DE2638372C3 - Vorrichtung zur Einstellung des zeitlichen Ablaufs der Ventilverschlußstück-Hubbewegung eines mit gasförmigem Druckmittel angetriebenen Ventils - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung des zeitlichen Ablaufs der Ventilverschlußstück-Hubbewegung eines mit gasförmigem Druckmittel angetriebenen Ventils, bestehend aus einem mit dem Ventilgehäuse umkehrbar verbindbaren, geschlossenen Antriebszylinder mit einem Antriebskolben, der über eine aus dem Antriebszylinder herausgeführte Stange mit dem Ventilverschlußstück verbunden ist, aus einem mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Behälter, in den eine Druckmittelzuleitung mündet, über die die Dämpfungsflüssigkeit in einen Hubraum des Antriebszylinders zur Verschiebung des Antriebskolbens in eine Endstellung bringbar ist und aus einer Drosselstelle, durch die bei Bewegung des Antriebskolbens die Dämpfungsflüssigkeit zwischen Behälter und Hubraum fließt

Derartige Vorrichtungen haben den Zweck, insbesondere in Verbindung mit ferngesteuerten Ventilen für die Nahrungsmittelindustrie, bei denen die Hubbewegung der Ventilspindel fast ausnahmslos durch Beaufschlagung eines Antriebssystems mit einem gasförmigen Druckmittel erzeugt wird, den translatorischen Bewegungsablauf der Ventilspindel zu verzögern oder zu dämpfen.

Es ist bekannt, den Bewegungsablauf der Ventilspin

del dadurch zu verzögern oder zu dämpfen, daß, wo immer dies möglich ist, durch entsprechende Einbaulage des Ventils die Schließbewegung des Ventilverschlußstückes gegen die Strömungsrichtung des Produktstromes erfolgt Bei Ventilen mit Wechseltellern oder dort, wo aus verfahrenstechnischen Gründen eine Umkehr der Strömungsrichtung notwendig ist, versagt allerdings diese Einbauregel. Die heute insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie zur Anwendung kommenden pneumatischen Antriebe für ferngesteuerte Ventile haben in der Regel kurze Schaltzeiten und arbeiten demzufolge hart Eindeutig definierte Antriebsstellungen sind die Ventilspindel-Endlagen. Definierte Zwischenstellungen, wie sie bei Regel- oder Stellventilen erforderlich sind, sind ohne konstruktiv aufwendige Zusatzeinrichtungen nicht realisierbar. Die Variation der Schaltzeit läßt sich bei bekannten Systemen zwar durch Drosselung des gasförmigen Druckmittels am Eintritt in das Antriebssystem erreichen, doch dafür muß man dann bei produktseitigen Druckstößen ein kompressibilitätsbedingtes ungünstiges dynamisches Verhalten des gasförmigen Druckmittels innerhalb des durch die Drosselstelle begrenzten Antriebssystems in Kauf nehmen.

Es ist bereits allgemein bekannt in Ventilen. Dämpfungseinrichtungen vorzusehen, durch die die Einstellbarkeit des -seitlichen Ablaufs der Ventilverschlußstück-Hubbewegung eines Ventils ermöglicht wird, wobei die Dämpfungseinrichtungen unter ande-

rem auch für pneumatisch angetriebene Ventile vorgesehen sind. Der Grad der Dämpfung ist bei einigen bekannten Ausführungsformen durch Drosselventile von außen einstellbar. Als Dämpfungseinrichtung ist bei den bekannten Ventilen jeweils innerhalb oder außerhalb des Antriebszylinders eine Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen, die zwangsweise mit der Hubbewegung des Antriebskolbens mittels einer Drosseleinrichtung gedrosselt ist Bei einem bekannten Ventil, bei dem die Dämpfungseinrichtung innerhalb de? Antriebszylinders

angeordnet ist, ist der Behälter für die Dämpfungsflüssigkeit innerhalb der Feder des Antriebszylinders angeordnet

Weiterhin sind Vorkehrungen an Antriebsaggregaten bekannt die es ermöglichen, das Antriebsaggregat auch

bei umgekehrter Ventilverschlußstücklage zu verwenden,

Darüber hinaus ist es allgemein bekannt Längsbohrungen in den Kolbenstangen vorzusehen, die der Zufuhr des Druckmittels dienen.

so Bei einigen bekannten Vorrichtungen wird die Dämpfungswirkung beeinträchtigt sobald infolge Unterdruckbildung innerhalb der Dämpfungsflüssigkeit Luft von außen angesaugt wird. Außerdem sind die bekannten Vorrichtungen konstruktiv aufwendig, da sie

über zwei gesteuerte Druckmittel-Anschlüsse verfügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend gekennzeichneten Gattung

zu schaffen, bei der das Antriebssystem nur über einen

einzigen gesteuerten Druckmittel-Anschluß verfügt,

eine kompakte Bauweise aufweist und bei dem der Antriebskolben bei Ausfall der Steuerenergie in eine Sicherheits-Endlage übergeht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antriebskolben durch eine innerhalb des Antriebszylinders angeordnete Feder in die andere Bndstellung biingbar ist, daß der Behälter für die Dämpfungsflüssigkeit innerhalb der Feder angeordnet ist, daß die Druckmittelzuleitung zum Behälter durch

eine an einem Ende mit einem Stopfen verschlossene Längsbohrung erfolgt, die sich durch beiderseits des Antriebskolbens angeordnete, aus dem Antriebszylinder herausgeführte Stangen erstreckt und daß die Drosseleinrichtung am kolbenseitigen Ende des Behälters mit einer Durchtrittsöffnung im Antriebskolben angeordnet ist

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei vertikal nach unten weisender behälterseitiger Stange deren behälterseitige Längsbohrung mit dem Stopfen geschlossen ist und ein Rohr die Durchtrittsöffnung bis zu der der Drosseleinrichtung gegenüberliegenden Wand des Behälters verlängert

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile ergeben sich einerseits aus der Lösung der gestellten Aufgabe, andererseits werden durch Anordnung einer inkompressiblen Dämpfungsflüssigkeit und deren Drosselung zwischen Antriebskolben und gasförmigem Druckmittel innerhalb des Antriebssystems die Nachteile bekannter Vorrichtungen hinsichtlich Luftanreicherung innerhalb der Dämpfungsflüssigkeit vermieden.

Mit der Ausgestaltung der Vorrichtung nach dem einzigen Unteranspruch erreicht man die Umkehrbarkeit des Antriebszylinders ohne besondere zusätzliche äußere konstruktive Maßnahmen. Angewendet wird diese vorteilhafte Ausführungsform bei Ventilen, die durch Rückstellkräfte geöffnet werden.

Die Vorrichtungen gemäß der Erfindung können darüber hinaus bei Verwendung beispielsweise eines den Gasraum absperrenden Magnetventils als Antriebe für Regelventile Verwendung finden. Weiterhin sind sie bei entsprechender Anordnung einer Pumpe, beispielsweise vorteilhaft innerhalb des Antriebssystems, als Antriebe für Stellventile zu verwenden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der F i g. 1 und 2 erläutert Es zeigt

F i g. I einen Mittelschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung für — bezogen auf das Ventilverschlußstück — federschließende Betriebsweise;

Fig.2 einen Mittelschnitt durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die mit den für die — bezogen auf das Ventilverschlußstück — federöffnende Betriebsweise notwendigen konstruktiven Änderungen versehen kr.

In dem mit dem Ventilgehäuse form-, reib- oder stoffschlüssig verbundenen Antriebszylinder 1, der durch den Deckel 8 mittels einer Verbindungseinrichtung 9 verschlossen wird, befinden sich ein mit der Kolbennut la und der Kolbendichtung Ib versehene AntriebskoKjen 2 und die zwischen Antriebskolben 2 und dem Deckel 8 eingespannte Feder 10 (Fig. 1). An der in der dargestellten Lage unteren Seite des Antriebskolbens 2, die mit der Stirnfläche des Atiiriebszylinders 1 den Hubraum 11 bildet, ist die kolbenseitige Stange 4a starr befestigt Sie verfügt über die durch den Stopfen 6 verschlossene kolbenseitige Längsbohrung Sa und wird in axialer Richtung des Antriebszylinders 1 aus diesem nach unten herausgeführt Die Abdichtung übernimmt die in die Nut la inr Antriebszylinder 1 eingelegte Dichtung ib. An die obere Seite des Antriebskolbens 2 schließt sich der mit Dämpfungsflüssigkeit 12 gefüllte Behälter 3 an. Dieser verjüngt sich in die mit der behälterseitigen Längsbohrung 5b, die in den Behälter 3 einmündet versehene behälterseitige Stange 4b, die dichtend durch den Deckel 8 nach oben aus dem Antriebszylinder 1 herausgeführt wird. Die Abdichtung besorgt eine in die Deckelnut 8a eingelegte Deckeldichtung Sb. Das gasförmige Druckmittel 13 bildet zusammen mit der Dämpfungsflüssigkeit 12 innerhalb des Behälters 3 die Grenzfläche 14. Im Antriebskolben 2 ist eine Drosseleinrichtung 7 angeordnet die mit ihrer Durchtrittsöffnung 7a den vom Behälter 3 gebildeten Hohlraum mit dem Hubraum 11 verbindet Zur Übertragung der Antriebsbewegung auf benachbarte Bauteile des Ventils sind sowohl die kolbenseitige als auch die behälterseitige Stange mit Kupplungseinrichtunger tcversehen.

