfindungsgemäßen Antriebes für das den abgefederten Hebel 27 sinkt, schwenkt letzterer

Verschiebeglied bei Absperrorganen verläuft in fol- »5 im Uhrzeigerdrehsinn um. Die Stellung, die in die-

gender Weise: sem Augenblick durch die Verschiebeglieder 8 und 9

Wird der Schalter 28 (Fig. 5) in die Stellung A eingenommen wird, ist die Endstellung, d. h. ihr Hub versetzt, so läuft der Strom durch einen Endschalter weist die Sollänge auf. In diesem Augenblick erfolgt 29 und das Antriebselement 2, welches duroh die die Abschaltung des Endschalters 29, der im GeKlemmen 3 und 4 mit dem elektrischen Kreis ver- 30 häuse 1 angeordnet ist und mit dem Verschiebe bunden ist. glied 8 zusammenwirkt. Die Stromversorgung wiru

Das Antriebselement 2 wird durch den Strom er- unterbrochen und das Abkühlen des Antriebsele-

hitzt und verlängert sich infolge Erwärmung, wo- ments 2 beginnt. Dabei stützt sich der Anschlag 18

durch das Stützlager 6 (Fig. 1,2) und die mit ihm gegen den Hebel 27 ab und das Antriebselement 2

verbundenen Verschiebeglieder 8 und 9 abwärts ver- 35 wird im verlängerten Zustand festigehalten. Das vvei-

setzt werden. Wenn der Anschlag 12 unter den ab- tere Abkühlen des Antriebsclements 2 verursacht

gefederten Anker 15 sinkt, verschiebt sich letzterer wegen seiner festen Länge das Entstehen einer ine-

nach links. chanischen Spannung. Der Antrieb ist nach Beendi-

Die Lagen, welche in diesem Augenblick die Ver- gung des Abkühlens des Antriebselements 2 zur Ausschiebe Mieder 8 und 9 einnehmen, sind Endstellun- 40 führung des Arbeitshubes vorbereitet, gen, d. h. der Hub der Verschiebeglieder 8 und 9 hat Um den Arbeitshub auszuführen, ist der Schalter seine Sollänge erreicht. In diesem Augenblick erfolgt 28 (Fig. 5) in die Stellung/? zu versetzen. Dabei die Abschaltung des Endschalters 23, der im Ge- läuft der Strom durch den Endschalter 30 und den häuse 1 montiert ist und mit dem Verschiebeglied 8 Loiter 19, der durch die Klemmen 20 und 21 mit zusammenwirkt. 45 dem elektiischen Kreis geschaltet ist. Beim Stromlauf

Dadurch wird der elektrische Kreis unterbrochen, durch den Leiter 19 wird letzterer erhitzt und infolge

die Stromzuführung abgeschaltet und das Abkühlen Erwärmung verlängert, wodurch das Stützlager 23

des Antriebselements beginnt. und die abgefederte Stange 25 nach links verschoben

Dabei stützt sich der Anschlag 12 gegen ilen Anker werden. Die Stange 25 schwenkt den Hebel 27 um

15 ab und das Antriebselement 2 wird in verlänger- 50 und letzterer löst den Anschlag 18 aus.

tem Zustand festgehalten. Das weitere Abkühlen des Dank der Auslösung d°s Anschlages 18 erfolgt eine

Antriebselements 2 verursacht wegen seiner festen Verkürzung (Zusammenziehen) des Antriebselements

Länge die Entstehung von mechanischen Spannun- 2 und der Arbeitshub erfolgt ebenso wie bei der oben-

gen. Nach der Beendigung des Abkühlens des An- beschriebenen ersten Ausführungsart.

triebselements 2 ist der Antrieb zur Ausführung des 55 Bei einem solchen Antrieb kann eine Dauer des

Arbeitshubes vorbereitet. Arbeitshubes· im Bereich von 0,03 Sekunden und

Zur Ausführung des Arbeitshuibes ist es erfordcr- 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 Verschlußteil 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 Versohiebeglied (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 Verriegelungsvorrichtung (11) im verlängerten Zustand einen in einem Verschieibeglied (8) des Versohlußteils vorgesehenen Anschlag (18) sowie einen an eine Stromquelle 7)iir Erhitzung geschalteten Leiter (19), der auf zwei Stiitzlagern (22, 23) montiert ist, von denen das eine (22) im Antriebsgehäuse (1) befestigt wird, das andere (23) aber abgefedert ist und mit dem Anschlag (18) zusammenwirkt, enthält.