DE2915505A1 - FORCE LIMITER FOR ONE ROD - Google Patents
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Description
Dipl -Ing Dipr.-Chem. Dipl -Ing £. *» I v^ ν»Dipl -Ing Dipl.-Chem. Dipl -Ing £. * »I v ^ ν»
E.Prinz - Dr. G. Hauser - G. LeiserE. Prince - Dr. G. Hauser - G. Leiser
Ernsbergerstrasse 19Ernsbergerstrasse 19
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17. April 1979April 17th 1979
ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATIONROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION
600 Grant Street600 Grant Street
Unser Zeichen: R 978Our reference: R 978
Kraftbegrenzer für eine StellstangeForce limiter for a control rod
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftbegrenzer für
eine Stellstange gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
und betrifft insbesondere eine Einrichtung zur Erzeugung einer maximalen Zugkraft auf die Stellstange, die geringer
als die normalerweise auf einen Kolben eines mit einer Stellstange verbundenen Ventilstellgliedes ist, wenn
die Stellstange das Ventil in einer zurückgestellten
Stellung angeordnet hat.The invention relates to a force limiter for
an adjusting rod according to the preamble of claim 1
and in particular relates to a device for generating a maximum tensile force on the actuating rod which is less than that normally on a piston of a valve actuator connected to an actuating rod when the actuating rod retracts the valve
Has arranged position.
Bisher wurden eine Anzahl von Einrichtungen zum Schliessen großer Ventile in Speisewasser- und Dampfsystemen vonHeretofore, a number of devices for closing large valves in feed water and steam systems have been used by
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Kraftwerken verwendet. Gegenwärtig ist man der Auffassung, daß ein mit einem Hydraulikzylinder und einem Gasdruckspeicher arbeitendes Ventilstellglied eine ausgezeichnete Einrichtung zum schnellen Schließen dieser Ventile darstellt. Dabei bewegt sich ein mittels Hydrauliköl betriebener in dem Hydraulikzylinder angeordneter Kolben zum öffnen des Ventils gegen ein Hochdruckgas, das auf die andere Seite des Kolbens wirkt. Eine bestimmte Menge Hochdruckgas wird in einem Druckspeicher bereitgehalten, um eine ausreichende Menge zur Betägigung des Kolbens zum schnellen Schließen des Ventils zur Verfügung zu haben, wenn der Hochdruck abfällt.Used power plants. It is currently believed that one with a hydraulic cylinder and a gas pressure accumulator working valve actuator is an excellent means of quickly closing these valves represents. A piston arranged in the hydraulic cylinder, operated by means of hydraulic oil, moves to open the valve against a high pressure gas that acts on the other side of the piston. A certain amount of high-pressure gas is kept ready in a pressure accumulator, enough to actuate the piston to quickly close the valve to have when the high pressure drops.
Es wurde festgestellt, daß aufgrund der Abmessungen der Stellglieder und der erforderlichen Drücke zur Erzeugung einer geeigneten öffnungs- und Schließkraft für die Ventile eine große Zugkraft auf die Stellgliedstange ausgeübt wird, wenn sich das Ventil in einer offenen, zurückgestellten Stellung befindet. Aus diesem Grund verwendete man verschiedene Kraftbegrenzer in Form von Kupplungen zwischen der Stellgliedstange und der Ventilspindel, um das Ventil während der Rückstellung zu schützen. Hierdurch wurde bei diesen Geräten jedoch ein zusätzliches Element erforderlich, was mit zusätzlichen Kosten für die Ventilstellgliedausbildung verbunden war, wenn auch mittels dieser Einrichtungen eine zuverlässige Begrenzung der Zugkraft erreicht wurde. D.h., es besteht immer nocht ein Bedürfnis für eine einfachere, zuverlässige und billige Einrichtung für ein Ventilstellglied, damit während der Rückstellung das Ventil nicht beschädigt wird.It was found that due to the dimensions of the Actuators and the pressures required to generate a suitable opening and closing force for the valves a large pulling force is exerted on the actuator rod when the valve is in an open, retracted position Position. For this reason, different force limiters in the form of clutches were used between the actuator rod and the valve stem to protect the valve during reset. Through this however, an additional item was required in these devices, resulting in an additional cost the valve actuator training was connected, albeit a reliable limitation by means of these devices the tensile force has been reached. That is, there is still a need for a simpler, more reliable one and inexpensive means for a valve actuator so as not to damage the valve during reset will.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftbegrenzer für eine Stellgliedstange zu schaffen,It is therefore the object of the present invention to provide a force limiter for an actuator rod,
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der keine kraftbegrenzende Kupplung zwischen der Stellgliedstange und der Ventilspindel benötigt, sicher und zuverlässig arbeitet und relativ billig herzustellen ist,which does not require a force-limiting coupling between the actuator rod and the valve spindle, safe and works reliably and is relatively cheap to manufacture,
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
Mit der Erfindung wird ein Kraftbegrenzer für eine Stellgliedstange eines Ventilstellgliedes geschaffen, bei dem ein Hydraulikfluid von einer ersten Quelle wahlweise einem Zylinder zu- bzw. von ihm abgeführt wird, wobei der Zylinder auf einer ersten Seite einer, mit einer Stellgliedstange verbundenen, in ihm angeordneten Kolbenanordnung liegt, und wobei ein Fluid von einer zweiten Quelle in entgegengesetzter Richtung auf eine zweite Seite der Kolbenanordnung wirkt. Die Kolbenanordnung weist einen mittleren Hohlraum mit einer zylindrischen Bohrung auf, die einen Durchmesser hat, der zu einer, auf der ersten Seite der Kolbenanordnung angeordneten öffnung kleiner wird, so daß die öffnung leinen kleineren Querschnitt als die Bohrung hat. Die Stellgliedstange ist in der öffnung gleitend aufgenommen und erstreckt sich von der ersten Seite der Kolbenanordnung durch eine öffnung in einem ersten Endabschnitt des Zylinders und endet an einem darüber hinausgehenden, außerhalb des Zylinders liegenden Endabschnitts und ist mit einer Ventilspindel verbindbar. Ein vergrößerter Kolbenkopf ist mit seiner ersten Seite mit dem anderen Endabschnitt der Stellgliedstange befestigt und ist innerhalb der zylindrischen Bohrung mittels einer Stellung der um die öffnung liegenden Kolbenanordnung zum Zurückhalten angeordnet. Der Kolbenkopf steht für eine begrenzte axiale Bewegung mit dem Innern der Bohrung in gleitender, dichtender Berührung. Durch eine Verbindung mit der Bohrung ist ein vorbestimmter Fluid-The invention provides a force limiter for an actuator rod a valve actuator created in which hydraulic fluid from a first source selectively one Cylinder is supplied or removed from it, wherein the cylinder is on a first side one, with an actuator rod connected piston assembly located therein, and wherein a fluid from a second source acts in the opposite direction on a second side of the piston arrangement. The piston assembly has a middle cavity with a cylindrical bore that has a diameter corresponding to one on the first Side of the piston arrangement arranged opening becomes smaller, so that the opening has a smaller cross section than the hole has. The actuator rod is slidably received in the opening and extends from the first Side of the piston assembly through an opening in a first end portion of the cylinder and ends at one above extending end portion lying outside the cylinder and can be connected to a valve spindle. An enlarged piston head has its first side attached to the other end portion of the actuator rod and is within the cylindrical bore by means of a position of the piston arrangement lying around the opening arranged for restraint. The piston head stands for limited axial movement with the interior of the Bore in sliding, sealing contact. Through a connection with the bore, a predetermined fluid
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druck von einer,von der ersten und zweiten Quelle unterschiedlicher dritten Quelle auf eine zweite Seite des Kolbenkopfes aufbringbar. Das Hydraulikfluid, das auf den Kolbenkopf einen, dem vorbestimmten Fluiddruck entgegengesetzten Druck zur Erzeugung einer maximalen Zugkraft auf die Stellgliedstange aufbringt, bringt, wenn die Kolbenanordnung gegen einen Kolbenanschlag an einem zweiten Endabschnitt des Zylinders mittels des Hydraulikfluids gehalten wird, eine größere Kraft als die maximale Zugkraft auf die Kolbenanordnung auf.printing from one source, different from the first and second source third source on a second side of the piston head applicable. The hydraulic fluid applied to the piston head at a pressure opposite to the predetermined fluid pressure Applying pressure to generate maximum tensile force on the actuator rod brings when the piston assembly against a piston stop on a second end portion of the cylinder by means of the hydraulic fluid is held, a greater force than the maximum tensile force on the piston assembly.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine geschnittene Ansicht eines bekannten Stellgliedes mit einer Kupplung zwischen der Stellgliedstange und der Ventilspindel in der zurückgestellten Stellung;Fig. 1 is a sectional view of a known actuator with a coupling between the actuator rod and the valve stem in the retracted position;
Fig. 2 eine geschnittene Teilansicht des erfindungsgemäßen Kraftbegrenzers, wobei die einzelnen Bauteile in sich öffnendem Zustand des Ventils dargestellt sind;Fig. 2 is a sectional partial view of the force limiter according to the invention, the individual components are shown in the opening state of the valve;
Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform in einer Stellung kurz vor der Rückstellung, wobei nur eine geringe oder keine Strömungsdruckdifferenz über dem Ventil vorhanden ist;3 shows a sectional partial view of the embodiment shown in FIG. 2 in a short position before resetting, with little or no flow pressure differential across the Valve is present;
Fig. 4 eine geschnittene Teilansicht der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform in einer rückgestellten Stellung; undFIG. 4 is a partial sectional view of that shown in FIG Embodiment in a deferred Position; and
Fig. 5 eine geschnittene Teilansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei die einzelnen Bauteile in der rückgestellten Stellung dargestellt sind.Fig. 5 is a partial sectional view of another embodiment of the invention, with the individual components shown in the reset position are.
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Fig. 1 zeigt ein bekanntes Ventilstellglied 10 ohne totes Spiel mit einem Hydraulikzylinder 12, der auf einem Kragen 14 eines Ventils 16 befestigt ist. In dem Zylinder 12 ist ein Kolben 18 mit einer sich von einer ersten Seite 22 des Kolbens 18 durch eine öffnung 24 in einem ersten Endabschnitt 26 des Zylinders 12 erstreckenden Kolbenstange 20 gleitend angeordnet. Die Kolbenstange 20 hat einen darüber hinausgehenden Endabschnitt 28, der mittels einer Kupplung 30 mit einer Ventilspindel 32 verbunden ist.Fig. 1 shows a known valve actuator 10 without dead play with a hydraulic cylinder 12 which is on a Collar 14 of a valve 16 is attached. In the cylinder 12 is a piston 18 with one from one first side 22 of the piston 18 extending through an opening 24 in a first end section 26 of the cylinder 12 Piston rod 20 slidably arranged. The piston rod 20 has an overhanging end portion 28, the is connected to a valve spindle 32 by means of a coupling 30.
Die Ventilspindel 32 erstreckt sich zur Bedienung eines Schließteils 36 durch eine Dichtung 33 in einen Deckel 34 des Ventils 16. In dem gezeigten Zustand befinden sich.der Kolben 18 und damit das Schließteil 36 in der geöffneten Stellung.In order to operate a closing part 36, the valve spindle 32 extends through a seal 33 into a cover 34 of the valve 16. In the state shown, the piston 18 and thus the closing part 36 are in the open position.
Das bekannte Ventilstellglied weist weiter einen Druckspeicher 38 auf, der vorzugsweise sphärisch ausgebildet ist und eine Druckspeicherwand 40 aufweist, die von einem Zylinder 12 an einer öffnung 42 geschnitten wird. Der Zylinder 12 ist fest, dichtend mit der Druckspeicherwand 40 verbunden und relativ zu ihr so angeordnet, daß ein zweiter Endabschnitt 44 des Zylinders 12 im Innern des Druckspeichers angeordnet ist. In der bekannten Ausführung ist der zweite Endabschnitt 44 des Zylinders 12 geöffnet, damit das im Inneren 46 des Druckspeichers 38 befindliche Hochdruckgas auf eine Stirnseite bzw. zweite Seite 48 des Kolbens 18 einwirken kann.The known valve actuator also has a pressure accumulator 38, which is preferably spherical and has a pressure accumulator wall 40 which is cut by a cylinder 12 at an opening 42. The cylinder 12 is solid, sealing with the pressure accumulator wall 40 connected and arranged relative to her so that a second end portion 44 of the cylinder 12 inside of the accumulator is arranged. In the known embodiment, the second end section 44 is the cylinder 12 opened so that the high pressure gas located in the interior 46 of the pressure accumulator 38 on one end face or second Page 48 of the piston 18 can act.
Wenn das Ventil normal arbeitet, wird durch eine Eintrittsöffnung 50 im Innern des Zylinders 12 ein Hydraulikfluid zugeführt, das auf die erste Stirnfläche bzw. Seite 22 des Kolbens 18 zur Bewegung des Kolbens gegenWhen the valve is operating normally, hydraulic fluid is introduced through an inlet port 50 inside the cylinder 12 fed to the first face or side 22 of the piston 18 to move the piston against
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die Wirkung des Hochdruckgases in dem Druckspeicher 28 einwirkt, bis sich das Ventil 16 in der in Fig. 1 gezeigten ,geöffneten Stellung befindet. Wenn man das Ventil 16 schließen will, läßt man das Hydraulikfluid durch die Eintrittsöffnung 5O schnell aus dem Zylinder 12 herausströmen, wodurch das Hochdruckgas auf die zweite Stirnfläche 48 des Kolbens 18 wirkt und damit den Kolben axial in Schließrichtung bewegt.the action of the high pressure gas acts in the pressure accumulator 28 until the valve 16 is in that shown in FIG , open position. If you want to close the valve 16, you let the hydraulic fluid through the inlet opening 5O quickly flow out of the cylinder 12, whereby the high pressure gas acts on the second end face 48 of the piston 18 and thus the piston moved axially in the closing direction.
