DE2802500C2 - Vorrichtung zum Steuern einer mechanisch betätigbaren Einrichtung in Abhängigkeit von mindestens zwei Steuerungseinflüssen - Google Patents

Description

zugrunde, die eingangs beschriebene Steuervorrichtung so auszubilden, daß sie eine selbständige Steuereinheit bildet, die universal nicht nur bei Absperrventilen in Druckleitungen, sondern allgemein für die mechanische Bewegungssteuerung von Bauteilen in Abhängigkeit von verschiedenartigen Steuerungseinflüssen verwendbar ist Dabei soll die Steuervorrichtung zugleich einfach sein und zuverlässig arbeiten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gehäuse mit einer zentralen Kammer, die eine starre Kugel aufnimmt und in die ein Betätigungskanal und wenigstens zwei Steuerkanäle einmünden, die jeweils eine das Austreten der Kugel aus der Kammer in den Steuerkanal zulassende Querschnittsgröße aufweisen und mit separaten Kugelsperrgliedern versehen sind, die in Abhängigikeit von jeweils einem der Steuerungseinflüsse zwischen der die Kugel in der Kammer haltenden Sperrstellung und der den Kugeleintritt in den betreffenden Steuerkanal freigebenden Freigabestellung bewegbar sind, wobei die Stange der zu steuernden Einrichtung in den Betätigungskanal einführbar und in einer Steuerendstellung unter Vorspannung in die andere Steuerendstellung an die in der Kammer befindliche Kugel angedrückt und dadurch abgestützt ist

Bei dieser Ausbildung wird die Steuervorrichtung einfach dadurch angeschlossen, daß sie mit ihrem Betätigungskanal entsprechend weit über die zu betätigende Stange aufgeschoben und befestigt wird. Bei in Sperrstellung befindlichen Sperrgliedern kann die Kugel nicht aus der zentralen Kammer entweichen, so daß sie die Stange in ihrer einen Steuerendstellung hält. Wird dagegen nur eines der Sperrglieder zurückgezogen oder freigegeben, beispielsweise durch Betätigung von Hand oder aber durch Wegschmelzen eines die Sperrstellung sichernden Bauteils, so tritt die Kugel in den betreffenden Steuerkanal ein, so daß sich die Stange unter der auf sie einwirkenden Vorspannung weiter in die zentrale Kammer hinein verlagern kann. Die Kugel wird dabei zwangsläufig in den nicht mehr versperrten Steuerkanal beiseite gedrückt Bei entsprechender Anordnung der Vorrichtung kann die Kugel auch unter Schwerkrafteinwirkung in den nicht mehr gesperrten Steuerkanal eintreten. Es ist ersichtlich, daß die Kugel in einer Vielzahl von radialen Richtungen zurückweichen kann, um der Stange ein weiteres bzw. vollständiges Eintreten in die zentrale Kammer zu ermögüchen. Mit entsprechender Ausrichtung können zwei oder mehr Steuerkanäle in die zentrale Kammer einmünden und mit einem Kugelsperrglied versehen sein, dem ein spezifischer Steuerungseinfluß zugeordnet ist, so daß bereits jeder einzelne Steuerungseinfluß für sich ein Zurückweichen der Kugel und damit eine Betätigung der Stange auslöst

Eine solche rein mechanisch wirkende Steuervorrichtung ist aus einfachen Teilen zusammengebaut und erfordert keine pneumatischen oder hydraulischen Anschlüsse mit zugehörigen Abdichtungsmaßnahmen. Dementsprechend ist die Vorrichtung unaufwendig und störungsunanfällig. Ebenfalls ergibt sich ein weiter Einsatzbereich.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbilduneen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweise auseinandergezogenen Mittelschnitt einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig.2 eine teilweise als Mittelschnitt gezeichnete Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung; und

F i g. 3 eine F i g. 2 ähnelnde Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Zu der in F i g. 1 dargestellten Steuervorrichtung gehört ein Gehäuse 1 aus Rotguß, das Temperaturen bis zu etwa 800⁰C standhält. In dem Gehäuse 1 erstreckt sich ein zylindrischer Kanal 2 zu einer Kanuner 3, an die sich zwei weitere ähnliche Kanäle 4 und 5 anschließen,

ίο die sich jeweils unter einem Winkel zu dem Kanal 2 erstrecken. Der erste Kanal 2 ist im Bereich seines äußeren Endes 6 mit Innengewinde versehen, so daß sich das Gehäuse 1 auf ein dazu passendes Außengewinde eines Ventilgehäuses 7 aufschrauben läßt, mit dem die Steuervorrichtung zusammenarbeiten soll. Aus dem Ventilgehäuse 7 ragt eine Stange 8 heraus, die sich in den Innenraum des Gehäuses 1 hinein erstreckt, wo sie durch eine nicht dargestellte, in dem Ventil angeordnete Feder in Anlage an einer starren bzw. harten Kugel 9 gehalten wird.

Die Kugel 9, die in jeden der drei genannten Kanäle eintreten kann, da sie einen etwas kleineren Durchmesser hat als die Kanäle, wird in der Kammer 3 durch zwei Kolben 10 und 11 festgehalten, die dort angeordnet sind, wo die Kanäle 4 und 5 in der Kammer münden, und nach oben wird die Kugel durch die Stange 8 des Ventils abgestützt.

Wie erwähnt sind die Durchmesser der Kanäle so gewählt daß die Kolben die Kugel 9 in den Kanälen ungehindert verlagern können. Somit kann die Kugel, die sich während des Betriebs der Vorrichtung normalerweise gemäß F i g. 1 am Scheitelpunkt zwischen den beiden Kanälen 4 und 5 befindet, ungehindert in jeden der Kanäle 4 und 5 eintreten, wenn der betreffende Kolben 10 bzw. 11 feigegeben wird. Der in dem Kanal 5 arbeitende Kolben 10 wird durch eine Druckstange 12 in seiner Lage gehalten, und diese Druckstange stützt sich an einer Kappe 13 aus schmelzbarem Material ab, die auf das mit Außengewinde versehene freie Ende 14 des Gehäuses 1 aufgeschraubt ist. Dieses Außengewinde hat die gleichen Abmessungen wie das Außengewinde des Ventilgehäuses 7. Ein Sprengring 15 verhindert gemäß F i g. 1 das Herausfallen der Druckstange 12 aus dem Kanal 5.

Der Kolben 11 arbeitet in dem Kanal 4, in dem er während des Betriebs der Vorrichtung dadurch ständig in Berührung mit der Kugel 9 gehalten wird, daß auf die Kugel durch die Ventilstange 8 ein Druck ausgeübt wird, und daß auf das andere Ende des Kolbens 11 ein starres Ende 18 eines Betätigungsteils 17 wirkt, das in den Kanal 4 hineinragt und durch ein Verbindungsstück 19 in seiner Lage gehalten wird, an dem die äußere Hülle des flexiblen Seils befestigt ist.

Das Betätigungsteil 17 und das Verbindungsstück 19

werden durch eine Überwurfmutter 23 in ihrer Lage gehalten, die auf das Außengewinde 20 am freien Ende des Kanals 4 aufgeschraubt iit. Ein O-Ring 21 und eine weitere Dichtung 22 verhindern das Entweichen von Fluiden zwischen dem Betätigungsteil 17 und dem freien Ende des Kanals 4, und eine Gegenmutter 20' verspannt das Betätigungsteil mit dem Verbindungsstück 19.

F i g. 2 zeigt eine Steuervorrichtung, bei der das als Fernübertragungsteil ausgebildete Betätigungsteil 17 an einem Ende eines nicht dargestellten Tragstücks befestigt ist, während sein anderes Ende mit einem Betätigungshebel verbunden ist, welcher an einem Gabelteil befestigt ist, um eine manuelle Betätigung zu ermöglichen; alternativ kann das andere Ende des Betätigungs-

teils mit einer hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Fühl- und Betätigungseinrichtung verbunden sein.

Bei der normalen Öffnungsstellung des Ventils, an dem die Steuervorrichtung befestigt ist, wird die durch eine Feder oder einen Druck belastete Ventilstange in ihrer Öffnungsstellung durch eine Kugel 9 festgehalten, die ihrerseits am Scheitelpunkt zwischen den geneigten Kanälen des Gehäuses durch den Kolben 10 und eine zugehörige Druckstange festgehalten wird, wobei sich die Druckstange an einer Kappe aus schmelzbarem Material abstützt, die auf das freie Ende des betreffenden Gehäuseabschnitts aufgeschraubt ist; der Kolben 11 wird durch die Kugel 9 und auf der anderen Seite durch das starre Ende 18 des Betätigungsteils 17 sowie durch einen Hebel 29, der durch ein nicht dargestelltes Gabelteil mit dem Seil verbunden ist, in seiner Lage gehalten, solange sich die Steuervorrichtung in Betrieb befindet, um das Ventil in seiner Öffnungsstellung zu halten.

Wenn im Fall eines Brandes die schmelzbare Kappe 13 zum Schmelzen gebracht wird, wird keine Stützkraft mehr durch die Druckstange 12 auf den Kolben 10 aufgebracht, so daß sich der Kolben längs des Kanals 5 nach unten bewegt, bis die Druckstange zur Anlage an dem Sprengring 15 kommt Hierdurch wird es der Kugel 9 ermöglicht, sich unter der Wirkung des auf sie durch die Ventilstange 8 aufgebrachten Drucks nach unten zu bewegen, so daß das Ventil aus seiner Öffnungsstellung in seine Schließstellung übergehen kann. Der Kolben 11 verbleibt in seiner ursprünglichen Lage, so daß seine obere Stirnfläche eine Führungsfläche bildet, mittels welcher die Kugel 9 zu dem jetzt geöffneten Kanal 5 geführt wird.

Wenn kein Brand stattfindet, d. h. wenn die schmelzbare Kappe 13 unversehrt bleibt, so daß sie ihre Lage beibehält, ist es möglich, das Ventil aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung zu bringen bzw. es in der entgegengesetzten Richtung zu betätigen; in diesem Fall kommt die Steuervorrichtung als Fernsteuervorrichtung zur Wirkung, die mit Hilfe des Hebels 29 betätigt werden kann. Wird der Hebel in die Schließstellung gebracht, wird das Betätigungsteil 17 gegenüber der äußeren Hülle bewegt, und das starre Ende 18 wird in dem Kanal 4 gegenüber dem Kolben 11 zurückgezogen. Daher kann sich der Kolben 11 längs des Kanals 4 nach unten bewegen, und die Kugel 9 kann dieser Bewegung folgen, so daß die Ventilstange 8 aus ihrer Öffnungsstellung in ihre Schließstellung übergehen kann. Bei einer Betätigung des Hebels 29 bleibt der Kolben 10 unbeeinflußt, so daß er seine ursprüngliche Stellung in dem Kanal 5 beibehält und als Führungsteil für die Kugel 9 zur Wirkung kommt, so daß die Kugel in den Kanal 4 eintritt

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Brandbekämpfungsventil entweder direkt an dem Ventil betätigt werden kann, wenn die Kappe 13 zum Schmelzen gebracht wird, oder aber im Wege der Fernbetätigung, wenn eine weitere Kappe 30 zum Schmelzen gebracht wird, die mit dem freien Ende des Betätigungsteils 17 verbunden ist Hierbei ist es möglich, schmelzbare Kappen zu verwenden, die aus verschiedenen Materialien bestehen, welche bei verschiedenen Temperaturen schmelzen; jedoch können auch beide Kappen aus dem gleichen Material hergestellt sein; ferner kann eine Verlängerung der Druckstange oder des Kolbens dazu die- es nen, beispielsweise einen Elektromagneten einzuschalten, um z. B. einen Feuermelder in Betrieb zu setzen.
Im Fall der Fernbetätigung, & h. wenn die weitere Kappe 30 zum Schmelzen gebracht wird, wird der Kolben 11 in dem Kanal 4 nicht mehr durch das starre Ende 18 des Betätigungsteils festgehalten, so daß er sich nach unten bewegen kann, wobei die Kugel 9 dieser Bewegung unter der Wirkung des Drucks folgt, welcher auf sie durch die Ventilstange 8 aufgebracht wird, die hierbei nach unten bewegt wird, um das Ventil in seine Schließstellung zu bringen. Tritt eine solche Temperatur auf, daß die Kappe 13 nicht zum Schmelzen gebracht wird und daher ihre Lage beibehält, verbleibt der Kolben 10 in seiner Lage, und das Ventil kann im Wege der Fernbetätigung geschlossen werden. Kommt eine solche Temperatur zur Wirkung, daß beide Kappen 13 und 30 zum Schmelzen gebracht werden, kann sich die Kugel 9 ungehindert längs des einen oder anderen der Kanäle 4 und 5 nach unten bewegen, so daß das Ventil in jedem Fall geschlossen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 2 der Kugelsperrglieder (11,18; 10,12) ein Schaltglied Patentansprüche: für eine Signaleinrichtung o. dgl. verbunden ist

1. Vorrichtung zum Steuern einer mechanisch

über eine Stange betätigbaren Einrichtung in gleich- 5

zeitiger Abhängigkeit von mindestens zwei Steuerungseinflüssen, beispielsweise zum wahlweisen Be- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern tätigen eines Absperrventils und zu seinem selbsttä- einer mechanisch über eine Stange betätigbaren Eintigen Schließen beim Auftreten eines Brandes, ge- richtung in gleichzeitiger Abhängigkeit von mindestens kennzeichnet durch ein Gehäuse (1) mit ei- io zwei Steuerungseinflüssen, beispielsweise zum wahlweiner zentralen Kammer (3), die eine starre Kugel (9) sen Betätigen eines Absperrventils und zu seinem aufnimmt und in die ein Betätigungskanal (2) und selbsttätigen Schließen beim Auftreten eines Brandes,
wenigstens zwei Steuerkanäle (4 und 5) einmünden. Es ist eine Steuerungsvorrichtung dieser Art bekannt, die jeweils eine das Austreten der Kugel (9) aus der die einem Absperrventil in einer Gasleitung zugeordnet Kammer (3) in den Steuerkanal (4 bzw. 5) zulassende 15 ist und sowohl im Wege der Fernbedienung von Hand Querschnittsgröße aufweisen und mit separaten Ku- geschlossen werden kann wie auch selbsttätig schließt, gelsperrgiiedern (11, 18 bzw. 10,12) versehen sind, wenn wie'im Brandfalle eine erhöhte Temperatur eindie in Abhängigkeit von jeweils einem der Steue- wirkt oder wie im Falle einer Überflutung Wasser von rungseinflüsse zwischen der die Kugel (9) in der außen zutritt (US-PS 24 84 940). Der Vorteil einer sol-Kammer (3) haltenden Sperrstellung und der den 20 chen Steuervorrichtung liegt darin, daß nicht für jeden Kugeleintritt in den betreffenden Steuerkanal (4 Steuerungseinfluß ein eigenes Absperrventil vorgese- bzw. 5) freigebenden Freigabestellung bewegbar hen werden muß. Dementsprechend ist auch eine versind, wobei die Stange (8) der zu steuernden Einrich- gleichsweise einfache Umrüstung möglich, wenn nachtung (7, 8) in den Betätigungskanal (2) einführbar träglich ein zusätzlicher Steuerungseinfluß vorgesehen und in einer Steuerendstellung unter Vorspannung 25 werden soll.

in die andere Steuerendstellung an die in der Kam- Bei der bekannten Vorrichtung ist das zu steuernde

mer (3) befindliche Kugel (9) angedrückt und da- Gasventil mit einer in die Schließstellung vorgespann-

durch abgestützt ist ten Schließeinrichtung versehen, die arretiert und durch

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- axiale Verschiebung einer Stange auslösbar ist. Das eine zeichnet, daß die Kugelsperrglieder (11,18; 10,12) in 30 Ende dieser Stange reicht in einen Ventilgehäuseaufsatz den Steuerkanälen (4; 5) verschiebbare Kolben (10; und ist mit einer in diesem eingespannten Membran fest 11) aufweisen, deren der Kammer (3) zugewandte verbunden. Der Gasdruck in der zu steuernden Leitung Stirnflächen in der Sperrstellung eine zum jeweils ist auf der Unterseite der auslenkbaren Membran im anderen Steuerkanal (5 bzw. 4) führende Führungs- Gehäuseaufsatz wirksam und hält die Stange in ihrer fläche für die Kugel (9) bildet 35 oberen Arretierstellung. Von oben ragen zwei Stößel in

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch den Gehäuseaufsatz, die einzeln in eine Betätigungsstelgekennzeichnet, daß die Steuerkanäle (4; 5) eine run- lung niederdrückbar sind, um unter Auslenkung der de Querschnittsform aufweisen. Membran die Schließeinrichtung zu betätigen. Der eine

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Stößel ist mittels einer Feder in Betätigungsrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskanal 40 vorgespannt, wird jedoch durch eine eingespannte Di-(2) wie die von ihm aufgenommene Stange (8) einen Stanzscheibe aus schmelzbarem Material an einer Einrechteckigen Querschnitt aufweist. wirkung auf die Membran gehindert. Bei Brandtempe-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, raturen schmilzt dieses Distanzstück, so daß es zur dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kugel- selbsttätigen Auslösung der Schließeinrichtung kommt, sperrglied (10, 12; 11, 18) in seiner Sperrstellung 45 Der andere Stößel ist durch eine Feder entgegen der durch eine Kappe (13; 30) mit niedriger Schmelz- Betätigungsrichtung bzw. weg von der Membran vorgetemperatur abgestützt ist, die von der Stange (8) spannt, jedoch über einen Hebel mit einem angeschlosüber die Kugel (9) aufgebrachte Vorspannkraft auf- senen Seilzug betätigbar, so daß gewünschtenfalls eine nimmt. Auslösung von Hand vorgenommen werden kann. Des

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 50 weiteren kann Wasser durch eine oberhalb der Memzeichnet, daß die Kappe (13) den betreffenden Steu- bran angeordnete Gehäuseöffnung eindringen, so daß erkanal (5) nach außen abschließt. eine selbsttätige Auslösung auch erreicht wird, wenn

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, sich eine vorbestimmte Wassermenge auf der Membran dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kugel- angesammelt hat.

sperrglied (11,18) durch eine von Hand bedienbare 55 Bei dieser bekannten Ausbildung ist es von Nachteil,

Betätigungseinrichtung (29) zwischen seiner Sperr- daß die Steuervorrichtung mit der zu betätigenden

stellung und seiner Freigabestellung verstellbar ist. nachfolgenden Einrichtung fest zusammengebaut ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- und funktionsnotwendig eine Druckbeaufschlagung seizeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (29) durch tens der zu betätigenden Einrichtung voraussetzt. Daein Fernühertragungsteil (17) an das Kiigelsnerr- κη durch ergibt sich eine wesentliche F-inschränkiing Hes

glied (11,18) angeschlossen ist. Einsatzbereichs der bekannten Vorrichtung. Auch fehlt

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- es an einer einfachen Austauschmöglichkeit allein der zeichnet, daß eine anstelle der Betätigungseinrich- Steuervorrichtung, gegebenenfalls mit einer Umrüstung tung (29) an das Fernübertragungsteil (17) anschließ- für das Ansprechen auf zusätzliche Steuerungseinflüsse, bare weitere Schmelzkappe (30) zur Abstützung des 65 Schließlich bedingt auch die Verwendung einer Mem-Sperrgliedes (11,18) vorgesehen ist. bran und die Notwendigkeit ihrer abdichtenden Ein-

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, spannung einen entsprechenden Aufwand.

dadurch gekennzeichnet, daß mit wenigstens einem Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe