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Representative before the European Patent Office Mandataire agréé près l'Office
européen des brevets Stellventil Die Erfindung betrifft ein SteLLventil, dessen
Verschlußstück als Ventilkolben oder Ventilkegel ausgebildet und mittels einer Spindel
an einen Ventilsitz andrückbar und von dort abhebbar ist.
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Mit der Erfindung soll ein automatisches Stellventil geschaffen werden,
welches aufgrund elektrischer Signale sich automatisch schließen läßt oder seinen
öffnungsgrad an den zeitlich veränderlichen Bedarf an durchströmendem Medium
anpaßt.
Bei Verwendung eines solchen Stellventils soll beispielsweise der Durchfluß des
Mediums reduziert werden, um in diesem auf der Austrittsseite eine vorgegebene Energiemenge
nicht zu überschreiten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem von
dem Ventilkolben abgewandten Ende der Spindel eine an einen Haftmagneten anlegbare
Ankerplatte befestigt ist, wobei der Haftmagnet gegenüber der Spindel in Richtung
der Spindelachse über einen Stellantrieb verstellbar ist.
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Bevorzugt ist die Anordnung des Haftmagneten gegenüber der Ankerplatte
mit Hilfe eines Gerüstes durchgeführt, welches aus einem unteren Flansch, einem
oberen Flansch, mehreren die Flansche verbindenden Säulen und einem am Deckel des
Ventilgehäuses befestigten Verbindungsteil für den unteren Flansch besteht, wobei
das mit der Ankerplatte versehene Ende der Spindel durch das Verbindungsteil hindurch
in das Gerüst hineinragt.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen
enthalten. Der Schutzumfang erstreckt sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale,
sondern auch auf deren Kombination.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen senkrechten Schnitt
durch das Stellventil im geschlossenen Zustand.
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Das Stellventil ist als Durchgangsventil mit einem Ventilgehäuse 10
ausgebildet, das einen Zuflußraum 11 und einen Abflußraum 12 aufweist, die sich
z.B. an waagereehte Leitungen anschließen lassen. In der Mitte des Ventilgehäuses
10 befindet sich ein Ventilsitz 13, an dem ein Ventilkolben 14 längs dessen senkrechter
Achse andrückbar ist. Der Ventilkolben 14 befindet sich am unteren Ende einer senkrechten
Spindel 15> die innerhalb des Ventilgehäuses 10 von einer Druckfeder 16 beaufschlagt
ist. Die Druckfeder 16 stützt sich mit ihrem unteren Ende an einem an der Spindel
15 befestigten Flansch 17 und mit ihrem oberen Ende an einem Verbindungsteil 18
ab, welches in den oberen Deckel 19 des Ventilgehäuses 10 eingeschraubt ist und
die Spindel 15 umgibt, wobei es unter Zwischenschaltung einer Dichtung 20 das Ventilgehäuse
10 nach oben dicht abschließt, Oberhalb des Deckels 19 ragt die Spindel 15 in ein
Gerüst 21 hinein, wo an der Spindel ein Ende eines Schwenkhebels 23 angreift, der
an dem Gerüst 21 gelagert ist und dessen freies Ende einen Betätigungsknopf 24 aufweist.
Mit Hilfe des Schwenkhebels 23 läßt sich die Spindel 15 in axialer Richtung anheben.
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umgeben Das Gerüst 21 ist von einem Schutzmantel 22 / und besteht
aus einem waagerechten unteren Flansch 25, einem dazu parallelen oberen Flansch
26 und mehreren, diese Flansche miteinander verbindenden Säulen 27 und 28. Der untere
Flansch
25 ist auf das Verbindungsteil 18 aufgesetzt und dort mit einer Mutter 29 befestigt.
Das Gerüst 21 ist somit starr mit dem Ventilgehäuse 10 verbunden.
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Innerhalb des Gerüstes 21 ist ein von dem oberen Flansch 26 mittelbar
gehaltener Haftmagnet 30 angeordnet, der als Elektromagnet ausgeführt ist und mit
einer Ankerplatte 31 zusammenwirkt, die zwischen dem Haftmagneten 30 und dem unteren
Flansch 25 am oberen Ende der Spindel 15 befestigt ist. Um diese3Befestigung durchführen
zu können, kann der obere Teil der Spindel 15 mit einem Außengewinde versehen sein,
auf welches die Ankerplatte 31 mit ihrem Innengewinde aufgeschraubt sein kann. Die
Stellung der Ankerplatte 31 läßt sich somit längs der Spindel 15 geringfügig verändern.
Sie kann durch eine Kontermutter 32 festgelegt sein, die auf die Spindel 15 aufgeschraubt
und an die Ankerplatte 31 angezogen wird.
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Im geschlossenen Zustand des Stellventils drückt die Druckfeder 16
die Spindel an den Ventilkolben 14 und damit diesen an den Ventilsitz 13 an. Die
Ankerplatte 31 ist dann von dem Haftmagneten 30 entfernt angeordnet. Durch Herunterdrücken
des Schwenkhebels 23 läßt sich die Spindel 15 längs ihrer Achse anheben. Dabei wird
gleichzeitig der Ventilkolben 1l vom Ventilsitz 13 abgehoben und das Stellventil
geöffnet. Die Ankerplatte 31 liegt im geöffneten Zustand an dem Haftmagneten 30
an und wird von diesem magnetisch gehalten, wenn der Haftmagnet 30 von einem Strom
durchflossen wird. Sobald dieser Strom abgeschaltet wird, fällt das Magnetfeld zusammen,
so daß die Ankerplatte 31 nicht mehr von der magnetischen Kraft des Haftmagneten
30 an diesem gehalten wird. Die Kraft der Druckfeder 16 zieht nun die Spindel 15
nach unten und
drückt den Ventilkolben 14 auf seineii Ventilsitz
13, so daß das Stellventil geschlossen ist.
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Um das Stell ventil zu öffnen muß entweder die Spindel 15 mit Hilfe
des Schwenkhebels 23 angehoben werden, bis die Ankerplatte 31 an dem stromdurchflossenen
Haftmagneten 30 anliegt, oder der Haftmagnet 30 wird mit Hilfe eines ihn haltenden
Stellantriebes 33 bis zur Ankerplatte 31 heruntergefahren und anschließend mit dieser
wieder heraufgefahren. Der öffnungsgrad des Ventils hängt dabei von der Stellung
des Haftmagneten 30 ab. Als AntriebsmaH schine kann ein hydraulischer Antrieb, ein
pneumatischer Antrieb oder ein Elektromotor 34 für den Stellantrieb 33 verwendet
werden. Dieser wirkt auf ein Getriebe 35 9 welches seine Drehbewegung auf eine senkrechte
Gewinde spindel 36 überträgt. Bei Ausfall des Elektromotors 34 oder der ersatzweise
verwendeten Antriebsmaschinen kann der Stellantrieb mit Hilfe eines Handrades 37
manuell betätigt werden.
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Der StAlantrieb 33 ist an der I.ußenseite des oberen Flansches 26
des Gerüstes 21 angeflanscht Dabei ragt seine senkrechte Gewindespindel 36 durch
eine in dem oberen Flansch 26 angeordnete zentrale Bohrung 38 hindurch in das Innere
des Gerüsts 21 Dort ist auf die Gewindespinde] 36 eine mit dem Haftmagneten 30 verbundene
Verstellmutter 39 aufgeschraubt. Über ein VerbindungsstUck 40 ist die Verstellmutter
39 mit Hilfe von Schrauben 41 und 42 an dem Haftmagneten 30 angeschraubt. Ein an
dem Verbindungsstück 40 befestigter, waagerecht abstehender Ausleger 43 umgibt mit
seinem freien gabelförmig ausgeführten Ende teilweise eine der senkrechten Säulen
28 des Gerüsts 21 und verhindert auf diese Weise eine Drehung
der
Verstellmutter 39 mit dem Verbindungsstück 40 und dem Haftmagneten 30 um die Längsachse
der Gewindespindel 36.