Man sieht, daß das bekannte Ventilstellglied 10 normalerweise zuverlässig ein Ventil öffnet und schließt, wobei jedoch eine relativ feste Kupplung 30 bewirkt, daß die gesamte auf den Kolben 18 wirkende Kraft auf das Schließteil 36 wirkt, wodurch eine Beschädigung des Ventils während der Rückstellung auftreten kann, wenn der Druck des Hydraulikfluids und der des Hochdruckgases nicht genau eingestellt sind. Man sieht weiter, daß irgendein Versuch zur Begrenzung der bei der Rückstellung aufgebrachten Kraft für den Fall äußerst bedenklich ist, wenn das Hochdruckgas in dem Druckspeicher infolge einer Leckage oder eines Bruchs des Druckspeichers entweichen kann. Einige Stellglieder dieser Art weisen dementsprechend zur Verbesserung eine teilweise Abdeckung des zweiten Endabschnitts 44 des Zylinders 12 zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Kolbens 18 auf, wenn sich das Ventil in der geöffneten Stellung befindet. Der Abstand zwischen der Abdeckung am zweiten Ende 44 und der Rückstellung des Ventils 16 kann jedoch nicht vernünftig mit annehmbaren Toleranzen so hergestellt werden, daß man sicher ist, daß nicht eine übermäßige Kraft auf den Rückstellsitz aufgebracht wird. Dementsprechend würde eine Dehnung oder Stauchung der Stellgliedstange 20 und der Ventilspindel 32 auftreten, so daß entweder die gesamte Kraft des Hydraulikfluids auf die RückstellungIt can be seen that the known valve actuator 10 normally reliably opens and closes a valve, wherein however, a relatively tight coupling 30 causes the entire force acting on the piston 18 to be applied to the closing member 36 acts, which can result in damage to the valve during reset if the pressure of the Hydraulic fluid and that of the high pressure gas are not precisely adjusted. One can see further that some attempt to limit the force applied when resetting is extremely questionable in the event that High pressure gas can escape in the pressure accumulator as a result of a leak or a rupture of the pressure accumulator. Some actuators of this type accordingly have a partial covering of the second for improvement End portion 44 of cylinder 12 to limit the upward movement of piston 18 when the valve is on is in the open position. The distance between the cover at second end 44 and the return of valve 16, however, cannot reasonably be manufactured with acceptable tolerances so that one can be sure that excessive force is not being applied to the reset seat. Accordingly would an expansion or compression of the actuator rod 20 and the valve stem 32 occur, so that either the entire Force of the hydraulic fluid on the reset
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aufgebracht oder möglicherweise keine Kraft auf die Rückstellung aufgebracht wird, wenn der Kolben 18 gegen die Abdeckung anliegt und die Stellgliedstange und die Ventilspindel zu lang sind, um das Schließelement 36 in die Rückstellstellung zu bringen.applied or possibly no force applied to the return when the piston 18 against the cover rests and the actuator rod and valve stem are too long to accommodate the closing element 36 to bring into the reset position.
Aus diesem Grund wurden weitere von der in Fig. 1 gezeigten Kupplung 30 unterschiedliche Kupplungen verwendet. Diese Kupplungen verwenden Federn oder Spanneinrichtungen mit einem Totspiel, damit der Kolben 18 voll gegen die Abdeckung am zweiten Endabschnitt 44 des Zylinders 12 anliegen kann, wobei er eine vorbestimmte Kraft auf die Ventilspindel 32 zur Schaffung eines geeigneten Spielraums und einer geeigneten Druckbelastung für die Rückstellung überträgt. Mit der vorliegenden Erfindung soll eine derartige Kupplung einfacher und direkter gemacht werden, wie z.B. die Kupplung 30, wobei jedoch eine genaue Rückstellung ermöglicht wird.For this reason, other clutches different from the clutch 30 shown in FIG. 1 have been used. These clutches use springs or tensioners with backlash so that the piston 18 can fully rest against the cover on the second end portion 44 of the cylinder 12, wherein it a predetermined Force on the valve stem 32 to create a suitable clearance and pressure load for the provision transfers. With the present invention, such a coupling should be easier and can be made more straightforward, such as clutch 30, but allowing accurate return.
Das in Fig. 1 gezeigte bekannte Ventilstellglied 10 ist mit einem Konstruktionsmerkmal versehen, das dafür sorgt, daß kein Hydrauliköl ins Innere 46 des Druckspeichers infolge einer Leckage hineingelangt. Zu diesem Zweck ist der Kolben 18 mit einem Paar Dichtringen 52 versehen, wobei für den Fall, daß der der ersten Stirnfläche 22 benachbarte Dichtring 52 eine Leckage des Hydraulikfluids ermöglichen sollte, eine Einrichtung vorgesehen ist, die verhindert, daß das Hydraulikfluid Über den anderen Dichtring 52 hinausgelangt. Hierzu sind radial sich erstreckende Kanäle 54 mit dem Raum zwischen dem Dichtring 52 und dem axialen Kanal 56 der Stellgliedstange 2O verbunden. Der Kanal 56 erstreckt sich bis zu dem entfernten Endabschnitt 28 der Stellgliedstange 20 und endet in einem Anschlußstück 58, das wahlweise zurThe known valve actuator 10 shown in Fig. 1 is provided with a design feature that ensures that no hydraulic oil gets into the interior 46 of the pressure accumulator as a result of a leak. To that end is the piston 18 is provided with a pair of sealing rings 52, in the event that the first end face 22 Adjacent sealing ring 52 should allow leakage of the hydraulic fluid, a device is provided which prevents the hydraulic fluid from reaching the other sealing ring 52. These are radial extending channels 54 with the space between the sealing ring 52 and the axial channel 56 of the actuator rod 2O connected. The channel 56 extends to the distal end portion 28 of the actuator rod 20 and ends in a connector 58, which is optional for
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Atmosphäre geöffnet werden kann. Sollte daher eine Lekkage, wie oben beschrieben, auftreten,gelangt das Hydraulikfluid durch die Kanäle 54, den axialen Kanal 56 und kann durch das Anschlußstück 58 zur Atmosphäre abgegeben werden. Da das Innere 46 des Druckspeichers 48 unter einem wesentlich höheren Druck steht als der der in diesen Kanälen herrscht, kann das Hydraullkfluid nicht über den dem zweiten Endabschnitt 48 des Kolbens 18 benachbarten Dichtring 52 hinausgelangen.Atmosphere can be opened. Should a lekkage, as described above occur, the hydraulic fluid arrives through the channels 54, the axial channel 56 and can be discharged through the fitting 58 to the atmosphere will. Since the interior 46 of the accumulator 48 is under a much higher pressure than that of the prevails in these channels, the hydraulic fluid cannot extend beyond the sealing ring 52 adjacent to the second end section 48 of the piston 18.
In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Kraftbegrenzer 60 gezeigt, der in Verbindung mit einem Ventilstellglied 62, das einen dem oben erwähnten Zylinder 12 ähnlichen Zylinder 64 aufweist, verwendet werden kann.Die Bezugszeichen der einzelnen Elemente des Ventilstellgliedes 62 entsprechen, wenn nicht anders angegeben,den Elementen des bekannten Ventilstellgliedes 10.In Fig. 2 the force limiter 60 according to the invention is shown, that in conjunction with a valve actuator 62 which is a cylinder 12 similar to the above-mentioned cylinder 64, can be used. The reference numerals of the individual elements of the valve actuator 62 correspond, unless otherwise indicated, the elements of the known valve actuator 10.
Der Kraftbegrenzer 60 weist einen Zylinder 64 mit einer darin für eine axial gleitende Bewegung angeordnete Kolbenanordnung 66 auf, die zur Einstellung des Ventilschließteils dient. Die Kolbenanordnung 66 umfaßt jedoch einen mittleren Hohlraum 68, mit einer zylindrischen Bohrung 70, die einen Durchmesser D hat, der sich zu einer öffnung 72 auf der ersten Seite 74 der Kolbenanordnung 66 so verengt, daß die öffnung 72 einen geringeren Querschnitt als die Bohrung 70 aufweist. Eine sich durch die öffnung 72 erstreckende Stellgliedstange 76 erstreckt sich weiter von der ersten Seite 74 durch eine Öffnung 78 am ersten Endabschnitt 80 des Zylinders 64 und endet an einem darüber hinausgehenden Endabschnitt, der außerhalb des Zylinders 64 liegt, wo sie mit einer Ventilspindel, wie im Fall des bekannten Ventilstellgliedes 10, verbunden werden kann. In der zylindrischen Boh-The force limiter 60 includes a cylinder 64 with a piston assembly disposed therein for axially sliding movement 66, which is used to adjust the valve closing part. However, the piston assembly 66 includes one middle cavity 68, with a cylindrical bore 70, which has a diameter D, which leads to an opening 72 on the first side 74 of the piston arrangement 66 narrows so that the opening 72 has a smaller cross section than the bore 70 has. An actuator rod 76 extending through the opening 72 extends continues from the first side 74 through an opening 78 at the first end portion 80 of the cylinder 64 and ends at an over-going end portion which is outside of the cylinder 64, where it is connected to a Valve spindle, as in the case of the known valve actuator 10, can be connected. In the cylindrical drilling
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rung 70 ist ein vergrößerter Kolbenkopf 82 angeordnet, der mit seiner ersten Stirnfläche bzw. Seite 84 mit dem anderen Ende 86 der Stellgliedstange 76 verbunden ist und mittels eines Abschnitts der Kolbenanordnung 66 um die Öffnung 72 gehalten wird. Der Kolbenkopf 82 hat einen Dichtungsring 88 und steht für eine begrenzte,axiale Bewegung in gleitender, dichtender Berührung mit dem Innern der Bohrung 70.tion 70 an enlarged piston head 82 is arranged, which is connected with its first end face or side 84 to the other end 86 of the actuator rod 76 and is retained around opening 72 by a portion of piston assembly 66. The piston head 82 has a sealing ring 88 and is for limited axial movement in sliding, sealing Contact with the interior of the bore 70.
Man sieht, daß in der bevorzugten Ausführungsform des Kraftbegrenzers 60 die Stellgliedstange 76 und die öffnung 72 einenkreisförmigen Querschnitt haben, es ist jedoch verständlich, daß ebenfalls andere Querschnittsformen ohne Beeinträchtigung der Wirkungsweise der Erfindung verwendet werden können.It can be seen that in the preferred embodiment of the Force limiter 60, the actuator rod 76 and the opening 72 have a circular cross-section, it is However, it is understood that other cross-sectional shapes can also be used without affecting the operation of the invention can be used.
Die Kolbenanordnung 66 besteht im allgemeinen aus zwei Teilen, einem ersten Kolbenteil 90 mit dem mittleren Hohlraum 68 und einem zweiten mit mehreren Schrauben 94 daran angeschraubten Kolbenteil 92, um die zylindrische Bohrung 70 abzuschließen. Zur Schaffung einer KoI-benbanordnung 66, die der des bekannten Ventilstellgliedes 10 in Bezug auf die Dichtwirkung entspricht, weist jedes Kolbenteil 90,92 einen Dichtring 96 auf. Auch hier ist die Stellgliedstange 76 mit einem axialen Kanal 98 versehen, der einen Weg für eine Leckage aus dem Raum zwischen den Dichtringen 96 über radial verlaufende Kanäle 100 und der zylindrischen Bohrung 70 zur Verbindung mit der Atmosphäre schafft (siehe Fig.3).The piston assembly 66 generally consists of two parts, a first piston part 90 with the middle Cavity 68 and a second with a plurality of screws 94 screwed piston part 92 to the cylindrical Complete hole 70. To create a KoI-benbanordnung 66, that of the known valve actuator 10 corresponds to the sealing effect, each piston part 90, 92 has a sealing ring 96. Even here the actuator rod 76 is provided with an axial channel 98 which provides a path for leakage from the Space between the sealing rings 96 via radially extending channels 100 and the cylindrical bore 70 for connection creates with the atmosphere (see Fig. 3).
In Fig. 3 und 4 sind die beschriebenen Bauteile aus verschiedenen Sichtwinkeln dargestellt. Weiter ist zum besseren Verständnis des Kraftbegrenzers die Kolbenanordnung 66 in den Fig. 3 und 4 in von Fig. 2 unter-In Fig. 3 and 4, the components described are shown from different angles. Next is to better understanding of the force limiter, the piston assembly 66 in FIGS. 3 and 4 in FIG.
