DE69921960T2

DE69921960T2 - Druckmittel-angetriebenes Betätigungsglied eines Ventils

Info

Publication number: DE69921960T2
Application number: DE1999621960
Authority: DE
Inventors: Antonio Marinoni; Ignazio Paris; Santo Rota; Libero Trapletti
Original assignee: Air Torque SpA
Current assignee: Air Torque SpA
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2019-09-25
Also published as: IT1310299B1; EP1033496B1; ES2232062T3; US6173740B1; ATE282774T1; DE69921960D1; ITMI990424A1; EP1033496A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochgradig flexibles Fluid-betriebenes Ventil-Steuerungs-Betätigungselement.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fluid-betriebenes Ventil-Steuerungs-Betätigungselement, das sich sowohl an europäische und US-Standards anpassen lässt.
Es ist bekannt, dass industrielle Ventile gewöhnlich gesteuert werden, indem man Fluid-betriebene Betätigungselemente bzw. Stellglieder verwendet, welche von zwei einander gegenüberliegenden Kolben gebildet werden, von denen jeder mit einer Zahnstange ausgestattet ist, deren Zähne mit einer Welle im Eingriff stehen, die im rechten Winkel zu der Translationsbewegung, welche die Kolben ausführen können, angeordnet ist.
Die Translationsbewegung der Kolben infolge der Zufuhr eines Fluids, wie zum Beispiel Luft oder Öl, bewirkt die Drehung der Welle, die mit dem Schaft eines Ventils verbunden ist, das mittels des Betätigungselements geöffnet oder geschlossen werden soll.
Auf diese Weise gestattet es die Betätigung der Kolben, das durch das Betätigungselement gesteuerte Ventil zu öffnen oder zu schließen.
Der ISO-Standard schreibt vor, dass der Ventilschaft in einen quadratischen Sitz eingreifen muss, der am unteren Ende der Welle ausgebildet ist und so angeordnet ist, dass seine Seiten parallel bzw. senkrecht zur Richtung der Translationsbewegung der Kolben sind.
Der europäische Standard ermöglicht (wie bevorzugt wird) die Option, dass man den Sitz unter einem 45°-Winkel in Bezug zur Bewegungsrichtung der Kolben anordnet, die mittels ihrer Zahnstange mit der Welle in Eingriff treten.
Dementsprechend ist es wegen der zwei verschiedenen Standards notwendig, Wellen herzustellen, die verschiedene Konfigurationen aufweisen. Die Welle zur Betätigung des Ventilschaftes, der von dem Fluidbetriebenen Betätigungselement gesteuert wird, weist in der Tat am entgegengesetzten Ende zu dem Eingriff mit dem Ventilschaft Anzeigemittel auf, die es der Bedienungsperson gestatten, die augenblickliche Position des gesteuerten Ventils zu überprüfen.
Zu diesem Zweck sind die Anzeigemittel, die am oberen Ende der Welle angeordnet sind, das am weitesten von dem Ende zu dem Eingriff mit dem Ventilschaft entfernt liegt, unterschiedlich voreingestellt, je nachdem, ob sie das Öffnen eines Ventils gemäß europäischem Standard oder das Öffnen eines Ventils gemäß US-Standard anzeigen müssen.
Selbstverständlich bringt diese Tatsache eine Erhöhung der Herstellungskosten mit sich, da es notwendig ist, bei der Herstellung der Wellen und der entsprechenden Anzeigemittel die beiden Arten von Standard zu berücksichtigen.
Eine Lösung für diese Art von Nachteil hat darin bestanden, das Ende der Welle, das mit dem Ventilschaft in Eingriff tritt, mit einem achteckigen Sitz zu versehen, so dass eine Anpassung an die beiden Arten von Standard erfolgt.
Jedoch ist diese Lösung unter dem Gesichtspunkt des Eingriffs zwischen dem Sitz der Welle und dem Schaft des zu steuernden Ventils unbefriedigend, da die wegen der Betätigung der Kolben des Fluid-betriebenen Betätigungselements von der Welle auf den Ventilschaft aufgebrachten Kräfte ein Verrutschen des Wellensitzes auf dem Ventilschaft verursachen können, was dementsprechend die ordnungsgemäße Betätigung des Ventils verhindert.
Die US-A-3 982 725 offenbart ein Ventil-Betätigungselement, das eine Kombination von Merkmalen aufweist, wie im Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 angegeben.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fluidbetriebenes Ventil-Steuerungs-Betätigungselement bereit zu stellen, das an die verschiedenen Arten von gegenwärtig anwendbarem Ventilschaft-Steuerungs-Standard angepasst werden kann.
Innerhalb des Umfangs dieses Ziels ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fluid-betriebenes Ventil-Steuerungs-Betätigungselement bereit zu stellen, bei dem der Eingriff zwischen dem Wellensitz und dem Schaft des zu steuernden Ventils immer optimal ist, und zwar ungeachtet der Art von Standard, die für die Ausrichtung des Ventilschafteingriffssitzes anwendbar ist.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fluid-betriebenes Ventil-Steuerungs-Betätigungselement bereit zu stellen, bei dem die Mittel zum Anzeigen der Position des zu steuernden Ventils dieselben sind, und zwar ungeachtet der Art von Standard, die von dem Sitz für den Eingriff der Welle mit dem Schaft des zu steuernden Ventils erfüllt werden müssen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fluid-betriebenes Ventil-Steuerungs-Betätigungselement bereit zu stellen, das äußerst zuverlässig und verhältnismäßig leicht und zu wettbewerbsfähigen Kosten bereit zu stellen ist.
Erfindungsgemäß wird ein Fluid-betriebenes Ventil-Steuerungs-Betätigungselement bereitgestellt, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung von bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsformen des Fluid-betriebenen Betätigungselements gemäß der Erfindung ersichtlich, die anhand von nicht einschränkenden Beispielen in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
1 eine Querschnittsansicht eines Fluid-betriebenen Betätigungselements gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 ist eine teilweise geschnittene und weggeschnittene Draufsicht auf das Fluid-betriebene Betätigungselement bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 ist eine teilweise geschnittene und weggeschnittene Draufsicht auf das Fluid-betriebene Betätigungselement bei einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Betätigungsmittels des Schaftes eines Ventils, das bei dem Fluid-betriebenen Betätigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist; und
5 ist eine weitere perspektivische Ansicht des in 4 dargestellten Betätigungsmittels.
Unter Bezugnahme auf die obigen Figuren umfasst das allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Fluid-betriebene Betätigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung einen Körper 2 zur Aufnahme von zwei einander gegenüberliegenden Kolben 3, von denen jeder mit einer Zahnstange 4 zum Eingriff mit einem jeweiligen Ritzel 5 versehen ist, das in einem mittleren Teil einer Welle 6 zur Betätigung eines Schaftes eines Ventils ausgebildet ist, welches mittels des Betätigungselements gesteuert werden soll.
Die Welle 6 ist in einem unteren Bereich mit einem Sitz 7 zum Eingriff mit dem Schaft eines Ventils (nicht dargestellt) versehen, der ein quadratisches Profil aufweist und entweder so angeordnet werden kann, dass seine Seiten parallel und senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kolben 3 sind, wie in 2 dargestellt, oder unter einem 45°-Winkel in Bezug zur Bewegungsrichtung der Kolben 3.
Die Besonderheit der Erfindung liegt in der Tatsache, dass das obere Ende der Welle 6, das entgegengesetzt zu demjenigen Ende angeordnet ist, in dem der Sitz 7 ausgebildet ist, achteckig ist und mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet ist.
Das achteckige obere Ende 9 der Welle 6 ist mit Mitteln 10 zum Anzeigen des offenen oder geschlossenen Zustands des gesteuerten Ventils verbunden.
Die Anzeigemittel 10 sind zweckmäßig als Kappe ausgebildet, die zur Verbindung mit dem achteckigen Ende 9 der Welle 6 angepasst ist, und sind in einem oberen Bereich mit einem Schlitz 11 versehen, der dazu bestimmt ist, eine visuelle Überprüfung des Zustands des gesteuerten Ventils zuzulassen und die Welle/den Verbinder des Steuerzubehörs zu bewegen. Der Schlitz 11 weist einen breiteren Mittelteil 12 auf, durch den Eingriffsmittel hindurchtreten, die angepasst sind, um die Anzeigemittel 10 am achteckigen Ende 9 der Welle 6 durch Einführen in eine im achteckigen Ende 9 der Welle 6 ausgebildete Öffnung 12 zu befestigen.
Auf diese Weise können die Anzeigemittel 10 mit dem Ende 9 der Welle 6 verbunden werden, wobei ihre anfängliche Ausrichtung entsprechend der zwischen dem Sitz 7 des Ventils 6 und dem Ventilschaft vorgesehenen Verbindung gewählt wird.
Ungeachtet der Erfüllung von europäischen oder ISO-Standards weist daher die Welle 6, wie auch immer ihre Ausrichtung mit dem entsprechenden Sitz 7 in Bezug zur Bewegungsrichtung der Kolben 3 ist, zugehörige Anzeigemittel 10 auf, die entsprechend ausgerichtet werden können, so dass es nicht notwendig ist, in Abhängigkeit von der Art des Standards, der erfüllt werden muss, spezielle Wellen 6 und entsprechende Anzeigemittel bereit zu stellen.
Zweckmäßig besitzen die Anzeigemittel 10 einen Sitz 15 zur Verbindung mit dem achteckigen oberen Ende 9 der Welle 6; der Sitz ist ebenfalls achteckig, so dass er einen Eingriff mit dem achteckigen Ende 9 gestattet.
Um den Zustand des zu steuernden Ventils deutlich anzuzeigen, kann zweckmäßig der Schlitz 11 verwendet werden, der bereits die Aufgabe hat, den Zustand des Ventils anzuzeigen, indem zusätzliche Anzeigemittel eingesetzt werden, die aus einer Entfernung deutlich sichtbar sind.
1 zeigt einen der Kolben 3, mit dem elastische Mittel 14 verbunden sind, die den Rückhub des Kolbens im Anschluss an eine Unterbrechung der Fluid-betriebenen Betätigung gestatten. Es ist natürlich auch möglich, doppeltwirkende Kolben 3 bereit zu stellen, d.h. Kolben, bei denen der Hub des Kolbens für beide Richtungen durch das Einspritzen von Fluid bestimmt wird.
Zweckmäßig weist die Welle rotationsbegrenzende Mittel 20 auf, die formschlüssig darauf angeordnet sind und angepasst sind, um gegen zwei Anstoß- oder Anschlagelemente 21 anzuschlagen, um die Drehung der Welle 6 zu begrenzen.
In der Praxis ist beobachtet worden, dass das Fluid-betriebene Betätigungselement gemäß der Erfindung das angestrebte Ziel und die angestrebten Aufgaben voll erfüllt, da es erlaubt, dass ungeachtet des anwendbaren Standards, der erfüllt werden soll, eine einzige Art von Betätigungswelle mit entsprechenden Anzeigemitteln bereit gestellt wird.
Außerdem gestattet der quadratische Eingriffssitz der Welle zum Eingriff mit dem Ventilschaft eine bessere Übertragung von Kräften zum Öffnen oder Schließen des Ventils.
Da eine Erfüllung des Standards ausschließlich eine unterschiedliche Ausrichtung der Welle und daher des entsprechenden Sitzes zum Eingriff mit dem Ventilschaft mit sich bringt, ist außerdem der Einbau des Betätigungselements gemäß der Erfindung besonders schnell, da es die Verbindung der Anzeigemittel mit dem achteckigen Ende der Ventilschaft-Betätigungswelle lediglich erforderlich macht, die besagten Mittel auszurichten, bevor sie auf dem achteckigen Ende angeordnet werden.
Das so ausgedachte Fluid-betriebene Betätigungselement ist für zahlreiche Abwandlungen und Veränderungen empfänglich, die sämtlich innerhalb des Umfangs des erfindungsgemäßen Gedankens liegen; alle diese Einzelheiten können außerdem gegen andere technische äquivalente Elemente ausgetauscht werden.
In der Praxis können die verwendeten Materialien, solange sie mit dem spezifischen Gebrauch kompatibel sind, ebenso wie die Abmessungen entsprechend den Anforderungen und dem Stand der Technik beliebig sein.
Dort, wo in irgend einem Anspruch erwähnte technische Merkmale von Bezugszeichen gefolgt sind, sind diese Bezugszeichen für den alleinigen Zweck einer Verbesserung der Lesbarkeit der Ansprüche eingeschlossen worden, und dementsprechend haben derartige Bezugszeichen keinerlei einschränkende Wirkung auf die Auslegung von jeglichem Element, das durch solche Bezugszeichen beispielhaft gekennzeichnet ist.

Claims

Ein Fluid-betriebener Ventil-Steuerungs-Betätigungselement (1), der einen Körper (2) umfasst, in dem zwei einander gegenüberliegende Kolben (3) untergebracht sind, wobei jeder Kolben (3) mit einer Zahnstange (4) ausgestattet und ausgebildet ist, um in eine Welle (6) zur Betätigung eines Schafts eines Ventils einzugreifen, wobei ein Ende (9) der Antriebswelle (6), das gegenüber einem Ende liegt, das ausgebildet ist, um in den Schaft einzugreifen, zum Eingreifen in ein Mittel (10) zum Anzeigen des Öffnens/Schließens des Ventils geformt ist, gekennzeichnet durch einen quadratischen Eingriffs-Sitz (7) am Ende der Antriebswelle (6), der ausgebildet ist, um in den Ventilschaft einzugreifen, und wobei das Ende (9) der Antriebswelle (6), das gegenüber dem Ende liegt, das ausgebildet ist, um in den Schaft einzugreifen, achteckig geformt ist, und das Anzeige-Mittel eine Kappe (10) umfasst, die mit einem achteckigen Sitz (15) ausgestattet ist, um das achteckige Ende (9) der Antriebswelle (6) aufzunehmen.
Das Fluid-betriebene Betätigungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (10) in einem oberen Bereich mit einem Schlitz (11) zur visuellen Anzeige der Position des Ventils ausgestattet ist, das von der Antriebswelle (6) betätigt wird.
Das Fluid-betriebene Betätigungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das achteckige Ende (9) der Antriebswelle (6) ein Loch (12) zur Befestigung der Kappe (10) hat.
Das Fluid-betriebene Betätigungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (6) rotationsbegrenzende Mittel (20) hat, die darauf verkeilt sind und die ausgebildet sind, um an zwei Anstoß-Elemente (21) anzustoßen.