Sobald über die Öffnung A 1 gasförmiges Druckmittel 13 über die behälterseitige Längsbohrung 5b in den Behälter 3 einströmt und die aus dem jeweiligen Druck und der Fläche des Antriebskolbens resultierende Kolbenkraft die Vorspannkraft der Feder 10 übersteigt wird die Dämpfungsflüssigkeit 12 aus dem Behälter 3 über die Durchtrittsöffnung 7a der Drosseleinrichtung 7 in den Hubraum 11 verdrängt; die gedämpfte Hubbewegung des Antriebskolbens 2, deren zeitlicher Ablauf über die geeignete Größenwahl der Durchtrittsöffnung 7a einstellbar ist, ist eingeleitet Das Ende der Hubbewegung ist konstruktiv durch Anschlag der Stirnfläche des Behälters 3 am Deckel 8 vorgegeben. In dieser Endlage befindet sich die Grenzfläche 14 noch innerhalb des Behälters 3. Die Umkehr und der Vollzug der Hubbewegung, bewirkt durch die Rückstellkraft der vorgespannten Feder 10 nach der Entspannung des gasförmigen Druckmittels 13, erfolgt sinngemäß, wie bereits beschrieben, in umgekehrter Reihenfolge. Die Vorrichtung arbeitet, bezogen auf die Betriebsweise des Veniilverschlußstückes im Ventilgehäuse, federschließend.

Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung entspricht mit den nachfolgend genannten Ausnahmen, der Vorrichtung gemäß Fig. 1. Sie arbeitet bezogen auf die Betriebsweise des Ventilverschlußstückes im Ventilgehäuse, federöffnend. Die Einbaulage ist gegenüber FIg. 1 um 180° gedreht Das gasförmige Druckmittel 13 wird durch die Öffnung A 2 der kolbenseitigen Längsbohrung Sa dem Behälter 3 zugeführt Die behälterseitige Längsbohrung Sb ist mittels des Stopfens 6 verschlossen. Das Rohr 15 verlängert die Durchtrittsöffnung Ta bis zu der der Drosseleinrichtung 7 gegenüberliegenden Wand des Behälters 3. Die übrigen in der Fig.? näher bezeichneten Bestandteile der Vorrichtung wurden bereits in der Beschreibung zu F i g. 1 erläutert Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich ebenfalls sinngemäß aus obiger Beschreibung,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zur Einstellung des zeitlichen Ablaufs der Ventilverschlußstück-Hubbewegung eines mit gasförmigem Druckmittel angetriebenen Ventils, bestehend aus einem mit dem Ventilgehäuse umkehrbar verbindbaren, geschlossenen Antriebszylinder mit einem Antriebskolben, der über eine aus dem Antriebszylinder herausgeführte Stange mit dem Ventilverschlußstück verbunden ist, aus einem mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Behälter, in den eine Druckmittelzuleitung mündet, über die die Dämpfungsflüssigkeit in einen Hubraum des Antriebszylinders zur Verschiebung des Antriebskolbens in eine Endstellung bringbar ist und aus einer Drosselstelle, durch die bei Bewegung des Antriebskolbens die Dämpfungsflüssigkeit zwischen Behälter und Hubraum fließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (2) durch eine innnerhalb dss Antriebszylinders (1) angeordnete Feder (10) m die andere Endstellung bringbar ist, daß der Behälter (3) für die Dämpfungsflüssigkeit (12) innerhalb der Feder angeordnet ist, daß die Druckmittelzuleitung zum Behälter durch eine an einem Ende mit einem Stopfen (6) verschlossene Längsbohrung (5a, 5b) erfolgt, die sich durch beiderseits des Antriebskolbens angeordnete, aus dem Antriebszylinder herausgeführte Stangen (4a, Ab) erstreckt und daß die Drosseleinrichtung (7) am kolbenseitigen Ende des Behälters mit einer Durchtrittsöffnung (7a) im Antriebskolben angeordnet ist

2. Vorrichtung nach rtnsprucu 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei vertikal nach unten weisender behälterseitiger Stange deren be: älterseitige Längsbohrung (5b)mh dem Stopfen (6) geschlossen ist und ein Rohr (15) die Durchtrittsöffnung (7a) bis zu der der Drosseleinrichtung (7) gegenüberliegenden Wand des Behälters (3) verlängert