DE2303857A1

DE2303857A1 - Fluiddruckbetaetigter ventiloperator

Info

Publication number: DE2303857A1
Application number: DE2303857A
Authority: DE
Inventors: John Kent Mcgee
Original assignee: Gray Tool Co
Current assignee: Vetco Gray LLC
Priority date: 1972-05-15
Filing date: 1973-01-26
Publication date: 1973-12-06
Also published as: DE2303857C3; GB1364030A; FR2184587B1; DE7302988U; US3789875A; AR196653A1; DE2303857B2; JPS539422B2; CA966109A; FR2184587A1; JPS4925520A

Description

Fluiddruckbetätigter Ventiloperator

Priorität: V.St.A. vom 15.5.1972

Oft sind zusätzlich zu oder anstelle von Handbetätigungseinrichtungen industrielle oder kommerzielle Ventile mit selbsttätigen Operatoren, beispielsweise zum Öffnen und Schließen der Ventile abhängig von der Messung oder Ermittlung eines veränderten Zustandes vorgesehen. Ausrüstungen dieser Art sind in den verschiedensten Publikationen über Ventile bekanntgeworden und werden in periodischen Ausgaben des Composite Catalog of Oil Field Equipment and Services der Gulf Publishing Company, Houston, Texas, U.S.A. beschrieben.

Nach dem Vorschlag der Erfindung umfaßt der Ventiloperator vorzugsweise elektrische oder fluidbetätigte Druckeinrichtungen zum Anzeigen des offenen oder geschlossenen Zustandes des Ventils am. Ort einer Fernanzeige. Einrichtungen sind vorgesehen, um eine zusätzliche Ventilbetätigungskraft auszuüben für den Fall, daß sich der normale manuelle und/oder

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aromatische Betätiger als unzureichend herausstellen sollte, Der "Ventiloperator ist so konstruiert, daß er sich leicht installieren und warten läßt.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:

Fig. 1 ein Längsschnitt durch einen Absperrschieber nach einer Ausführungsform des Operators nach der Erfindung ist;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt ähnlich dem eieren Teil der Fig. 1 durch eine Modifikation der Zustandsanzeigeeinrichtung.

In beiden Figuren zeigt die linke Hälfte der Figur den Operator in einer Betriebsendlage und die rechte Hälfte läßt die andere Endlage erkennen. Für das besondere dargestellte Ventil zeigt die linke Seite einen geschlossenen Zustand; und die rechte Seite einen offenen Zustand..

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch ein Ventil mit einem modifizierten fluiddruckbetätigten Operator.

Der Ventiloperator 10 umfaßt ein Gehäuse 12, an dem ein Deckel 14 gelagert ist, der die Grenzfläche zwischen dem üperatorgehäuse und einem Ventil bildet, beispielsweise einem zu betätigenden Absperrschieber 16. Innerhalb des Gehäuses 12 ist ein Mechanismus 18 lösbar mit dem Absperrschieber G zum Öffnen und Schließen des Ventils verbunden .

Hach der dargestellten Konstruktion ist das Gehäuse 12 im

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wesentliclien von schalenförmiger Gestalt und hat eine zentrale längliche Bohrung 20 durch den Boden 22, die Dezüglich des Eauptteiles des Gehäuses durch äußere integrale Rippen 24 verstärkt ist. Die Seitenwandung 26 des Gehäuses 1st im wesentlichen röhrenförmig zylindrisch und endet oben in einer zylindrischen Ringkappe 26 geschlossenen Mündung. Die Wandung 26 ist mit einer röhrenförmigen Auskleidung 30 ausgekleidet, deren oberes Ende eine Ringleiste 32 "bildet, auf der die Zylinderkappe gelagert ist. Die Zylinderkappe ist gegen die Zylinderauskleidung hei 34- durch eine federnde Dichtung abgedichtet.

Die Zylinderkappe 28 ist nach der Darstellung lösbar an ihrem Ort durch einen geschlitzten Sprengring $ gehalten, der von einer Innenumfangsnut 38 in der Wandung 26 in Eingriff mit der Außenseite der Kappe 28 vorsteht.

In ähnlicher Weise ist der röhrenförmige die Bohrung 20 umgebende Halö 40 innen mit einer Umfangsnut 42 versehen, von der federnd ein geschlitzter Sprengring 44 vorsteht. Letzterer ragt auch in eine Außennut 4-6 auf einem röhrenförmigen Hals 48 des Deckels 14 vor. Der Hals 48 ist axial verschiebbar in der Bohrung 20 aufgenommen und ermöglicht eine lösbare Verbindung hierin über einen Sprengring 44. Der Hals 48 ist federnd bezüglich des Deckels 14 bei 50 und 52 abgedichtet.

Innahalb des Gehäuses dichtet ein verschiebbarer Ringkolben 54 federnd gegen die Auskleidung 30 bei 56 ab. Der KoHfcen ist gegen eine gehobene Stellung (linke Hälfte der Pig. I), bezogen auf das Gehäuse, durch eine Schraubendruckfeder 58 getragen, die gegen den Boden des Gehäuses und die Unterseite des Kolbens 54 wirkt. Um die Federkraft zu überwinden Umi &iio der. Ferne das Ventil. BU Ijötötiigen, wii'd BruOVfUilö

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an die Kammer 60 innerhalb des Gehäuses 12 oberhalb des Kolbens 54 über eine ITuideinlaßÖffnung 62 durch die Zylinderkappe gegeben.

Unterhalb der Einlaßöffnung 62 ist der Kolben 54 mit einer auswechselbaren Sicherheitseinrichtung mit zerbrechlicher Druckscheibe ausgestattet, die so eingestellt ist, daß sie zur Wirkung kommt, wenn der in die Kammer gegebene Hilfsdruck zum Herabdrücken des Kolbens den Auslegungsdruck um einen bestimmten Betrag überschreitet, beispielsweise aufgrund eines stromaufwärtsgegebenen fehlerhaften Arbeitens.

Das Gehäuse 12 wird bei 63 unterhalb des Kolbens 54 entlüftet.

Der Arbeitsmechanismus 18 umfaßt einen Hauptschaft 64, der eine axial in seinem oberen Ende ausgebildete Gewindebuchse und Schulterausbildungen 68 am unteren Ende aufweist, um beispielsweise einen Yentilschieber G hiermit zu verbinden. Zwischen diesen Enden ist der Schaft 64 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet.

Benachbart und zu seinem oberen Ende führend ist der Schaft 64 mit einer Umfangsnut versehen, die eine nach oben weisende Schulter 70 umfaßt. Eine ringförmige Wegbegrenzerkappe 72 mit einer nach unten hängenden Schürze 74 ist über dem oberen Ende des Schaftes 64 aufgenommen und auf der Schulter 70 gelagert.

Nach der Darstellung ist das obere Ende der Wegbegrenzerkappe 72 bündig mit dem oberen Ende des Schaftes 64. Ein röhrenförmiger oberer Schaft 76 ist vorgesehen, der mit

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dem unteren Ende gegen die oberen Enden der Wegbegrenzerkappe und des Hauptschaftes anliegt. Der untere Endbereich der Bohrung 78 ist hinsichtlich des Durchmessers an einer Stelle vermindert - und weist eine nach oben gerichtete Schulter 80 auf. Der obere Schaft und der Hauptschaft sind mit einander als gegenseitige Verlängerungen durch einen Bolzen 82 verbunden, der in der Bohrung 78 aufgenommen ist und in die Schraubbuchse 66 eingeschraubt ist,bis sein Kopf eng gegen die Schulter 80 anliegt .

Am radial innen gelegenen Ende paßt der Kolben 54 in eine äußere TJmfangsnut 84 zwischen dem Endbereich und dem oberen Schaft 76 und der Wegbegrenzerkappe. So hält der einzige Bolzen 82 als eine Einheit zusammen: den Hauptschaft, den oberen Schaft, den Kolben und die Wegbegrenzerkappe. Wenn diese Anordnung sich in ihrer untersten Lage *(rechte Hälfte der Pig. l) befindet, schlägt die Schürze der Wegbegrenzerkappe gegen einen Wegunterbrecherring 86, der in einer Ringnut im oberen Ende des röhrenförmigen Halses des Deckels 1-4 angeordnet ist.

Die Zylinderkappe 28 geht an ihrem radial am weitesten innen befindlichen Teil in das untere Ende einer nach oben weisenden röhrenförmigen Buchse 88 über, die mit Außengewinde bei 90 in der ITähe ihres oberen Endes versehen ist. Der röhrenförmige obere Schaft 76 ist bei 92 in der Mhe seines oberen Endes mit Innengewinde versehen.

Der obere Schaft 76 ist verschiebbar in der Bohrung 94 der röhrenförmigen Hülse 88 aufgenommen, wobei die Hülse als Lager für den oberen Schaft dient. Eine Innenausnehmung 96 in der Hülse empfängt einen federnden Dichtungsring, der

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- 6 die Außenseite des oberen Schaftes abdichtet.

Nach der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ermöglicht das Außengewinde 90 es, daß eine mit Innengewinde versehene Kappe 98 zentral auf der Ringzylinderkappe 28 befestigt wird. Oberhalb des Gewindes 100 innerhalb der Bohrung der Kappe 98 ist eine Umfangsnut 102 vorgesehen, welche einen Sprengring 104 aufnimmt, um einen Keil 106 in einer Nut 108 in der Bohrung oberhalb der Nut 102 zu befestigen. Oberhalb des Keils 106 sind zwei axial unter Abstand angeordnete Sätze von Rollenlagern 110 vorgesehen. Zwischen diesen ist der nach außen stehende Plansch 112 einer röhrenförmigen Schaftmutter 114 gelagert. Das untere Ende der Schaftmutter 114 liegt in der Nähe der oberen Keilerstreckung, wird jedoch durch diesen in der Drehung nicht gehindert. Die Schaftmutter 114 ist mit Innengewinde bei 116 versehen, um unter Verschrauben mit entsprechenden Außengewinden 118 auf einen Schaft 120 für Handbetätigung zu greifen.

Das Innengewinde 92 im röhrenförmigen oberen Schaft 76 nimmt verschraubbar einen röhrenförmigen Stopfen 122 auf, dessen obere Endfläche 124 eine Lage^läche für das untere Ende des Schaftes 120 für Handbetätigung bildet.

Der mit Außengewinde versehene Schaft für Handbetätigung ist mit einer longitudinalen Keilnut 126 versehen, in der der Keil 106 aufgenommen ist.

Die Schaftmutter 114 steht axial nach außen durch eine zentrale Öffnung 128 in der Kappe 98 vor. Außerhalb der Kappe 93 ist nach

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festigt, dargestellt. Somit dreht sich, wenn das Handrad 130 gedreht wird die Schaftmutter, bewegt sich jedoch nicht axial; der "unter Verschrauben hiermit in Eingriff kommende Schaft für Handbetätigung wird gegen Drehung durch den Keil 106 zurückgehalten und bewegt sich so axial nach oben . ■ader unten abhängig von der Drehrichtung des Handrades. Drückt man den röhrenförmigen Stopfen 122 nach unten, indem man das Handrad dreht, so führt dies dazu, daß der obere Schaft nach unten gedrückt wird und hiermit zusammen den Kolben 54 nach unten drückt, wodurch eine Betätigung des Ventils gerade so veranlaßt wird, als ob Fluiddruck in die Ventilgehäusekammer zum Niederdrücken des Kolbens gegeben worden wäre. Eine Umkehr der Drehung des Handrades hebt den Schaft für Handbetätigung ; die Schraubendruckfeder kann somit den Kolben 54 in der beschriebenen Weise anheben. Wenn während der Betätigung von Hand oder bei automatischer Betätigung die Kompressionsdruckfeder den Kolben nicht hebt, sobald ihr.eimal die Möglichkeit hierzu gegeben ist, so kann eine zusätzlich Hubkraft aufgebracht werden, indem das untere Ende einer nicht dargestellten Stange ,in das Innengewinde

im Stopfen 122 geschraubt wird ( der von außen durch den röhrenförmigen Schaft 120 für Handbetätigung erreichbar ist) und nach oben gezogen wird.

Eine Abdichtung zwischen der Kappe 98.und der Schaftmutter ist bei 132 vorgesehen.

Eine Abdichtung zwischen dem Hauptschaft und dem Deckel 14 ist in Form einer ringförmigen Innennut 134 im oberen Ende des röhrenförmigen Halses des Deckels vorgesehen. !Die Nut 134 nimmt eine Chevronpackung (chevron packing) bzw. Zickzackdichtung 136 auf, welche durch eine Stopfbuchsen-

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oder Überwurfmutter 138 abgestützt wird. Die Dichtung oder Stopfbüchse 136 kann periodisch mit Dichtungsmittel über ein nach außen durch die Kappe führendes Kanalchen 140 nach-Torsorgt'werden. Das Kanälchen 140 ist normalerweise verstopft, wenn der Absperrschieber offen ist, so daß der Hauptschaft sich in seiner obersten Lage befindet, setzt eine ringförmige über dem Umfang sich erstreckende Metalldichtungsfläche 142 auf einem Plansch auf dem Hauptschaft sich gegen einen komplementären Metallsitz 144 und setat sich gegen diesen und dichtet ihn ab, wobei dieser Sitz in Form einer abgeschrägten Ecke auf dem Deckel 14 an der Basis seines röhrenförmigen Halses vorgesehen ist. Ein in Umfangsrichtung sich erstreckender PTPE-Ring 146, der in . einer Nut unmittelbar benachbart der Oberfläche 144 aufgenommen ist, stützt die Dichtung bei 142, 144 ab .

Auch sind in der in Fig. 1 dargestellten Ausführju.r.gsform zwei diametral sich gegenüberstehende axial sich erstreckende Kanäle 150, 152 in der Hülse der Zylinderkappe ausgebildet. Die Kanäle 150, 152 sind durch das obere Ende dieser Hülse ausgebildet und laufen nach unten bis in die Nähe der unteren Erstreckung der Hülse. Jedes Kanälchen 150, 152 steht mit der Umgebung des Operators 10 jeweils über einen schneidenden Kanal 154, 156 in Verbindung.

Ein erster Zungenschalter 158 ist im Kanal 150 aufgenommen und nahe des oberen Bereiches gelagert; seine Zuführungen 160 gehen nach unten durch den Kanal 150, nach außen durch den Kanal 154 und bilden einen Teil eines Außenkreises, der eine Kraftquelle 162 und einaielektrisch betätigbaren Indikator IM» Viö1ßp|a]pwe1ee ein J.i^ht, umfaßt,

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Ein zweiter Zungenschalter 166 ist im Kanal 152 nahe dessen unterer Srstreckung aufgenommen und gelagert; seine Zuführungen sind nach oben durch den Kanal 152 aus dem Kanal 156 geführt und bilden einen Teil eines äußeren Kreises, der eine Kraftquelle 170 und einen elektrisch betätigbaren Indikator 172, beispielsweise ein Licht,umfaßt,

Dauermagnetausbildungen 174 sind im oberen Ende des oberen röhrenförmigen Schaftes gelagert und erregen den ersten Zungenschalter 158 nur dann,- wenn der Vent übe tat igungsmechanismus sich in seinem angehobenen Zustand ( links in Fig. 1 gezeigt) befindet und erregen den zweiten Zungenschalter 166 nur dann, wenn der Ventilbetätigungsmechanismus sich seinem abgesenkten Zustand (wie rechts in Pig. I ersichtlich) befindet. Die Kreise, in denen die Indikatoren 164 und 172 liegen, können lange elektrische Kabel und/oder Signalübertragungs- und Empfangseinrichtungen aufweisen, so daß die Anzeigen, ob nun das Ventil völlig offen oder völlig geschlossen sind, schon aus der Entfernung bestimmt oder geschätzt werden können. (Wäre es notwendig oder wünschenswert, so kann ein dritter Zungenschalter, letätigungs- und Indikatorkreis vorgesehen sein, um winkelmäßig und axial zwischen den beiden gezeigten Anordnungen betätigt zu werden, um eine äußere Anzeige dafür zu geben, wann das Ventil teilweise offen ist. Auf diese Weise kann man durch zwangsweise beispielsweise elektrische betätigte visuelle Indikatoreinrichtung versichert werden, ob das V_entil voll offen, teilweise offen oder geschlossen ist und daß, wenn kein Indikator eine. Anzeige- gibt, die Indikatoranordnungen nicht karekt arbeiten.)

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Obwohl ein Handrand in Pig. 1 für alternative Handbetätigung des Ventiloperators dargestellt ist, so kann dies in gewissen Fällen nicht notwendig oder nicTit gewünscht sein, wo es einfach ist, die gesamte Handbetätigungsanordnung au entfernen, indem einfach die Ringkappe 98 abgeschraubt wird. Die Kappe und die Teile, die hierdurch entfernt werden, können, durch eine einfache schalenförmige Blindkappe (wie in Pig. 2 zu sehen), ersetzt sein.

In Pig. 2 sind zwei Modifikationen dargestellt: die Ringkappe 98 (und die Handbetätigungsanordnung) sind durch eine Blindkappe oder Abschirmkappe 180 ersetzt worden und die elektrisch betätigte Positionsanzeigeanordnungen wurden durch solche ersetzt, die mit unter Druck stehendem Pluid arbeiten. Vie bei den in Pig. I gezeigten Anordnungen arbeiten die Indikatorsysteme nach Pig. 2 zwischen dem oberen Schaft und der Zylinderkappe und geben so eine Anzeige nach außen. Die nach der Darstellung in oder auf der Zylinderkappe vorgesehenen Elemente könnten aber auch auf der Kappe 98 oder 180 vorgesehen sein.

Beim Betrieb der Anzeigeeinrichtung nach Fig. 2 sei ein Luft Zuführungsdruck von 1,76 kg/cm ( 25 psi) in den Leitungen 182, 184 angenommen; zu den Lufteinlaßöffnungen 186 sind Öffnungen 188 mit anströmseitigen Druckanzeige— vorrichtungen 190 und abströmseitigen Druckanzeige einrichtungen 191 vorgesehen. Der Druckabfall über die jeweilige öffnung beträgt in etwa 0,70 kg/cm (10 psi), wo-

mit der abströmseitige Druck bei 1,05 kg/cm (15 psi) läge. · Die Trigger 192 sind bei 194 hinterschnitten und Kugel-

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verschlüsse 196 haben einen durch die Sitze gehenden kleinen Betätigungsstift 198. Beginnend mit dem geschlossenen Ventil wird der Trigger 192 gegen die Feder 200 zusammengepreßt, wodurch der Stift 198 in die Hinterschneidung 194 und den Kugelverschluß zum Schließen vorstehen. Befindet sich der Absperrschieber im geschlossenen Zustand wurden die Druckanzeigevorrichtungen 190 und 191, während sich der Absperrschieber im geschlossenen Zustand befindet, da die Luft sich in der Leitung 184 nicht bewegt, jeder den gleichen Druck, das sind 1,76 kg/cm anzeigen. Bezugnehmend auf die linke Seite der Pig. 2 würde, wenn der Absperrschieber geöffnet würde, der Trigger sich ein kleines Stück nach innen bewegen, was ein öffnen des Kugelverschlusses möglich machen würde. Dann würde der Differenzdruck über die Öffnung angezeigt. Luft würde durch die Entlüftung 202 entweichen.

Nach der rechten Seite der Pig. 2 würde , während der Absperrschieber sich seiner offenen Stellung nähern würde, sich der Trigger in einer zurückgestellten Lage befinden und der Kugelrückschlagverschluß geschlossen sein. So würde der Druck auf jeder Seite der Öffnung 188 ausgeglichen. Während der obere Schaft sich weiter nach unten bewegt, tritt der Trigger 192 in die Hinterschneidung 194 und sorgt dafür, daß der Stift 198 die Kugel 196 von ihrem Sitz bewegt. Hier würde wieder die Luftbewegung in der Leitung eine Druckdifferenz über die öffnung in dieser Leitung anzeigen. Anders ausgedrückt: wenn das Yentil geschlossen ist, würden die Drücke auf jeder Seite der öffnungen gleich sein, während, wenn das Ventil offen ist, ein Differentialdruck angezeigt wird.

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Man sieht, daß der Deckel und der obere Schaft des Operators ohne Fühlereinrichtungen hergestellt werden können, das ist ein glatter Deckel und oberer Schaft. Einrichtungen, die sichtbar machen, ob das Ventil entweder offen oder geschlossen ist, könnten dadurch herbeigeführt werden, daß eine Stange in die Gewindegänge des röhrenförmigen Stopfens 122 geschraubt würde und seine Erstreckungslänge durch eine ringförmige Kappe oder eine ringförmige Kappe 98 mit Über- . laufeinrichtung (Fig. 1) beobachtet würde.

So sollte klar sein, daß die elektrischen Anzeigeeinrichtungen mit der handbetätigten Ventiloperatoreusbildung nach Anspruch 1 oder mit der notwendigerweise automatisch betätigten Version mit Blindappe nach Fig. 2 ausgestattet sein können und das in ähnlicher Weise die auf Druckfluid basierenden An-. Zeigeeinrichtungen nach Fig. 2 die·elektrische betriebenen Anzeigeeinrichtungen nach Fig. 1 ersetzen wurden.

Aufgrund der genannten Metall/Metall-Dichtung zwischen dem Ventiloperatorhauptschaft und dem Deckel 14 können, wenn das Ventil geschlossen ist das Operatorgehäuse und die Teile außer dem Ventiloperatorhauptschaft sicher entfernt werden, wenn das Ventil geschlossen wird. Diese Entfernung kann notwendig sein, wenn die Chevronpackung bzw. Stopfbuchse leckt oder andere Teile innerhalb des Operatorgehäuses gewartet werden müssen. Auch wenn gewünscht wird, daß das Gehäuse 12 an der Haube 14 befestigt bleibt ermöglicht eine Entfernung des den oberen Schaft mit dem Hauptschaft verbindenden Bolzens sowie eine Entfernung des Spreng-

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ringes zwischen Gehäuse und Zylinderkappe eine Entfernung der Zylinderkappe und einen Zugang zu Teilen innerhalb des Gehäuses .In einem solchen Pail ist Vorsicht geboten, da bei Entfernung des Sprengringes die Druckfeder innerhalb des Gehäuses sich leicht rückstellt, was eine aufwärts gerichtete Kraft auf die Zylinderkappe hervorruft.

Der Operator ist besonders geeignet zur Verwendung bei einem Absperrschieber, kann aber auch bei anderen Ventilen Verwendung finden, die abhängig von der Betätigung durch einen hin-und hergehenden Operator sind. In ähnlicher Weise kann der Operator 10 einen ähnlichen Hin- und Hergang zur Betätigung irgendeiner hin- und hergehend betätigten Einrichtung bilden, handte es sich nun um ein Ventil oder um irgendein anderes Aggregat. Ein typisches Ventil, bei dem der Operator verwendet werden kann, ist das* Graygate-Absperrventil für durchgehende Leitungen, das von der Gray Tool Company, Houston, Texas, U.S.A. hergestellt wird.

In Fig. 3 ist ein Absperrschieber 250 mit einem Schieber dargestellt, der mit Einrichtungen zur Befestigung an einem Ventilschaft 254 zum Anheben ( Fig. 3, linke Hälfte) und Absenken (Fig. 3, rechte Hälfte) des Schiebers zum Schließen und Öffnen des Schiebers versehen ist. Der Schieber ist als mit einem pneumatischen Operator 256 ausgestattet dargestellt.

Der Operator 256 umfaßt einen ringförmigen Deckel 258, der so ausgebildet ist, daß er unter Abdichtung auf dem Schieber über übliche Einrichtungen. 260, 262 befestigt werden kann. Der Schieberschaft 254 erstreckt sich durch den Deckel und ist an diesem über eine übliche Stopfbüchsenpackung 264,die

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von einer Überwurfmutter 266 abgestützt ist, abgedichtet. Öffnungsausbildungen 268 können vorgesehen sein, um die Packung mit plastischem Dichtungsmittel zu versorgen und oder den abgedichteten Bereich auf Lecken zu überwachen. Bas bisher vom Operator beschriebene, das ist der Deckel 258 und die Stopfbüchsenpackung 264 können auf dem Schieber 250 vorgefertigt oder vormontiert sein.

Der Deckel 258 umfaßt einen koaxial nach oben vorstehenden oberen röhrenförmigen Teil 270, der bei 272 außen mit Schraubgewinde versehen ist.

Der Ventiloperator 256 umfaßt weiterhin ein ringförmiges unteres Gehäuse 274 mit einer vertikalen Bohrung 276, in der ein röhrenförmiges Deckelantriebsrad 278 vermittels eines Schnappringes 280 gelagert ist. Das Deckelantriebsrad ist gegen die Bohrung 276 durch einen Dichtring 282 abgedichtet. Das Deckelantriebsrad ist mit Innengewinde bei 284 versehen und paßt in das Deckelgewinde bei 272 .

Das untere Gehäuse hat eine seitliche Bohrung 286, die das Deckelantriebsrad schneidet. In der Bohrung 286 ist ein Deckelantriebsritzel 288 unter Verwendung eines Sprengringes 290 gelagert. Das Ritzel 288 hat eine von außen zugängliche Buchse 292. So zwingt die Drehung des Ritzels 288 um seine Achse das Deckelantriebsrad zur Drehung. Die Bewegung wird ausgenützt, wie unten beschrieben werden wird, um das Operatorgehäuse auf dem Deckel zu lagern. 90 Grad zur Ebene der Pig. 3 ist das untere Gehäuse bei 293 mit einer Öffnung versehen, um die Abwärtsbewegung

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- 15 des Ritzels 314 aufzunehmen "bzw. zu kompensieren.

Nachdem im -unteren Gehäuse das Deckelantriebsrad sowie das Deckelantriebsritzel installiert sind, bevor jedoch noch das untere Gehäuse auf dem Deckel installiert ist, wird der Zusammenbau des Operators fortgesetzt. Ein röhrenförmiger Zylinder 294 mit zwei nach innen sich öffenden Umfangsnuten 296, 298, von denen die eine nahe dessen unteren Ende und die andere nahe von dessen oberen Ende ist, ist vorgesehen. Der Zylinder wird über das unsere Gehäuse geschoben; ein dreiteiliger Seger- oder Haltering 300 wird in der Nut 296 und in einer komplementären Nut 302 im Außenumfang des unteren Gehäuses installiert. Der Haltering wird an seinem Ort durch.einen Segerring 304 versperrt, der in einer Nut 306 innerhalb der Ausnehmung im Außenumfang des unteren Gehäuses versperrt und eine Wetterdichtung 308 wird installiert, welche Sprengring und Haltering überdeckt. Das untere Gehäuse ist gegen den Zylinder durch ein Dichtungselement 309 abgedichtet.

Eine Schraubenfeder 310 wird dann koaxial in den Zylinder 294 gesetzt, so daß ihr unteres Ende auf der unteren Gehäusefläche 312 umfangsmäßig benachbart dem Deckelantriebsrad ruht.

Ein Kolben 314 ist auf dem oberen Ende der Feder angeordnet. Der Kolben 314 ist ringförmig und im wesentlichen wie eine umgekehrte Ringform für einen Gelatinenachtisch ausgebildet. Die Feder liegt gegen die umgekehrte Rinne 316 zwischen der radialen Erstreckung des Kolbens an. Die radial äußere Er-

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Streckung des Kolbens ist mit Dichtungseinrichtungen 318, 320 versehen, die gegen die Innenfläche des Zylinders abdichten,. Aus Sicherheitsgründen umfaßt der Kolben vorzugsweise ein. Sicherheitsrückschlagventil 322, das einen Druckbypass des Kolbens ermöglicht, wenn aufgrund von Fehlern ein zu großer Ventilöffnungsdruck an den Ventiloperator gegeben wird.

Vergleicht man die linke und rechte Hälfte der Pig. 3, so wird die Abwärtsbewegung des Kolbens 314 innerhalb des Zylinders begrenzt durch Kontakt der Anschlagsfläche 324 am Kolben mit der Anschlagsfläche 326 am Deckel radial benachbart der Überwurf- oder Abdichtungsmutter 266. Wird der Operator zur Betätigung von Ventilen mit einem kürzeren Hub zwischen den voll geöffneten und geschlossenen Zuständen verwendet, so kann ein Hubumwandlungsdistanzelement 328, beispielsweise eine Abstandsscheibe, axial zwischen den Anschlagsflächen 324 und 326 angeordnet sein. Das Distanzeiernent 328 soll - dargestellt in gestrichelten Linien - auf der Unterseite des Kolbens 314 angebracht sein, um hierauf eine Anschlagsfläche 324a zu bilden.

Nachdem der Kolben 314 auf der Feder 310 angeordnet ist, wird ein ringförmiges oberes Gehäuse 330 auf dem Kolben aufgebracht. Ein nach unten gerichteter Druck wird auf das obere Gehäuse 330 in so. ausreichender Weise ausgeübt, daß die Feder 310 um einen Betrag zusammengedrückt wild, der erforderlich ist, um die Nut 332 in der radial äußeren Umfangsfläche des oberen Gehäuses 330 auf das Niveau der Nut 298 im Zylinder zu bringen. Während diese

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Lage gehalten wird, fügt das Montagepersonal einen anderen aus drei Sektoren "bestehenden Haltering 334 in der Ausnehmung 332 und der Nut 298 ein und versperrt ihn an seinen Ort, indem ein Schnappring 336 in der Nut 338 in der Ausnehmung 332 installiert wird. Eine Wetterabdichtung ist installiert, um Segerring 334 und Schnappring 336 zu überdecken , Das obere Gehäuse ist gegen den Zylinder "bei 339 abgedichtet.

Nachdem das Operatorgehäuse 342 einschließlich des; oberen und unteren bezüglich des ZyI inders montierten und Feder und Kolben enthaltenden Gehäuses in der vorbeschriebenen Weise zusammengesetzt wurde, kann es auf dem vorher installierten Deckel installiert werden, indem einfach das Operatorgehäusev342 über den Ventilschaft 254 abgesenkt wird, bis das Deckelantriebsrad 278 koaxial auf dem mit Außengewinde versehenen Hals 270 aufruht. Dann sorgt die Drehung des Haubenantriebsritzels unter Verwendung eines von außen angewendeten Schlüssels oder dergleichen für einen Eingriff der Gewinde 272 und 284 und zieht das Operatorgehäuse nach unten auf den Deckel und sichert den ersteren auf dem letzteren.

Die zentrale Bohrung 344 des Kolbens 314 umfaßt eine nach unten weisender-Schulter 346, die auf einer nach oben weisenden Schulter 348 auf dem Ventilschaft gelagert wird.

Ein röhrenförmiger, außen zylindrischer oberer Schaft mit einem Innengewinde 352 im unteren Teil von dessen Bohrung ist vorgesehen. Eine Sperrschraube 354 ist in diese Bohrung

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in der richtigen Höhe für eben diese Installation eingeschraubt, dann wird der obere Schaft durch eine koaxiale Öffnung 355 im oberen Gehäuse eingeführt und auf ein komplementär äußeres Gewinde auf dem Ventilschaft 254 geschraubt, "bis die Sperrschraube 354 den Ventilschaft 254 erfaßt. An diesem Punkt ist das untere Ende des oberen Schaftes eingetreten und hat den Boden in einer nach oben sich öffnenden Ringausnehmung 356 im Kolben 314 erreicht. Der obere Schaft wird bezüglich des Kolbens bei 358 und bezüglich des oberen Gehäuses bei 360 abgedichtet. So vereinigt der obere Schafte.¹..den Kolben mit dem Ventilschaft und sorgt für eine Lagerung oder Halterung für die Tertikai gleitende Kolbenbewegung.

Druck zum Herabdrücken des Kolbens für das Öffnen des Ventils gegen die durch Kompression der Feder 310 ausgeübte Rückstellkraft wird an das Gehäuse über einen Nippel 362, der auf dem oberen Gehäuse installiert ist, zugegeben.

Die Konstruktion nach Pig. 3 erfährt ihre Vervollständigung durch einen Indikatorschaft 364, der in das obere Ende des oberen Schaftes eingeschraubt ist und durch das obere Ende der Bohrung des oberen Gehäuses herausragt. Eine auf das obere Gehäuse in Umfangsrichtung der Bohrung aufgeschraubte Kappe 366 passiert den Indikatorschaft 364 und ist gegen diesen bei 368 abgedichtet. Es zeigt sich, daß der Indikatorschaft nach oben herausgeführt wird, wenn das Ventil geschlossen ist und tritt nach unten wieder ein, wenn das Ventil offen ist, um eine sichtbare Anzeige des Zustancfe des Ventils zu liefern. Gegebenenfalls kann der Indikatorschaft vom oberen

*oder einen auf dem Zylinder oberhalb des Kolbens aufgebrachter Nippel 362a

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Schaft angeschraubt sein und ein Werkzeug an seine Stelle geschraubt werden, um einen mechanischen Druck auf den Ventilschaft zum Öffnen oder Schließen des Ventils auszuüben, wenn aus irgendeinem Grunde der Operator nicht wie '". gewünscht arbeitet.

Die elektrisch oder pneumatisch betriebenen Fernanzeigen für,den Yentilzustand wie bezüglich Pig. 1 und 2 beschrieben sowie der manuelle Handradoperator, der bezüglich Pig. I beschrieben wurde, können auf das Ventil der Pig. 5 installiert werden.

Der fluiddruckbetätigte oben beschriebene Ventiloperator besitzt Jede der eingangs genannten Eigenschaften, da der fluiddruckbetätigte Ventiloperator nach der Erfindung in gewissem Ausmaß im Rahmen der Lehren nach der Erfindung, wie sie in der Beschreibung erläutert wurden, modifiziert werden kann, liegen Änderungen und Abänderungen im Rahmen der Erfindung.

Ansprüche; - 20 -

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Claims

Patentansprüche

fIw Insbesondere auf einem Ventilschieber anbringbarer Operator zur Hin- und Herbewegung eines hin und her bewegbaren Elementes beispielsweise des Schiebers eines solchen Absperrschiebers, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Deckelelement mit Befestigungseinrichtungen, um fest den Deckel auf dem Organ zu befestigen, wobei dieser Deckel eine Bohrung aufweist, um einen Teil des hin- und her zu bewegenden Elementes hin und her beweglich aufzunehmen; durch Stopfbüchsen oder -packungen in dieser Bohrung zur Abdichtung gegen das hin und her zu bewegende Element ; durch ein Zylinderelement mit röhrenförmigen Seitenwandungen, die auf beiden Seiten durch obere und untere Ringstirnwandungen geschlossen sind; Einrichtungen zum Abdichten und Befestigen der unteren ringförmigen Stirnwand koaxial auf dem.Deckel, so daß das hin und her zu bewegende Element nach oben innerhalb dieses Zylinders vorstehen kann; einen ringförmigen verschiebbaren koaxial innerhalb des*Zylinders aufgenommenen Kolben; Einrichtungen zum Abdichten des Außenumfangs des Kolbens bezüglich des Innenumfangs der röhrenförmigen Seitenwandungen des Zylinders; Öffnungsausbildungen auf dem Zylinder, für Einlaß und Freigäbe von unter Druck stehendem Fluid an und aus dem Zylinder oberhalb des Kolbens zur Hin- und Herbewegung des Kolbens; Öffnungsausbildüngen auf diesem Zylinder unterhalb des Kolbens für Ein- und Auslaß von Fluid in und aus dem Zylinder unterhalb des Kolbens derart, daß der Kolben abhängig von Einlaß und Auslaß dieses Druckfluids oberhalb des Kolbens hin und her bewegbar ist; durch ein2koaxial in diesem Ge-

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häuse aufgenommene Schraubendruckfeder, die zwischen der unteren Stirnwandung und dem Kolben anliegt, um. federnd den Kolben in die Nähe der oberen Stirnwandausbildungen zu drücken; durch ringförmige Dichtungseinrichtungen in der Bohrung der ringförmigen oberen Stirnwandausbildungen des Zylinders; durch einen oberen verschiebbar in der letztgenannten Bohrung aufgenommenen und bezüglich dessen durch die genannnte Dichtungseinrichtung abgedichteten Schaft, wobei der obere Ventilschaft nach unten weisende Schulterausbildungen nahe dessen unterem Ende aufweist, wobei der obere Schaft durch die Bohrung dieses Kolbens nach unten zu diesen Schultereinrichtungen einführbar ist; und daß dieser obere Schaft Befestigungseinrichtungen hierauf unterhalb dieser Schulterausbildung aufweist, um lösbar das untere Ende des oberen Schaftes an dem innerhalb äes Zylinders hin und her zu bewegenden Elementes zu befestigen, wobei der Kolben gegen die Schulterausbildungen in Anschlag kommt.
2. Operator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Einrichtungen zum Befestigen der unteren ringförmigen Stirnwandausbildungen koaxial auf dem Deckel umfaßt: eine radial nach außen sich öffnende Umfangsnut im Deckel; Einrichtungen zur Bildung einer radial nach innen sich öfißnden Umfangsnut in der Bohrung der unteren ringförmigen Stirnwandausbildungen auf einem entsprechenden Niveau; und einen in einer der Nuten aufnehmbaren Schnappring, der federnd frei ist, um radial in eine Anordnung sich zu bewegen in der der Schnappring Teile der Radialerstreckung beider Nuten zur Herstellung der genannten Befestigung einnimmt.

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3. · Operator nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die die untere ringförmige Stirnwandausbildung koaxial auf dem Deckel befestigende Einrichtung¹ umfaßt: Einrichtungen, die umfangsmäßig auf diesem Deckel ein äußeres schraubenförmiges Gewinde'bilden; ein ringförmiges Deckelantriebsrad; Einrichtungen zur koaxialen Lagerung des Deckelantriebsrades in der Bohrung dieser unteren ringförmigen Stirnwandausbildungen, wobei das ringförmige Deckelantriebsrad ein Schraubinnengewinde hierauf bildende Einrichtung aufweist, wobei das Gewinde komplementär zur dem auf dem Deckel ausgebildeten Schraubaußengewinde ist; durch ein Deckelantriebsritzel, das auf dem unteren Stirnwandausbildungen in kämmenden Eingriff mit dem Deckelantriebsrad gelagert und Ton außerhalb des Operators zugänglich ist, derart, daß das Deckelantriebsritzel bei Drehung von außerhalb des Operators das Deckelantriebsrad dreht, wodurch dieses Gewinde in Eingriff kommt, wenn die Drehung in einer Winkelrichtung erfolgt und ein lösen dieses Gewindes erfolgt, wenn die Drehung im entgegengesetzten Winkelsinn vorgenommen wird.
4. Operator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch am Kolben gelagerte Anschlagseinrichtungen und hiermit zusammenwirkende Innahalb des 2$Linders benachbart dessen unterer Erstreckung gelagerte Anschlagseinrichtungen, die in Eingriff bringbar sind, um zwangsweise eine Abwärtsbewegung des Kolbens zu begrenzen.
5. Operator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kolben gelagerten Anschlagseinrichtungen lösbare Ab-

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Standsscheibenausbildungen umfassen, welche selektiv installierbar sindfm dfe zulässige Abwärtsbewegung des Kolbens zu reduzieren.
6. Operator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmige S_eitenwandungsausbildung des Zylinders und dessen obere Stirnwandungen auseinandernehmbar sind und dieser Operator Einrichtungen umfaßt, die lösbar die oberen Stirnwandungsausbildungen an den röhrenförmigen Seitenwandungsausbildungen befestigen sowie Einrichtungen umfaßt, die die oberen Stirnwandungen bezüglich der röhrenförmigen Seitenwandungen abdichten.
7. Operator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrenförmigai Seitenwandungen und die unteren Stirnwandungen des Zylinders lösbar bezüglich einander sind und daß dieser Operator Einrichtungen umfaßt, um abnehmbar die untere Stirnwand an die röhrenförmigen Seitenwandungsausbildungen zu befestigen sowie Einrichtungen, die die unteren Stirnwandungen bezüglich der röhrenförmigen Seitenwandungen abdichten.
8. Operator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch nach oben außerhalb des Zylinders vom oberen Schaft durch die obere Stirnwandung vorstehende Indikatoreinrichtungen für eine sichtbare Anzeige der relativen vertiakeln Anordnung des hin und her beweglichen Elementes.
9. Operator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens zwei vertikal unter Abstand angeordnete auf den oberen Stirnwandungen gelagerte Sensoren; und eine Sensortriggerein-

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richtung auf dem oberen Schaft in derartiger Anordnung, daß einer der Sensoren getriggert wird, während der Kolben durch Zuführen von Druckfluid an den Zylinder oberhalb des Kolbens herabgedrückt wird und der andere der Sensoren getriggert wird, während das Druckfluid freigegeben wird und die Feder den Kolben veranlaßt nach oben bis in die Wie der oberen Stirnwandungseinrichtung zu gehen; und durch außerhalb des Zylinders angeordnete Indikätoreinrichtungen, die wirksam mit den Sensoren verbunden sind, um eine äußere Anzeige für die Anordnung des hin und her beweglichen Elementes zu geben.
10. Operator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren Zungenschalter sind und daß die Sensortriggereinrichtung Dauermagnetausbildungen zur Betätigung der Zungenschalter umfaßt.
11. Operator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren Betätiger für Ventile sind, welche über Leitungsausbildungen mit einer Druckfluidquelle verbunden sind; und daß die Sensortriggereinrichtung Oberflächenausbildungen auf dem oberen Schaft umfaßt, die in Eingriff mit den Ventilbetätigern zur Betätigung der Ventile kommen; und daß die Indikatoreinrichtungen Druckanzeigeausbildungen, die in dieser Leitungsausbildung zwischengeschaltet sind, umfassen.
12. Operator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Befestigungseinrichtungen auf diesem oberen Schaft, die von d5r Außenseite des Operators zur Befestigung von Einrichtungen

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zugänglich sind, die eine mechanische Kraft zum Anheben und Absenken des oberen Schaftes zur Hin- und Herbewegung des hin und her beweglichen Elementes aufbringen.
13. Operator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Handradausbildungen an diesen Befestigungseinrichtungen befestigt sind, um das hin-und herbewegliche Element von Hand hin und her zu bewegen.

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