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Vorrichtung zum elektrischen Antrieb für Ventile
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Antrieb für
Ventile mit einem an einem Elektromotor angekuppelten Getriebe, bei dem das Getriebe
mittels einer Halterung am Ventilgehäuse befestigt und die Abtriebswelle des Getriebes
an die Ventilspindel angekuppelt ist.
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Solche elektrischen Ventilantriebe sind insbesondere für das frnen
und Schließen von Dosierventilen, wie sie z.B.
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in Hydrieranlagen für die Zudosierung von Wasserstoff oder auch in
Laboranlagen verwendet werden, bekannt. Der Elektromotor und das Getriebe sind dabei
zu einer Antriebseinheit zusammengeflanscht und die Abtriebswelle des Getriebes
ist kraftschlUssig mit der Ventilspindel verbunden.
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Bei solchen Ventilantrieben ist es schwierig, eine optimale Anpassung
an die Regelstrecke zu erreichen, da die Getriebe nicht ohne weiteres austauschbar
sind. Darüber hinaus ist eine genaue Einstellung der Ventilöffnung dadurch erschwert,
daß zumindest ein geringes Nachlaufen des Elektromotors nach Abschaltung immer gegeben
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zum elektrischen Antrieb fUr Ventile anzugeben, die unter Verwirklichung
eines möglichst einfachen Aufbaus eine äußerst hohe Betriebssicherheit und eine
äußerst genaue Einstellung der Ventilöffnung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterung
so ausgebildet ist, daß das Getriebe mit Abstand von der Ventilspindel angeordnet
ist, und daß zwischen Abtriebswelle des Getriebes und Ventilspindel eine Verbindungswelle
mit Handantrieb angekuppelt ist.
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Mit dem Handantrieb ist es möglich, bei ausgeschaltetem Antriebsmotor
jede beliebige Ventilstellung genau einzuregulieren, so daß Feineinstellungen des
Ventils, die insbesondere im Laborbetrieb häufig notwendig sind, ohne Schwierigkeiten
durchführbar sind.
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Vorteilhafterweise ist dabei die Halterung so aufgebaut, daß diese
ein liegend angeordnetes U-Profil aufweist und der untere Schenkel des U-Profils
mit einer Bohrung auf das Gehäuse der Stopfbuchspackung der Ventilspindel aufgesetzt
und dort befestigt ist und der obere Schenkel des Profils als Träger für das Getriebe
ausgebildet ist. Damit kann trotz des zusätzlichen Handantriebs eine kurze Bauhöhe
und insgesamt ein geringer Platzbedarf der vollständigen Antriebseinheit erreicht
werden. Dabei ist die Befestigung der Halterung am Ventilgehäuse durch das Aufsetzen
des unteren Schenkels mit einer Bohrung auf das Gehäuse der Stopfbuchspackung und
beispielsweise durch das anschließende Festklemmen des Schenkels am Ventilgehäuse
mit Hilfe einer auf das Gehäuse der Stopfbuchspackung aufgeschraubten Uberwurfmutter
denkbar einfach und sicher. Außerdem ergibt sich durch die Ausbildung des oberen
Schenkels des U-Profils als Träger für das Getrie-
be die Mdglichkeit,
dieses leicht und schnell auszuwechseln, so daß durch ein einfaches Austauschen
der Getriebe eine optimale Anpaßung des Ventilantriebs an die Regelstrecke erreicht
werden kann.
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Um auch bei im Betrieb befindlichem Antrieb eine Eingriffsmöglichkeit
von Hand zu haben und somit eine bestimmte Ventilstellung entweder kurzfristig festzuhalten
oder auch bis zur Abschaltung des Motors fixieren zu kennen, ist es desweiteren
vorteilhaft, wenn der Handantrieb mit der Verbindungswelle über eine Rutschkupplung
und mit der Ventilspindel kraftschlüssig gekuppelt ist. Darüber hinaus kann diese
Rutschkupplung als Uberlastungsschutz dienen, so daß ein Durchbrennen des Elektromotors
bei fehlerhafter Motorabschaltung in den Endstellungen des Ventils weitgehend ausges
flossen ist.
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Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit und zur einfachen Bedienbarkeit
des Ventilantriebs ist es außerdem zweckmäßig, wenn die Verbindungswelle ein Außengewinde
aufweist, dem Außengewinde eine Mutter mit Kontakthebel zugeordnet ist, der Kontakthebel
mit einer zwischen den beiden Schenkeln des U-Profils angeordneten Führungsbahn
in Eingriff steht und der Führungsbahn Endschalter zur Abschaltung des Elektromotors
zugeordnet sind. Die Motorabschaltung an den Enstellungen des Ventils erfolgt auf
diese Weise automatisch, so daß jeweils nur Steuerimpulse für den Anlauf des Motors
zu geben sind.
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Werden die Endabschalter höhenverstellbar an der Halterung befestigt,
kann zusätzlich die Endabschaltung des Ventils in jeder beliebigen Stellung des
Ventils erfolgen.
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Ist ein solcher Kontakthebel für die Endabschalter vorhanden, kann
der Kontakthebel mit Vorteil mit dem Schleifkontakt eines Potentiometers verbunden
und das Potentiometer an ein Anzeigegerät zur Rückmeldung der Ventilstellung angeschlossen
sein. Die jeweilige Ventilstellung kann dann auf einfache
Weise
auf dem Anzeigegerät abgelesen werden, wodurch die Dosierbarkeit der mit dem Ventil
zu regulierenden Strdme erhöht wird.
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Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum elektrischen
Antrieb für Ventile werden anhand eines in der Zeichnung im Querschnitt schematisch
dargestellten AusfUhrungsbeispiels näher erläutert.
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In der Figur ist mit 1 das nur ausschnittsweise dargestellte Gehäuse
eines Dosierventils, wie es beispielsweise in Laboranlagen Verwendung findet, mit
2 die Ventilspindel, mit 13 eine auf das Ventilgehäuse 1 aufgesetzte Halter ng und
mit 4 eine von der Halterung 13 getragene Motorantriebseinheit für die Ventilspindel
2 bestehend aus Elektromotor 5 und Untersetzungsgetriebe 6 bezeichnet. Zwischen
der Abtriebswelle 7 des Untersetzungsgetriebes 6 und der Ventilspindel 2 ist eine
Verbindungswelle 8 mit Handantrieb 9 angekuppelt, wobei die Abmessungen der Halterung
13 zur Aufnahme der Verbindungswelle 8 und des Handantriebs 9 entsprechend ausgelegt
sind.
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Zweckmäßigerweise besteht die Halterung 13 aus einem U-Profil, dessen
Schenkel 14, 15 im rechten Winkel zur Achse der Ventilspindel 2 angeordnet sind,
wobei der untere Schenkel 14 mit einer Bohrung auf das Gehäuse 3 der Stopfbuchspackung
der Ventilspindel 2 aufgesetzt und mittels einer auf das Gehäuse 3 der Stopfbuchspackung
aufgeschraubten Mutter 3a am Ventilgehäuse 1 befestigt sein kann, während der obere
Schenkel 15 als Träger für das Untersetzungsgetriebe 6 der Motorantriebseinheit
4 ausgebildet und mit geeigneten Befestigungselementen für das Untersetzungsgetriebe
6, wie beispielsweise mit Spannbügeln zum schnellen Auswechseln des Untersetzungsgetriebes
6, ausgerüstet sein kann. Die Verbindungswelle 8 mit dem Handantrieb 9 ist dann
am offenen Ende des
U-Profils zwischen dem oberen und unteren Schenkel
14, 15 angeordnet. Zur Sicherstellung einer genügenden Stabilität der Halterung
13 sind am unteren und oberen Schenkel 14, 15 des U-Profils Seitenwände 16 befestigt,
die so ausgeschnitten sind, daß der Handantrieb 9 an der offenen Seite des U-Profils
ohne weiteres bedienbar ist.
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Der Handantrieb 9 ist, um eine Eingriffsmöglichkeit von Hand während
im Betrieb befindlicher Motorantriebseinheit 4 zu erhalten, mit der Verbindungswelle
8 huber eine Rutschkupplung 10 gekuppelt, während die Verbindungswelle 8 kraftschlüssig
mit der Abtriebswelle 7 des Untersetzungsgetriebes 6 und der Handantrieb 9 kraftschlüssig
mit der Ventilspindel 2, beispielsweise jeweils mit Hilfe eines Splintes, gekuppelt
ist.
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Zur Endabschaltung des Elektromotors 5 in Offen- oder Schließstellung
des Ventils ist die Verbindungswelle 8 mit einem Außengewinde versehen, der eine
Mutter 11 mit Kontakthebel 12 zugeordnet ist. Der Kontakthebel 12 ist in einem als
Führungsbahn 17 ausgebildeten, senkrechten Schlitz eines auf dem senkrechten Teil
der Halterung 13 mit Abstandshaltern 18 montierten Bleches 19 geführt, so daß bei
einer Drehbewegung der Verbindungswelle 8 die Mutter 11 mit dem Kontakthebel 12
aufwärts- oder abwärts gedreht wird. Am oberen und unteren Ende der Führungsbahn
17 sind Endschalter 20, 21 angebracht, die bei BerUhrung durch den Kontakthebel
12 den Elektromotor 5 der Motorantriebseinheit 4 abschalten.
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Zusätzlich kann der Kontakthebel 12 mit dem Schleifkontakt eines Potentiometers
22 in Eingriff stehen, das in Verlängerung des Kontakthebels 12 auf der Länge der
Rührungsbahn an 17 an der Halterung 13 befestigt und ein geeignetes Anzeigegerät
angeschlossen ist. Mit Hilfe des Pontiometers 22 kann dann die Stellung der Ventilöffnung
an dem Anzeigegerät ab-
gelesen werden.
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Als Antriebseinheit 4 werden zweckmäßigerweise handelsUbliche, in
zwei Drehrichtungen laufende Synchrongetriebemotoren mit angeflanschtem Untersetzungsgetriebe
verwendet, die beispielsweise eine Aufnahmeleistung von 2 VA und eine umschaltbare
Anschlußspannung von 24, 48, 110 oder 220 Volt aufwei-' sen.
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Da die vorstehende Beschreibung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
nur beispielhaft ist, können im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch andere
Ausbildungsformen Anwendung finden. Beispielsweise kann die Halterung so aufgebaut
sein, daß die Schenkel des U-Profils parallel zur Achse der Ventilspindel angeordnet
stehen und daß zwischen den beiden Schenkeln Bleche eingeschweißt sind, von denen
das unter mit einer Bohrung auf das Gehäuse der Stopfbuchspackung der Ventilspindel
aufgesetzt und das obere als Träger für die Motorantriebseinheit ausgebildet ist.
Andere Ausbildungsformen sind ebenso möglich.