DE4239580C2

DE4239580C2 - Stellantrieb mit Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE4239580C2
Application number: DE19924239580
Authority: DE
Inventors: Heinfried Dr Ing Hoffmann
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: US5365963A; DE4239580A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb mit Sicherheits einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 26 04 080 ist ein Notabsperrventil dieser Art bekannt, bei dem die Blähmasse aus einem thermisch schäumbaren und härtbaren Kunststoff besteht. Die aushärt bare Blähmasse, aus brennbarem Kunstharz erzeugt, kann nach dem Aushärten abbrennen. Sie sorgt also lediglich dafür, daß das Absperrventil bei Überschreiten der Grenz temperatur schließt, woraufhin das Absperrventil dann, wenn die Blähmasse nach kurzer Zeit abgebrannt ist, durch den Mediumdruck auf die Oberseite des Kegels zugehalten wird. Die bekannte Sicherheitseinrichtung arbeitet dem zufolge nur dann zuverlässig, wenn von dem Zeitpunkt an, zu dem die sich ausdehnende Blähmasse bei Überschreiten der Grenztemperatur das Betätigungselement in die Sicher ungsstellung gebracht hat, das Betätigungselement durch andere Kräfte, nämlich durch den Mediumdruck, in seiner Sicherheitsstellung gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsge mäßen Stellantrieb dahingehend weiterzubilden, daß auch bei starker Temperaturerhöhung über die Grenztemperatur hinaus bzw. bei Fortdauer der entsprechenden Temperatur bedingungen über einen längeren Zeitraum keine äußeren Kräfte bzw. andere Einrichtungen notwendig sind, abgesehen von der Blähmasse, um das Betätigungselement und damit den gesamten Stellantrieb zuverlässig in seiner Sicherheits stellung zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmalskom bination des Patentanspruches 1 gelöst.

Besondere Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Bei der Erfindung findet im Gegensatz zum Stand der Tech nik nach der DE-OS 26 04 080 nicht eine Blähmasse Verwen dung, die bei hohen Temperaturen abbrennt, sondern eine keramikartig aushärtende Blähpaste, wodurch gewährleistet ist, daß das Betätigungselement des erfindungsgemäßen Stellantriebes nach dem Aushärten der aufgeblähten Bläh paste auch ohne Einwirkung eines zusätzlichen Sicherungs elementes, wie des Mediumdrucks etc., dauerhaft in der Sicherheitsstellung gehalten wird.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, einen Stellantrieb, insbesondere pneumatischen Antrieb, gleichgültig ob für Hub- oder Schwenkbewegung, dadurch auf einfache Art und Weise in die Sicherheitsstellung zu fahren bzw. dort zu halten, daß - vorzugsweise zusätzlich zu dem herkömmlichen Energie speicher in Form z. B. einer Federeinrichtung - eine nicht brennbare Blähmasse verwendet wird, die sich bei Über schreiten der Grenztemperatur unter Volumenvervielfachung und Hohlraumbildung ausdehnt und keramikartig aushärtet, so daß sie auch bei einem Verlust der Stellkraft des Ener giespeichers den Antrieb in seiner Sicherheitsstellung halten kann.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an hand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 Ein Ausführungsbeispiel eines Stellantriebes nach der Erfindung im axialen Schnitt durch eine Antriebsstange;

Fig. 2a) eine Kolbenzylindereinheit mit Blähmasse des Stellantriebes von Fig. 1 unter normalen Be triebsbedingungen, im axialen Längsschnitt; und

Fig. 2b) in Fig. 2a) entsprechender Darstellung die Kol benzylindereinheit von Fig. 2a) nach Über schreiten der Grenztemperatur im Brandfall.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist ein pneumatischer Stellantrieb 10 im wesentlichen zwei Gehäuseschalen 12, 14, ein Betätigungselement bildenden Membranteller 16, eine Membran 18, eine Antriebsstange 20 und ein Anschlußteil 22 auf, wobei zu sätzlich zu einer Druckfeder 24, die als Schraubenfeder ausge bildet ist, eine Kolbenzylindereinheit 26 integriert ist.

Diese Kolbenzylindereinheit 26 ist in Fig. 2 im Schnitt darge stellt. Sie besteht aus einem becherförmigen Zylinderteil 28 und einem ebenfalls becherförmigen Kolbenteil 30, welches mit seinem offenen Ende in das ebenfalls offene Ende des Zylinder teiles 28 mit relativ viel Spiel eintaucht. Das Kolbenteil 30 ist mit einer Blähpaste 32 gefüllt. Derartige Pasten sind z. B. unter dem Handelsnamen "FOMOX" kommerziell erhältlich und werden üblicherweise dazu benutzt, Wanddurchführungen im Feu erfall sicher zu verschließen. Die Blähpaste bläht sich bei höherer Temperatur unter Hohlraumbildung stark auf und härtet dann keramikartig aus.

Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich die Blähmasse 32, welche das Kolbenteil 30 füllt, und damit auch die Kolben zylindereinheit 26 in der in Fig. 2a) gezeigten Stellung. Kommt es zu einem Brand, so wird die Anlage in der Regel so fort in die Sicherheitsstellung gefahren, d. h. also, bei dem pneumatischen Stellantrieb von Fig. 1 wird die Antriebsstange 20 durch die Kraft der Druckfeder 24 eingefahren. Bei weiterem Temperaturanstieg wird dann zuerst die Membran 18 wegschmelzen, wobei dies ohne Ein fluß auf die Sicherheitsstellung ist. Bei weiterem Tem peraturanstieg, in jedem Fall aber noch, bevor die Feder 24 ihre Spannkraft verliert, dehnt sich die Blähmasse 32 unter Kraftentfaltung aus und hält, da der "Schaum" aus härtet, den Stellantrieb 10 und damit das gesamte Stell gerät gegen äußere Kräfte in seiner Sicherheitsstellung.

Eine alternative Lösung besteht darin, daß die Blähmasse 32 in Pastenform in ausreichender Menge in den Federraum, z. B. auf der Innenseite der Gehäuseschale 14, aufgebracht wird.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschie denen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Stellantrieb
12 Gehäuseschale
14 Gehäuseschale
16 Membranteller
18 Membrane
20 Antriebsstange
22 Anschlußteil
24 Druckfeder
26 Kolbenzylindereinheit
28 Zylinderteil
30 Kolbenteil
32 Blähmasse

Claims

1. Stellantrieb, insbesondere für Regel- und Absperrventile oder dergleichen, mit einer bei einer den normalen Tempe raturbereich überschreitenden Grenztemperatur, insbeson dere unter Brandbedingungen, automatisch ein Betätigungs element in eine Sicherheitsstellung, insbesondere Schließ stellung, bringenden Sicherheitseinrichtung, welche eine bei Überschreiten der Grenztemperatur ihr Volumen verviel fachende und bei ihrer Ausdehnung das Betätigungselement in Richtung auf die Sicherheitsstellung drückende aushärt bare Blähmasse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blähmasse (32) aus einer bei Überschreiten der Grenztem peratur unter Hohlraumbildung aufblähenden und alsdann keramikartig aushärtenden Blähpaste besteht, die nach dem Aushärten das Betätigungselement auch gegen äußere Kräfte dauerhaft in seiner Sicherheitsstellung hält.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (24, 26, 32) einen das Betätigungselement bei Überschreiten der Grenztemperatur im wesentlichen verzögerungsfrei in die Sicherheits stellung bringenden Energiespeicher (24) aufweist.

3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blähmasse (32) innerhalb einer einerseits an einem Gehäuseteil (14) des Stellantriebs (10) und andererseits an dem Betätigungselement (16) abstützbaren teleskopischen Kolbenzylindereinheit (26) angeordnet ist, die sich unter normalen Betriebsbe dingungen des Stellantriebs (10) in ihrer eingezogenen Stellung befindet.

4. Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylindereinheit (26) aus einem becherför migen Zylinderteil (28) und einem ebenfalls becherförmigen Kolbenteil (30) besteht, wobei der Außendurchmesser des Kolbenteils (30) geringfügig kleiner ist als der Innen durchmesser des Zylinderteils (28), das Zylinderteil (28) und das Kolbenteil (30) im wesentlichen dieselbe Höhe ha ben, das Kolbenteil (30) unter normalen Betriebsbedingun gen des Stellantriebs (10) mit seinem offenen Ende in das offene Ende des Zylinderteils (28) im wesentlichen voll ständig eingeschoben ist und das Kolbenteil (30) mit der Blähmasse (32) gefüllt ist.

5. Stellantrieb nach Anspruch 3 oder 4 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylindereinheit (26.) innerhalb einer sich einerseits an einem Gehäuseteil (14) des Stellantriebs (10) und andererseits an dem Betäti gungselement (16) abstützenden Schraubenfeder (24) ange ordnet ist, welche den Energiespeicher bildet.

6. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blähmasse (32) innerhalb eines Ge häuses (14, 12) eines pneumatischen Membranantriebes auf der der Sicherheitsstellung abgewandten Seite eines Mem brantellers (16) angeordnet ist.

7. Stellantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blähmasse (32) auf mindestens einen Teil der In nenwandung des Gehäuses (14, 12) direkt aufgebracht ist.