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Die Drehung der Gewindespindel 36 bewirkt somit ein senkrechtes Verschieben
des Haftmagneten 30. Durch Anderung der Drehrichtung der Gewindespindel 36 ändert
sich auch die Verschieberichtung des Haftmagneten 30.
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Der Ausleger 43 ist gleichzeitig für die Betätigung eines unteren
Endschalters 44 und eines oberen Endschalters 45 vorgesehen, die an der Säule 28,
die von dem Ausleger 43 teilweise umgeben wird, befestigt sind. Diese Endschalter
44 und 45 begrenzen die beiden Endlagen des senkrecht verschiebbaren Haftmagneten
30 und bestimmen somit seinen Hub. Zwischen diesen Endlagen kann jede gewünschte
Zwischenstellung vollautomatisch über den Stellantrieb 33 angefahren werden. Dabei
ist als Führungsgröße ein Potentiometer 46 in dem Gerüst 21 eingebaut, welches gewährleistet,
daß die vorgegebene Stellung angefahren und aufrechterhalten wird. An der Spindel
15 des Ventilkolbens 14 ist ein abstehender Ausleger 49 befestigt, der auf das Potentiometer
46 einwirkt.
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Die beiden Endstellungen des Ventilkolbens 14, nämlich die völlig
geschlossene Stellung und die völlig geöffnete Stellung, lassen sich mit Hilfe einer
Verriegelungseinrichtung 47 festlegen. Diese besteht aus einem senkrechten Gerüst,
welches außerhalb des Gerüstes 21 an diesem im Bereich des Schwenkhe-bels 23 angeordnet
ist und zwei die Bewegung des Schwenkhebels 23 aus seinen Endstellungen verhindernde
Sperriegel 48 aufweist, die sich bei Bedarf in die Bewegungsbahn des Schwenkhebels
23 hineinbringen lassen.
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Zu den Vorteilen des Stellventiles gehört es, daß mit Hilfe des Stellantriebs
33 jede gewünschte Stellung stufenlos
einstellbar ist. Mit Hilfe
der Endschalter 44 und 45 läßt sich der Bereich dieser möglichen Stellungen wahlweise
eingrenzen. Infolge des Stellantriebes 33 ist das Stellventil als Sicherheitsventil
mit gleichze-itiger Regelcharakteristik ausgebildet. Im Falle einer Störung, z.B.
bei Gas- oder Flüssigkeitsmangel oder bei dessen Unter- oder Überdruck wird der
Strom des Haftmagneten 30 ausgeschaltet, so daß sich das Ventil automatisch schließt.
Es muß dann die Störung beseitigt und das Ventil wieder geöffnet werden, was entweder
mit Hilfe des Schwenkhebels 23 von Hand oder mit Hilfe des Stellantriebes 33 motorisch
oder als Hand-Notbetätigung des Stellantriebes 33 mit Hilfe des Handrades 37 erfolgen
kann. Der öffnungsgrad des Ventiles kann mit Hilfe des Stellantriebes 33 dem Bedarf
angepaßt werden. Der Haftmagnet 30 stellt eine elektrische Sicherheitskupplung dar,
die bei Stromausfall über den Druck der Druckfeder 16 das Ventil sofort schließt.
Die Schließstellung oder die völlig geöffnete Stellung läßt sich mit Hilfe des Schwenkhebels
23 und der Verriegelungseinrichtung 47 verriegeln, so daß ein unbefugtes öffnen
bzw.
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Schließen des Ventils verhindert werden kann. Das Ventil kann entweder
als 'Nur-Stellventil oder aber als "Nur-Sicherheitsventil" verwendet werden.
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Die magnetische Haftung der Ankerplatte 31 an dem stromdurchflossenen
Haftmagneten 30 ist nur dann vorhanden, wenn die Ankerplatte 31 am Magneten 30 anliegt.
Bei entfernter Ankerplatte 31 ist keine die Druckfeder überwindende magnetische
Kraft mehr vorhanden.
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