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schiedlichen Stellungen gezeigt. Im folgenden soll dementsprechend jede dieser Fig» zum besseren Verständnis der auf die Kolbenanordnung 66 und den Kolbenkopf 82 wirkenden Kräfte einzeln erläutert werden« In der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet sich das Ventil immer noch in der geschlossenen Stellung, wobei Hydraulikfluid durch eine Eintrittsöffnung 102 dem Inneren des Zylinders 64 zur Erzeugung einer nach oben gerichteten Kraft auf die Kolbenanordnung 66 strömt» Das durch die Öffnung 72 an der Stellgliedstange 76 vorbeifließende Hydraulikfluid wirkt auf die erste Stirnfläche 84 des Kolbenkopfes 82, wobei jedoch die zum Anheben des VentiischließeleHients aus seinem Sitz benötigte Kraft so groß ist„ daß die dafür tatsächliche benötigte Kraft durch die Wirkung des Hydraulikfluids auf die Kolbenanordnung 66 und nicht durch die Wirkung auf den Kolben= kopf 82 erzeugt wirdο Dies hat zum Ergebnis, daß der Kolbenkopf 82 aicial innerhalb der Bohrung 7O direkt an dem Kolbenteil 90 anliegt» Dabei tfird mittels der über den Kolbenkopf 82 und der Stellgliedstange 76 übertragenen Kraft das Ventil geöffnet« Ss ist ersichtlich, daß die auf die Kolbenanordnung 66 wirkende Kraft gleich dem Druck des Hydraulikfluids multipliziert mit der wirksamen Querschnittsfläche der ersten Stirnfläche 74 des Kolbens 66 minus dem Druck des Hochdruckgases in dem Druckspeicher multipliziert mit der effektiven Querschnittsfläche einer zweiten Stirnfläche bzw« Seite der Kolbenanordnung 66 ist. Ähnlich ist die auf den Kolbenkopf 82 aufgrund des Druckfluids wirkende Kraft gleich dem Druck des Druckfluids multipliziert mit der effektiven Querschnittsfläche der ersten Stirnfläche des Kolbenkopfes 82 minus des Drucks fin der bevorzugten Ausführungsfrom der Atmosphärendruck) in der Bohrung 70 multipliziert mit der Querschnittsfläche ei-shown in different positions. In the following, each of these figures will be explained "for a better understanding of the forces acting on the piston arrangement 66 and the piston head 82". In the position shown in FIG. 2, the valve is still in the closed position, with hydraulic fluid flowing through an inlet opening 102 flows through the interior of the cylinder 64 to generate an upward force on the piston assembly 66. The hydraulic fluid flowing through the opening 72 on the actuator rod 76 acts on the first end face 84 of the piston head 82, but with that for lifting the valve closing element out of its seat force required is so great that "the this actual force required wirdο generated by the action of the hydraulic fluid to the piston assembly 66 and not by the action on the piston = head 82. This has the result that the piston head 82 aicial directly within the bore 7O at rests against the piston part 90 »This is done by means of the above de n piston head 82 and the actuator rod 76 transmitted force the valve "open Ss is apparent that the force acting on the piston assembly 66 equal to the pressure of the hydraulic fluid multiplied by the effective cross-sectional area of the first end face 74 of the piston 66 minus the pressure of the high pressure gas in the accumulator multiplied by the effective cross-sectional area of a second end face or side of the piston assembly 66. Similarly, the force acting on the piston head 82 due to the pressurized fluid is equal to the pressure of the pressurized fluid multiplied by the effective cross-sectional area of the first end face of the piston head 82 minus the pressure in the preferred embodiment of the atmospheric pressure) in the bore 70 multiplied by the cross-sectional area e.
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ner zweiten Stirnfläche bzw. Seite 106 des Kolbenkopfes 82. Während der Zuführung des zum anfänglichen öffnen des Ventils erforderlichen Hydraulikfluids ändert sich die Resultierende in jedem Fall in Abhängigkeit von der mittels des Hydraulikfluids aufgebrachten Kraft, d.h., daß die resultierende Kraft auf die Kolbenanordnung grosser ist. Aus diesem Grund wird über die direkte Berührung zwischen der Kolbenanordnung 66 und dem Kolbenkopf 82 die für die anfängliche Öffnung des Ventils benötigte Kraft auf die Ventilspindel übertragen. Wenn jedoch einmal die anfangs erforderliche Öffnungskraft vermindert wird, nimmt der Druck des Hydraulikfluids in ähnlicher Weise ab» wenn sich die Kolbenanordnung 66 axial in dem Zylinder 64 nach oben bewegt. Bei diesen verminderten Druckbedingungen des Hydraulikfluids sind die resultierenden Flächen und Drücke so, daß die hauptsächliche Kraft zur Bewegung der Ventilspindel und des SchlieS-elements an dem Kolbenkopf 32 erzeugt wird. Dementsprechend bewegt sich der Kolbenkopf 82 in der Bohrung 70 zu der in Fig» 3 gezeigten Stellung axial nach oben. Die während dieser Bewegung der Ventilspindel und des Schließelements benötigte Kraft entspricht im allgemeinen der Kraft,, die zur Überwindung der Reibung zwischen der Dichtung und der Ventilspindel auftritt, wenn man annimmt, daß die Strömungsdruckunterschiede relativ gering sind.ner second end face or side 106 of the piston head 82. During the supply of the hydraulic fluid required to initially open the valve, the resultant changes in each case as a function of the force applied by means of the hydraulic fluid, ie the resulting force on the piston arrangement is greater . For this reason, the direct contact between the piston assembly 66 and the piston head 82 transfers the force required to initially open the valve to the valve stem. However, once the initially required opening force is reduced, the pressure of the hydraulic fluid similarly decreases as the piston assembly 66 moves axially upward in the cylinder 64. Under these reduced pressure conditions of the hydraulic fluid, the resulting areas and pressures are such that the main force for moving the valve stem and the closing element is generated on the piston head 32. Accordingly, the piston head 82 moves axially upward in the bore 70 to the position shown in FIG. The force required during this movement of the valve stem and the closing element generally corresponds to the force which occurs to overcome the friction between the seal and the valve stem, assuming that the flow pressure differences are relatively small.
In der in Fig. 3 gezeigten Stellung hat das Hydrauiikfluid die Kolbenanordnung 66 axial in dem Zylinder 64 in Richrung des zweiten Endabschnitts 108 des Zylinders zu einer rückgestellten Stellung des Ventils bewegt. In dieser Stellung kurs vor der Rückstellung erzeugt das Hydraulikfluid immer noch eine Resultierende auf den Kolbenkopf und die Steligliedstange 76, die größer als die auf die Kolbenanordnung 66 wirkende Resultierende ist. Dies hatIn the position shown in Fig. 3, the hydraulic fluid the piston assembly 66 axially in the cylinder 64 in the direction of the second end portion 108 of the cylinder to a reset position of the valve moves. In this position before the reset, the hydraulic fluid is generated still a resultant on the piston head and actuator rod 76 that is larger than that on the Piston assembly 66 is acting resultant. this has
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zum Ergebnis, daß der Kolbenkopf 82 sich imitier noch oben in der zylindrischen Bohrung 70 befindet.with the result that the piston head 82 imitates itself upwards located in the cylindrical bore 70.
