DE569216C - Steuervorrichtung zur Betaetigung von Reglern - Google Patents

Description

Es sind Meßvorrichtungen bekannt, bei welchen ein Steuerkörper in Form einer Membran vorhanden ist, der auf beiden Seiten durch Spannungsfedern unter normalen Umständen in der Ruhelage gehalten wird. Durch die auf die Membran wirkenden zu messenden Kräfte wird eine Bewegung dieser Membran hervorgerufen, die die Meßvorrichtung in Wirkung setzt. Dieser Membranbewegung wirken die Spannungsfedern entgegen in der Weise, daß die Bewegung der Membran gedämpft wird. Bei Aufhören 'der Kräfte führen die Federn die Membran in die Mittellage zurück. Auch bei einer kleinen Belastung der Membran tritt sofort eine Bewegung der Membran ein.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine Steuervorrichtung, welche dazu dient, Regler oder Abschlußorgane, insbesondere Rohrbruchventile oder Reduzierventile, in Wirkung

ao zu setzen, bei der der Steuerkörper durch einen Kolben, eine Membran 0. dgl. gebildet ist, auf dem die zum Auflösen der Wirkung dienenden Kräfte einwirken. Die Einrichtung ist so getroffen, daß der Bewegung dieses Steuerkörpers

as regelbare Widerstände, beispielsweise Gewichte oder Federn, entgegenwirken, derart, daß eine wirksame Bewegung des Steuerkörpers erst dann eintreten kann, wenn die auf den Körper wirkenden Kräfte ein bestimmtes Maß erreicht haben.

Wenn dieser Fall eingetreten ist, bewegt sich aber der Steuerkörper um ein erhebliches Stück, zweckmäßig bis zur Hubgrenze, so daß ein großer Hub des Steuerkörpers für die Umstellung des zu steuernden Teiles vorhanden ist und gleichzeitig sich eine große Verstellkraft ergibt, da die der Bewegung des Steuerkörpers zuvor entgegenwirkenden Kräfte mit dem Beginn der wirksamen Bewegung in Fortfall kommen. Dadurch wird eine absolut sichere und rasche Bewegung des Ventils o. dgl. hervorgebracht. Man kann auf diese Weise fast jedes Zwischenelement zur Übertragung der Bewegung entbehrlich machen und mit der vom Druckmittel unmittelbar herrührenden Kraft selbst die Umstellung des Ventils o. dgl. hervorbringen.

In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Abb. ι bis 4 zeigen die erste Ausführung.

Abb. ι ist ein senkrechter Längsschnitt durch die Steuervorrichtung,

Abb. 2 ein Schnitt nach Linie H-II der Abb. 1;

Abb. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III der Abb. 1,

Abb. 4 eine Ansicht von rechts gesehen;

Abb. 5 zeigt die zweite Ausführung in einem senkrechten Längsschnitt.

Bei der erstgenannten Ausführungsform ist in einem zylinderartigen Gehäuse 1 ein an einer Welle 2 befestigter Flügel 3 drehbar angeordnet.

Natürlich ist es auch möglich, zwei oder mehrere Flügel vorzusehen, um die Wirkung > zu verstärken und eine Entlastung der Welle hervorzurufen, wobei dieselben im gleichen oder in verschiedenen Zylindern angeordnet werden können. Durch die Öffnungen 4 und 5 werden die Drücke der in den zu steuernden Räumen befindlichen Medien in das Gehäuse 1 eingeleitet, und zwar zu beiden Seiten des Flügels 3. ίο Infolgedessen hat der Flügel 3 das Bestreben, sich nach der Seite zu bewegen, an welcher der geringere Druck vorhanden ist. Ist also der Druck des Mediums, der in der Öffnung 4 wirksam ist, größer als der Druck, der in derÖffnung5 wirksam ist, so dreht sich der Flügel 3 rechtsherum. Sind die Druckverhältnisse umgekehrt, so bewegt sich der Flügel 3 nach der anderen Seite. Auf jeden Fall wird durch den Flügel 3 die Welle 2 gedreht. Diese Drehung der Welle 2 ao wird benutzt, um eine Auslösevorrichtung zu betätigen, welche veranlaßt, daß eine äußere Kraft den Regler oder das Abschlußorgan usw. sinngemäß verstellt.

Die Auslösevorrichtung kann verschiedene Form besitzen. Aus Abb. 1 ist ersichtlich, daß die Welle 2 an ihrem Stirnende abgefräst ist, vgl. auch Abb. 4, so daß sich eine vorstehende Nase 6 bildet. An dieser Nase liegt ein Sperrrad 8 an, welches auf einer Welle 7 befestigt ist. Ein Gewicht 9 an einem um die Welle herumgeschlungenen Zugorgan 10 oder eine andere äußere Kraft sucht die Welle 7 zu drehen. Mit der Welle 7 kann der Mechanismus zum Verstellen des Reglers, beispielsweise des Reduzierventils, oder des Abschlußorgans, beispielsweise eines Rohrbruchventils usw., direkt oder indirekt verbunden sein. Wenn durch die auftretende Druckdifferenz in den Öffnungen 4, 5 eine Drehung der Welle 2 hervorgebracht wird, so gibt die Nase 6 den Zahn des Sperrades 8 frei, so daß dieses und die Welle 7 sich frei drehen und den gewünschten Arbeitsvorgang auslösen oder direkt hervorbringen kann. Die Drehung der Welle 2 kann aber auch schon unmittelbar auf das zu regelnde Organ oder Instrument einwirken, also beispielsweise einen Abschlußhahn drehen usw.

Die Steuervorrichtung, soweit sie bisher beschrieben ist, löst schon bei der kleinsten Druckdifferenz aus, welche genügt, um die geringen Reibungswiderstände zu überwinden. Infolgedessen schwingt der Flügel 3 bei den Druckdifferenzen stets entweder ganz nach links oder ganz nach rechts aus, bis der an den Flächen 11 oder 12, vgl. Abb. 2, anliegt, und zwar ohne daß hierbei die Druckdifferenz sich zu vergrößern braucht. Es ist aber häufig wichtig, daß die Steuervorrichtung erst bei einer ganz bestimmten Druckdifferenz anspricht, und zwar dann in vollem Ausmaße. Zu diesem Zweck ist eine Zusatzvorrichtung vorgesehen, die der Drehung der Welle einen regelbaren Widerstand entgegensetzt. Diese Zusatzvorrichtung ist aus Abb. 1 und 3 ersichtlich. Sie besteht z. B. aus einem durch eine Öffnung der Welle 2 hindurchgeführten Hebel 13, auf dessen beiden Enden durch verschiebbare Gewichte 14,15 (oder einstellbare Federn usw.) belastete Hebel 16,17 einwirken, die sich um feste Drehzapfen 20,21 (oder Schneiden usw.) bewegen. Die Schwingung der Hebel unter dem Einfluß ihrer Gewichte wird durch feste, zweckmäßig einstellbare Anschläge 18,19 derart begrenzt, daß die Welle 2 in einer bestimmten Ruhelage gehalten wird. Sobald eine Drehung der Welle, gleichgültig, ob nach links oder rechts, eintritt, so wird der eine der Hebel 16,17 von dem Anschlag 18 bzw. 19 abgehoben und setzt der Drehung der Welle ein Widerstandsmoment entgegen. Der andere Gewichtshebel bleibt in der durch den Anschlag bestimmten Lage, kann also dieses Widerstandsmoment nicht ausgleichen. Ist die Druckdifferenz zwischen den beiden auf die Seiten des Flügels einwirkenden Drücken groß genug, um die Welle 2 gegen das Widerstandsmoment des Hebels 16 oder 17 zu drehen, so schnappt das Ende des Stabes 13 von dem Ende des Hebels 16 oder 17 ab, und der Flügel, der jetzt von dem Widerstandsmoment frei wird, bewegt sich dann in seine Endstellung anliegend an die Fläche 11 oder 12. Dadurch wird die Verstellung des Reglers oder des Abschlußorgans mittelbar oder unmittelbar ausgelöst.

Diese Anschläge 18,19 können so eingestellt werden, daß ein gewisser Abstand zwischen den Hebeln 13 und 16 bzw. 13,17 oder aber auch zwischen 18,16 bzw. 19,17 vorhanden ist. Im ersteren Fall kann der Flügel 3 um seine Mittelstellung etwas pendeln, ehe er gegen den Widerstand der Gewichte 14,15 trifft. Dies ist unter gewissen Umständen im Betriebe zweckmäßig. Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 ist der Flügel 3 ersetzt durch einen hin und her beweglichen Kolben 22, der in einem Zylinder23 verschiebbar ist und von einer Kolbenstange 26 getragen wird. Auf beiden Seiten des Kolbens 22 münden die beiden Anschlüsse 24, 25 für den Druck in den zu steuernden Räumen. Gegen die Kolbenstange 26 legen sich Gewichtshebel 20, 30 mit (verschiebbaren) Belastungsgewichten 27, 28 (oder einstellbaren Federn usw.), die um feste Achsen 31, 32 (oder Schneiden usw.) schwingbar sind und durch zweckmäßig einstellbare Anschläge 33, 34 in der gezeichneten Ruhelage gehalten werden. Auch für diese Anschläge gilt das oben für die Anschläge 18,19 hinsichtlich des Spielraums Gesagte. Druckdifferenzen auf beiden Seiten des Kolbens 22 veranlassen eine Verschiebung des Kolbens, sobald das Wider-Standsmoment der Belastungshebel überwunden wird. Diese Verschiebung wird benutzt, um die

zu steuernde Bewegung mittelbar oder unmittelbar auszulösen. Die Hebel schnappen nach einer bestimmten Bewegung von der Kolbenstange 26 ab, so daß der Kolben sich frei von dem Wider-Standsmoment in die Endlage bewegt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung zur Bewegung von Reglern oder Abschlußorganen, insbesondere zur Auslösung von Reduzierventilen oder Rohrbruchventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Drücke auf die beiden Seiten des die Bewegung der zu steuernden Vorrichtung hervorbringenden oder auslösenden Steuerkörpers (z. B. Membran oder Kolben) wirken, der durch regelbare Widerstände, z. B. Gewichte oder Federn, eine Gegenbelastung erhält, wenn infolge einer bestimmten Druckdifferenz eine

ao Bewegung des Steuerkörpers aus der Ruhelage heraus eintritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände beiderseits der Mittelstellung des Steuerkörpers (3, 22) angeordnet sind, so daß die Steuervorrichtung in gleicher Weise arbeitet, gleichgültig, ob der Überdruck auf der einen oder anderen Seite des Steuerkörpers zur Einwirkung kommt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Widerstände auf dem Steuerkörper durch regelbare Anschläge (18,19, 33, 34) aufgehoben wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper durch einen oder mehrere an einer Welle (2) befestigten Flügel (3) gebildet ist, welcher sich in einem Gehäuse (1) bewegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper aus mehreren hintereinander- oder nebeneinandergeschalteten Kolben oder Flügeln besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände an Hebeln (16,17, 29, 30) angreifen, deren Einwirkung bei Überschreitung eines gewissen Weges des Steuerkörpers durch eine Auslösevorrichtung für die Zurechtlegung des weiteren Weges des Steuerkörpers ausgeschaltet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper mit einer Auslösevorrichtung (6, 8) zusammenwirkt, die ein durch eine äußere Kraft (9) in der Spannlage erhaltenes Sperrad umfaßt, derart, daß durch diese äußere Kraft die Umstellung des Ventils o. dgl. sichergestellt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen