DE635201C - Antriebseinrichtung fuer elektromotorisch gesteuerte Absperrventile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine AntriebseinricHtung für elektromotorisch gesteuerte Absperrventile,Jbei_ welcher zwischen Antriebsmotor und Absperrventil ein Umlaufgetriebe mit Federwerk zum Öffnen und Schließen des Absperrventils eingeschaltet ist. Derartige Antriebseinrichtungen haben den Zweck,, den Motorantrieb des Absperrventils bei Erreichen der Schließlage unwirksam zu machen und auch zu verhindern,! daß der Antriebsmotor nach Erreichen der Schließlage des Absperrventils die Antriebsorgane bzw. den Ventilkörper in unzulässiger Weise beansprucht.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine federnde Hemmvorrichtung vorzusehen, die der Schließbewegung des. auf den Ventilkörper einwirkenden Antriebsmotors bei Erreichen der Schließlage des Ventilkörpers stetig wachsenden Widerstand leistet und auch nach dem Abschalten des Antriebsmotors diese erhöhte Schließkraft ausübt. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist die federnde Hemmvorrichtung als Spiralfeder ausgebildet, die beim Schließen des Ventils nachgiebig auf die Ventilspindel einwirkt. Diese bekannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Feder beim Erreichen der Schließstellung wieder nachläßt, so daß der Antrieb zurückfedern kann; daher sind besondere Bremsen erforderlich, wenn eine einwandfreie Arbeitsweise dieser Einrichtung gewährleistet sein soll.

Es ist weiterhin eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der zwischen der Ventilspindel und dem Ventilkörper eine Feder eingeschaltet ist. Bei dieser Einrichtung wird aber die federnde Antriebsverbindung nach der Überführung des Ventilkörpers in die Schließlage, d. h. beim weiteren Anpressen des Ventilkörpers auf seinen Sitz, unwirksam. Die Ventilspindel legt sich mit einem starren Ansatz unmittelbar auf den Ventilkörper und hält diesen in seiner Schließlage. Außerdem ist diese bekannte Einrichtung nur anwendbar bei Ventilkörpern, deren Schließbewegung entgegen der Strömungsrichtung der durch das Ventil hindurchtretenden Flüssigkeit o. dgl. erfolgt.

Erfindungsgemäß wird die Antriebseinrichtung nun in der Weise ausgebildet, daß die federnde Hemmvorrichtung aus einem auf der Antriebsspindel angeordneten nockenartigen Hemmstück besteht, das bei Erreichen der Schließlage spreizend auf Federn einwirkt, die ständig die erhöhte Schließkraft auf die Antriebsspindel ausüben. Zweckmäßig ist das nockenartige Hemmstück auf der Welle des einen Hauptrades des Umlaufgetriebes, dessen anderes Hauptrad mit dem Absperrventil verbunden ist, derart zwischen zwei Lameliehfedern eingeschaltet, daß es durch die Wirkung der an seinen Flachseiten anliegenden Lamellenfedern das Getrieberad normalerweise unbeweglich festhält, nach Anlangen des Absperrventils in

der Schließstellung aber schon bei geringer Überdrehung ein Auseinanderspreizen der Lamellenfedern zur Sicherung eines gesteigerten Ventilschließdfuckes herbeiführt, wor-"5 auf eine Schaltvorrichtung in bekannter Weise den Antriebsmotor abschaltet.

Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß die Hemmvorrichtung mit stetig wachsender Schließkraft auf den schon in der Schließlage befindlichen Ventilkörper einwirkt, also nicht zurückfedert, so daß keine besonderen Bremsen o. dgl. erforderlich sind. Außerdem bewirkt schon eine geringe Drehung des nockenartigen Hemmstückes eine außerordentlich kräftige Spannung der Lamellenfedern, was für ein möglichst zeitiges Abschalten des Motors von besonderem Vorteil ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes für ein Absperrventil schematisch dargestellt. Abb. t ist ein schematischer Schnitt desselben und Abb. 2 eine teilweise Oberansicht dazu; Abb. 3 zeigt eine andere Stellung einer Einzelheit.

In der Zeichnung ist V das zu steuernde Absperrventil, D ein Umlaufgetriebe, M ein treibender Elektromotor, H eine Antriebsvorrichtung für Handbetrieb, St ein Motorsteuerschalter und U ein Steuerschalter, welcher ein Handschalter, eine Schaltuhr, ein Thermostat usw. sein kann.

Das Ventil V besteht aus dem festen Ventilgehäuse i, dem beweglichen Ventilkörper 2 und der Ventilspindel 3 mit dem auf ihr befindlichen Schraubengewinde 4 zum Auf- und Zuschrauben, des Ventils. 5'" ist eine auf der Ventilspindel 3 festsitzende Kupplungshälfte, die mit der andern Hälfte S" des Antriebes längs verschiebbar zusammenwirkt.

Das Umlaufgetriebe 13 besitzt eine Welle 6, die einerseits bei 7 und andererseits samt der Büchse 8 im Lager 9 gelagert ist. Die Welle 6 läuft lose in der Büchse S; letztere liegt normalerweise im Lager 9 fest. Auf der Welle 6 sitzen die Kupplungshälfte .5" mid das Getriebehauptrad 10 fest, während das diesem gegenüberliegende Getriebehauptrad . 12 mit der Büchse 8 fest verbunden ist, also normalerweise feststeht. Ein Zwischenräd 11 ■ist lose auf der Welle 6 aufgesetzt. Mit den Zahnrädern 10 und 12 steht das auf der Welle 14 festsitzende Räderpaar 13', 13" im Eingriff, wobei die Welle 14 in dem Zwischenrad 11 drehbar gelagert ist.

Auf einem Achsfortsatz' der Büchse 8 ist ein rechteckiges Hemmstück 15 befestigt, an dessen Längsflanken die Blattfedern 16', 16" (Abb. 2) mit entsprechendem Federdruck, an-Hegen. Die Blattfedern! 6', 16",sind an ihren Enden durch die beiden Halter. 17', 17" derart lose gehalten, daß sie sich weder seitlich noch in der Längsrichtung verschieben kön-,,nen. Statt der Blattfedern 16', 16" könnte auch eine Spiralfeder oder ein federbeeinflußtes Hebelwerk Verwendung finden; im Falle einer Spiralfeder z. B. wäre diese einerends festgemacht und andernends mit dem Achsfortsatz der Büchse 8 verbunden. Der Motor M steht über später zu beschreibende Teile durch das Zahntrieb 20 mit dem Zwischenrad 11 in Bewegungsverbindung.

Die Wirkungsweise dieses Getriebes ist folgende:

Wenn das vom Motor M angetriebene Zahntrieb 20 das Zahnrad 11 in Drehung versetzt, so rollt sich das Zahnrad 13" an dem feststehenden Zahnrad 12 ab und setzt mittels des mit ihm verkuppelten Zahnrades 13' das Zahnrad 10 in Umdrehung. Die Über-Setzung richtet sich- in bei Umlaufgetrieben 'bekannter Weise nach dem Verhältnis der Zähnezahlen der Räder 12, 13", 13' und 10 zueinander, so daß eine Verringerung der Tourenzahlen in weiten Grenzen möglich ist.

Dreht sich die Antriebswelle 6 entgegen dem Sinne der Uhrzeigerbewegung, so wird die mit rechtsgängigem Gewinde 4 versehene "Ventilspindel 3 mittels der Kupplung 5', 5" nach unten geschraubt, bis der Ventilköfper 2 auf seinem Sitz aufstößt und festsitzt. In diesem Augenblick wird das Rad 10 ebenfalls feststehen, und unter dem Antrieb des Motors wird jetzt das Zahnrad 12 in Drehung versetzt, und zwar in dem Sinne, daß mittels der Büchse 8 das rechteckige Hemmstück 15 so verdreht wird, daß es die Blattfedern 16', 16" auseinanderspreizt. Dadurch wird der Schließdruck auf die stillstehende Ventilspindel 3 noch zunehmend vergrößert, entsprechend der zunehmenden Spannung der Federn 16', 16", so daß der Ventilkörper 2, ähnlich wie mit einem letzten Handdruck bei einem Handventil, 'fest auf den Sitz aufge- · preßt wird. '

Durch diese Anordnung ist es möglich. Ventile von den kleinsten bis zu den größten Abmessungen motorisch anzutreiben, da es ein leichtes ist, die Blattfedern i6', 16" nach Stärke und Anzahl in paketförmiger Zusam- no nienschichtung der Ventilgröße anzupassen.

Sobald der Motor M das Getriebe in dem zum vorigen entgegengesetzten Sinne antreibt, bewegt sich das Rad 12 in der zur vorigen entgegengesetzten Richtung, und die Federn 16', 16" wirken auf das Hemmstück 15 antreibend, bis sie wieder flach an dessen Flanken anliegen. Das Rad 12 steht nun wieder fest und das Rad 10 beginnt sich zu drehen, um die Ventilspindel 3 nach oben zu schrauben. * ;

Der Motor M ist mit zwei gegensätzlichen

Wicklungen W₁, W₂ versehen, welche zum Reversieren des Motors dienen, wobei dieser in der einen oder entgegengesetzten Richtung umläuft, je nachdem die eine oder die andere Wicklung in den Steuerstromkreis eingeschaltet wird.

Gemäß Abb. ι ist ferner der Motorantrieb mit einer Ankuppelvorrichtung für den Motor und mit einem Handantrieb für das

ίο Getriebe versehen.

Der Motor JIi treibt die Wellen 21', 21" an, entweder direkt oder mittels eines Übersetzungsgetriebes. Auf der unteren Welle 21' sitzt fest eine Kupplungsscheibe 23' und verschiebbar die Einrückmuffe 24 mit den beiden Mitnehmerbolzen 25', 25", die in Öffnungen der Kupplungsscheibe 23' ebenfalls längsverschiebbar sind. Auf der oberen Welle 21" sitzt die andere Kupplungshälfte 23" fest, zu der die oberhalb der Einrückmuffe 24 vorstehenden Bolzen 25', 25" aus- und eingerückt werden können.

Mit dem auf der Welle 21" festsitzenden konischen Zahnrad 26' steht das Zahnrad 26" im Eingriff, welches auf der bei 27 gelagerten Welle 28 befestigt ist. Diese ist am äußeren Ende mit einem Vierkant versehen, auf welches eine Handkurbel 29 aufgesteckt werden kann. Im aufgesteckten Zustand kann letztere durch einen in der Zeichnung angedeuteten Vorstecksplint, aber auch durch eine Mutter o. dgl. gesichert werden.

Bei 30 ist ein Winkelhebel 31', 31" drehbar gelagert,"'dessen'Hebelarm 31' gabelartig in die Eirirückmuffe 24 eingreift. Der Hebelarm 31" greift mit seinem gabelartig geformten Ende über die Welle 28. Wird nun die Handkurbel 29 auf die Welle 28 aufgesteckt, so wird gleichzeitig der Winkelhebel 3¹· 3¹" samt der Einrückmuffe 24 in die mit gestrichelten Linien gezeichnete Ausrückstellung gebracht. Der Motor ist somit vom Umlaufgetriebe abgekuppelt, und das letztere kann von Hand gedreht werden. Wird die

*S Kurbel 29 wieder entfernt, so bewegt sich der Winkelhebel 31', 31" mit der Ausrückmuffe 24 unter Wirkung einer Feder 32 wieder in die mit vollen Linien gezeichnete Einrückstellung.

In der Verlängerung des Hebelarmes 31" des genannten Winkelhebels ist eine Kontaktzunge 33 isoliert angebracht, welche in der Einrückstellung an dem Kontaktbolzen 34 anliegt, dagegen in der Ausrückstellung von diesem weggerückt ist, um die Stromzuleitung zum Motor M zu unterbrechen, damit dieser während des Antriebes des Getriebes mittels der Handkurbel 29 außer Betrieb steht.

In Abb. 2 und 3 ist noch die elektrische Steuerung für den Motor J/ veranschaulicht.

E ist ein im Motorstromkreis liegender Endschalter, der den Motor nach Maßgabe der Verdrehung des Hemmstückes 15 abschaltet. Zu diesem Zwecke liegt der um den Zapfen 37 drehbare Hebel 36 dieses Schalters mit dem Stift 36' unter dem Zug einer Feder 3(5" an dem Umfang einer Scheibe 18 auf, die mit dem Hemmstück 15 fest verbunden ist. Wenn das Hemmstück 15 aus der in Abb. 2 mit vollen Linien gezeichneten Ruhestellung in die mit gestrichelten Linien dargestellte Schließstellung gedreht wird, so erfaßt ein Umfangseinschnitt 38 der Scheibe 18 bei deren Linksdrehung den Stift 36' und führt den Hebel 36 in die gestrichelt gezeichnete Abschaltstellung, wodurch die mit dem Hebel 36 verbundene Kontaktzunge 39 vom festen Kontakt 40 abgehoben und der Motorstrom für die Schließbewegung des Ventils unterbrachen wird. Die Stromleitung von der Kontaktzunge 39 zur Klemme 41 erfolgt durch das biegsame Kabel 41'.

Während der Schließbewegung des Ventils ist eine Steuerschaltwalze St, die ebenfalls den Motorstromkreis überwacht, aus der in Abb. 2 dargestellten Stellung in diejenige gemäß Fig. 3 verdreht worden, indem ein auf ihrer Welle 42 festsitzendes Sternrad 43 von dem Stift 19, der am Zahnrad 10 angebracht ist (siehe auch Abb. 1) schrittweise bei jeder Umdrehung um einen Finger vorgeschaltet wird, wobei eine Feder 44 die Steuerschaltwalze in jeder Schrittstellung feststellt. Statt der Sternradschaltung ließe sich auch irgendeine andere intermittierend wirkende Schaltvorrichtung, wie z. B. ein Malteser-' schaltwerk oder ein Zahnradantrieb, verwenden.

Die Wirkungsweise der elektrischen Steuerung ist folgende:

Wird die Kontaktzunge des Steuerschalters U von O (= Ventilöffnung) auf S (== Ventilschließung) gelegt, so verläuft der Motorstrom vom positiven Pol der Stromquelle über 5", 41, 40', 40, W₂, M, 34, 33, 35', 35 zum negativen Pol der Stromquelle. Der Motor dreht sich zur Schließung des Ventils. Am Ende der Schließbewegung des Ventils wird der Endschalter E in der beschriebenen no Weise durch Umlegen des Hebels 36 geöftnet und der Motorstromkreis unterbrochen, während die Steuerschaltwalze St, in der die Stromüberleitungsscheibe 46 und die Steuerscheibe 48 elektrisch miteinander verbunden sind, aus der Stellung von Fig. 2, in welcher der Motorstromkreis mit der Wicklung W₁ vermöge eines in der Scheibe 48 vorgesehenen Umfangsausschnittes an der Kontaktfeder 4" unterbrochen ist, in die Stellung gemäß Abb. 3 gelangt ist. Sobald dann die Kontaktzunge des Steuerschalters U von .5* auf 0

zurückgeführt wird, wird der Motorstromkreis geschlossen, und zwar vom positiven Pol über 0, φ, 45. 48, 47 (Abb. 3), W_x, M, 34> 33> 35'» 35 zum negativen Pol. Der S Motor dreht sich jetzt im entgegengesetzten Sinne, wobei das Sternrad 43 schrittweise bei jeder Umdrehung des Zahnrades 10 vom Stift 19 um je einen Finger zurückgedreht wird, bis wieder die Stellung der Abb. 2 erreicht ist und der Motorstromkreis an der Kontaktfeder 47 unterbrochen wird.

Dieses Wechselspiel, Schließen und öffnen des Ventils, wiederholt sich nach Maßgabe der Stellung des Umschalters U, wobei die größtmögliche Umdrehungszahl der Ventiltriebwelle 6 in beiden Richtungen voll ausgeführt werden kann, oder auch nur kleinere Drehwinkel nach der einen oder nach der anderen Drehrichtung, je nach der Kontaktdauer bei O oder 6".

Die beschriebene Antriebseinrichtung ist nicht nur für Ventile anwendbar, sondern auch für Schieber, Drosselklappen usw.
Der Drehungswinkel, d. h. die Anzahl der Ventilspindelumdrehungen für das öffnen und Schließen des Ventils, kann je nach Erfordernis eingestellt werden. Eine auf der Steuerscheibe 48 angebrachte Ziffernskala 0-5 gibt die Anzahl der Umdrehungen der Ventilspindel an, da ja das Sternrad 43 bei jeder Umdrehung des Stiftes 19 um einen Finger geschaltet wird. Um die Zahl der Umdrehungen für die Ventilspindel zu bestimmen, wird die Steuerscheibe 48 in der Schließstellung des Ventils mit der entsprechenden Ziffer unter die Kontaktbürste 47 eingestellt; beispielsweise entspricht die Stellung der Abb. 3 drei Ventilspindelumdrehungen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: i. Antriebseinrichtung für elektromotorisch gesteuerte Absperrventile mit ' einer federnden Hemmvorrichtung, die der Schließbewegung des unter Vermittlung eines Untersetzungsgetriebes auf die Ventilspindel einwirkendenAntriebsmotors bei Erreichen der Schließlage des Ventilkörpers stetig wachsenden Widerstand leistet und noch nach dem Abschalten des Motors diese erhöhte Schließkraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die g₀ federnde Hemmvorrichtung aus einem auf der Antriebsspindel (8) angeordneten nockenartigen Hemmstück (15) besteht, das bei Erreichen der Schließlage spreizend auf Federn (16', 16") einwirkt, die die erhöhte Schließkraft auf die Antriebsspindel ausüben.
2. 2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle des einen Hauptrades (12) des Umlaufgetriebes, dessen anderes Hauptrad (10) mit dem Absperrventil verbunden ist, ein nockenartiges Hemmstück (15) derart zwischen zwei Lamellenfedern (16', 16") eingeschaltet ist, daß es durch die 6g Wirkung der an seinen Flachseiten anliegenden Lamellenfedern das Getrieberad (12) normalerweise unbeweglich festhält, nach Anlangen des Absperrventils in der Schließstellung aber schon bei geringer Überdrehung ein Auseinanderspreizen der Lamellenfedern zur Sicherung eines gesteigerten Ventilschließdruckes herbeiführt, worauf eine Schaltvorrichtung (E) in bekannter Weise den Antriebsmotor abschaltet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen