DE6930665U - Elektro-mechanische sicherungsvorrichtung fuer motorventile - Google Patents

Description

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Gebrauchsmusteranmeldung G 69 30 665.6 Anmelders Friedrich Welcker, Inge Althaus

<C Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung für Motorventile^>

Die Neuerung bezieht sich auf ein Absperrventil für Gase oder Flüssigkeiten, das in bekannter Weise von einem gegen die Kraft einer Schließfeder wirkenden Elektromotor zu verstellen ist. Bei einer solchen Ausführung soll die im Verlauf des Öffnungsvorgangs gespannte Schließfeder nach Abschalten der Spannung oder bei unbeabsichtigtem Stromausfall das Ventil sicher in den gesperrten Zustand zurückverstellen.

Eine derartige Ventilanordnung weist beträchtliche Vorteile auf, wie beispielsweise einen unkomplizierten und wartungsfreien Aufbau, Unabhängigkeit von der jeweiligen Einbaulage, einfache Steuerung und anderes mehr. Dagegen ist die sichere Ventilfunktion von dem jederzeit einwandfreien Zustand der Schließfederkraft

abhängig, die das Ventil, und zwar besonders im Defektfall, sicher in die Schließstellung zurückführen soll. Hier tritt die Schwierigkeit auf, daß der elektromotorische Antrieb zur Verstellung des Ventils gegen die Kraft der Schließfeder in der Regel unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes erfolgt, welches die Drehzahl des Elektromotors entsprechend reduziert. Demzufolge hat die dabei gespannte Schließfeder in der Gegenrichtung sowohl das eigentliche Ventil, als auch den Antriebsmotor und das diesem vorgeschaltete Übersetzungsgetriebe zurückzuverstellen, was sich zumeist nicht ohne aufwendige Kupplungsvorkehrungen abwickeln läßt. Die Möglichkeit, den Funktionszustand der Schließfeder zu überwachen, besteht dabei nicht.

Auf Grund der Notwendigkeit, unter allen Umständen ein sicheres Schließen des elektromotorisch gesteuerten Ventils herbeizuführen, stellt sich die Neuerung die Aufgabe, die für den Schließvorgang verantwortliche Ventilfeder ständig zu überwachen und das Ventil bereits bei Teildefekt dieser Feder noch sicher in die Schließstellung zurück zu verstellen und danach nicht mehr erneut in Betrieb nehmen, d.h. öffnen zu lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe versieht die Neuerung das von einem Elektromotor gegen die Kraft einer Schließfeder betätigte Absperrventil für Gase oder Flüssigkeiten mit einer elektro-mechanischen Sicherungsvorrichtung. Dabei wird die in Schließrichtung

wirkende Ventilfederkraft unterteilt und mindestens zwei Schraubenzugfedern übertragen. Diese Zugfedern greifen auf der einen Seite über ein Schwenkhebelglied an der Antriebswelle des Ventils an und sind auf der anderen Seite an einem Auslöseorgan befestigt, welches bei Defekt einer jeden Feder den elektrischen Schalter für den Antriebsmotor beaufschlagt. Auf diese Weise bewirkt der Bruch einer der beiden Schraubenzugfedern zwar immer noch mit genügender Sicherheit ein Zurückverstellen des Ventils in die Schließlage, andererseits vollzieht sich dabei mit Hilfe des genannten Auslöseorgans eine Unterbrechung der Stromzufuhr zum Antriebsmotor und verhindert dessen unzulässige Wiederinbetriebnahme vor Beseitigung des Federdefekts.

Zu diesem Zweck ist das Auslöseorgan gemäß der Neuerung dahingehend ausgebildet, daß es der Anzahl der verwendeten Schließfedern entsprechend innerhalb einer Halterung über axial bewegliche Stifte verfügt. Diese Stifte sind von Seiten der Schließfedern her gegen die Kraft von eigenen Druckfedern auf Zug beanspruchbar und auf ihrer Gegenseite über eine gemeinsame Hebelmeclianik mit dem Betätigungsglied des elektrischen Schalters gekoppelt. Dementsprechend führt der Bruch einer jeden Schließfeder oder bereits deren Nachlassen der entgegenwirkenden Druckfeder des Stifts gegenüber unter Wirkung des letzteren zu einer Beaufschlagung der Hebelmechanik, die sich in Form einer Betätigung des elektrischen Schalters fortseist*

Auf der anderen Seite sind die Schließfedern an dem auf der Antriebswelle angeordneten Schwenkhebelglied befestigt. Dieses Glied ist einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung gemäß iiu gleicher Zeit mit einer Querschlitzung zur Kupplung mit dem Antriebsmotor versehen und weist auf seinem Umfang eine Gleitfläche für das Aufwinden der Schließfedern auf. Diese Maßnahme führt zu einer Verlängerung des Federweges auf begrenztem Raum, was sich vorteilhaft auf die Wahl der übrigen Federkonstanten auszuwirken vermag.

Des weiteren kann der von Seiten des Auslöseorgans her betätigte Schalter zur Abschaltung des Antriebsmotors im Fehlerfall auch als elektrischer Umschalter ausgebildet sein und die Spannung vom Antriebsmotor einfach auf eine Signaleinrichtung, beispielsweise ein Lichtsignal oder ein akustisches Signal, schalten, die den Fehler bis zu seiner Beseitigung aufzeigt.

Das Absperrventil selbst betreffend, ist einer Weiterbildung der !Neuerung gemäß dafür Sorge getragen, daß sich der Ventilteller im Verlauf der Drehbewegung seiner Antriebswelle vom Ventilsitz weg nach der Seite hin so weit als möglich aus dem Strömungsweg des Gases oder der Flüssigkeit heraus verschwenkt. Diese Ausbildung ermöglicht dem Medium eine nahezu ungehinderte Passage des Ventils und verhindert der Drehbewegung zufolge in vorteilhafter Weise die bei S chubs ρ ine¹ el aus führung en derartiger Ventile auf-

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tretenden Unregelmäßigkeiten.

In der Zeichnung ist die Ausbildung der neuerungsgemäßen Sicherungsvorrichtung für ein Absperrventil schematisch dargestellt. Wie ersichtlich, verfügt das eigentliche Gas- oder Flüssigkeitsventil als Sperrelement über einen Ventilteller 3, der sich zufolge Drehung seiner Antriebswelle 2 vom Ventilsitz abheben und weitgehend aus dem Strömungsweg des das Ventil in Offenstellung frei passierenden Mediums heraus verschwenken läßt. Für diesen Betätigungsvorgang ist die Ventilanordnung mit einem elektrischen Antriebsmotor 1 versehen, der über eine sogenannte Freilaufkupplung, beispielsweise in Form einer Schiebeankerausführung, verfügt. Mit dieser Vorkehrung greift der mit einem Übersetzungsgetriebe ausgestattete Elektromotor 1 über eine Schlitzkupplung in die Antriebswelle 2 des Ventils ein und verdreht sie gegen die Kraft einer Ventilfederanordnung in die Offenstellung, in welcher der dabei zum Stillstand gelangende Antriebsmotor 1 eingeschaltet und unbeschadet weiter unter Spannung verbleiben kann. Die Ventilfederanordnung selbst setzt sich aus zwei getrennton Schraubenzugfedern 6 zusammen, die einerseits an oinem Schwenkhebelglied 4- auf der Antriebswelle 2 befestigt sind, wobei dieses Schwenkhebelglied 4 außer einer Querschlitzung 5 für den bereits genannten Kupplungszweck über eine G-leitfläche 7 für das Aufwinden der beiden Schraubenzugfedern 6 im Zuge des Öffnungsvorgangs für das Ventil verfügt. Auf der anderen Seite sind beide

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Zugfedern 6 unter leichter Vorspannung jeweils in einen Sicherungsstift 8 des Auslöseorgans der Sicherungsvorrichtung eingehängt. Dabei überwiegt nie erwähnte Vorspannung die Kraft zweier Druckfedern 9> von denen die beiden Sicherungsstifte 8 in entlastetem Zustand gegen die Hebelmechanik 10 zur Betätigung des elektrischen Schaltorgans 11 geführt werden. Dessen Schaltfunktion äußert sich sodann in einer Abschaltung des Antriebsmotors 1 und einer Anschaltung der Lichtsignaleinrichtung 12, die als solche oder in Verbindung mit einer akustischen Signalgabe in Tätigkeit tritt.

Die Funktion des dargestellten Ausführungsbeispiels betreffend, greift die Kupplungsvorkehrung auf Seiten des mit einem Übersetzungsgetriebe versehenen Antriebsmotors 1 nach Einschalten der Betriebsspannung in die Querschlitzung 5 des Schwenkhebelgliedes 4 auf der Ventilwelle 2 ein und dreht letztere mitsamt dem von ihr bewegten Ventilteller 3 des Absperrventils langsam in die geöffnete Stellung. Im Verlauf dieses Vorgangs straffen sich die bereits unter Vorspannung zwischen dem Auslöseorgan der Sicherungsvorrichtung und dem Schwenkhebelglied 4 auf der Ventilwelle angreifenden beiden Zugfedern 6 und winden sich dabei um die Auflauffläche 7 des Schwenkhebelgliedes 4. Infolge dessen übt jede dieser beiden Federn 6 einen sich verstärkenden Zug auf die entsprechenden Sicherungsstifte 8 aus und hält diese gegen die Kraft der Auslösedruckfedern 9 frei von der Hebelmechanik 10 des

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elektrischen Umschaltorgans 11. - Sofern nun eine dieser beiden Zugfedern 6 z.B. durch Federbruch ausfällt, wird im gleichen Augenblick der betreffende Sicherungsstift 8 des Auslöseorgans entlastet und bewegt sich unter Druck seiner Feder 9 in Gegenrichtung auf dio Hebelmechanik 10 des elektrischen Umschalters 11 zu= Die dabei erfolgende Schalterbetätigung verursacht ein Abschalten des Antriebsmotors 1, dessen Schiebeanker die Schlitzkupplung 5 freigibt und ein schlagartiges Zurückschnellen der Antriebswelle 2 mit dem Ventilteller 3 in die Schließstellung bewirkt, wozu die Kraft der noch intakten Zugfeder 6 vollkommen ausreicht. Gleichzeitig wird zur Signalisierung des Defektzustandes das Lichtsignal 12 eingeschaltet. Bemerkenswert bei diesem Vorgang ist, daß sich die sofortige Rückführung des Absperrventils in die Schließstellung analog dem Vorgang bei Abschaltung oder Stromausfall vollzieht. Dagegen ist eine Wiederinbetriebnahme des defekthalber geschlossenen Ventils erst nach Behebung des Federschadens möglich, um zu verhindern, daß die verbleibende Schließfederkraft überbeansprucht wird und gegebenenfalls auch noch ausfällt. Danach hört auch die Signalisierung der Störung auf.

5 Ansprüche,
1 Figur.

Claims (5)

Schutzansprüche

1. Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung für ein von einem Elektromotor gegen die Kraft einer Schließfeder betätigtes Absperrventil für Gase oder Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schließrichtung wirkende Ventilfederkraft von mindestens zwei Schraubenzugfedern (6) gebildet wird, die auf der einen Seite über ein Schwenkhebelglied (4) an der Antriebswelle (2) angreifen und auf der anderen Seite an einem Auslöseorgan befestigt sind, das bei Defekt einer jeden Zugfeder (6) den elektrischen Schalter (11) für den Antriebsmotor (1) beaufschlagt.

2. Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß das Auslöseorgan innerhalb einer Halterung über axial bewegliche Stifte (8) verfügt, die gegen die Kraft von Druckfedern (9) auf Zug beanspruchbar sind und auf der Gegenseite über eine gemeinsame Hebelmechanik (10) mit dem Betätigungsglied des elektrischen Schalters (11) gekoppelt sind.

3. Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer Querschlitzung (5) zur Kupplung mit dem Antriebsmotor (1) versehene Schwenkhebelglied (4) auf der Ventilwelle (2) eine Gleitfläche (7) für das Aufwinden der Zugfedern (6) aufweist.

4. Elektro-mechanicche Sicherungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter (11) für eine Umschaltung der Spannung vom Antriebsmotor (1) auf eine Signaleinrichtung, beispielsweise ein Lichtsignal (12), ausgebildet ist.

5. Elektro-mechanische Sicherungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil über einen Ventilteller (3) verfügt, der durch die Drehbewegung der Antriebswelle (2) vom Ventilsitz weg aus dem Strömungsweg des Gases oder der Flüssigkeit heraus verschwenkbar ist.