Wenn die Aufwärtsbewegung der Stellgliedstange 76 dadurch begrenzt wird, daß das Schließelement gegen den Rückstellsitz anschlägt (siehe Fig.4),steigt der Druck des dem Zylinder 64 zugeführten Hydraulikfluids, wodurch sichergestellt ist, daß eine geeignete Rückstellkraft auf das Ventil aufgebracht wird. Diese Kraft auf dem Kolbenkopf 82 und die Stellgliedstange 76 wird wieder durch die Querschnittsflächen der ersten Stirnfläche 84 des Kolbenkopfes 82, der zweiten Stirnfläche 106 des Kolbenkopfes 82 und die entsprechenden, darauf wirkenden Drücke bestimmt. Der auf den Kolbenkopf 82 von unten wirkendenKraft wirkt die auf die zweite Stirnfläche 104 der Kolbenanordnung 66 wirkende Kraft des Hochdruckgases entgegen, wobei sich jedoch an dem Kolbenkopf 82 eine nach oben wirkende resultierende Kraft einstellt, die die Kolbenanordnung weiter in dem Zylinder 64 nach oben bewegt, bis sie einen Kolbenanschlag 110 am zweiten Ende 108 des Zylinders 64 berührt. When the upward movement of the actuator rod 76 is limited by the closure member against the reset seat strikes (see Fig. 4), the pressure of the cylinder rises 64 supplied hydraulic fluids, thereby ensuring is that a suitable restoring force is applied to the valve. This force on the piston head 82 and the actuator rod 76 is again through the cross-sectional areas the first end face 84 of the piston head 82, the second end face 106 of the piston head 82 and the corresponding pressures acting on it are determined. The force acting on the piston head 82 from below is effective against the force of the high pressure gas acting on the second end face 104 of the piston arrangement 66, however sets an upwardly acting force on the piston head 82, which the piston assembly continues moves upward in the cylinder 64 until it contacts a piston stop 110 at the second end 108 of the cylinder 64.
Die bevorzugte Ausführungsform des Kraftbegrenzers 6O kann grundsätzlich unabhängig von der Ventilgröße für alle Ventile verwendet werden, im vorliegenden Fall wird sie jedoch für Kugelventile und Absperrschieber zwischen 15,24 cm bis 81,28 cm beschrieben. Zum besseren Verständnis sollen einige Prameter einer typischen Ventilanordnung angegeben werden. Man fand z.B., daß für ein 40,64 cm Absperrschieber die Rückstellkraft sich zwischen 4988,7 kg und 5448,2 kg liegt. Ein hydraulisches System zur Bedienung eines 40,64 cm Absperrschiebers arbeitet bei einem Druck von 316 kg/cm2. Dieser Druck ist ausreichend, um eine Öffnungskraft (das ist die Kraft, die notwendig ist, umThe preferred embodiment of the force limiter 6O can in principle be used for all valves regardless of the valve size, but in the present case it is described for ball valves and gate valves between 15.24 cm to 81.28 cm. For a better understanding, some parameters of a typical valve arrangement are given. For example, it was found that the restoring force for a 40.64 cm gate valve is between 4988.7 kg and 5448.2 kg. A hydraulic system for operating a 16 inch gate valve operates at a pressure of 316 kg / cm 2 . This pressure is sufficient to generate an opening force (this is the force that is necessary to
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den Schieber anfangs aus dem Sitz zu bewegen) in einem Bereich von 58957kg bis 63492 kg zu schaffen. Man sieht, daß ein hydraulisches System, das eine Zugkraft von dieser Größe auf die Stellgliedstange aufbringt,für die Rückstellung nicht geeignet ist. Eine derartige Kraft wird daher verwendet, wenn sich die Bauteile des Stellglieds in der in Fig. 2 gezeigten Stellung befinden.Wenn jedoch das Ventil wie in Fig. 4 rückgestellt ist, wird die Kolbenanordnung 66 gegen den Kolbenanschlag 110 mittels des Hydraulikfluids gehalten, das eine wesentlich höhere nach oben gerichtete Kraft auf die Kolbenanordnung 66 als das Hydrauliköl erzeugt, wenn es unabhängig auf dem Kolbenkopf 82 wirkt. In diesem Zustand erzeugt das Hydraulikfluid auf den Kolbenkopf 82 einen Druck, der einem vorbestimmten Fluiddruck, dem Atmosphärendruck in dieser Ausführungsform, entgegengesetzt ist, um eine maximale Zugkraft auf die Stellgliedstange 76 aufzubringen, die wesentlich geringer ist, als die das hydraulische System erzeugen kann und auch tatsächlich während des anfänglichen öffnens des Ventils erzeugt.initially moving the slider out of the seat) in a range of 58957kg to 63492 kg. One sees, that a hydraulic system that applies a tensile force of this magnitude to the actuator rod, for the Provision is not suitable. Such a force is therefore used when the components of the actuator in the position shown in Fig. 2. If however, the valve is reset as in Fig. 4, the piston assembly 66 is against the piston stop 110 by means of the hydraulic fluid is maintained, which creates a much higher upward force on the piston assembly 66 as the hydraulic oil when it acts independently on the piston head 82. In this state, that creates Hydraulic fluid to the piston head 82 a pressure which is a predetermined fluid pressure, the atmospheric pressure in this embodiment, is opposite to one apply maximum tensile force to the actuator rod 76, which is much less than the hydraulic system can generate and actually during of the initial opening of the valve.
Die besonderen Abmessungen und Querschnittsflächen der verschiedenen oben erwähnten Flächen müssen entsprechend den besonderen Anforderungen an das Ventil mit dem das Ventilstellglied verbunden wird, bestimmt werden. Es muß daher für jedes Ventil der Kraftbegrenzer besonders in Abhängigkeit von den zu erwartenden zur öffnung des Ventils, zur Rückstellung des Ventils und zum schnellenThe particular dimensions and cross-sectional areas of the different surfaces mentioned above must be according to the special requirements of the valve with the das Valve actuator is connected to be determined. The force limiter must therefore be used for each valve, especially in Depending on the expected opening of the valve, resetting of the valve and rapid
Schließen des Ventils erforderlichen Kräften,ausgelegt werden. Closing the valve forces required to be interpreted.
Man sieht, daß der Kraftbegrenzer 60 zur Begrenzung der während des Rückstellvorgangs auf eine Stellgliedstange aufgebrachtenZugkraft geeignet ist,und daß er ebenfalls eine Leckagesicherung der oben beschriebenen ArtIt is seen that the force limiter 60 for limiting the suitable tensile force applied during the reset operation to an actuator rod, and in that e r also leakage security of the type described above
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schafft, die verhindert, daß das Hydraulikfluid durch beide Dichtungen 96 in das Innere 46 des Druckspeichers 38 gelangt. Um die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung noch besser darzulegen, soll gezeigt werden, daß auch andere Einrichtungen für die Verbindung des Fluiddrucks von einer äußeren Quelle zur geeigneten Aufbringung einer Kraft auf den Kolbenkopf 82 vorgesehen sein können.creates that prevents the hydraulic fluid from passing through Both seals 96 enter the interior 46 of the pressure accumulator 38. To the applicability of the present invention To better illustrate, it is to be shown that other means for connecting the fluid pressure from an external source for the appropriate application of force to the piston head 82 can.
In Fig. 5 ist ein anderes Stellglied 120 dargestellt, das Hochdruckfluid und Hochdruckgas in einem Druckspeicher 122 in der im allgemeinen bisher beschriebenen Weise verwendet. Das Ventilstellglied 120 verwendet jedoch ein Paar Kolben 124, 126, die unabhängig, gleitend innerhalb eines Zylinders 28 angeordnet sind. Während des normalen Betriebs bewegen sich die Kolben innerhalb des Zylinders 28, wobei ein Hydraulikfluid eine erste Stirnfläche bzw. Seite 130 des Kolbens 124 und das Hochdruckgas auf eine erste Stirnfläche bzw. Seite 132 des Kolbens 126 über Eintrittsöffnungen 134 wirkt, die sich durch einen fest an dem Ende des Zylinders 128 befestigten Deckel bzw. Abschlußeinrichtung 136 erstrekken. In Fig. 5, another actuator 120 is shown, the high pressure fluid and high pressure gas in an accumulator 122 in the generally described manner so far Way used. The valve actuator 120, however, uses a pair of pistons 124, 126 that are independent, sliding are arranged within a cylinder 28. During normal operation, the pistons move within of the cylinder 28, with a hydraulic fluid having a first end face or side 130 of the piston 124 and the high pressure gas acts on a first end face or side 132 of the piston 126 via inlet openings 134, which is held by a fixed to the end of the cylinder 128 attached cover or closure device 136 extend.
Dieses Ventilstellglied 120 weist jedoch eine Konstruktion auf, mit der das Ventil mittels Hydraulikfluid für den Fall geschlossen werden kann, wenn der Druckspeicher 122 ein Leck oder einen Riss aufweisen sollte, wodurch der Druck des Hochdruckgases auf ein Niveau abfallen würde, der ein Schließen des Ventils nicht mehr möglich machen würde.However, this valve actuator 120 has a construction on, with which the valve can be closed by means of hydraulic fluid in the event that the pressure accumulator 122 should have a leak or crack, causing the pressure of the high pressure gas to drop to a level that would no longer make it possible to close the valve.
Zu diesem Zweck weist das Stellglied 120 ein an dem Dekkel 136 angeordnetes rohrförmiges Gehäuse 138 auf, dasFor this purpose, the actuator 120 has a on the lid 136 arranged tubular housing 138, the
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sich in den oberen Abschnitt des Druckspeichers 122 erstreckt. Das rohrförmige Gehäuse 138 hat ein bis über den Druckspeicher 122 hinausgehendes äußeres Anschlußstück 140/ das mit einem Rohrleitunssystem verbunden ist, das zur Atmosphäre hin entlüftet werden kann. Der Kolben 126 weist weiter ein sich von seiner ersten Seite 132 erstreckendes hohles Rohr 142 auf/ das im Innern des rohrförmigen Gehäuses 138 aufgenommen wird. Zwischen dem rohrförmigen Gehäuse 138 und dem hohlen , Rohr 142 ist zur Abdichtung in dem Deckel 136 eine Dichtung 144 vorgesehen, die eine abdichtende, gleitende Berührung zwischen dem hohlen Rohr 142 und dem rohrförmigen Gehäuse 138 erlaubt. Das hohle Rohr 142 ist von ausreichender Länge, um diese Berührung während der gesamten axialen Bewegung des Kolbens 126 beizubehalten.extends into the upper portion of the accumulator 122. The tubular housing 138 has a to Outer connecting piece 140 extending beyond the pressure accumulator 122 / connected to a pipeline system that can be vented to the atmosphere. The piston 126 further differs from its first Side 132 extending hollow tube 142 on / which is received in the interior of the tubular housing 138. Between the tubular housing 138 and the hollow tube 142 is a seal in the cover 136 for sealing 144 provided, the sealing, sliding contact between the hollow tube 142 and the tubular Housing 138 allowed. The hollow tube 142 is of sufficient length to maintain this contact throughout axial movement of the piston 126 to maintain.
In zumindest einer der sich berührenden Oberflächen der Kolben 124, 126 ist eine sich radial erstreckende Nut 146 vorgesehen. Somit kann, wenn kein Hochdruckgas zum Schließen des Ventils zur Verfügung steht, Hydraulikfluid dem rohrförmigen Gehäuse 138 über den Anschlußstutzen 140 zugeführt werden. Das Hydraulikfluid gelangt durch das Innere des Rohres 142 und kann auf die obere Stirnfläche des Kolbens 124 einwirken. Der Kolben 126 wird fest gegen den Deckel 136 gehalten und der Kolben 124 wird zum Schließen des Ventils nach unten bewegt, wenn das Hochdruckfluid zwischen die Kolben 124, 126 gelangt.A radially extending groove 146 is provided in at least one of the contacting surfaces of the pistons 124, 126. Thus, when no high pressure gas is available to close the valve, hydraulic fluid can be supplied to the tubular housing 138 via the connecting piece 140. The hydraulic fluid passes through the interior of the tube 142 and can act on the upper end face of the piston 124. The piston 126 is held firmly against the cover 136 and the piston 124 is moved downward to close the valve when the high pressure fluid passes between the pistons 124, 126.
Man sieht, daß mit dem Stellglied 120 auch dann ein Ventil geschlossen werden kann, wenn kein Hochdruckgas vorhanden ist, und wenn eine Stellgliedstange fest an dem Kolben 124 in einer Art und Weise befestigt ist, in der die vorliegende Erfindung keine Anwendung findet.It can be seen that the actuator 120 is then also a valve can be closed when there is no high pressure gas and when an actuator rod is stuck to the Piston 124 is attached in a manner in which the present invention has no application.
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In dem in Fig. 5 gezeigten Ventilstellglied ist jedoch ein Kraftbegrenzer 150 in dem Kolben 124 eingebaut, der eine Stellgliedstange 152 mit einem vergrößerten Kolbenkopf 154 aufweist. Der Kolbenkopf 154 ist dichtend und gleitbar in einer zylindrischen Bohrung 156 des Kolbens 124 angeordnet, der an seiner ersten Seite 130 eine kleinere öffnung 158 aufweist. Während des normalen Betriebs ist das mit dem Anschlußstutzen 140 verbundene Rohrleitunssystem zur Atmosphäre hin entlüftet, so daß der Raum zwischen den mit den Kolben 124, 126 verbundenen Dichtringen für eine mögliche Leckage entlüftet ist, so daß atmosphärischer Druck auf die obere Stirnfläche bzw. Seite 160 des Kolbenkopfes 154 wirkt. Die relative Anordnung des Kolbenkopfes 154 innerhalb der zylindrischen Bohrung 156 ist während der Bewegung der Kolben 124, 126 die gleiche, wie sie in der in Verbindung mit der in Fig. 2-4 beschriebenen Ausfuhrungsform gezeigt wurde.In the valve actuator shown in Fig. 5, however, a force limiter 150 is installed in the piston 124, the an actuator rod 152 with an enlarged piston head 154. The piston head 154 is sealing and slidably disposed in a cylindrical bore 156 of the piston 124, which on its first side 130 a has smaller opening 158. During normal operation, this is connected to the connection piece 140 Pipeline system vented to the atmosphere, so that the space between those connected to the pistons 124, 126 Sealing rings for a possible leakage is vented, so that atmospheric pressure on the upper end face resp. Side 160 of the piston head 154 acts. The relative arrangement of the piston head 154 within the cylindrical Bore 156, during movement of pistons 124, 126, is the same as that in that in connection with that of FIGS. 2-4 described embodiment was shown.
Wenn kein Hochdruckgas dem Stellglied 120 zur Verfügung steht, kann das Ventil durch Schließen der mit dem Anschlußstutzen 140 verbundenen Entlüftung geschlossen werden, indem man Hydraulikfluid dem rohrförmigen Gehäuse 138 zuführt. Durch das zwischen die Kolben 124 und 126 gelangende Hydraulikfluid wird der Kolben 128 zum Schließen des Ventils axial verschoben. Das Hydraulikfluid bewirkt, daß der Kolben 124 in Bezug auf den Kolbenkopf 154 nach unten bewegt wird, wodurch ein in der Bohrung 156 eingeschraubterAnschlagskragen 170 mit dem Kolbenkopf 154 in Berührung kommt und auf den Kolbenkopf 154 und die Stellgliedstange 152 eine zum Schliessen des Ventils ausreichende Kraft ausübt.When no high pressure gas is available to actuator 120 stands, the valve can be closed by closing the vent connected to the connecting piece 140 by supplying hydraulic fluid to the tubular housing 138. By between the pistons 124 and 126 reaching hydraulic fluid is the piston 128 to Closing the valve shifted axially. The hydraulic fluid causes the piston 124 with respect to the piston head 154 is moved downwards, whereby a stop collar 170 screwed into the bore 156 with the Piston head 154 comes into contact and on the piston head 154 and the actuator rod 152 exerts sufficient force to close the valve.
Durch die gezeigten zwei Anwendungsbeispiele der Erfindung in Stellgliedern, die mit einem Hydraulikfluid undWith the two examples of application of the invention shown in actuators that operate with a hydraulic fluid and
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einem Hochdruckgas arbeiten, soll gezeigt werden, daß ebenso andere Stellglieder in geeigneter Weise mit dem Kraftbegrenzer verbunden werden können. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Kraftbegrenzer in ähnlicher Weise zur Begrenzung der auf die Stellgliedstange während der Rückführung aufgebrachten Zugkraft bei einem Stellglied verwendet werden, das einfach einen Hydraulikzylinder aufweist, dem wahlweise Hydraulikfluid von entgegengesetzten Seiten eines in dem Zylinder angeordneten Kolbens zugeführt wird. Es ist verständlich, daß sogar dann, wenn Hydraulikfluid von beiden Seiten des Kolbens zugeführt wird, ein mittlerer Hohlraum vorgesehen sein kann, der zur Atmosphäre hin entlüftet ist, um den auf die Stellgliedstange wirkenden Betrag der Zugkraft zu regeln, wenn der Kolben kraftschlüssig an einem Zylinderendanschlag in der Richtung zum öffnen des Ventils zur Anlage kommt.work a high pressure gas, it should be shown that other actuators in a suitable manner with the Force limiters can be connected. For example the force limiter according to the invention can be similar Way to limit the tensile force applied to the actuator rod during return at a Actuator can be used, which simply has a hydraulic cylinder, the optional hydraulic fluid from opposite Pages of a piston arranged in the cylinder is supplied. It is understandable that even then when hydraulic fluid from both sides of the piston is supplied, a central cavity can be provided, which is vented to the atmosphere to the on the actuator rod acting to regulate the amount of tensile force when the piston frictionally engages a cylinder end stop comes to rest in the direction of opening the valve.
Bei der bevorzugten Ausführungsform bestand die Quelle des dem Kolbenkopf zugeführten Fluiddrucks aus Luft von atmosphärischem Druck; es ist jedoch verständlich, daß irgendein anderes System mit einem vorbestimmten Gas- oder Fluiddruck zur Erzielung der gleichen Ergebnisse verwendet werden kann.In the preferred embodiment, the source of fluid pressure supplied to the piston head was air from atmospheric pressure; however, it is understood that any other system with a predetermined Gas or fluid pressure can be used to achieve the same results.
Es wird ein Kraftbegrenzer für eine Stellgliedstange eines Ventils beschrieben, bei dem ein Hydraulikfluid wahlweise einem Zylinderraum zu- bzw. von ihm abgeführt wird, wobei der Zylinderraum von einer ersten Seite eines Kolbens begrenzt wird, und der Kolben mit der Stellgliedstange verbunden ist, wobei ein Hochdruckgas aus einem auf dem Zylinder befestigten Druckspeicher entgegengesetzt auf eine zweite Seite des Kolbens wirkt.A force limiter for an actuator rod of a valve is described in which a hydraulic fluid is optionally supplied to or discharged from a cylinder space, the cylinder space from a first side a piston is limited, and the piston is connected to the actuator rod, with a high pressure gas acts in the opposite direction from a pressure accumulator attached to the cylinder on a second side of the piston.
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öffnung an der ersten Seite verengt, in der die Stellgliedstange gleitend aufgenommen ist. Die Stellgliedstange erstreckt sich von der ersten Seite des Kolbens durch eine öffnung an dem ersten Endabschnitt des Zylinders, um außerhalb des Zylinders mit einer Ventilspindel verbunden zu werden. Ein vergrößerter Kolbenkopf ist mit einer ersten Seite am anderen Ende der Stellgliedstange befestigt und im Inneren der zylindrischen Bohrung in gleitender, abdichtender Berührung mit dem Innern der Bohrung angeordnet. Die Bohrung ist mit dem atmosphärischen Druck verbunden und wirkt auf die zweite Seite des Kolbenkopfes. Das Hydraulikfluid erzeugt auf die erste Seite des Kolbenkopfes einen Druck, der dem atmosphärischen Druck auf der zweiten Seite entgegengesetzt ist, um eine maximale Zugkraft auf die Stellgliedstange auszuüben, wohingegen, wenn der Kolben gegen den Kolbenanschlag an der zweiten Seite des Zylinders mittels des Hydraulikfluids anliegt, eine Kraft auf den Kolben ausgeübt wird, die größer als die maximale auf die Stellgliedstange ausgeübte Zugkraft ist.opening narrowed on the first side, in which the actuator rod is added on a sliding basis. The actuator rod extends from the first side of the piston through an opening at the first end portion of the cylinder, to be connected to a valve spindle outside the cylinder. An enlarged piston head has a first side attached to the other end of the actuator rod and inside the cylindrical one Bore arranged in sliding, sealing contact with the interior of the bore. The hole is with connected to atmospheric pressure and acts on the second side of the piston head. The hydraulic fluid is generated on the first side of the piston head a pressure which is opposite to the atmospheric pressure on the second side is to maximize pulling force on the actuator rod exercise, whereas when the piston means against the piston stop on the second side of the cylinder of the hydraulic fluid is applied, a force on the piston that is greater than the maximum tensile force exerted on the actuator rod.
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